ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ПРОПИЛЕНА СЕЛЕКТИВНЫМ ЭПОКСИДИРОВАНИЕМ ПРОПИЛЕНА ПЕРЕКИСЬЮ ВОДОРОДА

Окись пропилена (или пропиленоксид (формула C₃H₆O)) представляет собой бесцветную, низкокипящую, легколетучую жидкость со сладким эфирным запахом. Окись пропилена является высокореактивным химическим веществом, используемым в качестве промежуточного продукта для производства нескольких коммерческих материалов. Он легко вступает в реакцию с соединениями, содержащими активные атомы водорода, такими как спирты, амины и кислоты. Поэтому окись пропилена используется во всем мире для производства универсальных продуктов в виде полиэфирполиолов (полигликолевые эфиры), пропенгликоли и пропенгликолевые эфиры [1, c. 4].

Несмотря на то, что было разработано множество синтетических способов получения окиси пропилена, рассмотрим только наиболее важные процессы, которые нашли применение в современной химической промышленности.

Прямое использование перекиси водорода для эпоксидирования пропилена является гораздо более интересным как с экологической, так и с экономической точек зрения, поскольку единственным побочным продуктом является вода (схема 1).

                                                        (1)

Подходящий катализатор был найден компанией ENI в конце 1970-х годов, которая запатентовала использование силикалита титана-1 (TS-1) для прямого эпоксидирования пропилена перекисью водорода  (процесс HPPO). Катализатор TS-1 открыл возможность использования перекиси водорода в качестве окисляющего реагента, позволяя использовать его в виде водного раствора без дезактивации катализатора. С использованием этого катализатора реакция осуществляется при умеренных условиях (около 40 °C) [1, c. 6].

Большое влияние на каталитическую активность TS-1 в реакциях эпоксидирования олефинов оказывает растворитель. Проникая в микропоры катализатора, протонный растворитель стабилизирует титан-гидропероксидный комплекс за счет образования водородной связи [2, c. 12].

В малотоннажных процессах основного органического синтеза использование перекиси водорода в качестве окислителя является более предпочтительным, так как снижается стоимость технологического оборудования за счет отсутствия необходимости создания высоких давлений и температур.  Перекись водорода термодинамически нестабильна и разлагается с образованием воды и кислорода (ΔН_о= -98,2 кДж∙моль ^-1):

2Н₂О₂ ⇆ 2Н₂О + О₂

Разложение перекиси водорода катализируется примесями различной природы и при контакте с активной поверхностью, в частности катализатора; на стабильность водных растворов перекиси водорода влияет величина рН среды.

В промышленности конверсия перекиси водорода не удается довести до 100 % и, в результате чего, на выходе из реактора эпоксидирования накапливаются небольшие количества перекиси водорода, что может привести к самопроизвольному распаду перекиси водорода на стадии разделения продуктов эпоксидирования [3, c. 5].

Есть много недочетов и недостатков, но процесс НРРО все равно остается более эффективным процессом в производстве окиси пропилена с перекисью водорода. Окись пропилена является важным продуктом основного органического синтеза. Обладая рядом ценных свойств, он находит широкое применение и пред­ставляет собой важное промежуточное звено в цепочках большого числа крупно­тоннажных органических синтезов. Продукты, получаемые на его основе, являются востребованными во многих отраслях промышленности.