아크릴로 니트릴의 제조 방법

아크릴로니트릴은 ABS (아크릴로니트릴 부타디엔 스티렌) 및 SAN (스티렌 아크릴로니트릴) 과 같은 광범위한 중합체 및 공중합체의 제조에 사용되는 필수 단량체이다. 이러한 재료에 대한 수요가 계속 증가함에 따라 효율적이고 비용 효율적인 생산 방법에 대한 필요성도 커집니다. 이 기사에서는 다양한 내용을 살펴 보겠습니다.아크릴로 니트릴의 제조 방법가장 일반적으로 사용되는 산업 공정에 중점을 둡니다. 이러한 방법을 이해하면 제조업체에 도움이 될뿐만 아니라 아크릴 로니트릴 생산의 지속 가능성과 수익성을 향상시킵니다.

1.프로필렌 Ammoxidation 과정: 지배적 인 방법

아크릴로니트릴의 생산에 가장 널리 채택 된 방법은프로필렌 ammoxidation 과정, Sohio 과정이라고도합니다. 이 방법은 암모니아 (NH3) 및 공기의 존재하에 프로필렌 (C3H6) 의 촉매 산화를 포함한다. 반응은 고온, 전형적으로 약 400-500 ℃에서, 그리고 비스무트 몰리브덴트 또는 산화 안티몬과 같은 촉매의 존재하에 일어난다. 반응에 대한 주요 화학 방정식은 다음과 같습니다.

[\ Text {C3H6} \ text{NH3} 1.5 \ text{O2} \ rightarrow \ text{C3H3N} 3 \ text{H2O} ]

이 공정은 매우 효율적이며 아크릴로니트릴의 수율은 일반적으로 최대 80-85% 에 이릅니다. 한가지 주요 이점은 프로필렌의 상대적으로 저렴한 가격으로 인한 비용 효율성이다. 또한, 이 공정은 아세토니트릴 및 시안화수소와 같은 부산물을 생성하며, 이는 판매 또는 추가 가공되어 전반적인 경제적 생존력을 향상시킨다.

2.아세틸렌 기반 합성: 역사적 관련성

프로필렌 ammoxidation 방법이 출현하기 전에 아크릴로 니트릴은 주로 아세틸렌 기반 경로를 통해 생산되었습니다. 이 방법은 아세틸렌 (C2H2) 과 시안화 수소 (HCN) 사이에서 아크릴로니트릴을 형성하는 반응을 포함한다. 반응은 상승된 온도에서 구리계 촉매의 존재하에 일어난다. 반응 방정식은 다음과 같다.

[\ Text {C2H2} \ text{HCN} \ rightarrow \ text{C3H3N} ]

이 방법은 아세틸렌 및 시안화 수소 처리와 관련된 높은 비용 및 안전성 문제로 인해 더 이상 널리 사용되지 않지만 역사상 중요한 이정표로 남아 있습니다.아크릴로 니트릴의 제조 방법. 이 프로세스는 대부분 단계적으로 폐지되었지만 새롭고 안전하며 효율적인 방법과의 유용한 비교 역할을합니다.

3.생명 공학 접근: 미래의 관점

증가하는 환경 문제와 지속 가능한 산업 관행에 대한 추진으로 연구원들은 탐구했습니다.아크릴로 니트릴 준비의 생명 공학 방법. 이러한 방법은 조작된 미생물을 사용하여 글루코스 또는 글리세롤과 같은 재생가능한 공급원료로부터 아크릴로니트릴을 생성하는 것을 포함한다. 아직 실험 단계에 있지만이 프로세스는 전통적인 석유 화학 기반 방법에 대한 유망한 대안을 나타냅니다.

이 생명 공학 접근법의 한 예는 공학적 인 대장균 균주 (E. coli) 를 사용하여 아크릴로 니트릴을 생산하는 것입니다. 미생물은 포도당을 3-하이드 록시 프로피 오니 트릴로 전환시키는 효소를 발현하도록 유전자 변형되어 탈수되어 아크릴로 니트릴을 형성합니다. 현재 수율은 Ammoxidation 프로세스를 통해 달성 된 것보다 낮지 만, 진행중인 연구는 이러한 시스템을 최적화하여 상업적으로 실행 가능한 것을 목표로합니다.

4.환경 및 경제 고려 사항

각각의아크릴로 니트릴의 제조 방법환경 영향과 경제적 타당성 측면에서 장점과 한계가 있습니다. 프로필렌 암산화 공정은 효율적이지만 여전히 화석 연료에 크게 의존하여 탄소 배출에 기여합니다. 그러나 높은 수율과 상대적으로 낮은 비용으로 인해 지배적 인 생산 방법이 있습니다. 대조적으로, 생명 공학 방법은 더 지속 가능하지만 현재 낮은 수율 및 높은 생산 비용과 같은 문제에 직면 해 있습니다.

결론

요약하면,아크릴로 니트릴의 제조 방법시간이 지남에 따라 크게 진화했습니다. 프로필렌 ammoxidation 공정은 높은 효율성과 비용 효율성으로 인해 산업 표준으로 남아 있지만 아세틸렌 기반 합성 및 신흥 생명 공학 방법은 또한 아크릴로 니트릴을 생산할 수있는 다양한 방법에 대한 통찰력을 제공합니다. 특히 생명 공학 분야에서 연구가 계속됨에 따라 아크릴로 니트릴 생산의 지속 가능성과 수익성을 향상시키는 새로운 방법이 나타날 수 있습니다.