Hydrat hóa của Propylene: Phản ứng Equation

các chất hữu cơ có một vị trí quan trọng trong cuộc sống của chúng tôi. Họ là những polyme thành phần chính đó là tất cả xung quanh chúng ta: đó là túi nhựa và cao su, cũng như nhiều vật liệu khác. Polypropylene bao gồm trong loạt bài này không phải là bước cuối cùng. Nó cũng được bao gồm trong các vật liệu khác nhau và được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp như xây dựng, một nhà sử dụng như một nguyên liệu cho ly nhựa và (nhưng không phải trên quy mô sản xuất) nhỏ khác cần. Trước khi chúng ta nói về một quá trình như vậy, như hydrat hóa của propylen (nhờ đó, bằng cách này, chúng ta có thể có được rượu isopropyl), nhìn vào lịch sử của sự phát hiện của chất thiết yếu này cho ngành công nghiệp.

câu chuyện

Như vậy, ngày khai mạc của propylen không. Tuy nhiên, polyme của nó - Polypropylene -was thực sự mở ra vào năm 1936 bởi nhà hóa học nổi tiếng người Đức Otto Bayer. Tất nhiên, về mặt lý thuyết, nó được biết đến như một người có thể nhận được một vấn đề quan trọng như vậy, nhưng trong thực tế đây không phải là thành công. Nó chỉ thành công trong giữa thế kỷ XX khi Đức và các nhà hóa học Ý và Ziegler Nutt mở không bão hòa chất xúc tác polyme hydrocacbon (có một hoặc nhiều liên kết đôi), và sau đó được gọi là: chất xúc tác Ziegler-Natta. Tính đến thời điểm này nó là hoàn toàn không thể làm cho phản ứng trùng hợp của các chất đó đã biến mất. Họ được biết đến phản ứng polycondensation, khi chất xúc tác mà không ảnh hưởng chất kết nối với chuỗi polymer, từ đó hình thành các sản phẩm phụ. Nhưng với hydrocarbon không bão hòa không thành công.

Một quá trình quan trọng liên quan đến chất này, là hydrat hóa của mình. Propylen trong thời gian đầu của việc sử dụng nó là khá nhiều. Và tất cả điều này nhờ vào những công ty chế biến dầu khí khác nhau phát minh ra một propylene chữa bệnh (cũng đôi khi được gọi là một chất được mô tả). Cracking dầu thô là một sản phẩm phụ của, và khi nó bật ra rằng một dẫn xuất của chúng, cồn isopropyl, là cơ sở cho quá trình tổng hợp của nhiều chất hữu ích cho nhân loại, nhiều công ty, chẳng hạn như của BASF, cấp bằng sáng chế phương pháp của họ về sản xuất và tung ra một thương mại lớn trong kết nối này. Propylen Hydration đã được thử nghiệm và áp dụng trước khi trùng hợp là lý do acetone, hydrogen peroxide, isopropylamine bắt đầu sớm hơn để sản xuất polypropylene.

Một quá trình rất thú vị của tách propylene từ dầu mỏ. Đó là với anh bây giờ chúng ta quay.

Cô lập của propylen

Trên thực tế, trong một sự hiểu biết lý thuyết của phương pháp cơ bản là chỉ có một quá trình: dầu nhiệt phân và khí liên quan. Nhưng bây giờ triển khai công nghệ - chỉ là một biển. Thực tế là tất cả các công ty tìm cách để có được một cách độc đáo và bảo vệ bằng sáng chế của mình và các công ty tương tự khác cũng đang tìm kiếm những cách thức riêng của họ để vẫn thực hiện và bán propylene làm nguyên liệu hoặc biến nó thành một loạt các sản phẩm.

Nhiệt phân ( "Pyro" - lửa "lys" - sự hủy diệt) - phân tử hóa quá trình phân rã phức tạp và lớn thành nhỏ hơn dưới ảnh hưởng của nhiệt độ cao và chất xúc tác. Dầu, như được biết, là một hỗn hợp hydrocacbon bao gồm ánh sáng, trung bình và các phần phân đoạn nặng. Từ đầu tiên, trọng lượng phân tử rất thấp, và propylene và etan trong nhiệt phân. Quá trình này được thực hiện trong lò đặc biệt. Trong các nhà sản xuất tiên tiến nhất của công nghệ xử lý là khác nhau: một số cát được sử dụng như một chất làm mát, người kia - thạch anh, và những người khác - cốc; Bạn cũng có thể chia lò trong cấu trúc của chúng: có hình ống và thông thường, khi chúng được gọi là lò phản ứng.

