Minn xiex huwa magħmul l-akrilonitrile?
L-akrylonitrile, magħruf ukoll bħala vinyl cyanide jew propenenitrile, huwa kompost organiku importanti li għandu rwol kruċjali fil-produzzjoni ta 'diversi materjali. Huwa użat ħafna fil-manifattura ta 'plastiks, fibri u gomma sintetika. L-akrilonitrile huwa kompost nitrile mhux saturat, li jfisser li fih rabta tripla tal-karbonju-karbonju u grupp cyano (-CN) imwaħħal mal-atomu tal-karbonju.
Sfond Storiku
L-iskoperta ta 'akrilonitrile tista' tiġi rintraċċata lura lejn l-aħħar tas-seklu 19. Il-kimiku Ġermaniż Matthias Ungewitter sintetizzaha għall-ewwel darba fl-1893 billi saħħan allyl cyanide. Madankollu, kien biss nofs-20seklu li bdiet il-produzzjoni fuq skala industrijali ta 'akrilonitrile.
Sinteżi ta 'akrilonitrile
L-akrilonitrile huwa prodott primarjament permezz ta 'proċess imsejjaħ ammoxidation, li jinvolvi r-reazzjoni bejn il-propylene, l-ammonja u l-arja fuq katalizzatur. Din ir-reazzjoni sseħħ fi proċess f'diversi stadji u teħtieġ kontroll bir-reqqa tat-temperatura, pressjoni, u kundizzjonijiet oħra.
L-ewwel pass jinvolvi d-deidroġenazzjoni tal-propylene biex jifforma l-ossidu tal-propylene, li mbagħad jiġi ossidizzat aktar għal akroleina. Acrolein, fil-preżenza ta 'ammonja, jgħaddi minn reazzjoni ta' kondensazzjoni biex jagħti akrilonitrile. Dan il-proċess isir f'temperaturi li jvarjaw minn 350 sa 500 grad Celsius, bi pressjonijiet madwar 1 sa 5 atmosferi.
L-akrylonitrile jista 'jiġi prodott ukoll permezz tal-amossidazzjoni katalitika tal-fażi likwida tal-propylene. F'dan il-metodu, il-propylene, l-ammonja u l-arja jiġu reazzjoni f'fażi likwida bl-użu ta 'katalizzatur adattat. Il-proċess tal-fażi likwida joffri ċerti vantaġġi, bħal selettività mtejba u kontroll aktar faċli tal-parametri tar-reazzjoni.
Materja Prima
Il-materja prima primarja għall-produzzjoni tal-akrilonitrile hija l-propilene, prodott sekondarju tar-raffinar taż-żejt u l-ipproċessar tal-gass naturali. Il-propilene huwa gass bla kulur u li jaqbad li huwa derivat mill-qsim tal-materja prima tal-idrokarburi. Huwa disponibbli b'mod wiesa 'u jservi bħala punt tat-tluq għall-produzzjoni ta' bosta kimiċi industrijali importanti.
L-ammonja hija materja prima kruċjali oħra użata fis-sintesi tal-akrilonitrile. L-ammonja hija prodotta permezz tal-proċess Haber-Bosch, li jinvolvi r-reazzjoni bejn in-nitroġenu u l-idroġenu f'temperaturi u pressjonijiet għoljin. L-ammonja hija kompost essenzjali f'diversi industriji, inklużi l-agrikoltura, il-manifattura kimika, u l-farmaċewtiċi.
L-arja, speċifikament l-ossiġnu, hija t-tielet materja prima ewlenija meħtieġa għall-produzzjoni tal-akrilonitrile. Iservi bħala ossidant fil-proċess ta 'amossidazzjoni, li jippermetti l-konverżjoni tal-propylene għal akrilonitrile permezz ta' passi intermedji.
Katalisti
Il-katalizzaturi għandhom rwol vitali fil-produzzjoni tal-akrilonitrile. Jiffaċilitaw ir-reazzjoni bejn il-propilene, l-ammonja u l-arja, u jħaffu r-reazzjoni mingħajr ma jiġu kkunsmati huma stess. Il-katalizzatur l-aktar użat komunement għall-amossidazzjoni tal-propilene għal akrilonitrile huwa bbażat fuq sistema mħallta ta 'ossidu tal-metall.
