아크릴로 니트릴을 만드는 방법

아크릴로 니트릴의 제조 방법: 원료에서 생산 공정까지 포괄적 인 분석

아크릴로니트릴 (Acrylonitrile, AN이라고 함) 은 합성 섬유, 고무, 플라스틱 및 화학 물질의 생산에 널리 사용되는 중요한 유기 화학 원료입니다. 기본 화학 원료로서 아크릴로 니트릴의 생산 공정은 여러 화학 반응 및 공정 단계를 포함하며 일반적으로 석유 화학 원료에서 추출하고 변환하여 생산됩니다. 아크릴로 니트릴은 어떻게 제조 하는가? 이 논문은 원료, 생산 공정 및 환경 영향의 측면에서이 문제를 자세히 분석 할 것입니다.

1. acrylonitrile 생산 원료

아크릴로 니트릴의 주요 원료는 프로필렌, 암모니아 및 산소입니다. 아크릴로니트릴 생성은 일반적으로 프로필렌이 탄소 공급원을 제공하고, 암모니아가 질소 공급원으로서, 산소가 산화 반응에 참여하는 기체상 반응 공정에 의해 달성된다. 이러한 원료의 선택은 최종 제품의 품질과 수율에 직접적인 영향을 미치므로 합리적인 원료 선택 및 준비가 필수적입니다.

1. 프로필렌: 프로필렌은 경질 올레핀의 오일 또는 천연 가스 정제 공정을 통해 이루어지며, 주요 원료의 아크릴로 니트릴 합성 반응입니다.
2. 암모니아: 암모니아는 일반적으로 합성 반응에 참여하는 질소 공급원으로서 반응 공정에서 천연 가스 암모니아 합성법에 의해 얻어진다.
3. 산소: 반응에서 산소는 산화 환경을 제공하여 반응 선택성 및 반응 효율을 향상시키는 데 도움이됩니다.

2. acrylonitrile 합성 과정

아크릴로 니트릴이 제조되는 방법의 핵심은 합성 과정에 있습니다. 현재, 아크릴로니트릴의 생산은 주로 "프로필렌 ammoxidation 방법" (줄여서 AA 산화 방법) 을 채택합니다. 이 과정에서 프로필렌, 암모니아 및 산소는 특정 조건 하에서 기체상에서 반응하여 아크릴로니트릴을 합성한다. 구체적인 과정은 다음과 같습니다.

1. 반응기에서 기체상 반응: 프로필렌, 암모니아 및 산소가 반응기에 들어간 후, 산화 반응은 고온 (약 350 ℃ 내지 400 ℃) 및 특정 압력에서 일어난다. 반응 동안, 산소는 프로필렌의 산화에 관여하고, 질소 공급원으로서의 암모니아는 산화물과 반응하여 아크릴로니트릴을 생성한다.

2. 촉매의 역할: 반응은 일반적으로 촉매의 참여를 필요로하며, 일반적으로 사용되는 촉매는 몰리브덴계 또는 텅스텐계 촉매입니다. 촉매는 반응 속도를 증가시킬 뿐만 아니라, 생성물의 선택성을 향상시키고 부산물의 형성을 감소시킬 수 있다.

3. 생성물 분리 및 정제: 반응 후 얻어진 혼합 가스는 아크릴로니트릴, 암모니아, 프로필렌 및 일부 부산물을 함유한다. 아크릴로니트릴은 냉각, 흡수 및 분획과 같은 공정에 의해 분리 및 정제된다. 마지막으로, 순도는 산업 응용 프로그램의 요구 사항을 충족하는 99% 이상에 도달 할 수 있습니다.

3. acrylonitrile 부산물 및 그 처리

아크릴로니트릴의 생산 과정에서 복잡한 반응 조건으로 인해 일부 부산물이 종종 생성됩니다. 이러한 부산물은 환경 및 장비에 영향을 미칠 수 있으므로 일련의 치료 조치를 통해 제어해야합니다.

1. 질소 산화물 (NOx): 산소 및 암모니아가 반응에 관여하기 때문에, 암모니아의 일부는 고온에서 산화되어 질소 산화물을 형성할 수 있다. 이들 가스는 환경에 해롭고, 통상적으로 선택적 촉매 환원 (SCR) 과 같은 기술에 의해 처리된다.

2. 부산물의 분리: 질소 산화물 이외에, 바람직하지 않은 올레핀 또는 케톤이 또한 반응에서 형성될 수 있다. 이들 부산물은 최종 생성물의 순도를 향상시키기 위해 축합 및 흡착과 같은 기술을 사용하여 아크릴로니트릴로부터 분리된다.

3. 환경 보호 조치: 현대 아크릴로 니트릴 생산 공장에는 일반적으로 가스 흡수 타워, 촉매 산화 장치 등과 같은 폐 가스 처리 시스템이 장착되어 생산 공정이 환경에 심각한 오염을 일으키지 않도록합니다.

4. acrylonitrile 응용 분야

중요한 화학 원료로서 아크릴로 니트릴은 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다. 주요 용도는 다음과 같습니다.

1. 합성 섬유 생산: 아크릴로 니트릴은 아크릴 섬유 및 기타 합성 섬유의 제조를위한 핵심 원료입니다. 이 섬유는 의류, 카펫 및 가정 용품에 널리 사용됩니다.

2. 합성 고무: 아크릴로 니트릴은 합성 고무, 특히 합성 니트릴 고무의 생산에도 사용됩니다. 아크릴로니트릴은 고무에 내유성과 고온 저항을 제공합니다.

3. 플라스틱 및 화학 제품 생산: 아크릴로 니트릴은 아크릴산, 시아노 화학 물질 및 기타 플라스틱 제조를위한 중요한 기본 원료입니다.

결론

아크릴로 니트릴의 제조 방법에 대한 분석을 통해 우리는 아크릴로 니트릴의 생산 과정에는 원료 제조, 합성 반응, 제품 분리 및 정화, 환경 보호를 포함한 많은 주요 링크가 포함되어 있음을 알 수 있습니다. 기술의 지속적인 발전과 함께, 아크릴로 니트릴의 생산 공정은 생산 효율을 향상시키고 에너지 소비를 줄이며 환경 오염을 줄이기 위해 끊임없이 최적화되어 있습니다. 아크릴로 니트릴의 제조 공정을 이해하면 산업이 생산 기술을 습득하는 데 도움이 될뿐만 아니라이 중요한 화학 원료에 대한 전반적인 이해를 향상시키는 데 도움이됩니다.