امروزه مواد شیمیایی مختلفی در جهان مورد استفاده قرار میگیرند که هر یک از آنها دارای مشخصات خاص خود هستند. تولید این مواد تحت نظر بهترین متخصصان صورت میگیرد تا خطرات مربوط به استفاده از آنها کاهش پیدا کند. پروپن یا پروپیلن از جمله همین مواد شیمیایی پرکاربرد است.
قطعاً میپرسید که پروپیلن چیست؟ پروپن (معمولاً با نام پروپیلن شناخته میشود)، مانند اتن، یک شاخه مهم شامل تعداد زیادی از ترکیبات شیمیایی است که نهایتاً منجر به ساخت پلیمر افزایشی، پلی(پروپن)، میشود. با این
حال، برخلاف اتن، پروپن به سرعت واکنشهای جایگزینی را تجربه میکند که منجر به ایجاد مجموعهای گسترده از ترکیبات کاربردی خواهند شد.
در ادامه با این مقاله از سایت یزدلایی همراه باشید تا با یکدیگر به بررسی کامل مواردی همچون کاربردهای کلی پروپیلن، نحوه تولید آن در کارخانههای مختلف، ویژگیهای کلی این ماده مهم و همچنین خطراتی که برای ما و محیط زیست بهوجود میآورد بپردازیم.
محصولاتی که با پروپن (پروپیلن) ساخته میشوند
دادهها برای سال ۲۰۱۵، جی. اس. پلاتکین، مسئله پروپیلن، انجمن شیمی آمریکا، ۲۰۱۶.
در بخش اول پاسخ به این پرسش که پروپیلن چیست باید به مهمترین کاربردهایی این ماده جهت ساخت سایر محصولات اشاره کنیم. این موضوع منجر به بهبود درک شما از روند مصرف پروپن در صنایع امروزی دارد که خود امری مهم است. به طور کلی، کاربرد پروپیلن در تولید مواد شیمیایی دیگر شامل موارد زیر است:
- پروپنال (آکرولئین) که به اسید پروپانوئیک (اسید اکریلیک) تبدیل میشود و به نوبه خود برای ساخت پلیمرهای آکریلیک استفاده خواهد شد.
- پروپیونیتریل (آکریلونیتریل) که مونومر پلی(پروپیونیتریل) است.
- کومن (بنزن (۱-متیلاتیل) یا ایزوپروپیلبنزن) که برای تولید فنل و پروپانون (آستون) استفاده میشوند.
- اپوکسیپروپان (اکسید پروپیلن) که برای تولید دیالها جهت ساخت پلییورتانها کاربرد دارد.
- بوتانال (بوتیرالدئید) و در نتیجه بوتانول، که بهعنوان پوششهای سطحی استفاده میشود.
دادههای موجود در تصویر مربوط به تولید جهانی است. با اینحال، این دادهها از کشور به کشور متفاوت هستند. بهعنوان مثال، نسبت استفاده از پلی(پروپن) در امریکای شمالی تنها ۵۵٪ و در اروپا ۵۷٪ و ۹۰٪ در خاورمیانه است. نسبت جهانی استفاده برای تولید اپوکسیپروپان (اکسید پروپیلن) ۷٪ است، اما ۱۵٪ پروپن در اروپا برای تولید اپوکسید مورد بهرهبرداری قرار میگیرد. در ادامه پاسخ به این پرسش که پروپیلن چیست به تولید سالانه این ماده مهم میپردازیم.
تولید سالانه پروپن (پروپیلن)
| جهان | ۹۴ میلیون تن |
| آسیا و اقیانوسیه باز | ۲۷ میلیون تن |
| اروپا | ۱۵ میلیون تن |
| ایالات متحده | ۱۳ میلیون تن |
| خاورمیانه | ۷.۵ میلیون تن |
تولید پروپن (پروپیلن)
تحقیقات و توسعه بسیاری بر روی یافتن روشهای تولید پروپن بدون اتن تمرکز دارند. این روشها به عنوان فرآیندهای OPP شناخته میشوند.
به طور معمول، پروپان به وسیله شکستن کاتالیتیک به پروپن تبدیل میشود. در ایالات متحده پروپان را از گاز شیل و به کمک فرایند فراکینگ استخراج میکنند.
مورد دیگر، فرآیند MTP (متانول به پروپن) است که مثالی از فرآیند MTO (متانول به الفینها) است (الفین نام قدیمی سری همولوگ مرتبط با الکنها بوده). متانول میتواند توسط اتر دی متیل به اتن و پروپن با خلوص بالا تبدیل شود. بخار متانول از روی آلومینا در دمای حدود ۶۰۰ کلوین عبور میکند. در نهایت مخلوط متعادلی از متانول، اتر دی متیل و بخار آب تولید میشود که حاوی حدود ۲۵٪ متانول است:
سپس این مخلوط گازی از روی یک تخته زئولیت با تعداد اتمهای کربنی از ۲ تا ۸ عبور میکند. این فرآیند مشابه فرآیندی است که برای تولید هیدروکربنهای مورد استفاده در بنزین، فرآیند MTG (از متانول به گازوئیل) استفاده میشود که در کاربرد پروپیلن نیز اثر دارد.
