Натрий цианиді: өнеркәсіптік синтезден жұқа химиялық заттарға дейін таптырмас материал

кіріспе

Натрий цианид, химиялық формуласы NaCN, ақ кристалды ұнтақ. Ол суда жақсы ериді және әлсіз ащы бадам иісі бар. Маңызды негізгі химиялық шикізат ретінде, Натрий цианиді әртүрлі өнеркәсіп салаларында, әсіресе өнеркәсіптік синтезде және таптырмас рөл атқарады Жұқа химиялық заттар.

Физикалық және химиялық қасиеттері

Натрий цианиді - текше кристалдық жүйе. Ол суда жақсы ериді және цианид сутегін алу үшін оңай гидролизденеді, оның сулы ерітіндісі күшті сілтілі. Оның балқу температурасы 563.7 °C, қайнау температурасы 1496 °C. Оның тығыздығы 1.595 г/см³. Натрий цианиді өте улы, тіпті тері жаралары, ингаляция немесе жұту арқылы аздаған жанасу өлімге әкелуі мүмкін. Бұл жоғары уыттылық негізінен ондағы цианид ионына (CN⁻) байланысты, ол қан жасушаларындағы темір иондарымен қосылып, қан жасушаларының оттегі тасымалдау функциясын жоғалтады және ақырында гипоксия салдарынан организмнің тез өлуіне әкеледі.

Өнеркәсіптік синтез әдістері

1. Андрусов процесі: Бұл әдіс шикізат ретінде табиғи газды, аммиакты және ауаны, катализатор ретінде платина-родий қорытпасын пайдаланады. Реакция жоғары температурада жүреді. Табиғи газ (негізінен метан) катализатор қатысында аммиакпен және оттегімен әрекеттесіп, цианид сутегін түзеді, содан кейін цианиді сутегі натрий гидроксиді ерітіндісімен әрекеттеседі. Натрий цианиді. Жалпы реакцияны қарапайым түрде көрсетуге болады: CH₄ + NH₃ + 1.5O₂ → HCN + 3H₂O, HCN + NaOH → NaCN + H₂O. Бұл әдіс салыстырмалы түрде жоғары өндірістік тиімділікке ие және ірі өнеркәсіптік өндіріске жарамды. Дегенмен, ол жоғары реакция жағдайларын және шикізат қатынасы мен реакция параметрлерін қатаң бақылауды талап етеді.

2. Жеңіл мұнай пиролизі әдісі: Сұйық аммиак буланады, содан кейін араластырғышта жеңіл маймен араластырылады және алдын ала қыздырылады. Алдын ала қыздырылған аралас газ крекинг пешіне түседі, онда жоғары температурада (шамамен 1450 °C) крекинг реакциясы жүреді. Тасымалдаушы ретінде мұнай коксы, ал тотығудан сақтайтын қорғаныс газы ретінде азот қолданылады. Крекинг газының құрамында цианид сутегі бар. Аммиакты кетіру, суды сіңіру, ректификация және конденсациялау сияқты процестерден кейін цианид сутегі алынады, содан кейін ол сұйықтық алу үшін натрий гидроксиді ерітіндісімен әрекеттеседі. натрий цианиді. Қатты натрий цианидін алу үшін сұйық натрий цианидін одан әрі концентрлеуге және кристалдануға болады. Бұл процесс жетілген технологияға ие болғанымен, оның күрделі күкіртсіздендіру және цианид сутегін қоспаларды жою, өнімнің жоғары энергияны тұтынуы, «үш қалдық» өңдеудегі үлкен қиындықтар және салыстырмалы түрде жоғары өндіріс шығындары сияқты проблемалар бар.

3. Акрилонитрил қосалқы өнім әдісі: Пропиленді амоксидтеу арқылы акрилонитрил алу процесінде қосалқы өнім ретінде цианид сутегі газы алынады (мөлшер акрилонитрил өндірісінің 4%-10%-ына тең). Реактордан шығатын газдың құрамында артық аммиак бар. Аммиакты сұйылтылған күкірт қышқылымен алып тастағаннан кейін реакция газы акрилонитрилді, цианиді сутегіні, ацетонитрилді және акролеинді және т.б. сіңіру үшін су сіңіру салқындату мұнарасына түседі. Абсорбциялық сұйықтық жоғары тазалықтағы өнімдер мен акрилоид гидрогенді акрилоид арқылы шешу және ректификация сияқты одан әрі бөлу және тазарту процестерінен өтеді. Қосымша өнім сутегі цианиді содан кейін натрий цианидін алу үшін сілтілі ерітіндімен жұтылады. Бұл әдіспен алынған өнімдерде қоспалар аз және күкірт мөлшері төмен. Дегенмен, ол акрилонитрил өндіру қуатымен шектеледі. Қазіргі уақытта Қытайдағы акрилонитрил өндірісі қанықтыру деңгейіне жақындады және оның өндірісін айтарлықтай арттыру қиын.

Жұқа химиялық заттардағы қолданбалар

1. Фармацевтикалық өнеркәсіп: Натрий цианиді фармацевтикалық аралық өнімдерді синтездеуде кеңінен қолданылады. Мысалы, пенициллин, ибупрофен, В6 витамині сияқты кейбір кең таралған препараттардың синтезінде. фолий қышқылы, гуанин, ацикловир, барбитураттар, норфлоксацин, кофеин және берберин, натрий цианиді маңызды шикізат болып табылады. Ол синтез жолындағы негізгі реакцияларға қатысады, препараттың молекулалық құрылымын құруға көмектеседі және бүкіл дәрілік синтез процесінде шешуші рөл атқарады.

