Stiren - Styrene

Stiren
Stiren
Stiren-from-xtal-2001-3D-balls.png
İsimler
Tercih edilen IUPAC adı
etilenilbenzen
Diğer isimler
Stiren
Vinilbenzen
Fenileten
FENİLETİLEN
Cinnamene
Stirol
Diarex HF 77
Styrolene
polisitren
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
chebi
CHEMBL
Kimyasal Örümcek
ECHA Bilgi Kartı 100.002.592 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
fıçı
RTECS numarası
ÜNİİ
  • InChI=1S/C8H8/c1-2-8-6-4-3-5-7-8/h2-7H,1H2 KontrolY
    Anahtar: PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N KontrolY
  • c1ccccc1C=C
Özellikler
Cı- 8 , H 8
Molar kütle 104.15 g/mol
Dış görünüş renksiz yağlı sıvı
Koku tatlı, çiçek
Yoğunluk 0.909 g / cc 3.
Erime noktası -30 °C (−22 °F; 243 K)
Kaynama noktası 145 °C (293 °F; 418 K)
%0.03 (20 °C)
günlük P 2.70
Buhar basıncı 5 mmHg (20 °C)
-6,82 x 10 -5  cm 3 / mol
1.5469
viskozite 20 °C'de 0,762 cP
Yapı
0.13 D
Tehlikeler
Ana tehlikeler yanıcı, zehirli, muhtemelen kanserojen
Güvenlik Bilgi Formu MSDS
R cümleleri (modası geçmiş) R10 R36
S-ifadeleri (modası geçmiş) S38 S20 S23
NFPA 704 (ateş elmas)
2
3
2
Alevlenme noktası 31 °C (88 °F; 304 K)
Patlayıcı limitler %0.9–6.8
Ölümcül doz veya konsantrasyon (LD, LC):
2194 ppm (fare, 4  saat )
5543 ppm (sıçan, 4 saat)
10.000 ppm (insan, 30 dakika)
2771 ppm (sıçan, 4 saat)
NIOSH (ABD sağlığa maruz kalma sınırları):
PEL (İzin Verilebilir )
 TWA 100 ppm C 200 ppm 600 ppm (herhangi bir 3 saatte 5 dakikalık maksimum pik)
REL (Önerilen)
 TWA 50 ppm (215 mg/m 3 )
ST 100 ppm (425 mg/m 3 )
IDLH (Ani tehlike)
 700 sayfa/dk
Bağıntılı bileşikler
İlgili stirenler;
ilgili aromatik bileşikler
 polistiren , stilben ;
etilbenzen
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
☒n doğrulamak  ( nedir   ?) KontrolY☒n
Bilgi kutusu referansları

Stiren ( / s t aɪ r Ben bir n / ) bir bir organik bileşik ile kimyasal formül Cı 6 H 5 = CH 2 . Bu benzen türevi renksiz yağlı bir sıvıdır , ancak eski numuneler sarımsı görünebilir. Bileşik kolayca buharlaşır ve tatlı bir kokuya sahiptir, ancak yüksek konsantrasyonlar daha az hoş bir kokuya sahiptir. Stiren, polistiren ve birkaç kopolimerin öncüsüdür . 2010 yılında yaklaşık 25 milyon ton stiren üretildi ve 2018 yılına kadar yaklaşık 35 milyon tona yükseldi.

Doğal oluşum

Stiren, Altingiaceae bitki ailesinin Liquidambar ağaçlarının reçinesi olan storax balsamın adını almıştır . Stiren bazı bitki ve gıdalarda ( tarçın , kahve çekirdekleri , balzam ağaçları ve yer fıstığı ) doğal olarak küçük miktarlarda bulunur ve ayrıca kömür katranında da bulunur .