مطالعه کنید: خرید ساک دستی تبلیغاتی ساخته شده با مواد بهداشتی
واکنش بین اتن و بوتنها
روش دیگری که چشماندازهای امیدوارکنندهای دارد، واکنشی است که بین اتن و بوتنها ایجاد میشود:
اتن میتواند با تجزیه آب اتانول زیستی با استفاده از کاتالیست سیلیکا یا آلومینا به دست آید. بوتنها (بوت-۱-ن و بوت-۲-ن) میتوانند با تجزیه آب بیوبوتانول یا با بیواتن به دست آیند. بیوبوتانول از مجموعههای متنوعی رودیمیوم، تیتانیوم و دیگر فلزات تهیه میگردد این امر برای پاسخ به پرسش «پروپیلن چیست» اهمیتی اساسی دارد:
سپس یک مخلوط از اتن و بوتن گرم میشود و از روی یک کاتالیست جامد بر پایه ترکیبات آلی مولیبدن(IV) و تنگستن(IV) (کاتالیستهای شروک) و ترکیبات اورگانو-روتنیوم (II) (کاتالیستهای گرابس) عبور میکند:
مقادیر کمی کوک بر روی کاتالیست رسوب میشود و با گذراندن هوای گرم از طریق راکتور، دوباره جدا خواهد شد. روش نخست تقریباً ۵۶٪ و شکستن کاتالیتیک گازوئیل تقریباً ۳۷٪ از تولید جهانی پروپن را تشکیل میدهد. با این حال، فرآیندهای جدید همراه در حال تغییر هستند و در حال حاضر تا ۱۵٪ از پروپن تولیدشده به کمک آنها شکل میگیرد.
روش دیگر برای تولید پروپن استفاده از گاز سنتز و اتانول است. گاز سنتز (اکسید کربن و هیدروژن) برای تبدیل بیواتانول به پروپان-۱-آل به کار میرود:
این واکنش با استفاده از نمک مرکب روتنیوم-کبالت به عنوان کاتالیست انجام میشود. همچنین کاتالیستی بر پایه مولیبدن نیز در حال استفاده است:
شیمی اتن (اتیلن) و پروپن (پروپیلن)
تمام پیوندهای C-H در اتن بسیار قوی هستند و بنابراین اکثر واکنشهای آن شامل اضافه شدن به پیوند دوگانه است.
مطالعه کنید: پارچه هوشمند چیست
به همین ترتیب، پروپن ۳ پیوند C-H قوی دارد و واکنشهای اضافهای را تجربه میکند (به عنوان مثال، پلیمریزاسیون به پلی(پروپن) و پروپن به اپوکسیپروپان).
با این حال، پیوندهای C-H در گروه متیل نسبت به آن ضعیفتر هستند و پروپن واکنشهای زیادی دارد که در آن پیوند دوگانه حفظ شده و گروه متیل واکنشهای جایگزینی را تجربه میکند.
تولید اپوکسیپروپان (اکسید پروپیلن)
اپوکسیپروپان به سه روش اصلی تولید میشود:
واکنش پروپن با محلول آبی کلر به منظور تشکیل مخلوطی از ۱-کلروپروپان-۲-آل (۹۰٪) و ۲-کلروپروپان-۱-آل (۱۰٪). اپوکسیپروپان (اکسید پروپیلن) با اضافه کردن محلول هیدروکسید سدیم یا هیدروکسید کلسیم تشکیل میشود. به عنوان مثال:
واکنش پروپن با یک هیدروپروکسید مانند ۱، ۱-دیمتیلاتیل هیدروپروکسید.
به نظر شما معنای تحت فشار پروپیلن چیست؟ تحت فشار دیمتیلاتیل هیدروپروکسید با استفاده از نمک مذاب مولیبدن به عنوان کاتالیست از دمای حدود ۴۰۰ کلوین عبور میکند:
واکنش پروپن با پراکسید هیدروژن. کارخانههای جدیدجهت تولید مقادیر زیاد از پراکسید هیدروژن احداث شدهاند. در این کارخاهها پراکسید با پروپن به طور مستقیم واکنش میکند و بر کاربرد پروپیلن میافزاید:
اگرچه پراکسید هیدروژن تولید هزینهبری دارد، اما مقیاس بزرگ به همراه هزینههای کم مرتبط با پساب، این فرآیند جدید را بسیار جذاب میکند.
