Natriumsianied: 'n Onontbeerlike Materiaal van Industriële Sintese tot Fyn Chemikalieë

Inleiding

Natrium sianied, met die chemiese formule NaCN, is 'n wit kristallyne poeier. Dit is hoogs oplosbaar in water en het 'n dowwe bitter amandelreuk. As 'n belangrike basiese chemiese grondstof, Natriumsianied speel 'n onvervangbare rol in verskeie industriële velde, veral in industriële sintese en Fyn chemikalieë.

Fisiese en chemiese eienskappe

Natriumsianied is 'n kubiese kristalstelsel. Dit is hoogs oplosbaar in water en hidroliseer maklik om waterstofsianied te produseer, met die waterige oplossing wat sterk alkaliniteit toon. Die smeltpunt is 563.7 °C en die kookpunt is 1496 °C. Dit het 'n digtheid van 1.595 g/cm³. Natriumsianied is uiters giftig, en selfs 'n spoor van kontak deur velwonde, inaseming of inname kan tot die dood lei. Hierdie hoë toksisiteit is hoofsaaklik te wyte aan die sianiedioon (CN⁻) daarin, wat met die ysterione in bloedselle kan verbind, wat veroorsaak dat die bloedselle hul suurstofdraende funksie verloor, en uiteindelik lei tot die vinnige dood van die organisme as gevolg van hipoksie.

Industriële Sintesemetodes

1. Andrussow-prosesHierdie metode gebruik natuurlike gas, ammoniak en lug as grondstowwe, met 'n platinum-rodium-legering as die katalisator. Die reaksie vind plaas by hoë temperature. Natuurlike gas (hoofsaaklik metaan) reageer met ammoniak en suurstof in die teenwoordigheid van 'n katalisator om waterstofsianied te produseer, en dan reageer waterstofsianied met natriumhidroksiedoplossing om ... te verkry. NatriumsianiedDie algehele reaksie kan eenvoudig uitgedruk word as: CH₄ + NH₃ + 1.5O₂ → HCN + 3H₂O, HCN + NaOH → NaCN + H₂O. Hierdie metode het relatief hoë produksiedoeltreffendheid en is geskik vir grootskaalse industriële produksie. Dit vereis egter hoë reaksiekondisies en streng beheer van grondstofverhoudings en reaksieparameters.

2. Ligte olie pirolise metodeVloeibare ammoniak word verdamp en dan met ligte olie in 'n menger gemeng en voorverhit. Die voorverhitte gemengde gas gaan die kraaoond binne, waar 'n krakreaksie by 'n hoë temperatuur (ongeveer 1450 °C) plaasvind. Petroleumkooks word as draer gebruik, en stikstof word as 'n beskermende gas gebruik om oksidasie te voorkom. Die kraakgas bevat waterstofsianied. Na prosesse soos ammoniakverwydering, waterabsorpsie, regstelling en kondensasie word waterstofsianied verkry, wat dan met natriumhidroksiedoplossing reageer om vloeistof te verkry. natriumsianiedVloeibare natriumsianied kan verder gekonsentreer en gekristalliseer word om vaste natriumsianied te verkry. Alhoewel hierdie proses volwasse tegnologie het, het dit ook probleme soos moeilike ontswaeling en onsuiwerheidsverwydering van waterstofsianied, hoë energieverbruik van die produk, groot probleme met die behandeling van "drie afvalstowwe", en relatief hoë produksiekoste.

3. Akrilonitriel Byproduk MetodeIn die proses om akrilonitriel te produseer deur ammoksidasie van propileen, word waterstofsianiedgas as 'n neweproduk geproduseer (die hoeveelheid is gelykstaande aan 4% - 10% van die akrilonitrielproduksie). Die gas van die reaktor bevat oortollige ammoniak. Nadat ammoniak met verdunde swaelsuur verwyder is, gaan die reaksiegas 'n waterabsorpsie-koeltoring binne om akrilonitriel, waterstofsianied, asetonitriel en akroleïen, ens. te absorbeer. Die absorpsievloeistof ondergaan verdere skeidings- en suiweringsprosesse soos resolusie en regstelling om hoë suiwerheid akrilonitrielprodukte en neweproduk waterstofsianied te verkry. Die neweproduk waterstofsianied word dan deur 'n alkali-oplossing geabsorbeer om natriumsianied te produseer. Die produkte wat deur hierdie metode verkry word, het minder onsuiwerhede en 'n lae swaelinhoud. Dit word egter beperk deur die akrilonitrielproduksiekapasiteit. Tans het die akrilonitrielproduksie in China versadiging genader, en die produksie daarvan is moeilik om aansienlik te verhoog.

Toepassings in Fynchemikalieë

1. Farmaseutiese industrieNatriumsianied word wyd gebruik in die sintese van farmaseutiese tussenprodukte. Byvoorbeeld, in die sintese van sommige algemene geneesmiddels soos penisillien, ibuprofen, vitamien B6, foliensuur, guanien, asiklovir, barbiturate, norfloksasien, kafeïen en berberien, is natriumsianied 'n noodsaaklike grondstof. Dit neem deel aan sleutelreaksies in die sinteseroete, help om die molekulêre struktuur van die geneesmiddel te konstrueer en speel 'n belangrike rol in die hele geneesmiddelsinteseproses.

