WikiDer > Propenoxid

Propenoxid
Strukturformel und Molekülmodell
Strukturformel von Propylenoxid
Allgemeines
Molekularformel	C3huh6Ö
IUPAC-Name	Propylenoxid
Andere Namen	1,2-Epoxypropan, 2-Methyloxiran
Molmasse	58,07914 G/Maulwurf
LÄCHELN	CC1CO1
in Chile	1S/C3H6O/c1-3-24-3/h3H,2H2,1H3
CAS-Nummer	75-56-9
EG-Nummer	200-879-2
PubChem	6378
Beschreibung	Farblose Flüssigkeit mit etherartigem Geruch
Warnungen und Sicherheitsvorkehrungen
Achtung
H-Sätze	H224 - H302 - H312 - H315 - H319 - H332 - H335 - H340 - H350
EUH-Sätze	Nein
P-Sätze	P201 - P210 - P261 - P280 - P305 P351 P338 - P308 P313
UN-Nummer	1280
MAC-Wert	2,5 ppm
LD50 (Ratten)	(Oral) 380-1140 mg/kg
Physikalische Eigenschaften
Aggregatzustand	Flüssigkeit
Farbe	farblos
Dichte	0,83 g/cm²
Schmelzpunkt	−112°C
Siedepunkt	34 °C
Flammpunkt	−37 °C
Selbstentzündungstemperatur	449 °C
Dampfdruck	(bei 20°C) 59 × 103 pa
Gut löslich in	Wasser, Ethanol, Diethylether
Brechungsindex	1.365 - 1.367 (589 nm, 20°C)
Wenn nicht anders angegeben normale Bedingungen gebraucht (298.15k oder 25 °C, 1 Bar).
Portal    Chemie

Propenoxid (ebenfalls Propylenoxid oder 2-Methyloxiran genannt) ist a organische Verbindung Mit als Bruttoformel C₃huh₆O. Der Stoff kommt als farbloses, leicht entzündliches Flüssigkeit jetzt sofort ätherisch Geruch. Es ist löslich in Wasser, Ethanol und Diethylether.

Synthese

Im Kontrast zu Ethylen, die über partielle Oxidation mit Sauerstoff lässt sich ganz einfach umwandeln in Ethylenoxid, Propen ist auf diese Weise viel schwieriger umzuwandeln.

Chlorhydrin-Prozess

Das älteste kommerzielle Verfahren, eingeführt um 1910, ist das Chlorhydrin-Verfahren, das 2003 noch etwa 40 % der Weltkapazität ausmachte. Es ist ein komplexer Prozess mit hohen Investitionskosten. Propen und dichlor reagieren in Wasser auf (zwei Isomere von) Propylenchlorhydrin (nämlich 1-Chlor-2-propanol und 2-Chlor-1-propanol):

${displaystyle mathrm {H_{2}C{=}CHCH_{3} HOCl longrightarrow H_{2}ClC{-}CHOH{-}CH_{3} H_{2}OHC{-}CHCl{-}CH_{3} } }$

In einem zweiten Schritt wird diese Mischung mit a Base wie Kalziumhydroxid oder Kaliumhydroxid, verursachend Beseitigung stattfinden:

${displaystyle mathrm {H_{2}ClC{-}CHOH{-}CH_{3} KOH longrightarrow C_{3}H_{6}O KCl 2 H_{2}O} }$

Durch den Einsatz des hochgiftigen Chlorgases und die Bildung giftiger chlorierter Nebenprodukte und chlorhaltiger Abwässer ist sie zudem eine umweltschädliche Technologie.

Hydroperoxidation

Die zweite Generation von Propylenoxid-Produktionsprozessen verwendet die Hydroperoxidation eines Kohlenwasserstoffs, der dann mit Propylen reagiert, um Propylenoxid und ein Alkoholnebenprodukt zu bilden:

${displaystyle mathrm {R{-}HO_{2} longrightarrow ROOH} }$

${displaystyle mathrm {ROOH C_{3}H_{6} longrightarrow C_{3}H_{6}O ROH} }$

Dieses Nebenprodukt kann entweder als solches verkauft, zu einem kommerziell interessanten Produkt weiterverarbeitet oder über Austrocknung zu einer Alken und Hydrierung zum ursprünglichen Kohlenwasserstoff. wenn Katalysator für die Propenoxid-Reaktion, Metallverbindungen auf Basis von Molybdän, Titan oder Wolfram benutzt.

Diese Verfahren wurden ab 1970 industriell genutzt. Die beiden am häufigsten verwendeten sind das PO/TBA-Verfahren mit Isobutan als Kohlenwasserstoff und das PO/SM-Verfahren mit Ethylbenzol als Kohlenwasserstoff. Im PO/TBA-Prozess Methylpropan konvertiert zu tert-Butylhydroperoxid, das mit Propen zu Propenoxid und 2-Methyl-2-propanol reagiert (tert-Butanol). Dieser Alkohol kann als solcher verkauft werden oder nach Umwandlung in Isobuten weiter umgesetzt werden mit Methanol bis um Methyl-tert-butylether (MTBE), ein Additiv für Benzin.