تولید بوتانال (بوتیرالدئید) و بوتانول
بوتانال توسط گذراندن پروپن، اکسید کربن و هیدروژن روی یک نمک جامد کبالت (فرآیندی به نام فرآیند اوکسو یا هیدروفرمیلاسیون) تولید میشود:
کاربردهای عمومیتر برای پروپیلن
پروپن یک ترکیب مناسب و مهم در زمینه شیمی و صنعت است. برخی از مهمترین کاربردهای عمومی پروپن را میتوان موارد زیر دانست:
- تولید پلیمر: پروپن یک بلوک ساختمانی کلیدی برای تولید پلی پروپیلن، یکی از پلیمرهای ترموپلاستیک است که به طور گسترده ای مورد استفاده قرار میگیرد. پلی پروپیلن در مواد بسته بندی، منسوجات، قطعات خودرو و کالاهای خانگی استفاده میشود.
- سوخت و انرژی: پروپن میتواند به عنوان یک سوخت پاک در فرایندهای مختلف استفاده شود.
- واسطههای شیمیایی: پروپن به عنوان یک واسطه در تولید مواد شیمیایی مختلف مانند اکسید پروپیلن، اکریلونیتریل و بوتیرالدئید عمل میکند. این مواد شیمیایی در تولید پلاستیک، رزین، پوشش، چسب و الیاف مصنوعی استفاده میشود.
- لاستیک مصنوعی: پروپن برای تولید لاستیکهای مصنوعی مانند پلی ایسوبوتیلن و پلی بوتادین استفاده میشود. این لاستیکها در تولید تایر، مواد اب بندی و محصولات مختلف الاستومری کاربرد دارند. این گزینه برای پاسخ به پرسش پروپیلن چیست اهمیت دارد.
- حلال: پروپن به عنوان یک حلال در کاربردهای صنعتی، به ویژه در فرمول بندی پوششها، رنگها، جوهرها و مواد تمیز کننده استفاده میشود. این یکی از مهمترین انواع کاربرد پروپیلن است که باید به آن توجه کرد.
- مبرد: پروپن به عنوان یک جزء در برخی از مخلوطهای مبرد هیدروفلوئوروکربن (HFC) استفاده میشود و اثر کمتری بر گرمایش جهانی (GWP) را در مقایسه با مبردهای قدیمیتر مانند هیدروکلروفلوئوروکربن ها (HCFCs) دارد.
- همچنین در ساخت پارچههای نبافته بهداشتی مانند اسپان باند نیز از این موارد استفاده میشود.
سایر موارد مهم
- بهداشت: پروپن در تولید پلی پروپیلن پزشکی استفاده میشود که برای دستگاههای پزشکی مانند سرنگ، ویال و ظروف کاربرد دارد.
- مواد شیمیایی کشاورزی: پروپن برای تولید مواد شیمیایی کشاورزی مانند علفکشها و حشرهکشها استفاده میشود و به محافظت از محصولات در برابر آفات و علفهای هرز کمک میکند.
- بازدارندههای شعله: پروپن یک پیشرو برای تولید بازدارندههای شعله است که به مواد مختلف اضافه میشوند تا مقاومت خود در برابر آتش را افزایش دهند.
- سوخت در محصولات آئروسل: پروپن بهعنوان یک پیشرانه در محصولات آئروسل، از جمله اقلام مراقبت شخصی مانند دئودورانت، اسپری مو و خوشبوکننده هوا استفاده میشود.
این موارد نشان دهنده کاربردهای گسترده پروپن در صنایع مختلف هستند و آن را به یک ترکیب شیمیایی ارزشمند و همهکاره تبدیل میکند. مطالعه کنید: الیاف طبیعی چیست
مشخصات شیمیایی کامل
| خصوصیت | مقدار/توضیح |
| فرمول شیمیایی | C3H6 |
| وزن مولکولی | تقریباً ۴۲.۰۸ گرم/مول |
| فرمول ساختاری | CH3CH=CH2 |
| نام IUPAC | پروپن |
| نامهای رایج | پروپیلن، متیلاتیلن |
| حالت فیزیکی | گاز بیرنگ در دمای اتاق |
| بو | بویی کم و کمی شیرین |
| دمای ذوب | -۱۸۵.۲°C (-301.4°F) |
| دمای جوش | -۴۷.۶°C (-53.7°F) |
| حلالیت | مخلوطپذیر |
| قابلیت اشتعال | گازی قابل اشتعال |
| فشار بخار | ۴۸۰ کیلوپاسکال در °C (68°F) 20 |
| واکنشپذیری | به طور کلی پایدار است، واکنشهای افزودنی مانند پلیمرشدن و اکسایش را تجربه میکند. |
تولید پروپیلین در داخل کشور خودمان
به راستی اهمیت تولید پروپیلن چیست؟ با وجود استفاده از انواع مختلف فن اوری در تولید پروپیلن، صنعت تولید این ترکیب ارزشمند در ایران کارامد نیست. با این حال، ایران به دلیل منبع ارزشمند و ارزان گاز طبیعی و موقعیت جغرافیایی ان با ویژگیهای مناسب، پتانسیل بالایی در گسترش و توسعه صنعت تولید پروپان دارد.