Tarih

1839'da Alman eczacı Eduard Simon , Amerikan sığla ağacının ( Liquidambar styraciflua ) reçinesinden ( storax veya styrax (Latince) olarak adlandırılır) uçucu bir sıvı izole etti . Sıvıya "styrol" (şimdi stiren) adını verdi. Ayrıca, stirolün havaya, ışığa veya ısıya maruz kaldığında, yavaş yavaş sert, kauçuk benzeri bir maddeye dönüştüğünü ve buna "styrol oksit" adını verdiğini fark etti. 1845'te Alman kimyager August Hofmann ve öğrencisi John Blyth , stirenin ampirik formülünü belirledi : C 8 H 8 . Ayrıca Simon'ın "metastyrol" adını verdikleri "styrol oksit" in stiren ile aynı ampirik formüle sahip olduğunu belirlemişlerdi . Ayrıca "metastyrol" kuru damıtarak stiren elde edebilirler . 1865'te Alman kimyager Emil Erlenmeyer , stirenin bir dimer oluşturabileceğini keşfetti ve 1866'da Fransız kimyager Marcelin Berthelot , "metastyrol"ün bir stiren polimeri (yani polistiren ) olduğunu belirtti. Bu arada, diğer kimyagerler storaksın başka bir bileşenini, yani sinamik asidi araştırıyorlardı . Sinamik asidin , stiren gibi görünen "sinnamen" (veya "sinnamol") oluşturmak için dekarboksile edilebileceğini bulmuşlardı. 1845'te Fransız kimyager Emil Kopp , iki bileşiğin aynı olduğunu öne sürdü ve 1866'da Erlenmeyer, hem "sinnamol" hem de stirenin vinilbenzen olabileceğini öne sürdü. Bununla birlikte, sinamik asitten elde edilen stiren, storax reçinesinin damıtılmasıyla elde edilen stirenden farklı görünüyordu: ikincisi optik olarak aktifti . Sonunda, 1876'da Hollandalı kimyager van 't Hoff belirsizliği çözdü: storax reçinesinin damıtılmasıyla elde edilen stirenin optik aktivitesi bir kirleticiden kaynaklanıyordu.

Endüstriyel üretim

etilbenzenden

Stiren büyük çoğunluğu üretilir etilbenzen ve dünya genelinde üretilen hemen hemen tüm etil benzen stiren üretimi için tasarlanmıştır. Bu nedenle, iki üretim süreci genellikle oldukça entegredir. Etilbenzen, benzen ve etilen arasındaki Friedel-Crafts reaksiyonu yoluyla üretilir ; başlangıçta bu alüminyum klorürü katalizör olarak kullandı , ancak modern üretimde bunun yerini zeolitler aldı .

dehidrojenasyon ile

Yaklaşık stiren% 80 ile üretilen hidrojen giderme bölgesinin etilbenzen . Bu, bir demir(III) oksit katalizörü üzerinde aşırı ısıtılmış buhar (600 °C'ye kadar) kullanılarak elde edilir. Reaksiyon yüksek oranda endotermiktir ve %88-94'lük tipik bir verimle tersinirdir.

StirenÜretim.svg

Ham etilbenzen/stiren ürünü daha sonra damıtma yoluyla saflaştırılır. İki bileşik arasındaki kaynama noktaları farkı ortam basıncında sadece 9 °C olduğundan, bu bir dizi damıtma kolonunun kullanılmasını gerektirir. Bu, enerji yoğundur ve stirenin termal olarak indüklenen polimerizasyonu polistirene dönüştürme eğilimi ile daha da karmaşık hale gelir ve sisteme sürekli polimerizasyon inhibitörü eklenmesini gerektirir .

