सोडियम सायनाइड: औद्योगिक संश्लेषणापासून ते सूक्ष्म रसायनांपर्यंत एक अपरिहार्य पदार्थ

परिचय

सोडियम सायनाईड, रासायनिक सूत्र NaCN सह, एक पांढरी स्फटिकासारखे पावडर आहे. ते पाण्यात अत्यंत विरघळते आणि त्याला बदामाचा मंद कडू वास येतो. एक महत्त्वाचा मूलभूत रासायनिक कच्चा माल म्हणून, सोडियम सायनाइड विविध औद्योगिक क्षेत्रात, विशेषतः औद्योगिक संश्लेषणात आणि बारीक रसायने.

भौतिक आणि रासायनिक गुणधर्म

सोडियम सायनाइड ही एक घन स्फटिक प्रणाली आहे. ती पाण्यात अत्यंत विरघळते आणि सहजपणे हायड्रोलाइझ होऊन हायड्रोजन सायनाइड तयार होते, त्याच्या जलीय द्रावणात तीव्र क्षारता दिसून येते. त्याचा वितळण्याचा बिंदू ५६३.७ °C आहे आणि त्याचा उत्कलन बिंदू १४९६ °C आहे. त्याची घनता १.५९५ g/cm³ आहे. सोडियम सायनाइड अत्यंत विषारी आहे आणि त्वचेच्या जखमांमधून, इनहेलेशनद्वारे किंवा अंतर्ग्रहणातून अगदी थोड्या प्रमाणात संपर्क आल्यानेही मृत्यू होऊ शकतो. ही उच्च विषाक्तता मुख्यतः त्यातील सायनाइड आयन (CN⁻) मुळे असते, जी रक्त पेशींमधील फेरिक आयनशी एकत्रित होऊ शकते, ज्यामुळे रक्त पेशी त्यांचे ऑक्सिजन वाहून नेण्याचे कार्य गमावतात आणि शेवटी हायपोक्सियामुळे जीव जलद मृत्युमुखी पडतात.

औद्योगिक संश्लेषण पद्धती

1. अँड्रुसो प्रक्रिया: या पद्धतीमध्ये नैसर्गिक वायू, अमोनिया आणि हवा कच्चा माल म्हणून वापरली जाते, ज्यामध्ये प्लॅटिनम-रोडियम मिश्रधातू उत्प्रेरक म्हणून वापरला जातो. ही अभिक्रिया उच्च तापमानावर होते. नैसर्गिक वायू (प्रामुख्याने मिथेन) उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत अमोनिया आणि ऑक्सिजनशी प्रतिक्रिया देऊन हायड्रोजन सायनाइड तयार करतो आणि नंतर हायड्रोजन सायनाइड सोडियम हायड्रॉक्साइड द्रावणासह प्रतिक्रिया देऊन मिळवतो. सोडियम सायनाइड. एकूण अभिक्रिया सोप्या भाषेत सांगता येते: CH₄ + NH₃ + 1.5O₂ → HCN + 3H₂O, HCN + NaOH → NaCN + H₂O. या पद्धतीमध्ये तुलनेने उच्च उत्पादन कार्यक्षमता आहे आणि ती मोठ्या प्रमाणात औद्योगिक उत्पादनासाठी योग्य आहे. तथापि, त्यासाठी उच्च अभिक्रिया परिस्थिती आणि कच्च्या मालाचे गुणोत्तर आणि अभिक्रिया मापदंडांचे कठोर नियंत्रण आवश्यक आहे.

2. हलके तेल पायरोलिसिस पद्धत: द्रव अमोनियाचे बाष्पीभवन केले जाते आणि नंतर मिक्सरमध्ये हलक्या तेलात मिसळले जाते आणि प्रीहीट केले जाते. प्रीहीट केलेला मिश्रित वायू क्रॅकिंग फर्नेसमध्ये प्रवेश करतो, जिथे उच्च तापमानावर (सुमारे १४५० °C) क्रॅकिंग प्रतिक्रिया होते. पेट्रोलियम कोकचा वापर वाहक म्हणून केला जातो आणि ऑक्सिडेशन रोखण्यासाठी नायट्रोजनचा वापर संरक्षक वायू म्हणून केला जातो. क्रॅकिंग वायूमध्ये हायड्रोजन सायनाइड असते. अमोनिया काढून टाकणे, पाणी शोषणे, सुधारणे आणि संक्षेपण यासारख्या प्रक्रियांनंतर, हायड्रोजन सायनाइड मिळते आणि नंतर ते सोडियम हायड्रॉक्साइड द्रावणासह प्रतिक्रिया देऊन द्रव बनते. सोडियम सायनाइड. द्रव सोडियम सायनाइडला अधिक केंद्रित करून घन सोडियम सायनाइड मिळवता येते. जरी या प्रक्रियेत परिपक्व तंत्रज्ञान असले तरी, त्यात हायड्रोजन सायनाइडचे डिसल्फरायझेशन आणि अशुद्धता काढून टाकणे, उत्पादनाचा जास्त ऊर्जा वापर, "तीन कचरा" प्रक्रिया करण्यात मोठी अडचण आणि तुलनेने जास्त उत्पादन खर्च यासारख्या समस्या आहेत.

3. अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल उप-उत्पादन पद्धत: प्रोपीलीनच्या अमॉक्सिडेशनद्वारे अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल तयार करण्याच्या प्रक्रियेत, हायड्रोजन सायनाइड वायू उप-उत्पादन म्हणून तयार होतो (ही रक्कम अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल उत्पादनाच्या ४% - १०% इतकी असते). अणुभट्टीतील वायूमध्ये जास्त अमोनिया असतो. पातळ सल्फ्यूरिक आम्लाने अमोनिया काढून टाकल्यानंतर, प्रतिक्रिया वायू अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल, हायड्रोजन सायनाइड, एसीटोनिट्राइल आणि अ‍ॅक्रोलिन इत्यादी शोषण्यासाठी पाणी शोषण शीतकरण टॉवरमध्ये प्रवेश करतो. शोषण द्रव उच्च-शुद्धता अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल उत्पादने आणि उप-उत्पादन हायड्रोजन सायनाइड मिळविण्यासाठी रिझोल्यूशन आणि रेक्टिफिकेशन सारख्या पुढील पृथक्करण आणि शुद्धीकरण प्रक्रियांमधून जातो. उप-उत्पादन हायड्रोजन सायनाइड नंतर सोडियम सायनाइड तयार करण्यासाठी अल्कली द्रावणाद्वारे शोषले जाते. या पद्धतीने मिळवलेल्या उत्पादनांमध्ये कमी अशुद्धता आणि कमी सल्फर सामग्री असते. तथापि, अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल उत्पादन क्षमतेमुळे ते मर्यादित आहे. सध्या, चीनमध्ये अ‍ॅक्रिलोनिट्राइल उत्पादन संपृक्ततेच्या जवळ आले आहे आणि त्याचे उत्पादन लक्षणीयरीत्या वाढवणे कठीण आहे.

सूक्ष्म रसायनांमध्ये अनुप्रयोग

1. औषध उद्योग: औषधी मध्यस्थांच्या संश्लेषणात सोडियम सायनाइडचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो. उदाहरणार्थ, पेनिसिलिन, आयबुप्रोफेन, व्हिटॅमिन बी६. फॉलिक अॅसिड, ग्वानिन, असायक्लोव्हिर, बार्बिट्युरेट्स, नॉरफ्लॉक्सासिन, कॅफिन आणि बर्बेरिन यासारख्या काही सामान्य औषधांच्या संश्लेषणात, सोडियम सायनाइड हा एक आवश्यक कच्चा माल आहे. ते संश्लेषण मार्गातील प्रमुख प्रतिक्रियांमध्ये भाग घेते, औषधाची आण्विक रचना तयार करण्यास मदत करते आणि संपूर्ण औषध संश्लेषण प्रक्रियेत महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते.

2. कीटकनाशक उद्योग: कीटकनाशकांच्या उत्पादनातही ते एक महत्त्वाचे कच्चे माल आहे. ग्लायफोसेट, पॅराक्वाट, सायनाझिन, फेन्थोएट आणि आयसोप्रोथिओलेन यासारख्या सामान्य कीटकनाशकांना त्यांच्या उत्पादन प्रक्रियेत सोडियम सायनाइडचा वापर करावा लागतो. सोडियम सायनाइड कीटकनाशकांच्या सक्रिय घटकांच्या संश्लेषणात सहभागी आहे, ज्यामुळे कीटकनाशकांना विशिष्ट रासायनिक संरचना आणि कीटकनाशक गुणधर्म मिळतात, जे कृषी उत्पादन सुनिश्चित करण्यासाठी आणि कृषी कीटकांना प्रतिबंध आणि नियंत्रण करण्यासाठी खूप महत्वाचे आहे.

3. डाई आणि पिगमेंट उद्योग: रंग उद्योगात, सोडियम सायनाइडचा वापर सायन्युरिक क्लोराईड सारख्या महत्त्वाच्या मध्यस्थांच्या निर्मितीसाठी केला जातो. सायन्युरिक क्लोराईड हे प्रतिक्रियाशील रंगांसाठी एक महत्त्वाचे मध्यस्थ आहे आणि ऑप्टिकल ब्राइटनर्सच्या उत्पादनासाठी देखील एक कच्चा माल आहे. ते रंगांच्या संश्लेषणात भाग घेते, रंगांना उत्कृष्ट रंग गुणधर्म आणि रंग स्थिरता प्रदान करते आणि रंग उद्योगाच्या विकासाला चालना देते.