Tuy nhiên, quá trình nhiệt phân sản xuất đủ prop sạch, như, ngoài anh, có được hình thành vô số các hydrocacbon, mà sau đó phải chia cách khá nhiều năng lượng. Vì vậy, để có được một loại vật liệu tinh khiết như được sử dụng cho khử của ankan tiếp theo hydrat hóa: trong trường hợp của chúng tôi - propan. Cũng như quá trình trùng hợp mô tả ở trên chỉ là không xảy ra. Cleavage từ hydro molkuly hạn chế hydrocarbon xảy ra dưới tác động của các chất xúc tác oxit hóa trị ba crom và oxit nhôm.

Nhưng trước khi chuyển sang những câu chuyện như thế nào quá trình hydrat hóa, nhìn vào cấu trúc của hydrocarbon không bão hòa của chúng tôi.

Đặc biệt là cấu trúc propylen

Propen chính nó - chỉ là thành viên thứ hai của một số anken (hydrocarbon với một liên kết đôi). Để dễ dàng, ông là chỉ đứng sau ethylene (từ đó, như bạn có thể đoán, hãy polyethylene - trọng lượng polymer trên thế giới). Trong propen trạng thái bình thường - khí như nó "tương đối" trong gia đình của alkan, propan.

Tuy nhiên, một sự khác biệt đáng kể propan từ propylene - là sau này có trong thành phần của nó một liên kết đôi, mà triệt để thay đổi tính chất hóa học của nó. Nó cho phép kết nối với một phân tử hydrocarbon không bão hòa các chất khác, trong đó một hợp chất thu được với tính chất hoàn toàn khác nhau thường là rất quan trọng đối với ngành công nghiệp và hộ gia đình.

Đó là thời gian để nói về lý thuyết phản ứng, trong đó, trên thực tế, là chủ đề của bài viết này. Trong phần tiếp theo, bạn sẽ học được hình thành một trong những sản phẩm quan trọng về mặt thương mại nhất, và như thế nào phản ứng này và những gì là những sắc thái trong đó khi propylen hydrat hóa.

Lý thuyết của hydrat hóa

Để bắt đầu, chúng ta hãy chuyển sang một quá trình tổng quát hơn - solvation - mà cũng bao gồm các phản ứng mô tả ở trên. chuyển đổi hóa học này, trong đó bao gồm việc gia nhập các phân tử dung môi để các phân tử của chất tan. Do đó họ có thể tạo thành một phân tử mới, hoặc cái gọi là solvat, - hạt bao gồm các phân tử chất tan và dung môi tương tác tĩnh điện có liên quan. Chúng tôi đang quan tâm đến việc chỉ có loại đầu tiên của vật liệu, bởi vì khi hydrat hóa của propylen là tốt nhất hình thành sản phẩm như vậy.

Trong phương pháp solvation trên các phân tử dung môi được gắn vào các chất tan, thu được hợp chất mới. Trong hóa học hữu cơ thuận lợi hình thành trong rượu hydrat hóa, xeton và aldehyt, nhưng có một số trường hợp khác, chẳng hạn như sự hình thành của glycol, nhưng họ sẽ không được thảo luận. Trong thực tế, quá trình này rất đơn giản, nhưng đồng thời là khá phức tạp.

cơ chế hydrat hóa

liên kết đôi, như được biết, bao gồm hai loại trái phiếu nguyên tử: pi và sigma trái phiếu. Pi-trái phiếu vỡ khi hydrat hóa lúc nào cũng là phản ứng đầu tiên, vì nó là ít mạnh (có năng lượng liên kết nhỏ hơn). Tại vỡ của nó tạo thành hai quỹ đạo trống của hai nguyên tử carbon liền kề có thể hình thành liên kết mới. Một phân tử nước tồn tại trong dung dịch theo hình thức hai hạt ion hydroxit và proton, có khả năng gia nhập phát nổ liên kết đôi. Trong đó các ion hydroxit được gắn vào nguyên tử cacbon trung ương và proton - đến cùng cực thứ hai. Như vậy, trong quá trình hydrat propylen được hình thành chủ yếu 1-propanol, hoặc rượu isopropyl. Đây là một vấn đề rất quan trọng, vì nó có thể để có được quá trình oxy hóa của acetone, được sử dụng với số lượng lớn trong thế giới chúng ta. Chúng tôi đang nói rằng nó được hình thành chủ yếu, nhưng điều này là không đúng. Tôi phải nói điều này: sản phẩm chỉ được hình thành bởi hydrat hóa của propylen, và điều này - rượu isopropyl.

