เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์โพรพิลีนฉันมักจะถูกถามเกี่ยวกับสถานะทางกายภาพของโพรพิลีนภายใต้อุณหภูมิและแรงกดดันที่แตกต่างกัน มันเป็นหัวข้อสำคัญสุด ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับผู้ที่ใช้โพรพิลีนในกระบวนการของพวกเขา ดังนั้นเรามาดำดิ่งลงไปและสำรวจรายละเอียดนี้
ก่อนอื่นเรามาเข้าใจกันว่าโพรพิลีนคืออะไร โพรพิลีนหรือที่รู้จักกันในชื่อโพรเพนเป็นก๊าซที่ไม่มีสีที่มีกลิ่นเหมือนปิโตรเลียมจาง ๆ มันเป็นสิ่งก่อสร้างที่สำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมีที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายตั้งแต่พลาสติกไปจนถึงยางสังเคราะห์ คุณสามารถตรวจสอบได้โพรพิลีน R1270และโพรพิลีน CAS 115-07-1สำหรับข้อมูลรายละเอียดเพิ่มเติม
สถานะทางกายภาพในสภาพมาตรฐาน
ที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (STP) ซึ่งกำหนดเป็น 0 ° C (273.15 K) และ 1 ชั้นบรรยากาศ (101.325 kPa) โพรพิลีนมีอยู่เป็นก๊าซ นี่เป็นเพราะแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลโพรพิลีนค่อนข้างอ่อนแอ พลังงานจลน์ของโมเลกุลที่ STP นั้นสูงพอที่จะเอาชนะแรงเหล่านี้ได้ทำให้โมเลกุลเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระและเป็นอิสระลักษณะของสถานะก๊าซ
โครงสร้างโมเลกุลของโพรพิลีนที่มีพันธะคู่ระหว่างสองอะตอมคาร์บอนให้คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีบางอย่าง พันธะคู่ทำให้โมเลกุลมีปฏิกิริยามากขึ้นเมื่อเทียบกับอัลเคน แต่ก็มีผลต่อแรงระหว่างโมเลกุล น้ำหนักโมเลกุลที่ค่อนข้างต่ำของโพรพิลีน (42.08 g/mol) ยังมีส่วนช่วยในสถานะก๊าซที่ STP
ผลของอุณหภูมิต่อสถานะทางกายภาพ
เมื่อเราเริ่มเปลี่ยนอุณหภูมิสถานะทางกายภาพของโพรพิลีนสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมีนัยสำคัญ เมื่อเราลดอุณหภูมิพลังงานจลน์ของโมเลกุลโพรพิลีนจะลดลง ที่อุณหภูมิที่แน่นอนเรียกว่าจุดเดือดโมเลกุลไม่มีพลังงานเพียงพอที่จะอยู่ในสถานะก๊าซอีกต่อไปและพวกเขาก็เริ่มควบแน่นเป็นของเหลว
จุดเดือดของโพรพิลีนอยู่ที่ประมาณ -47.6 ° C (-53.7 ° F) ดังนั้นถ้าเราเย็นโพรพิลีนต่ำกว่าอุณหภูมินี้มันจะเปลี่ยนเป็นของเหลว ตัวอย่างเช่นในกระบวนการอุตสาหกรรมที่ต้องจัดเก็บหรือขนส่งโพรพิลีนในรูปแบบที่จัดการได้มากขึ้นสามารถระบายความร้อนได้ถึงอุณหภูมิต่ำกว่าจุดเดือดและเก็บเป็นของเหลว สิ่งนี้มักจะทำในถังแรงดันเพื่อป้องกันไม่ให้ของเหลวระเหยเร็วเกินไป
ในทางกลับกันถ้าเราเพิ่มอุณหภูมิเหนือจุดเดือดโพรพิลีนจะยังคงอยู่ในสถานะก๊าซ เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นไกลออกไปก๊าซจะมีพลังมากขึ้นและปริมาณของมันจะเพิ่มขึ้นตามกฎของชาร์ลส์ (V₁/T₁ = V₂/T₂โดยที่ V คือปริมาตรและ T คืออุณหภูมิในเคลวิน)
