Propen

Propen [proˈpeːn] (Propylen [propyˈleːn]) ist ein farbloses brennbares Gas. Es wird durch thermische Spaltung (Steamcracken) der bei der Erdölverarbeitung anfallenden Leichtbenzine erhalten.

Strukturformel
Allgemeines
Name	Propen
Andere Namen	Propylen R-1270
Summenformel	C3H6
Kurzbeschreibung	farbloses, geruchloses Gas[1]
Externe Identifikatoren/Datenbanken
CAS-Nummer 115-07-1 EG-Nummer 204-062-1 ECHA-InfoCard 100.003.693 PubChem 8252 Wikidata Q151324
Eigenschaften
Molare Masse	42,08 g·mol−1
Aggregatzustand	gasförmig
Dichte	1,91 kg·m−3 (0 °C, 1013 hPa) 0,609 kg·l−1 am Siedepunkt[1]
Schmelzpunkt	−185,3 °C[1]
Siedepunkt	−47,7 °C[1]
Dampfdruck	1,02 MPa (20 °C)[1] 1,31 MPa (30 °C)[1] 2,07 MPa (50 °C)[1]
Löslichkeit	schwach löslich in Wasser (384 mg·l−1, 20 °C, 0,1 MPa)[1]
Dipolmoment	0,366 D[2] (1,22 · 10−30 C · m)
Brechungsindex	1,3567 (−70 °C)[3]
Sicherheitshinweise
GHS-Gefahrstoffkennzeichnung aus Verordnung (EG) Nr. 1272/2008 (CLP),[4] ggf. erweitert[1] Gefahr H- und P-Sätze H: 220​‐​280 P: 210​‐​377​‐​381​‐​403[1]
MAK	Schweiz: 10000 ml·m−3 bzw. 17500 mg·m−3[5]
Thermodynamische Eigenschaften
ΔHf0	20,0 kJ/mol[6]
Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). Brechungsindex: Na-D-Linie, 20 °C

Gewinnung und Darstellung

Steamcracking

Propen wird vorwiegend durch Steamcracken von längerkettigen Alkanen (C₅-C₁₀) synthetisiert:

Propen-Synthese

Propan-Dehydrierung (PDH)

Alternativ kann Propen durch thermisch-katalytische Behandlung von Propan unter Wasserstoffabspaltung dargestellt werden:

Propen-Synthese

Dieses Verfahren wird unter anderem von BASF Sonatrach in Tarragona angewandt.^[7]

Der wichtigste Prozess der Propan-Dehydrierung ist der Oleflex-Prozess von UOP, auf dem 55 % der weltweiten Kapazität basiert.^[8] Bei ihm wird ein propanhaltiges Gas auf 600–700 °C vorgeheizt und in einem Fließbett-Dehydrierreaktor an einem Platin-Katalysator mit Aluminiumoxid als Träger dehydriert.^[9]

Weitere Verfahren

Propen kann außerdem per Olefinmetathese aus Ethylen und Butenen oder durch den Mobil-Prozess aus Methanol (Methanol-to-propylene) gewonnen werden.^[10]

Eigenschaften

Chemische Eigenschaften

In Wasser ist Propen nur schwach löslich; das Gas ist brennbar. Aufgrund seiner Doppelbindung ist Propen ein ungesättigter Kohlenwasserstoff und neigt deshalb zu Additionsreaktionen, unter anderem mit Wasserstoff und Halogenen.

Beispiele:

Propen reagiert mit Brom zu 1,2-Dibrompropan:

Propen1

Propen reagiert mit Wasserstoff zu Propan:

Propen1

Damit die Additionsreaktion ablaufen kann, werden z. B. Platin- oder Palladiumkatalysatoren verwendet.

Bei der (säurekatalysierten) Addition von Wasser entsteht 2-Propanol:

Propen3-Seite001

Hexafluorpropen ist die vollständig fluorierte Form des Propens.

Durch Polymerisation von Propen entsteht der weitverbreitete thermoplastische Kunststoff Polypropylen.