Etilbenzen hidroperoksit ile

Stiren ayrıca , stiren monomer/ propilen oksit için POSM ( Lyondell Chemical Company ) veya SM/PO ( Shell ) olarak bilinen bir işlemde ticari olarak ortak olarak üretilir . Bu işlemde, etilbenzen, etilbenzen hidroperoksiti oluşturmak için oksijen ile işlenir . Bu hidroperoksit daha sonra propileni propilen okside oksitlemek için kullanılır ve bu da bir ortak ürün olarak geri kazanılır. Kalan 1-feniletanol, stiren verecek şekilde kurutulur:

stiren sentezi

Diğer endüstriyel yollar

Piroliz benzin ekstraksiyonu

Piroliz benzininden ekstraksiyon sınırlı bir ölçekte gerçekleştirilir.

Toluen ve metanolden

Stiren , geleneksel prosese göre daha ucuz hammadde olan toluen ve metanolden üretilebilir . Bu işlem, metanolün rekabet eden bozunmasıyla bağlantılı olarak düşük seçicilikten zarar görmüştür. Exelus Inc., bu işlemi ticari olarak uygun seçiciliklerle, 400–425 °C'de ve atmosfer basıncında, bu bileşenleri tescilli bir zeolitik katalizör aracılığıyla zorlayarak geliştirdiğini iddia ediyor . Toplam stiren verimi %60'ın üzerinde olan yaklaşık 9:1'lik bir stiren ve etilbenzen karışımının elde edildiği bildirilmektedir.

Benzen ve etandan

Stiren için başka bir yol, benzen ve etanın reaksiyonunu içerir . Bu süreç Snamprogetti ve Dow tarafından geliştirilmektedir. Etan, etilbenzen ile birlikte, aynı anda stiren ve etilen üretebilen bir katalizör ile bir hidrojen giderme reaktörüne beslenir. Hidrojen giderme atık maddesi soğutulur ve ayrılır ve etilen akımı alkilasyon ünitesine geri döndürülür. Proses, aromatiklerin verimsiz geri kazanımı, yüksek seviyelerde ağır ve katran üretimi ve hidrojen ve etanın verimsiz ayrılması gibi etan ve benzenden stiren üretimini geliştirmeye yönelik önceki girişimlerdeki önceki eksikliklerin üstesinden gelmeye çalışır . Sürecin geliştirilmesi devam etmektedir.

laboratuvar sentezi

Stirenin bir laboratuvar sentezi , sinnamik asidin dekarboksilasyonunu gerektirir :

Cı 6 H 5 CH = CHCO 2 H → Cı 6 H 5 = CH 2 + CO 2

Stiren ilk olarak bu yöntemle hazırlanmıştır.

polimerizasyon

Vinil grubunun varlığı, stirenin polimerleşmesini sağlar . Ticari olarak önemli ürünler arasında polistiren , ABS , stiren-bütadien (SBR) kauçuk , stiren-bütadien lateks, SIS (stiren-izopren-stiren), S-EB-S (stiren-etilen/bütilen-stiren), stiren- divinilbenzen (S) bulunur. -DVB), stiren-akrilonitril reçinesi (SAN) ve reçinelerde ve ısıyla sertleşen bileşiklerde kullanılan doymamış polyesterler . Bu malzemeler kauçuk, plastik, yalıtım, fiberglas , borular, otomobil ve tekne parçaları, gıda kapları ve halı altlıklarında kullanılmaktadır.

Tehlikeler

Patlayıcı otopolimerizasyon

Bir sıvı veya gaz olarak, saf stiren, harici başlatıcılara ihtiyaç duymadan kendiliğinden polistirene polimerleşecektir . Bu otopolimerizasyon olarak bilinir . 100 °C'de saatte ~%2 oranında ve daha yüksek sıcaklıklarda bundan daha hızlı bir şekilde otopolimerleşecektir. Polimerizasyon reaksiyonu ekzotermiktir ; bu nedenle, gerçek bir termal kaçak ve patlama riski vardır . Bir örnek tanker 2019 patlama Stolt Groenland de, aynı zamanda patlama Phillips Petroleum Company de 1999 ve 2000 . Otopolimerizasyon reaksiyonu, sadece polimerizasyon inhibitörlerinin sürekli eklenmesiyle kontrol altında tutulabilir .