ที่อุณหภูมิสูงมากโพรพิลีนสามารถผ่านการแตกร้าวด้วยความร้อน นี่คือกระบวนการที่โมเลกุลโพรพิลีนแบ่งออกเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่นที่อุณหภูมิประมาณ 800 - 900 ° C โพรพิลีนสามารถแตกเป็นเอทิลีนและมีเธนซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี
ผลของความดันต่อสถานะทางกายภาพ
ความดันยังมีบทบาทสำคัญในการกำหนดสถานะทางกายภาพของโพรพิลีน ตามหลักการของ Le Chatelier เมื่อเราเพิ่มแรงกดดันต่อก๊าซเรากำลังบีบโมเลกุลเข้าด้วยกันมากขึ้น สิ่งนี้จะเพิ่มโอกาสในการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลและอาจทำให้ก๊าซควบแน่นเป็นของเหลว
ที่อุณหภูมิคงที่ถ้าเราเพิ่มความดันในก๊าซโพรพิลีนเราสามารถบังคับให้เป็นของเหลวได้สูงกว่าจุดเดือดปกติ ตัวอย่างเช่นในการใช้งานอุตสาหกรรมบางส่วนโพรพิลีนจะถูกจัดเก็บและขนส่งภายใต้แรงดันสูงในรูปแบบของเหลว สิ่งนี้ช่วยให้โพรพิลีนจำนวนมากขึ้นจะถูกเก็บไว้ในปริมาณที่กำหนดเมื่อเทียบกับการจัดเก็บเป็นก๊าซ
จุดสำคัญของโพรพิลีนเป็นแนวคิดที่สำคัญเมื่อพูดถึงผลกระทบของความดันและอุณหภูมิด้วยกัน จุดวิกฤติถูกกำหนดโดยอุณหภูมิวิกฤต (91.9 ° C) และความดันวิกฤต (4.6 MPa) สูงกว่าอุณหภูมิวิกฤตไม่มีปริมาณความดันใด ๆ ที่จะทำให้ก๊าซเป็นของเหลว ณ จุดวิกฤตความแตกต่างระหว่างรัฐของเหลวและก๊าซหายไปและสารนั้นมีอยู่ในสถานะวิกฤตยิ่งยวด Propylene Supercritical มีคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์เช่นความสามารถในการละลายสูงและความหนืดต่ำซึ่งทำให้มีประโยชน์ในการสกัดและกระบวนการปฏิกิริยาบางอย่าง
ไดอะแกรมเฟสของโพรพิลีน
แผนภาพเฟสเป็นตัวแทนกราฟิกของสถานะทางกายภาพของสารเป็นฟังก์ชันของอุณหภูมิและความดัน สำหรับโพรพิลีนแผนภาพเฟสแสดงขอบเขตระหว่างสถานะของแข็งของเหลวและก๊าซ
ขอบเขตของเหลว - ของเหลวบนเส้นไดอะแกรมเฟสลาดเล็กน้อยทางด้านขวา สิ่งนี้บ่งชี้ว่าเมื่อความดันเพิ่มขึ้นจุดหลอมเหลวของโพรพิลีนจะเพิ่มขึ้นเล็กน้อย ขอบเขตของของเหลว - ก๊าซเริ่มต้นที่จุดสามจุดซึ่งเป็นอุณหภูมิและความดันที่ทั้งสามเฟส (ของแข็งของเหลวและก๊าซ) สามารถอยู่ร่วมกันได้ในสมดุล สำหรับโพรพิลีนจุดสามเกิดขึ้นที่อุณหภูมิและความดันต่ำมาก
แผนภาพเฟสเป็นเครื่องมือที่มีค่าสำหรับอุตสาหกรรมที่จัดการโพรพิลีน ช่วยในการกำหนดเงื่อนไขที่เหมาะสมสำหรับการจัดเก็บการขนส่งและการประมวลผลโพรพิลีน ตัวอย่างเช่นหาก บริษัท ต้องการจัดเก็บโพรพิลีนเป็นของเหลวพวกเขาสามารถใช้ไดอะแกรมเฟสเพื่อค้นหาการรวมกันของอุณหภูมิและความดันที่เหมาะสมเพื่อให้แน่ใจว่าโพรพิลีนยังคงอยู่ในสถานะของเหลว
แอปพลิเคชั่นอุตสาหกรรมตามสถานะทางกายภาพ
