حالت های فیزیکی پروپیلن در دماهای مختلف و فشارها چیست؟

سلام! من به عنوان یک تأمین کننده پروپیلن ، اغلب در مورد حالتهای فیزیکی پروپیلن تحت درجه حرارت و فشارهای مختلف سؤال می کنم. این یک موضوع فوق العاده مهم است ، به خصوص برای افراد موجود در صنایعی که از پروپیلن در فرآیندهای خود استفاده می کنند. بنابراین ، بیایید به درستی شیرجه بزنیم و این موضوع را با جزئیات کشف کنیم.

اول از همه ، بیایید بفهمیم پروپیلن چیست. پروپیلن ، همچنین به عنوانسوق دادن، یک گاز بی رنگ با بوی ضعف نفتی است. این یک ساختمان اصلی در صنعت پتروشیمی است که در تولید طیف گسترده ای از محصولات مورد استفاده قرار می گیرد ، از پلاستیک گرفته تا لاستیک مصنوعی. همچنین می توانید بررسی کنیدپروپیلن R1270وتپروپیلن کاس 115-07-1برای اطلاعات بیشتر

حالتهای فیزیکی در شرایط استاندارد

در دما و فشار استاندارد (STP) ، که به عنوان 0 درجه سانتیگراد (273.15 K) و 1 جو (101.325 kPa) تعریف شده است ، پروپیلن به عنوان گاز وجود دارد. این امر به این دلیل است که نیروهای بین مولکولی بین مولکول های پروپیلن نسبتاً ضعیف هستند. انرژی جنبشی مولکول ها در STP به اندازه کافی بالا برای غلبه بر این نیروها است و به مولکولها اجازه می دهد تا آزادانه و مستقل حرکت کنند ، مشخصه یک حالت گازی.

ساختار مولکولی پروپیلن ، با پیوند مضاعف آن بین دو اتم کربن ، خاصیت فیزیکی و شیمیایی خاصی به آن می بخشد. پیوند دوتایی باعث می شود مولکول در مقایسه با آلکان ها واکنش پذیر تر شود ، اما همچنین بر نیروهای بین مولکولی نیز تأثیر می گذارد. وزن مولکولی نسبتاً کم پروپیلن (42.08 گرم در مول) نیز به حالت گازی آن در STP کمک می کند.

تأثیر دما بر وضعیت فیزیکی

از آنجا که ما شروع به تغییر دما می کنیم ، وضعیت فیزیکی پروپیلن می تواند به میزان قابل توجهی تغییر کند. هنگامی که دما را پایین می آوریم ، انرژی جنبشی مولکول های پروپیلن کاهش می یابد. در دمای معینی ، به نام نقطه جوش ، مولکول ها دیگر انرژی کافی برای ماندن در حالت گازی ندارند و آنها شروع به متراکم کردن به یک مایع می کنند.

نقطه جوش پروپیلن تقریباً -47.6 درجه سانتیگراد (-53.7 درجه فارنهایت) است. بنابراین ، اگر پروپیلن را زیر این دما خنک کنیم ، به یک مایع تبدیل می شود. به عنوان مثال ، در فرآیندهای صنعتی که پروپیلن نیاز به ذخیره یا حمل و نقل به صورت قابل کنترل تر دارد ، می توان آن را به دمای زیر نقطه جوش خود خنک کرد و به عنوان یک مایع ذخیره کرد. این کار اغلب در مخازن تحت فشار انجام می شود تا خیلی سریع از تبخیر مایع جلوگیری شود.

از طرف دیگر ، اگر دمای بالای نقطه جوش را افزایش دهیم ، پروپیلن در حالت گازی باقی می ماند. با افزایش دما بیشتر ، گاز پر انرژی تر می شود و حجم آن طبق قانون چارلز افزایش می یابد (V₁/T₁ = V₂/T₂ ، جایی که V حجم است و T درجه حرارت در کلوین است) ، با فرض اینکه فشار ثابت است.

در دماهای بسیار بالا ، پروپیلن می تواند تحت ترک خوردگی حرارتی قرار بگیرد. این فرایندی است که در آن مولکول های پروپیلن به مولکولهای کوچکتر تجزیه می شوند. به عنوان مثال ، در دمای حدود 800 تا 900 درجه سانتیگراد ، پروپیلن می تواند به اتیلن و متان شکسته شود ، که در صنعت پتروشیمی نیز مهم هستند.

تأثیر فشار بر وضعیت جسمی

فشار همچنین نقش مهمی در تعیین وضعیت فیزیکی پروپیلن دارد. طبق اصل لو چاتلیر ، وقتی فشار روی گاز را افزایش می دهیم ، در اصل مولکول ها را به هم نزدیک می کنیم. این احتمال برهم کنش های بین مولکولی را افزایش می دهد و می تواند باعث متراکم شدن گاز به یک مایع شود.

در دمای ثابت ، اگر فشار بر روی گاز پروپیلن را افزایش دهیم ، می توانیم آن را مجبور کنیم حتی بالاتر از نقطه جوش طبیعی آن ، مایع را به مایع برساند. به عنوان مثال ، در برخی از کاربردهای صنعتی ، پروپیلن در فرم مایع خود تحت فشار زیاد ذخیره می شود. این امر باعث می شود مقدار بیشتری از پروپیلن در یک حجم معین در مقایسه با ذخیره آن به عنوان گاز ذخیره شود.

نکته مهم پروپیلن یک مفهوم مهم هنگام بحث در مورد تأثیر فشار و دما در کنار هم است. نقطه بحرانی با دمای بحرانی (91.9 درجه سانتیگراد) و فشار بحرانی (4.6 مگاپاسکال) تعریف شده است. بالاتر از دمای بحرانی ، هیچ فشار فشار نمی تواند باعث ایجاد گاز شود. در نقطه بحرانی ، تمایز بین حالتهای مایع و گازی از بین می رود و این ماده در یک وضعیت فوق بحرانی وجود دارد. پروپیلن فوق بحرانی دارای خواص منحصر به فردی مانند حلالیت بالا و ویسکوزیته پایین است که باعث می شود در فرآیندهای استخراج و واکنش خاص مفید باشد.

نمودار فاز پروپیلن

نمودار فاز یک نمایش گرافیکی از حالتهای فیزیکی یک ماده به عنوان تابعی از دما و فشار است. برای پروپیلن ، نمودار فاز مرزهای بین حالتهای جامد ، مایع و گازی را نشان می دهد.

مرز جامد - مایع در نمودار فاز کمی به سمت راست می رود. این نشان می دهد که با افزایش فشار ، نقطه ذوب پروپیلن کمی افزایش می یابد. مرز مایع - گاز از نقطه سه گانه شروع می شود ، یعنی دما و فشار که در آن هر سه مرحله (جامد ، مایع و گاز) می توانند در تعادل همزیستی شوند. برای پروپیلن ، نقطه سه گانه در دمای و فشار بسیار کم اتفاق می افتد.

نمودار فاز ابزاری ارزشمند برای صنایعی است که پروپیلن را اداره می کنند. این امر در تعیین شرایط بهینه برای ذخیره سازی ، حمل و نقل و پردازش پروپیلن کمک می کند. به عنوان مثال ، اگر یک شرکت بخواهد پروپیلن را به عنوان مایع ذخیره کند ، می تواند از نمودار فاز برای یافتن ترکیب مناسب دما و فشار استفاده کند تا اطمینان حاصل شود که پروپیلن در حالت مایع باقی مانده است.

کاربردهای صنعتی مبتنی بر حالتهای فیزیکی

دانش حالات فیزیکی پروپیلن در درجه حرارت و فشارهای مختلف در کاربردهای مختلف صنعتی بسیار مهم است. در تولید پلی پروپیلن ، که یکی از پلاستیک های پرکاربرد است ، پروپیلن اغلب در حالت گازی آن استفاده می شود. واکنش پلیمریزاسیون در یک راکتور صورت می گیرد که گاز پروپیلن به همراه یک کاتالیزور معرفی می شود. شرایط واکنش ، از جمله دما و فشار ، با دقت کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که خواص مورد نظر پلی پروپیلن حاصل می شود.

در تولید پروپیلن اکسید ، که در ساخت پلی اورتان ها استفاده می شود ، بسته به فرآیند خاص ، می توان از پروپیلن در حالت مایع یا گازی استفاده کرد. برخی از فرآیندها از پروپیلن مایع استفاده می کنند زیرا امکان کنترل بهتر واکنش و بازده بالاتر را فراهم می کند.

ملاحظات ایمنی

هنگام برخورد با پروپیلن در حالتهای مختلف جسمی ، ایمنی از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان یک گاز ، پروپیلن بسیار قابل اشتعال است. این مخلوط مواد منفجره با هوا در طیف گسترده ای از غلظت ها (2.0 - 11.1 ٪ از نظر حجم هوا) تشکیل می دهد. بنابراین ، اقدامات تهویه و ایمنی مناسب هنگام دست زدن به گاز پروپیلن مورد نیاز است.

هنگامی که پروپیلن در حالت مایع خود قرار دارد ، در صورت تماس با پوست می تواند باعث ایجاد سرمازدگی شود. این امر به این دلیل است که تبخیر سریع مایع مقدار زیادی گرما را از پوست جذب می کند. علاوه بر این ، ذخیره و حمل و نقل پروپیلن مایع برای جلوگیری از نشت و اطمینان از یکپارچگی ظروف به تجهیزات ویژه نیاز دارد.

پایان

در نتیجه ، وضعیت فیزیکی پروپیلن به دما و فشار بسیار وابسته است. در STP ، این یک گاز است ، اما با تغییر این شرایط می توانیم آن را به یک مایع یا حتی جامد تبدیل کنیم. درک این تغییرات برای صنایعی که از پروپیلن استفاده می کنند ، از تولید کنندگان پتروشیمی گرفته تا افراد درگیر در تولید کالاهای مصرفی ضروری است.

اگر در بازار پروپیلن با کیفیت بالا ، خواه به آن به صورت گازی یا مایع نیاز دارید ، من برای کمک به شما اینجا هستم. من می توانم اطلاعات مفصلی را در مورد بهترین شرایط برای کنترل و استفاده از پروپیلن بر اساس نیازهای خاص شما در اختیار شما قرار دهم. برای شروع بحث در مورد نیازهای پروپیلن خود احساس راحتی کنید. بیایید با هم کار کنیم تا راه حل مناسبی برای تجارت خود پیدا کنیم.

منابع

• Atkins ، P. ، & De Paula ، J. (2014). شیمی فیزیکی. انتشارات دانشگاه آکسفورد.
• چانگ ، R. (2010). شیمی مک گرا - هیل.
• پری ، RH ، و گرین ، DW (1997). کتابچه راهنمای مهندسان شیمی پری. مک گرا - هیل.