プロピレン

プロピレンを製造するための主要な技術は、プロパンを原料とするスチームクラッキングです。プロパンをクラッキングすると、エチレン、プロピレン、メタン、水素ガス、およびその他の関連化合物の混合物が得られます。プロピレンの収率は約15%です。その他の主要な原料は、特に中東とアジアではナフサです。 ^{[ 7 ]}プロピレンは、クラッキングやその他の精製プロセスから得られる炭化水素混合物から分留 によって分離できます。精製グレードのプロペンは約50～70%です。^{[ 8 ]}米国では、シェールガスがプロパンの主要な供給源です。

フィリップス三オレフィンまたはオレフィン変換技術では、プロピレンはエチレンおよび2-ブテンと相互変換されます。レニウムおよびモリブデン触媒が使用されます: ^{[ 9 ]}

${\displaystyle {\ce {CH2=CH2{}+CH3CH=CHCH3->[][{\text{Re, Mo}} \atop {\text{触媒}}]2CH2=CHCH3}}}$

この技術は、フィリップス石油会社で発見されたオレフィンメタセシス反応に基づいています。^{[ 10 ] [ 11 ]}約90重量％のプロピレン収率が達成されます。

関連するプロセスとして、メタノールからオレフィン、またはメタノールからプロペンへの変換プロセスがあります。このプロセスでは、合成ガス（シンガス）をメタノールに変換し、次にメタノールをエチレンおよび／またはプロペンに変換します。このプロセスでは、副産物として水が生成されます。合成ガスは、天然ガスの改質、ナフサなどの石油製品の蒸気改質、または石炭や天然ガスのガス化によって製造されます。

高強度流動接触分解（FCC）は、従来のFCC技術を厳しい条件（触媒対油比が高い、蒸気注入率が高い、温度が高いなど）で使用し、プロペンやその他の軽質生成物の量を最大化します。高強度FCC装置は通常、軽油（パラフィン）と残渣油を原料として供給され、原料に対して約20～25%（質量比）のプロペンと、より多くの自動車用ガソリンと留出油副産物を生成します。これらの高温プロセスは高価で、二酸化炭素排出量も大きくなります。これらの理由から、プロピレンの代替ルートが引き続き注目を集めています。^{[ 12 ]}

20世紀を通じて、プロピレンを目的生産するための技術が開発されてきた。中でも、CATOFIN法やOLEFLEX法といったプロパン脱水素技術は広く普及しているが、市場全体に占める割合は依然として小さく、オレフィンの大部分は前述の分解技術によって生産されている。プロパン脱水素プロセスでは、白金、酸化クロム、バナジウム触媒が一般的に用いられる。

プロペンの生産量は、2000年から2008年にかけて約3500万トン（ヨーロッパと北米のみ）で横ばい状態が続いていますが、東アジア、特にシンガポールと中国では増加しています。^{[ 13 ]}現在、世界のプロペンの総生産量はエチレンの約半分です。

遺伝子操作された酵素の使用は研究されてきたが、商業化には至っていない。^{[ 14 ]}

プロパンの酸化的脱水素反応に酸素キャリア触媒を用いる研究が進行中である。この反応機構は従来の脱水素反応より​​も低温で進行し、水素副生成物の燃焼に酸素が用いられるため平衡律速にならない可能性があるなど、いくつかの利点がある。^{[ 15 ]}

ヒドロホルミル化、アルケンメタセシス、重合の基礎となるのは、これらのプロセスの中間体である金属-プロピレン錯体です。プロピレンはプロキラルであり、C=C基への試薬（金属求電子剤など）の結合により、2つのエナンチオマーのうちの1つが生成されます。

プロピレンの大部分は、連鎖成長重合によって非常に重要な汎用熱可塑性樹脂であるポリプロピレンを形成するために使用されます。^{[ 16 ]} 適切な触媒（通常はツィーグラー・ナッタ触媒）が存在すると、プロピレンは重合します。これには、高圧を使用して触媒を液体プロピレン溶液に懸濁させる、または流動床反応器に気体プロピレンを通すなど、複数の方法があります。^{[ 20 ]}

触媒の存在下では、プロピレンは様々な短いオリゴマーを形成する。2,3-ジメチル-1-ブテンおよび/または2,3-ジメチル-2-ブテンに二量化することも、トリプロピレンに三量化することもできる。^{[ 21 ]}