Kaedah penyediaan propana epoksi

Propane epoksi, juga dikenali sebagaiPropelin oksida, Adalah perantaraan kimia penting yang digunakan secara meluas dalam pengeluaran polyurethanes, glycols, dan surfactants. Kepelbagaian dan kepentingan perindustrian menjadikan pengeluarannya memproses bidang penyelidikan dan pembangunan yang penting. Terdapat beberapaKaedah penyediaan propana epoksi, Masing-masing berbeza-beza dalam kecekapan, kesan alam sekitar dan kos. Dalam artikel ini, kami akan meneroka kaedah penyediaan yang paling biasa, menggariskan prinsip mereka dan menilai kelebihan dan cabaran mereka.

1. Chlorohydrin proses

YangProses chlorohydrinAdalah salah satu kaedah tertua dan paling tradisional untuk menyediakan propana epoksi. Dalam proses ini, propylene bertindak balas dengan klorin dan air untuk membentuk propylene chlorohydrin. Tindak balas biasanya dijalankan dalam medium berair di bawah keadaan suhu dan tekanan terkawal. Langkah-langkah utama yang terlibat adalah:

Langkah 1: pengklorinan

Propelin berklorin menggunakan gas klorin, menghasilkan propelin chlorohydrin sebagai pertengahan. Tindak balas ini boleh dijalankan di bawah keadaan ringan, menjadikannya agak mudah dikawal.

Langkah 2: Dehydrochlorination

Dalam langkah kedua, propylene chlorohydrin dirawat dengan asas, seperti kalsium hidroksida, natrium hidroksida, atau kapur, untuk menghapuskan asid hidroklorik dan menghasilkan propana epoksi.

Kelebihan dan cabaran

Proses chlorohydrin telah digunakan selama beberapa dekad, tetapi ia mempunyai kebimbangan alam sekitar yang ketara disebabkan oleh pengeluaran produk sampingan seperti klorin dan asid hidroklorik, yang boleh membawa kepada pencemaran alam sekitar dan isu-isu kakisan. Selain itu, kaedah ini memerlukan pengendalian bahan kimia berbahaya, meningkatkan kebimbangan keselamatan dalam operasi perindustrian. Walaupun kelemahan ini, ia kekal satu kaedah yang digunakan secara meluas, terutamanya di kawasan-kawasan di mana klorin boleh didapati.

2. Pengoksidaan langsung dengan hidrogen peroksida

Pendekatan yang lebih moden dan mesra alam kepadaPenyediaan propane epoksiAdalahKaedah pengoksidaan langsung, Yang menggunakanHidrogen peroksidaSebagai oksidan. Kaedah ini semakin popular kerana proses pembersih dan ketiadaan produk sampingan yang berbahaya.

Langkah 1: pengoksidaan terpilih

Dalam kaedah ini, propylene teroksida menggunakan hidrogen peroksida dengan kehadiran pemangkin yang sesuai, seperti silicalite titanium (TS-1). Pemangkin memastikan epoxidation terpilih propelin tanpa menjana hasil sampingan yang tidak diingini.

Langkah 2: pembentukan propana epoksi

Hidrogen peroksida mengoksidakan propylene terus membentuk propana epoksi dalam satu langkah. Tindak balas biasanya berlaku di bawah keadaan yang ringan dan menghasilkan air sebagai hasil sampingan penapaian sahaja, menjadikannya tidak berbahaya alam sekitar.

Kelebihan dan cabaran

Kaedah ini dianggap lebih hijau berbanding proses chlorohydrin kerana ia mengelakkan penggunaan klorin dan pengeluaran produk sampingan berklorin. Walau bagaimanapun, kos hidrogen peroksida dan bahan pemangkin boleh menjadi lebih tinggi, dan mengekalkan aktiviti pemangkin dari semasa ke semasa masih menjadi cabaran. Walau bagaimanapun, kaedah pengoksidaan langsung telah mendapat daya tarikan dalam industri yang memberi tumpuan kepada proses kemampanan dan mesra alam.

3. Pengoksidaan tidak langsung melalui peroksida organik

Satu lagi kaedah perindustrian melibatkanPengoksidaan tidak langsung propelinMenggunakan peroksida organik, seperti ethylbenzene hydroperoksida. Kaedah ini adalah proses dua langkah:

Langkah 1: pengoksidaan Ethylbenzene

Ethylbenzene teroksida untuk membentuk ethylbenzene hydroperoksida, yang kemudiannya digunakan untuk bertindak balas dengan propelin. Pengoksidaan ini boleh dilakukan dengan cekap kehadiran pemangkin, seperti sebatian berasaskan molibdenum.

Langkah 2: pemindahan oksigen ke Propylene

Dalam langkah kedua, hydroperoksida ethylbenzene memindahkan oksigen ke propelin, mengakibatkan pembentukan propane epoksi dan 1-phenylethanol sebagai satu hasil sampingan penapaian.

Kelebihan dan cabaran

Kelebihan proses ini terletak pada selektiviti yang tinggi untuk pengeluaran propelin oksida. Walau bagaimanapun, pengeluaran bersama 1-phenylethanol boleh merumitkan proses, memerlukan tambahan pemisahan dan pembersihan langkah. Di samping itu, peroksida organik boleh sensitif kepada haba dan tekanan, meningkatkan kebimbangan keselamatan semasa pengendalian dan penyimpanan.

4. Perak-Catalyzed pengoksidaan propelin

YangPengoksidaan catalyzed perakDaripada propylene adalah satu lagi kaedah yang telah dibangunkan untuk penyediaan propana epoksi. Dalam proses ini, pemangkin berasaskan perak digunakan untuk mengoksidakan propelin kehadiran oksigen untuk menghasilkan propelin oksida secara langsung.

Langkah 1: pengoksidaan Propylene

Di bawah keadaan terkawal, propilena dioksidakan ke atas pemangkin perak pada suhu tinggi. Perak menggalakkan pembentukan terpilih propana epoksi.

Kelebihan dan cabaran

Kaedah ini masih dalam pembangunan dan kurang biasa digunakan dalam industri. Ia menawarkan potensi untuk laluan yang lebih mudah dan lebih langsung ke propana epoksi, tetapi cabaran itu terletak pada mengawal pengoksidaan untuk mengelakkan pengoksidaan dan pembentukan produk sampingan yang tidak diingini, seperti karbon dioksida dan air. Pengoptimuman tambahan prestasi pemangkin diperlukan sebelum kaedah ini boleh menjadi berdaya maju secara komersial.

Kesimpulan

YangKaedah penyediaan propana epoksiAdalah pelbagai, masing-masing menawarkan kelebihan dan cabaran yang unik. Proses chlorohydrin adalah mantap tetapi menimbulkan kebimbangan alam sekitar dan keselamatan. Kaedah moden, seperti pengoksidaan langsung dengan hidrogen peroksida, menawarkan alternatif yang lebih hijau dengan penjanaan sisa yang minimum, manakala pengoksidaan tidak langsung menggunakan peroksida organik sangat selektif tetapi kompleks. Akhir sekali, pengoksidaan perak-catalyzed membentangkan potensi masa depan yang menjanjikan. Sebagai industri beralih ke arah amalan yang lebih mampan, peningkatan dan inovasi yang berterusan dalam pengeluaran propana epoksi akan memainkan peranan penting dalam mengimbangi daya maju ekonomi dengan tanggungjawab alam sekitar.