4. विशेष सेंद्रिय संयुगांचे संश्लेषण: सोडियम सायनाइडचा वापर विविध विशेष सेंद्रिय संयुगे, जसे की सायनोबेन्झिल आणि त्याच्या व्युत्पन्न मालिका उत्पादने, इमिनोडायसेटोनिट्राइल, इमिनोडायसेटिक आम्ल (एस्टर), चेलेटिंग एजंट मालिका उत्पादने (EDTA, DTPA, NTA) आणि त्यांचे धातू मीठ उत्पादने, ग्लाइसिन, हायड्रॉक्सीएसीटोनिट्राइल (अ‍ॅसिड) इत्यादींचे संश्लेषण करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. या सेंद्रिय संयुगांचा रासायनिक विश्लेषण, जल प्रक्रिया आणि सेंद्रिय संश्लेषण यासारख्या क्षेत्रात व्यापक उपयोग आहे. उदाहरणार्थ, चेलेटिंग एजंट्सचा वापर धातूच्या आयनांना बांधण्यासाठी केला जाऊ शकतो, जे पाणी मऊ करणे आणि धातूच्या आयन वेगळे करण्याच्या प्रक्रियेत महत्त्वाची भूमिका बजावतात.

सुरक्षितता आणि पर्यावरणविषयक विचार

त्याच्या उच्च विषारीपणामुळे, सोडियम सायनाइडचे उत्पादन, वाहतूक, साठवणूक आणि वापर करताना कडक सुरक्षा उपाय योजले पाहिजेत. उत्पादन प्रक्रियेत, ऑपरेटरना सोडियम सायनाइडचा संपर्क टाळण्यासाठी गॅस-टाइट सूट, रेस्पिरेटर आणि संरक्षक हातमोजे यासह योग्य वैयक्तिक संरक्षक उपकरणे घालणे आवश्यक आहे. कामाच्या ठिकाणी हवा सुरक्षिततेच्या मानकांची पूर्तता करते याची खात्री करण्यासाठी उत्पादन सुविधा प्रगत वायुवीजन आणि एक्झॉस्ट सिस्टमने सुसज्ज असाव्यात. वाहतुकीदरम्यान, सोडियम सायनाइड संबंधित नियमांनुसार पॅक केले पाहिजे, सामान्यतः सीलबंद स्टील ड्रममध्ये आणि विशेष धोकादायक रासायनिक वाहतूक वाहनांद्वारे वाहतूक केली पाहिजे. दाट लोकवस्तीचे क्षेत्र आणि पाण्याचे स्रोत टाळण्यासाठी वाहतूक मार्गांचे काळजीपूर्वक नियोजन केले पाहिजे. साठवणुकीत, ते चांगल्या वायुवीजन असलेल्या समर्पित गोदामात, उष्णता स्रोत, प्रज्वलन स्रोत आणि आम्ल आणि ऑक्सिडंट्स सारख्या विसंगत पदार्थांपासून दूर साठवले पाहिजे. गोदाम गळती-प्रतिरोधक आणि चोरी-विरोधी सुविधांनी सुसज्ज असले पाहिजे आणि "डबल-लॉक" व्यवस्थापन प्रणाली लागू केली पाहिजे.

पर्यावरण संरक्षणाच्या दृष्टीने, सोडियम सायनाइडच्या उत्पादनात निर्माण होणाऱ्या "तीन कचरा" वर योग्य प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे. सायनाइड असलेले सांडपाणी रासायनिक ऑक्सिडेशन किंवा इतर योग्य पद्धतींनी प्रक्रिया करून सायनाइड आयनचे विघटन करून ते विषारी नसलेल्या पदार्थांमध्ये विघटन करावे. वातावरणावरील त्याचा परिणाम कमी करण्यासाठी हायड्रोजन सायनाइड असलेले कचरा वायू शोषण किंवा ज्वलन प्रक्रियेद्वारे शुद्ध केले पाहिजे. माती आणि भूजलाचे प्रदूषण रोखण्यासाठी सायनाइड असलेले घनकचरा सुरक्षितपणे लँडफिल केले पाहिजे किंवा विशेष धोकादायक कचरा प्रक्रिया सुविधांद्वारे प्रक्रिया केले पाहिजे.

निष्कर्ष

सोडियम सायनाइड, त्याच्या उच्च विषारीपणा असूनही, आधुनिक उद्योगात एक अपरिहार्य पदार्थ आहे. औद्योगिक संश्लेषणापासून ते सूक्ष्म रसायनांपर्यंत, त्याने विविध क्षेत्रात महत्त्वपूर्ण योगदान दिले आहे. तंत्रज्ञानाच्या सतत विकासासह, एकीकडे, सोडियम सायनाइडच्या अधिक कार्यक्षम आणि पर्यावरणपूरक उत्पादन पद्धतींचा शोध घेतला जात आहे; दुसरीकडे, वापर प्रक्रियेत, सोडियम सायनाइडचा वापर दर सुधारण्यासाठी आणि मानवी आरोग्यावर आणि पर्यावरणावर त्याचा नकारात्मक प्रभाव कमी करण्यासाठी प्रयत्न केले जात आहेत. भविष्यात, सोडियम सायनाइड औद्योगिक अर्थव्यवस्थेच्या विकासात महत्त्वाची भूमिका बजावत राहील आणि सुरक्षितता, पर्यावरण संरक्षण आणि उत्पादन गरजा चांगल्या प्रकारे संतुलित करेल.