2. PlaagdoderbedryfDit is ook 'n belangrike grondstof in die produksie van plaagdoders. Algemene plaagdoders soos glifosaat, parakwat, sianasien, fentoaat en isoprotiolaan vereis almal die gebruik van natriumsianied in hul vervaardigingsprosesse. Natriumsianied is betrokke by die sintese van plaagdoder-aktiewe bestanddele, wat plaagdoders spesifieke chemiese strukture en plaagdoder-eienskappe gee, wat van groot belang is om landbouproduksie te verseker en landbouplae te voorkom en te beheer.

3. Kleurstof- en pigmentindustrieIn die kleurstofbedryf word natriumsianied gebruik om belangrike tussenprodukte soos sianiurchloried te vervaardig. Sianurchloried is 'n belangrike tussenprodukt vir reaktiewe kleurstowwe en is ook 'n grondstof vir die produksie van optiese verhelderaars. Dit neem deel aan die sintese van kleurstowwe, wat kleurstowwe uitstekende kleureienskappe en kleurvastheid gee, en die ontwikkeling van die kleurstofbedryf bevorder.

4. Sintese van Spesiale Organiese VerbindingsNatriumsianied kan gebruik word om 'n verskeidenheid spesiale organiese verbindings te sintetiseer, soos sianobensiel en sy afgeleide reeksprodukte, iminodiasetonitriel, iminodiasynsuur (ester), chelaatmiddelreeksprodukte (EDTA, DTPA, NTA) en hul metaalsoutprodukte, glisien, hidroksiasetonitriel (suur), ens. Hierdie organiese verbindings het wye toepassings in velde soos chemiese analise, waterbehandeling en organiese sintese. Chelaatmiddels kan byvoorbeeld gebruik word om metaalione te bind, wat 'n belangrike rol speel in waterversagting en metaalioonskeidingsprosesse.

Veiligheids- en omgewingsoorwegings

As gevolg van die hoë toksisiteit daarvan, moet streng veiligheidsmaatreëls getref word tydens die produksie, vervoer, berging en gebruik van natriumsianied. In die produksieproses moet operateurs gepaste persoonlike beskermende toerusting dra, insluitend gasdigte pakke, respirators en beskermende handskoene, om kontak met natriumsianied te voorkom. Produksiefasiliteite moet toegerus wees met gevorderde ventilasie- en uitlaatstelsels om te verseker dat die werkpleklug aan veiligheidsstandaarde voldoen. Tydens vervoer moet natriumsianied verpak word in ooreenstemming met relevante regulasies, gewoonlik in verseëlde staaldromme, en vervoer word deur gespesialiseerde gevaarlike chemiese vervoervoertuie. Vervoerroetes moet noukeurig beplan word om digbevolkte gebiede en waterbronne te vermy. In berging moet dit in 'n toegewyde pakhuis met goeie ventilasie gestoor word, weg van hittebronne, ontstekingsbronne en onversoenbare stowwe soos sure en oksidante. Die pakhuis moet toegerus wees met lekdigte en diefweringsfasiliteite, en 'n "dubbelslot"-bestuurstelsel implementeer.

Wat omgewingsbeskerming betref, moet die "drie afvalstowwe" wat in die produksie van natriumsianied gegenereer word, behoorlik behandel word. Afvalwater wat sianied bevat, moet behandel word deur chemiese oksidasie of ander gepaste metodes om sianiedione in nie-giftige stowwe te ontbind voordat dit vrygestel word. Afvalgas wat waterstofsianied bevat, moet gesuiwer word deur absorpsie- of verbrandingsbehandeling om die impak daarvan op die atmosfeer te verminder. Vaste afval wat sianied bevat, moet veilig gestort word of deur gespesialiseerde gevaarlike afvalbehandelingsfasiliteite behandel word om besoedeling van grond en grondwater te voorkom.

Gevolgtrekking

Natriumsianied, ten spyte van sy hoë toksisiteit, is 'n onontbeerlike materiaal in die moderne industrie. Van industriële sintese tot fynchemikalieë het dit belangrike bydraes op verskeie gebiede gelewer. Met die voortdurende ontwikkeling van tegnologie word enersyds meer doeltreffende en omgewingsvriendelike produksiemetodes van natriumsianied ondersoek; andersyds word daar in die toepassingsproses pogings aangewend om die benuttingstempo van natriumsianied te verbeter en die negatiewe impak daarvan op menslike gesondheid en die omgewing te verminder. In die toekoms sal natriumsianied steeds 'n belangrike rol speel in die ontwikkeling van die industriële ekonomie terwyl veiligheid, omgewingsbeskerming en produksiebehoeftes beter gebalanseer word.