Điều này, tất nhiên, tất cả sự tinh tế. Trong thực tế, tất cả mọi thứ có thể được dễ dàng hơn nhiều để mô tả. Và bây giờ chúng tôi biết làm thế nào để viết một chương trình học của một quá trình như hydrat hóa của propylen.

Phản ứng: làm thế nào nó sẽ xảy ra

Trong hóa học để biểu thị tất cả mọi thứ rất đơn giản: với sự giúp đỡ của các phương trình phản ứng. Đó là sự biến đổi hóa học của vấn đề đang được thảo luận có thể được mô tả theo cách này. Hydrat hóa của propylen, phương trình phản ứng là rất đơn giản và diễn ra trong hai giai đoạn. Đầu tiên phá vỡ pi-trái phiếu, một phần của một đôi. Sau đó, các phân tử nước trong các hình thức của hai hạt anion hydroxide và hydro cation, thích hợp cho phân tử propylen có thời gian hoạt động của hai ghế trống để hình thành liên kết. ion hydroxit tạo thành một liên kết với nguyên tử cacbon ít hydro hóa (ví dụ: với, mà một số lượng tối thiểu của các nguyên tử hydro), và một proton, tương ứng, - với một thái cực còn lại. Do đó, một sản phẩm duy nhất của: hạn chế rượu monohydric là isopropanol.

Làm thế nào để ghi lại một phản ứng?

Bây giờ chúng ta sẽ tìm hiểu làm thế nào để viết ngôn ngữ của phản ứng hóa học, phản ánh một quá trình như hydrat hóa của propylen. Một công thức đó là hữu ích đối với chúng ta: CH ₂ = CH - CH _3. Đây là công thức của nguyên liệu ban đầu - propylene. Như bạn thấy, nó có một liên kết đôi được chỉ định bởi các dấu "=", và ở nơi này sẽ prisoednyatsya nước khi hydrat hóa của propylen sẽ xảy ra. phương trình phản ứng có thể được viết như sau: CH ₂ = CH - CH ₃ + H ₂ O = CH ₃ - CH (OH) - CH _3. Các nhóm hydroxyl trong ngoặc có nghĩa là phần này không nằm trong mặt phẳng của công thức, và bên dưới hoặc cao hơn. Ở đây chúng ta không thể hiển thị các góc giữa ba nhóm, kéo dài từ nguyên tử cacbon trung bình, nhưng nói rằng họ là xấp xỉ bằng nhau và tạo nên tới 120 độ.

nó được sử dụng ở đâu?

Chúng tôi đã đề cập rằng thu được trong quá trình các chất phản ứng được sử dụng rộng rãi cho quá trình tổng hợp các chất quan trọng khác đối với chúng ta. Nó rất giống trong cơ cấu để acetone, mà từ đó nó chỉ khác ở chỗ thay vì đứng đó gidroksogrupp keto (ví dụ, nguyên tử oxy nối với nhau bằng một liên kết đôi với một nguyên tử nitơ). Như được biết, acetone tự được sử dụng trong vecni và các dung môi, nhưng ngoài ra, nó được sử dụng như một chất phản ứng để tổng hợp thêm các chất phức tạp hơn như polyurethan, nhựa epoxy, anhydrit axetic , và vân vân.

acetone sản xuất phản ứng

Chúng tôi nghĩ rằng nó rất hữu ích để mô tả sự biến đổi của rượu isopropyl, acetone, đặc biệt là từ phản ứng này không phải là quá phức tạp. Để bắt đầu, propanol và bốc hơi ở 400-600 độ C oksilyayut oxy tại một chất xúc tác đặc biệt. Một sản phẩm rất tinh khiết thu được bằng cách thực hiện các phản ứng trong một lưới bạc.

phương trình phản ứng

Chúng tôi sẽ không đi vào chi tiết của cơ chế phản ứng cho quá trình oxy hóa của propanol trong acetone vì nó là rất phức tạp. Nhốt phương trình chuyển hóa thông thường: CH ₃ - CH (OH) - CH ₃ + O ₂ = CH ₃ - C (O) - CH ₃ + H ₂ O. Như thể hiện trong Đề án tất cả khá đơn giản, nhưng nó là cần thiết để đi sâu hơn vào quá trình này, và chúng tôi sẽ phải đối mặt với một số khó khăn.

phần kết luận

Vì vậy, chúng tôi tháo dỡ quá trình hydrat hóa propylen và phương trình cho phản ứng nghiên cứu và các cơ chế xảy ra vi phạm. Coi các nguyên tắc công nghệ là nền tảng của quá trình thực tế đang diễn ra trong ngành công nghiệp. Khi nó bật ra, họ không phải là rất phức tạp, nhưng có một lợi ích thực sự cho cuộc sống hàng ngày của chúng tôi.