Sağlık etkileri

Stiren, çeşitli kaynaklara göre, özellikle gözle teması halinde, fakat aynı zamanda cilt teması, yutma ve soluma durumunda da "bilinen bir kanserojen " olarak kabul edilir . Stiren, insanlarda sitokrom P450 tarafından oksidasyondan kaynaklanan , büyük ölçüde stiren okside metabolize edilir . Stiren oksit olarak kabul edilir , toksik , mutajenik ve muhtemelen kanserojen . Stiren oksit daha sonra epoksit hidrolaz enzimi tarafından in vivo olarak stiren glikole hidrolize edilir . ABD Çevre Koruma Ajansı (EPA) "diğerleri arasında gastrointestinal sistem, böbrek, solunum sistemi, şüpheli bir toksin" olarak stiren anlatılmıştır. 10 Haziran 2011'de ABD Ulusal Toksikoloji Programı , stireni "insanlarda kanserojen olması makul bir şekilde bekleniyor" olarak tanımladı. Bununla birlikte, bir STATS yazarı, bilimsel literatür üzerinde yapılmış bir incelemeyi açıklar ve "Mevcut epidemiyolojik kanıtlar, stiren maruziyeti ile herhangi bir insan kanseri türü arasında nedensel bir ilişkiyi desteklemez" sonucuna varmıştır. Bu iddiaya rağmen, Danimarkalı araştırmacılar tarafından mesleki olarak stirene maruz kalma ile kanser arasındaki ilişkiyi araştırmak için çalışmalar yapılmıştır. "Bulgular, şirket bazlı maruz kalma değerlendirmesi nedeniyle dikkatle yorumlanmalıdır, ancak takviyeli plastik endüstrisindeki , özellikle stiren maruziyetleri ile sinir sisteminin dejeneratif bozuklukları ve pankreas kanseri arasındaki olası ilişki , dikkati hak ediyor " sonucuna vardılar. . 2012'de Danimarka Çevre Koruma Ajansı , stiren verilerinin stiren için kanser endişesini desteklemediği sonucuna vardı. ABD EPA'nın stiren için bir kanser sınıflandırması yoktur, ancak Entegre Risk Bilgi Sistemi (IRIS) programının konusu olmuştur. Ulusal Toksikoloji Programı ait Sağlık ve İnsan Hizmetleri Bakanlığı'nın stiren "makul bir insan kanserojen" olarak beklenen olduğu belirlemiştir. Çeşitli düzenleyici kurumlar, çeşitli bağlamlarda stirene olası veya potansiyel bir insan kanserojeni olarak atıfta bulunur. Uluslararası Kanser Araştırmaları Ajansı "insanlar için muhtemel kanserojen" olarak stiren düşünmektedir.

Stirenin nörotoksik özellikleri de incelenmiştir ve bildirilen etkiler, görme (sonraki bir çalışmada yeniden üretilememiş olsa da) ve işitme işlevleri üzerindeki etkileri içerir. Sıçanlar üzerinde yapılan çalışmalar çelişkili sonuçlar verdi, ancak epidemiyolojik çalışmalar, işitme güçlüklerine neden olarak gürültü ile sinerjik bir etkileşim gözlemledi.

Endüstriyel kaza

Ana madde: Visakhapatnam gaz sızıntısı

7 Mayıs 2020'de, RR Venkatapuram, Visakhapatnam, Andra Pradesh , Hindistan'daki LG Chem (LG Polymers India Private Limited) tesisindeki bir tanktan stiren olduğu bildirilen bir gaz sızdı . Sızıntı, işçiler COVID-19 salgını nedeniyle kapatılan fabrikayı yeniden açmaya hazırlanırken sabahın erken saatlerinde meydana geldi . 13 kişinin hayatını kaybettiği ve 200'den fazla kişinin hastaneye kaldırıldığı bildirildi.

Referanslar

Dış bağlantılar