Beim PO/SM-Verfahren wird Ethylbenzol zu Ethylbenzolhydroperoxid (EBHP) umgewandelt, das wiederum mit Propylen zu Propylenoxid reagiert und 1-Phenylethanol. Dieser Alkohol wird weiter zum kommerziell interessanten Styrol.

Diese Verfahren sind für das größte Produktionsvolumen von Propylenoxid verantwortlich, haben jedoch den Nachteil, dass sie von den Marktbedingungen für diese Nebenprodukte abhängig sind.

Eine moderne Variante, entwickelt von der japanischen Firma Sumitomo, startet ab starts cumol. Dieses wird mit Sauerstoff zu oxidiert Cumolhydroperoxid. Dieses reagiert mit Propen zu Propenoxid und -oxid 2-Phenyl-2-propanol. Letzteres wird über . wieder in Cumol umgewandelt Austrocknung bis um Alpha-Methylstyrol und Hydrierung zu Cumol, damit kein Nebenprodukt entsteht. Diese Technologie war 2003 in Gebrauch nehmen.

Ein weiteres modernes Verfahren ist die Reaktion von Propen und Wasserstoffperoxid zu Propylenoxid und Wasser, ohne weitere Nebenprodukte:

${displaystyle mathrm {C_{3}H_{6} H_{2}O_{2} longrightarrow C_{3}H_{6}O H_{2}O} }$

Auf der Website von BASF im Antwerpen ist eine nach diesem Verfahren gebaute Produktionseinheit, die sogenannte HPPO-Einheit (Wasserstoffperoxid zu Propylenoxid). Diese im Jahr 2008 in Betrieb genommene Einheit ist ein Gemeinschaftsunternehmen zwischen BASF und Dow Chemical und hat eine Auslegungskapazität von 300.000 Tonnen/Jahr.

Ein verwandtes Herstellungsverfahren ist die Hydrooxidation von Propylen mit Sauerstoff und Wasserstoff, wobei auch Propylenoxid und Wasser entstehen:

${displaystyle mathrm {C_{3}H_{6} O_{2} H_{2} longrightarrow C_{3}H_{6}O H_{2}O} }$

Ein selektives Katalysator ist notwendig, um Nebenreaktionen (Verbrennung von Propen und Bildung von Propan durch Hydrierung) zu unterdrücken. Ein Amerikaner Patent beschreibt ein Verfahren, bei dem die Reaktion in einem Lösungsmittel durchgeführt wird (z. B. Methanol oder Ethanol) unter Verwendung eines festen Verbundkatalysators auf Basis von Titansilikat, Palladium und Niob.

Anwendungen

Die größte Anwendung von Propylenoxid findet als Rohstoff bei der Herstellung von Polyetherole, einer der Grundbestandteile von Polyurethane. Es wird auch verwendet, um Propylenglykol machen, sowie Glykolether (wie 1-Methoxy-2-propanol = Propylenglykolmonomethylether), Dipropylenglykol, Propylencarbonat, Isopropanolamine und andere Chemikalien. Darüber hinaus wird es auch in Schmierstoffen, Tensiden, in Flammschutzmittel, als Lösungsmittel und Sterilisationsmittel.

Der weltweite Gesamtverbrauch an Propylenoxid wurde im Jahr 2003 auf 5,1 Millionen Tonnen geschätzt, davon entfielen etwa 90 % auf die Herstellung von Propylenglykol, Polyolen und Glykolethern.

Toxikologie und Sicherheit

Propenoxid kann bei hoher polymerisieren Temperatur oder unter dem Einfluss von Base, Säuren oder Metallchloride, mit Feuer oder Explosion als mögliche Folge. Es reagiert heftig mit Chlor, Ammoniak, starke Oxidationsmittel und Säuren, Feuer- und Explosionsgefahr. Der Dampf ist schwerer als Luft und kann sich am Boden ausbreiten; Fernzündung möglich.

Propenoxid kann durch Inhalation in den Körper aufgenommen werden Haut und durch Einnahme. Bei kurzzeitiger Exposition reizt die Substanz die Augen, die Haut und die Atemwege. Wiederholter oder längerer Kontakt kann die Haut empfindlich machen. Propenoxid ist möglich krebserregend für den Menschen.

Beim Verdampfen dieses Stoffes bei 20 °C kann sehr schnell eine gesundheitsschädliche Konzentration in der Luft erreicht werden.

Der Grenzwert für die Exposition gegenüber diesem Stoff wurde in den Vereinigten Staaten von Amerika auf 2 ppm (5 mg/m³) und in den Niederlanden auf 2,5 ppm (MAC-Wert als zeitgewichteter Durchschnitt über 8 Stunden). Die Geruchsschwelle beträgt 43 ppm. Dadurch entsteht auch bei bereits erreichten toxischen Konzentrationen kein Warngeruch. Die Explosionsgrenzen in Luft liegen zwischen 2 und 38,5%.

Externe Links

•  Internationale Chemikaliensicherheitskarte von Propenoxid
• (und) Daten von Propenoxid in der GESTIS-Stoffdatenbank des Deutschen Institut für Arbeitsschutz der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (WENN EIN) (JavaScript erforderlich)
• (und) Sicherheitsdatenblatt von Propylenoxid