이봐! 프로필렌 공급 업체로서, 나는 종종 다른 온도와 압력에서 프로필렌의 물리적 상태에 대해 질문받습니다. 특히 프로필렌을 공정에서 사용하는 산업 분야의 사람들에게는 매우 중요한 주제입니다. 따라서 바로 뛰어 들어이 자세히 살펴 보겠습니다.
먼저, 프로필렌이 무엇인지 이해합시다. 프로필렌 (Propylene),프로펜, 희미한 석유 같은 냄새가 나는 무색 가스입니다. 플라스틱에서 합성 고무에 이르기까지 광범위한 제품 생산에 사용되는 석유 화학 산업의 주요 빌딩 블록입니다. 체크 아웃 할 수도 있습니다프로필렌 R1270그리고프로필렌 CAS 115-07-1자세한 내용은 자세한 정보.
표준 조건에서 물리적 상태
0 ° C (273.15 k) 및 1 대기 (101.325 kPa)로 정의되는 표준 온도 및 압력 (STP)에서, 프로필렌은 가스로 존재합니다. 이는 프로필렌 분자 사이의 분자간 힘이 상대적으로 약하기 때문입니다. STP에서 분자의 동역학 에너지는 이들 힘을 극복 할 수있을 정도로 높으며, 분자는 기체 상태의 특징을 자유롭고 독립적으로 움직일 수있게한다.
두 개의 탄소 원자 사이의 이중 결합을 갖는 프로필렌의 분자 구조는 특정 물리적 및 화학적 특성을 제공한다. 이중 결합은 알칸에 비해 분자를보다 반응성으로 만들지 만 분자간 힘에도 영향을 미칩니다. 상대적으로 낮은 분자량의 프로필렌 (42.08 g/mol)은 또한 STP에서의 기체 상태에 기여한다.
물리적 상태에 대한 온도의 영향
온도를 바꾸기 시작하면 프로필렌의 물리적 상태가 크게 변할 수 있습니다. 온도를 낮추면 프로필렌 분자의 운동 에너지가 감소합니다. 비등점이라고하는 특정 온도에서 분자는 더 이상 가스 상태에 머물 수있는 에너지가 충분하지 않으며 액체에 응축하기 시작합니다.
프로필렌의 끓는점은 약 -47.6 ° C (-53.7 ° F)입니다. 따라서이 온도 아래에서 프로필렌을 식히면 액체로 변합니다. 예를 들어, 프로필렌을보다 관리하기 쉬운 형태로 보관하거나 운반 해야하는 산업 공정에서는 비등점 아래 온도로 냉각되어 액체로 저장 될 수 있습니다. 이것은 종종 액체가 너무 빨리 증발하는 것을 방지하기 위해 가압 탱크에서 수행됩니다.
반면에, 우리가 끓는점 이상의 온도를 증가 시키면, 프로필렌은 기체 상태에 남아있을 것입니다. 온도가 더 높아짐에 따라 가스는 더욱 활력이되고, 찰스의 법칙에 따라 부피가 증가합니다 (V₁/t₁ = v₂/t₂, 여기서 V는 부피이고 T는 kelvin의 온도) 압력이 일정하다고 가정합니다.
매우 높은 온도에서 프로필렌은 열 균열을 겪을 수 있습니다. 이것은 프로필렌 분자가 더 작은 분자로 분해되는 과정입니다. 예를 들어, 약 800-900 ° C 온도에서 프로필렌은 에틸렌과 메탄으로 갈라질 수 있으며, 이는 또한 석유 화학 산업에서 중요한 공급 원료이기도합니다.
물리적 상태에 대한 압력의 영향
압력은 또한 프로필렌의 물리적 상태를 결정하는 데 중요한 역할을합니다. Le Chatelier의 원칙에 따르면, 우리는 가스에 대한 압력을 증가시킬 때, 우리는 본질적으로 분자를 더 가깝게 압박하고 있습니다. 이것은 분자간 상호 작용의 가능성을 증가시키고 가스가 액체로 응축 될 수 있습니다.
일정한 온도에서, 프로필렌 가스에 대한 압력을 증가 시키면, 우리는 정상적인 비등점보다 더 액화시킬 수 있습니다. 예를 들어, 일부 산업 응용 분야에서 프로필렌은 액체 형태로 고압하에 저장 및 운반됩니다. 이것은 가스로 보관하는 것과 비교하여 더 많은 양의 프로필렌이 주어진 부피에 저장 될 수있게한다.