ความรู้เกี่ยวกับสถานะทางกายภาพของโพรพิลีนที่อุณหภูมิและแรงกดดันต่างกันเป็นสิ่งสำคัญในการใช้งานอุตสาหกรรมต่างๆ ในการผลิตโพลีโพรพีลีนซึ่งเป็นหนึ่งในพลาสติกที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดโพรพิลีนมักจะใช้ในสถานะก๊าซ ปฏิกิริยาของพอลิเมอไรเซชันเกิดขึ้นในเครื่องปฏิกรณ์ที่มีการแนะนำก๊าซโพรพิลีนพร้อมกับตัวเร่งปฏิกิริยา เงื่อนไขการเกิดปฏิกิริยารวมถึงอุณหภูมิและความดันถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าคุณสมบัติที่ต้องการของโพรพิลีนจะทำได้
ในการผลิตโพรพิลีนออกไซด์ซึ่งใช้ในการผลิตโพลียูรีเทนโพรพิลีนสามารถใช้ในสถานะของเหลวหรือก๊าซขึ้นอยู่กับกระบวนการเฉพาะ บางกระบวนการใช้โพรพิลีนเหลวเพราะช่วยให้สามารถควบคุมปฏิกิริยาและผลผลิตที่สูงขึ้นได้ดีขึ้น
ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย
เมื่อต้องรับมือกับโพรพิลีนในสถานะทางกายภาพที่แตกต่างกันความปลอดภัยมีความสำคัญสูงสุด ในฐานะก๊าซโพรพิลีนนั้นไวไฟสูง มันก่อตัวเป็นส่วนผสมที่ระเบิดด้วยอากาศในระดับความเข้มข้นที่หลากหลาย (2.0 - 11.1% โดยปริมาตรในอากาศ) ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีมาตรการการระบายอากาศและความปลอดภัยที่เหมาะสมเมื่อจัดการก๊าซโพรพิลีน
เมื่อโพรพิลีนอยู่ในสถานะของเหลวมันอาจทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลืองหากสัมผัสกับผิวหนัง นี่เป็นเพราะการระเหยอย่างรวดเร็วของของเหลวดูดซับความร้อนจำนวนมากจากผิวหนัง นอกจากนี้การจัดเก็บและการขนส่งโพรพิลีนเหลวนั้นต้องการอุปกรณ์พิเศษเพื่อป้องกันการรั่วไหลและตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีความสมบูรณ์ของภาชนะบรรจุ
บทสรุป
โดยสรุปสถานะทางกายภาพของโพรพิลีนขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดันสูง ที่ STP มันเป็นก๊าซ แต่โดยการเปลี่ยนเงื่อนไขเหล่านี้เราสามารถแปลงเป็นของเหลวหรือแม้แต่ของแข็ง การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับอุตสาหกรรมที่ใช้โพรพิลีนตั้งแต่ผู้ผลิตปิโตรเคมีไปจนถึงผู้ที่เกี่ยวข้องกับการผลิตสินค้าอุปโภคบริโภค
หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับโพรพิลีนที่มีคุณภาพสูงไม่ว่าคุณจะต้องการมันในรูปแบบก๊าซหรือของเหลวฉันมาที่นี่เพื่อช่วย ฉันสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับเงื่อนไขที่ดีที่สุดสำหรับการจัดการและการใช้โพรพิลีนตามความต้องการเฉพาะของคุณ อย่าลังเลที่จะติดต่อฉันเพื่อเริ่มการอภิปรายเกี่ยวกับความต้องการโพรพิลีนของคุณ มาทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาโซลูชันที่สมบูรณ์แบบสำหรับธุรกิจของคุณ
การอ้างอิง
- Atkins, P. , & de Paula, J. (2014) เคมีกายภาพ สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
- Chang, R. (2010) เคมี. McGraw - Hill
- Perry, RH, & Green, DW (1997) คู่มือวิศวกรเคมีของเพอร์รี่ McGraw - Hill