Il-katalizzatur tipikament jikkonsisti f'ossidi tal-bismut, molibdenu u fosfru, b'promoturi addizzjonali bħal potassju jew ċesju. L-għażla tal-kompożizzjoni tal-katalist tinfluwenza ħafna s-selettività u l-effiċjenza tar-reazzjoni. L-iżvilupp u t-titjib tal-katalist ilhom għaddejjin biex itejbu r-rendiment u jnaqqsu l-impatt ambjentali tas-sintesi tal-akrilonitrile.
Applikazzjonijiet ta 'akrilonitrile
L-akrilonitrile huwa użat ħafna f'diversi industriji minħabba l-proprjetajiet uniċi tiegħu. L-aktar applikazzjoni notevoli tagħha hija fil-produzzjoni ta 'fibri akriliċi, komunement magħrufa bħala suf akriliku. Fibri akriliċi huma ħfief, rotob, u għandhom reżistenza termali u kimika tajba. Jintużaw b'mod estensiv fl-industrija tat-tessuti għall-produzzjoni ta 'ħwejjeġ, twapet, tapizzerija, u prodotti oħra bbażati fuq id-drapp.
Applikazzjoni sinifikanti oħra ta 'acrylonitrile hija fil-manifattura ta' plastiks acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS). ABS huwa termoplastiku versatili b'reżistenza għall-impatt eċċellenti, stabbiltà dimensjonali tajba, u firxa wiesgħa ta 'temperatura. Isib applikazzjonijiet f'industriji bħall-karozzi, l-elettronika, l-apparat, u l-oġġetti tal-konsumatur.
L-akrilonitrile huwa wkoll komponent ewlieni fil-produzzjoni ta 'gomma sintetika, speċifikament gomma nitrile jew NBR. Il-gomma nitrile turi reżistenza superjuri taż-żejt u tas-solvent, li tagħmilha adattata għal firxa wiesgħa ta 'applikazzjonijiet industrijali, inklużi gaskits, pajpijiet, siġilli u ingwanti.
Barra minn hekk, l-akrilonitrile jintuża fis-sinteżi ta 'diversi kimiċi ta' speċjalità, inkluż l-adiponitrile, intermedjarju ewlieni fil-produzzjoni tan-najlon-6,6. Kimiċi ta 'speċjalità oħra derivati minn akrilonitrile jinkludu akrilammid, aċidu akriliku u metakrilonitrile, li jsibu applikazzjonijiet f'diversi industriji bħal farmaċewtiċi, adeżivi u kisjiet.
Sigurtà u Konsiderazzjonijiet Ambjentali
L-akrilonitrile huwa kklassifikat bħala kimika perikoluża minħabba t-tossiċità u l-fjammabbiltà tiegħu. L-espożizzjoni għal konċentrazzjonijiet għoljin ta 'fwar jew likwidu ta' akrilonitrile jista 'jikkawża effetti serji fuq is-saħħa, inkluż irritazzjoni tal-ġilda u tal-għajnejn, diffikultajiet respiratorji, u f'każijiet estremi, jista' saħansitra jkun karċinoġeniku.
Rigward l-ambjent, l-akrilonitrile huwa persistenti ħafna u jista 'jikkontribwixxi għat-tniġġis tal-ħamrija u l-ilma jekk jiġi rilaxxat mingħajr trattament xieraq. Saru sforzi biex jiġu żviluppati proċessi aktar ekoloġiċi għall-produzzjoni tal-akrilonitrile u biex jiġi minimizzat l-impatt ambjentali tiegħu permezz ta’ miżuri ta’ ġestjoni tal-iskart u ta’ kontroll tal-emissjonijiet.
Konklużjoni
Bħala konklużjoni, l-akrilonitrile huwa kompost organiku importanti primarjament derivat mill-propylene permezz ta 'proċess ta' ammoxidation f'diversi stadji. Is-sinteżi tal-akrilonitrile tinvolvi r-reazzjoni bir-reqqa bejn il-propylene, l-ammonja u l-arja fuq sistema ta 'katalist adattata. L-akrilonitrile jsib applikazzjonijiet fil-produzzjoni ta 'fibri akriliċi, plastik ABS, gomma sintetika, u kimiċi ta' speċjalità. Filwaqt li l-akrilonitrile joffri bosta benefiċċji, għandhom jitqiesu kunsiderazzjonijiet ta 'sikurezza u ambjentali waqt il-produzzjoni, l-immaniġġjar u r-rimi tiegħu biex jiġi żgurat il-benessri kemm tal-bnedmin kif ukoll tal-ambjent.