Sicherheitstechnische Kenngrößen

Propen bildet mit Luft leicht entzündliche Gemische. Der Explosionsbereich liegt zwischen 1,8 Vol.‑% (32 g/m³) als untere Explosionsgrenze (UEG) und 11,2 Vol.‑% (200 g/m³) als obere Explosionsgrenze (OEG).)^[1][11] Der maximale Explosionsdruck beträgt 9,4 bar.^[1] Die Grenzspaltweite wurde mit 0,91 mm bestimmt.^[1][11] Es resultiert damit eine Zuordnung in die Explosionsgruppe IIA.^[11] Die Zündtemperatur beträgt 485 °C.^[1][11] Der Stoff fällt somit in die Temperaturklasse T1.

Verwendung

Propen wird als Gas für das Brennschneiden und Ähnliches verwendet und ist ein Kältemittel in industriellen Kälteanlagen (R-1270). Weiterhin ist es einer der wichtigsten Grundstoffe der chemischen Industrie und dient zur Herstellung von Folgeprodukten wie zum Beispiel:

• Aceton
• Acrolein (Propenal)
• Acrylnitril
• Acrylsäure
• Allylverbindungen
• Butanal
• 1-Butanol
• Polypropylen
• Propylenoxid
• 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol
• Thymol

Ungefähr zwei Drittel des Propens werden für die Herstellung von Polypropylen verwendet. Die nächstgrößten Einsatzgebiete sind die Herstellung von Acrylnitril, das vorwiegend für die Fabrikation von Acryl-Textilfasern verwendet wird, und Propylenoxid, als Rohstoff für Produkte wie Polyurethan, Lacke und Klebstoffe, Polyesterharze, Kühl-, Frostschutz- und Lösungsmittel gebraucht werden. Rund 5 Prozent des Propens werden zur Herstellung von Phenol und Aceton im Cumolhydroperoxid-Verfahren eingesetzt.^[12]

Sicherheitshinweise

Propen ist wenig giftig, wirkt aber bei hoher Konzentration narkotisierend und erstickend. Da Propen eine größere Dichte als Luft hat und brennbar ist, bilden sich mit Luft leicht explosionsfähige Gemische, indem sich das Propen in Bodennähe ansammelt.

Unfälle mit Propen

Beim Tanklastzugunglück von Los Alfaques platzte am 11. Juli 1978 der mit 23 Tonnen Propen beladene Tank eines Tankwagens südlich von Sant Carles de la Ràpita (Provinz Tarragona, Spanien). Das Propen ergoss sich über den benachbarten Campingplatz Los Alfaques und entzündete sich dort. Bei diesem Unfall wurden 217 Menschen getötet und über 300 zum Teil schwer verletzt.

In Düsseldorf ist am 2. Juli 2013 ein Gütertankwagen mit Propen-Gas entgleist. Eine Explosion konnte verhindert werden. Tote und Verletzte gab es nicht.^[13]

Beim Eisenbahnunfall von Hitrino in Bulgarien entgleiste und explodierte am 10. Dezember 2016 ein mit verflüssigtem Propen beladener Güterzug, wobei mehrere Menschen starben und Dutzende Gebäude zerstört wurden.^[14]

Eine Explosion von ausgetretendem Propen am 24. Januar 2020 in der Watson Grinding and Manufacturing Company facility in Houston, Texas führte zum Tod von 2 Mitarbeitern und einem Anwohner und beschädigte hunderte Gebäude in der Umgebung. Das Unternehmen verwendet Propen zum Aufheizen von Metallbauteilen, um diese zu beschichten. Eine Schlauchverbindung an einer Tülle hatte sich gelöst und es strömte über eine längeren Zeitraum Propen in das Fabrikgebäude. Die Gaswarnanlage und die automatische Lüftung funktionierten nicht ordnungsgemäß. Beim Einschalten der Beleuchtung wurde durch einen Funken die Explosion ausgelöst.^[15]

Weblinks

Wiktionary: Propen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen