L'ossido di propilene (PO) è un liquido incolore ma estremamente infiammabile derivato dal petrolio greggio. PO è utilizzato in diverse applicazioni industriali, ma la maggior parte viene utilizzata per produrre polioli che sono i mattoni per polioli polietere (ad es. schiume, rivestimenti, adesivi) e glicole propilenico (ad es. bottiglie in PET, fibre, mobili).
Ci sono diversi processi di produzione attualmente disponibili per la produzione di PO. Alcuni di questi processi creano co-prodotti (ad es. cloridrina «CH-PO», stirene «SM-PO» e metil tert-butil etere «MTBE-PO») e altri sono privi di derivati (ad es. perossido di idrogeno «HP -PO» e cumene «CU-PO»). Di questi processi, si ritiene che HP-PO abbia l'impronta ambientale più piccola.
Questa Application Note di processo è incentrata sul monitoraggio del processo HP-PO del perossido di idrogeno (H2O2) online utilizzando un analizzatore di processo antideflagrante a causa dell'ambiente di produzione pericoloso. L'analisi online facilita un'elevata resa di produzione di ossido di propilene riducendo i costi con un basso consumo di materia prima, oltre a garantire un ambiente di lavoro sicuro per gli operatori che lavorano in questo processo altamente pericoloso
L'ossido di propilene (PO) è un importante prodotto intermedio per diversi mercati a causa della sua vasta gamma di applicazioni che sono utilizzate prevalentemente nelle industrie del poliuretano e dei solventi.
La produzione mondiale di PO supera i 10 milioni di tonnellate all'anno [1]. Questo mercato è ancora in crescita e con esso la necessità di un processo di produzione più efficiente in termini di costi e rispettoso dell'ambiente. I metodi di produzione dell'OP sono disponibili sia con che senza materiali di sottoprodotto (Tabella 1). A seconda del mercato di questi sottoprodotti, uno o più di questi processi possono essere ampiamente utilizzati a livello globale in qualsiasi momento.
| Processes with co-products | Derivative-free processes |
|---|---|
| Chlorohydrin «CH-PO» | Cumene «CU-PO» |
| Styrene «SM-PO» | Hydrogen Peroxide «HP-PO» |
| Methyl tert-butyl ether «MTBE-PO» |
Il processo da perossido di idrogeno a ossido di propilene («HP-PO») crea PO da propene (C3H6) e perossido di idrogeno (H2O2) utilizzando un catalizzatore di silicato di titanio (Reazione 1). Questo processo è preferito rispetto ad altri poiché ha il minor impatto ambientale rispetto a tutte le altre tecnologie esistenti. Inoltre, è stato dimostrato che garantisce elevate rese di PO con la sola acqua come sottoprodotto.
H2O2 presente in un solvente metanolo viene utilizzato come unico agente ossidante ed è la materia prima critica e parametro chiave per misurare il tasso di conversione completo in PO. Pertanto, c'è una forte richiesta di monitoraggio del processo online accurato e robusto durante l'intero processo di reazione HP-PO.
Considerando la natura pericolosa di questo processo, le tecniche di misurazione online sono fondamentali per motivi di sicurezza. L'H2O2 può essere accuratamente monitorato nell'effluente del reattore primario utilizzando una soluzione di analisi in linea progettata per aree estremamente pericolose (Figura 1).
Inoltre, l'analisi delle concentrazioni residue di H2O2 nelle testate del reattore di finitura a monte della sezione di recupero del propene assicura che il perossido di idrogeno non reagito sia strettamente monitorato per le misure di controllo dopo il reattore di epossidazione (Figura 1).
A causa dell'ambiente pericoloso in questi impianti di produzione, è necessario adottare rigorose precauzioni di sicurezza con tutte le apparecchiature di produzione e di processo. L'analizzatore di processo ADI 2045TI Ex proof (ATEX) di Metrohm Process Analytics (Figura 2) è conforme a tutti i requisiti di sicurezza elettrica ed è specificamente progettato per l'elaborazione ad alta produttività in aree pericolose.
Il perossido di idrogeno viene analizzato utilizzando un agente complessante seguito da una misurazione colorimetrica con sonda a immersione.
| Analita | Effluente del reattore primario (%) | Effluente del reattore di finitura (%) |
|---|---|---|
| H2O2 | 0–2 | 0–0.25 |
- Protezione degli asset aziendali con allarmi integrati a limiti di avviso specificati
- Analisi accurata dell'umidità nella matrice igroscopica del campione
- Ambiente di lavoro più sicuro per i dipendenti (alte temperature e pressioni, autopolimerizzazione, ATEX)
- Aumento della resa del prodotto con un processo produttivo ottimizzato: più redditività
- Kawabata, T.; Yamamoto, J.; Koike, H.; Yoshida, S. Trends and Views in the Development of Technologies for Propylene Oxide Production; Sumitomo Kagaku, 2019; pp 4–11.
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