خطرات مربوط به این ماده
- اشتعال پذیری و خطرات انفجاری : پروپن بسیار قابل اشتعال است و میتواند ترکیبات انفجاری خاصی را با هوا تشکیل دهد. حتی در غلظتهای نسبتاً پایین، میتواند بهراحتی در معرض یک منبع احتراق قرار گیرد و خطر آتشسوزی و انفجار قابل توجهی را ایجاد کند.
- خطر خفگی: پروپن یک خفهکننده ساده است، به این معنی که میتواند اکسیژن را در فضاهایی با تهویه ضعیف، محدود کند. این امر منجر به کمبود اکسیژن و خفگی بالقوه میشود (اگر اقدامات احتیاطی مناسب انجام نشود).
- اثرات بهداشتی ناشی از استنشاق: استنشاق طولانی مدت بخار پروپن میتواند منجر به تحریک تنفس، سرگیجه، تهوع و سردرد شود. غلظت بالای آن ممکن است اثرات شدیدتری از جمله مشکل در سیستم عصبی مرکزی ایجاد کند.
- پلیمریزاسیون واکنشی : پروپن میتواند تحت شرایط خاصی تحت پلیمریزاسیون خود به خودی قرار گیرد.
- سوزش پوست و چشم : تماس مستقیم با پروپن میتواند باعث تحریک پوست، قرمزی و حتی سوختگیهای شیمیایی شود.
- اثرات زیست محیطی: پروپن یک گاز گلخانهای است و آلودگی هوا را افزایش خواهد داد. انتشار گازهای گلخانهای میتواند اثرات منفی بر کیفیت هوا داشته باشد و به تخریب محیط زیست کمک کند.
- مواد ناسازگار: پروپن میتواند بهشدت با عوامل اکسیدکننده قوی مانند کلر یا بروم واکنش نشان دهد و بهطور بالقوه باعث آتش سوزی، انفجار یا انتشار گاز سمی شود. اما سایر خطرات پروپیلن چیست؟
مطالعه کنید: ویسکوز چیست
سایر خطرات
- خطرات ذخیرهسازی: با توجه به ماهیت قابل اشتعال آن، عدم پیروی از پروتکلهای مناسب میتواند منجر به آتش سوزی، انفجار و … شود.
- خطرات حمل و نقل: هنگام حمل و نقل پروپن، خطر نشت افزایش مییابد و این امر بهطور بالقوه مردم و محیط زیست را در معرض خطر قرار میدهد.
- خطرات بهداشتی حرفهای : کارگرانی که پروپن را بدون اقدامات حفاظتی مناسب استفاده میکنند در معرض خطرات آن قرار میگیرند.
سخن پایانی
در این متن سعی کردیم تا به این پرسش که پروپیلن چیست پاسخ دهیم. همانطور که گفته شد، این ماده خاص که از آن با نام پروپن نیز یاد میکنند یکی از ضرورترین مواد شیمیایی در عصر حاضر است که کاربردهای گوناگونی دارد. افرادی که از پروپن استفاده میکنند باید تمام اقدامات ایمنی را بهمنظور محافظت از خود در برابر خطرات آن به کار بگیرند.
پروپن به سه روش مختلف تولید میشود که در مورد آنها نیز اطلاعاتی را ارائه دادیم. ویژگیهای خاص پروپن این ماده را به یک محصول شیمیایی متمایز تبدیل کرده است. چنانچه به شکل مناسبی از پروپن استفاده شود، میزان خطرات آن به شکل قابل توجهی کاهش پیدا میکنند که خود یک امر مثبت است.
با توجه به موارد گفته شده میتوان بیان کرد که کشورمان ایران موقعیت بسیار مناسبی جهت تولید این ماده دارد. اگر صنایعی که در این زمینه فعالیت میکنند دست بهکار شوند، میتوانند بهخوبی جایگاه نخست تولید پروپن در خاورمیانه و یا حتی کل آسیا را تصاحب کنند. امیدواریم که از مطالعه این مطلب لذت برده باشید. همچنین میتوانید از بخش محصولات شرکت یزدلایی دیدن کنید که تمامی محصولات ما مانند حوله یک بار مصرف عمده را تهیه کنید.