2. Пестицидтер өнеркәсібі: Сондай-ақ пестицидтерді өндіруде маңызды шикізат болып табылады. Глифосат, паракват, цианазин, фентоат және изопротиолан сияқты қарапайым пестицидтер өндіріс процесінде натрий цианидін қолдануды талап етеді. Натрий цианиді пестицидтердің белсенді ингредиенттерін синтездеуге қатысады, пестицидтерге нақты химиялық құрылымды және пестицидтік қасиеттерді береді, бұл ауылшаруашылық өндірісін қамтамасыз ету және ауыл шаруашылығы зиянкестерінің алдын алу және күресу үшін үлкен маңызға ие.

3. Бояу және пигмент өнеркәсібі: Бояу өнеркәсібінде натрий цианиді цианурик хлориді сияқты маңызды аралық өнімдерді өндіру үшін қолданылады. Цианур хлориді реактивті бояғыштар үшін маңызды аралық өнім болып табылады, сонымен қатар оптикалық ағартқыштарды өндіру үшін шикізат болып табылады. Ол бояғыштарды синтездеуге қатысады, бояғыштарға тамаша бояу қасиеттері мен түс тұрақтылығын береді және бояу өнеркәсібінің дамуына ықпал етеді.

4. Арнайы органикалық қосылыстардың синтезі: Натрий цианидін әртүрлі арнайы органикалық қосылыстарды синтездеу үшін пайдаланылуы мүмкін, мысалы, цианобензил және оның туынды сериясы өнімдері, иминодиацетонитрил, иминодиасірке қышқылы (эфир), хелаттандырушы агенттер сериясы өнімдері (EDTA, DTPA, NTA) және олардың металл тұздары өнімдері, глицин, гидроксиацетонитрил сияқты химиялық өрістер, органикалық қосылыстар сияқты кең қолданулар. талдау, суды тазарту және органикалық синтез. Мысалы, хелат агенттері суды жұмсарту және металл иондарын бөлу процестерінде маңызды рөл атқаратын металл иондарын байланыстыру үшін пайдаланылуы мүмкін.

Қауіпсіздік және қоршаған ортаны қорғау мәселелері

Уыттылығы жоғары болғандықтан, натрий цианидін өндіру, тасымалдау, сақтау және пайдалану кезінде қауіпсіздік шараларын қатаң сақтау қажет. Өндіріс процесінде операторлар натрий цианидімен жанасуды болдырмау үшін газ өткізбейтін костюмдерді, респираторларды және қорғаныш қолғаптарын қоса алғанда, тиісті жеке қорғаныс құралдарын киюі керек. Өндіріс орындары жұмыс орнындағы ауаның қауіпсіздік стандарттарына сай болуын қамтамасыз ету үшін жетілдірілген желдету және шығару жүйелерімен жабдықталуы керек. Тасымалдау кезінде натрий цианидін тиісті ережелерге сәйкес, әдетте герметикалық болат барабандарға салып, қауіпті химиялық заттарды тасымалдауға арналған арнайы көліктермен тасымалдау керек. Тасымалдау бағыттарын халық көп шоғырланған аумақтар мен су көздерінен аулақ болу үшін мұқият жоспарлау керек. Сақтау кезінде оны жақсы желдетілетін арнайы қоймада, жылу көздерінен, тұтану көздерінен және қышқылдар мен тотықтырғыштар сияқты үйлесімсіз заттардан алыс жерде сақтау керек. Қойма ағып кетуден қорғайтын және ұрлауға қарсы құралдармен жабдықталуы керек және «қос құлып» басқару жүйесін енгізу керек.

Қоршаған ортаны қорғауға келетін болсақ, натрий цианиді өндірісінде пайда болатын «үш қалдық» дұрыс өңделуі керек. Құрамында цианид бар ағынды суларды ағызудан бұрын цианид иондарын улы емес заттарға ыдырату үшін химиялық тотығу немесе басқа тиісті әдістермен тазарту қажет. Құрамында цианиді сутегі бар қалдық газ атмосфераға әсерін азайту үшін сіңіру немесе жану арқылы тазартылуы керек. Құрамында цианид бар қатты қалдықтар қауіпсіз жерге көмілуі немесе топырақ пен жер асты суларының ластануына жол бермеу үшін мамандандырылған қауіпті қалдықтарды өңдеу қондырғыларында өңделуі керек.

қорытынды

Натрий цианиді өзінің жоғары уыттылығына қарамастан, қазіргі өнеркәсіпте таптырмас материал болып табылады. Өнеркәсіптік синтезден жұқа химиялық заттарға дейін әртүрлі салаларда маңызды үлес қосты. Технологияның үздіксіз дамуымен, бір жағынан, натрий цианидінің тиімді және экологиялық таза өндіру әдістері зерттелуде; екінші жағынан, қолдану процесінде натрий цианидін пайдалану деңгейін жақсарту және оның адам денсаулығына және қоршаған ортаға теріс әсерін азайтуға күш салынуда. Болашақта натрий цианиді қауіпсіздікті, қоршаған ортаны қорғауды және өндірістік қажеттіліктерді жақсырақ теңестіре отырып, өнеркәсіптік экономиканы дамытуда маңызды рөл атқара береді.