프로필렌의 중요한 지점은 압력과 온도의 영향을 함께 논의 할 때 중요한 개념입니다. 임계점은 임계 온도 (91.9 ° C)와 임계 압력 (4.6 MPa)에 의해 정의됩니다. 임계 온도 이상으로 압력량이 없으면 가스가 액화 될 수 있습니다. 중요한 시점에서 액체와 기체 상태의 구별이 사라지고 물질은 초 임계 상태에 존재합니다. 초 임계 프로필렌은 높은 용해도 및 낮은 점도와 같은 독특한 특성을 가지므로 특정 추출 및 반응 과정에 유용합니다.
프로필렌의 위상 다이어그램
위상 다이어그램은 온도 및 압력의 함수로서 물질의 물리적 상태를 그래픽으로 표현한 것입니다. 프로필렌의 경우, 위상 다이어그램은 고체, 액체 및 기체 상태 사이의 경계를 보여줍니다.
위상 다이어그램의 고체 액체 경계는 오른쪽으로 약간 경사입니다. 이것은 압력이 증가함에 따라 프로필렌의 용융점이 약간 증가 함을 나타냅니다. 액체 - 가스 경계는 트리플 포인트에서 시작되는데, 이는 세 상 (고체, 액체 및 가스)이 평형에서 공존 할 수있는 온도와 압력입니다. 프로필렌의 경우 트리플 포인트는 매우 저온 및 압력에서 발생합니다.
위상 다이어그램은 프로필렌을 처리하는 산업에 유용한 도구입니다. 프로필렌의 저장, 운송 및 가공을위한 최적의 조건을 결정하는 데 도움이됩니다. 예를 들어, 회사가 프로필렌을 액체로 보관하려면 위상 다이어그램을 사용하여 온도와 압력의 적절한 조합을 찾아 프로필렌이 액체 상태에 남아 있는지 확인할 수 있습니다.
물리적 상태를 기반으로하는 산업 응용
다른 온도와 압력에서 프로필렌의 물리적 상태에 대한 지식은 다양한 산업 응용 분야에서 중요합니다. 가장 널리 사용되는 플라스틱 중 하나 인 폴리 프로필렌의 생산에서, 프로필렌은 종종 기체 상태에서 사용됩니다. 중합 반응은 촉매와 함께 프로필렌 가스가 도입되는 반응기에서 발생한다. 온도 및 압력을 포함한 반응 조건은 폴리 프로필렌의 원하는 특성이 달성되도록 신중하게 제어됩니다.
폴리 우레탄의 제조에 사용되는 프로필렌 옥사이드의 생산에서, 프로필렌은 특정 공정에 따라 액체 또는 기체 상태에서 사용될 수있다. 일부 공정은 액체 프로필렌을 사용하여 반응을 더 잘 제어하고 수율을 높이기 때문에 사용합니다.
안전 고려 사항
다른 물리적 상태에서 프로필렌을 다룰 때 안전이 가장 중요합니다. 가스로서 프로필렌은 가연성이 매우 높습니다. 광범위한 농도 (공기 중 2.0-11.1%)에 걸쳐 공기와 폭발성 혼합물을 형성합니다. 따라서 프로필렌 가스를 처리 할 때는 적절한 환기 및 안전 조치가 필요합니다.
프로필렌이 액체 상태에 있으면 피부와 접촉하면 동상이 발생할 수 있습니다. 액체의 빠른 증발은 피부에서 많은 양의 열을 흡수하기 때문입니다. 또한, 액체 프로필렌의 저장 및 운송에는 새가 누출을 방지하고 용기의 무결성을 보장하기 위해 특수 장비가 필요합니다.
결론
결론적으로, 프로필렌의 물리적 상태는 온도와 압력에 크게 의존한다. STP에서는 가스이지만 이러한 조건을 변경함으로써 액체 또는 고체로 변환 할 수 있습니다. 이러한 변화를 이해하는 것은 석유 화학 제조업체의 프로필렌을 사용하는 산업에 필수적입니다.
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참조
- Atkins, P., & de Paula, J. (2014). 물리 화학. 옥스포드 대학 출판부.
- Chang, R. (2010). 화학. 맥그로 - 힐.
- Perry, RH, & Green, DW (1997). 페리의 화학 엔지니어 핸드북. 맥그로 - 힐.