丙烯的(简介,制备)
Release Time:2021-05-31丙烯的简介
丙烯,是工业生产的最重要的有机化合物之一。它在室温下是一种气体,由三个碳原子和氢原子组成。它是一种非常活泼的分子,因为它有一个双键。丙烯倾向于进行在室温下向其添加化合物的反应。它常用于塑料和溶剂。丙烯与乙烯一样,是大量化学品(包括加成聚合物聚(丙烯))的重要组成部分。然而,与乙烯不同的是,丙烯很容易发生取代反应,从而产生多种重要的化学品。
丙烯有两种合成方法。一种是作为石油精炼的副作用。另一种是通过称为裂化的程序,用于生产气体乙烯。 天然气或直链汽油与蒸汽一起在极高的温度下加热并产生丙烯、乙烯和其他有机化合物。它也是通过燃烧有机物自然产生的。由丙烯合成的产品包括多种有机化合物,其中许多是塑料的组成部分,一些合成的工业化合物是碳氢化合物的聚合物,它们由碳原子和氢原子组成。一个例子是一组有价值的塑料,例如聚丙烯,它是一种长链聚合物,每隔一个碳上有一个甲基。与下一个碳相比,甲基的位置会影响塑料的性能。聚丙烯用于包装和医疗,例如疝气贴片。它用于注塑成型和制造纤维。聚丙烯非常耐热,可以进行高压灭菌循环并进行消毒。这使得它对医学和实验室用途非常有用。
丙烯的制备
多年来,绝大多数比例的丙烯是通过三种工艺生产的,与乙烯相比,需要的丙烯量有所增加,很多研究和开发都集中在寻找无乙烯生产丙烯的方法上。这些被称为OPP过程(目的丙烯)。现在有三种被大量使用。
(i)丙烷催化裂化
越来越多的丙烷被催化裂化成丙烯,使用与用于裂化瓦斯油的催化裂化装置相同的催化裂化装置:
在美国,越来越多的丙烷从通过压裂法提取的页岩气中获得。
(ii) MTO(甲醇制烯烃)工艺
已开发的另一种工艺是通过甲醇(通过合成气从生物质生产),即 MTP(甲醇制丙烯)工艺,它是 MTO(甲醇制烯烃)工艺的一个例子。甲醇可以通过二甲醚转化为高纯度的乙烯和丙烯。甲醇蒸汽通过约 600 K 的氧化铝。 生成甲醇、二甲醚和蒸汽的平衡混合物,其中含有约 25% 的甲醇:
然后这种气体混合物通过沸石床的形式,鼓励对碳原子数从2到8的烯烃的高选择性。然而,通过使用经过酸处理的沸石,几乎所有的烯烃都是丙烯。通过将丙烯冷却为液体,然后对液体进行分馏来净化丙烯。这是一个类似的过程,用于制造碳氢化合物用于汽油,MTG(甲醇到汽油)过程。
(iii)乙烯与丁烯的反应
另一种有希望的方法是从乙烯和丁烯中提取:
生物基乙烯可以用硅/氧化铝或氧化铝催化剂将生物乙醇脱水得到。丁烯(1-丁烯和2-丁烯)可以通过生物丁醇脱水或生物乙烯二聚来生产。乙烯与1-丁烯的二聚是通过加热的乙烯在浸渍过渡金属配合物的沸石上进行的。各种铑、钛和其他金属配合物的使用:
然后,在固定床反应器中加热乙烯和丁烯的混合物,并通过一种基于钼(IV)和钨(IV)有机化合物(Schrock催化剂)和有机钌(II)化合物(Grubbs催化剂)的固体催化剂:
少量焦炭沉积在催化剂上,并通过使热空气通过反应器不时除去。2010年,蒸汽裂解约占全球产量的56%,瓦斯油催化裂解约占全球产量的37%。 其余大部分是从煤生产石油和真空下裂解瓦斯油制成的。 然而,新工艺的使用越来越多,现在约占丙烯产量的 15%,预计到 2020 年将占生产丙烯的约 25%,蒸汽裂解约占 42%, 开裂约 33%。另一种生产丙烯的方法是通过合成气和乙醇。 合成气(一氧化碳和氢气)用于将生物乙醇转化为丙醇:
该反应由钌钴络盐催化。 钼基催化剂也被使用,因为它更能抵抗原料中含硫杂质的中毒。随后,丙-1-醇脱水成丙烯: