Úvod
Akrylonitril je chemická zlúčenina, ktorá sa široko používa pri výrobe každodenných produktov, ako sú odevy, koberce, súčiastky do áut a ďalšie. Táto všestranná chemikália je dôležitou súčasťou mnohých priemyselných procesov, ale odkiaľ pochádza? Z čoho sa vyrába akrylonitril? V tomto článku preskúmame pôvod akrylonitrilu, jeho vlastnosti a využitie v dnešnej spoločnosti.
Čo je akrylonitril?
Akrylonitril, tiež známy ako vinylkyanid, je bezfarebná, prchavá kvapalina so štipľavým zápachom. Táto organická zlúčenina sa používa pri výrobe mnohých syntetických materiálov, ako sú plasty, vlákna a živice. Používa sa tiež ako východiskový materiál na výrobu mnohých ďalších chemikálií vrátane akrylamidu, adiponitrilu a čistých chemikálií.
Výroba akrylonitrilu
Akrylonitril sa priemyselne vyrába niekoľkými spôsobmi, jedným z nich je proces SOHIO, vyvinutý spoločnosťou Standard Oil of Ohio. Tento proces zahŕňa reakciu propylénu, amoniaku a kyslíka nad katalyzátorom za vzniku akrylonitrilu. Táto metóda sa používa dodnes, existujú však novšie metódy, ktoré boli vyvinuté, ako napríklad proces INEOS, ktorý ako východiskové materiály používa etylén a kyanovodík.
Východiskové materiály
Akrylonitril je primárne vyrobený z propylénu a amoniaku. Propylén je bezfarebný plyn, ktorý je vedľajším produktom pri rafinácii ropy a spracovaní zemného plynu. Bežne sa používa pri výrobe plastov, gumy a chemikálií, ako je kyselina akrylová, polypropylén a akrylonitril.
Amoniak je bezfarebný plyn, ktorý sa bežne používa pri výrobe hnojív, farbív a výbušnín. Používa sa aj pri výrobe akrylonitrilu vďaka svojej schopnosti reagovať s propylénom za vzniku akrylonitrilu.
Reakčný mechanizmus
Výroba akrylonitrilu zahŕňa komplexný reakčný mechanizmus, ktorý začína reakciou propylénu a amoniaku. Reakcia prebieha nad katalyzátorom pri vysokých teplotách a tlakoch za vzniku 3-metylpyridínu, ktorý sa potom oxiduje na 3-kyanopyridín. Táto zlúčenina sa potom ďalej oxiduje na akrylonitril.
Vlastnosti akrylonitrilu
Akrylonitril má niekoľko jedinečných vlastností, ktoré z neho robia cennú chemikáliu pre priemyselné aplikácie. Má bod varu 77 stupňov, bod topenia -83 stupeň a hustotu 0,81 g/cm³. Je to vysoko horľavá kvapalina, ktorá môže pri vystavení vzduchu vytvárať výbušné pary. Akrylonitril je tiež rozpustný vo vode, etanole a acetóne.
Jednou z najvýznamnejších vlastností akrylonitrilu je jeho schopnosť polymerizácie. To znamená, že môže byť použitý ako stavebný prvok na výrobu mnohých rôznych typov polymérov, ako je napríklad akrylonitril-butadién-styrén (ABS). ABS je termoplastický polymér, ktorý sa používa pri výrobe automobilových dielov, elektrických krytov a pod.
Použitie akrylonitrilu
Akrylonitril sa používa pri výrobe mnohých každodenných výrobkov. Jeho polymerizačné schopnosti z neho robia základný stavebný kameň pre mnoho rôznych typov polymérov. Polyméry akrylonitrilu sa používajú pri výrobe textilných vlákien, ako je akryl, modakryl a vinalon.
Akrylonitril sa používa aj pri výrobe syntetického kaučuku, ako je nitrilový kaučuk. Tento typ gumy je odolný voči olejom, palivám a iným chemikáliám, čo z neho robí cenný materiál pre použitie v automobilovom priemysle a priemysle.
Pri výrobe plastov sa akrylonitril používa ako komonomér s inými materiálmi, ako je styrén a butadién, za vzniku ABS, ktoré sa používa na výrobu automobilových dielov, krytov elektroniky a pod.
Zdravotné riziká
Akrylonitril je toxická chemikália, ktorá môže byť škodlivá pre ľudské zdravie. Vystavenie akrylonitrilu môže spôsobiť dýchacie problémy, podráždenie pokožky a poškodenie nervového systému. Dlhodobá expozícia akrylonitrilu je spojená so zvýšeným rizikom rakoviny. Úrad pre bezpečnosť a ochranu zdravia pri práci (OSHA) stanovil limity na množstvo akrylonitrilu, ktoré sa môže nachádzať na pracovisku, aby ochránil pracovníkov pred expozíciou.
Záver
Akrylonitril je dôležitá priemyselná chemikália, ktorá sa používa pri výrobe mnohých každodenných produktov. Vyrába sa primárne z propylénu a amoniaku a vyrába sa niekoľkými rôznymi metódami. Akrylonitril má niekoľko jedinečných vlastností, ktoré z neho robia cenný stavebný kameň na výrobu polymérov ako ABS, textilné vlákna a syntetické kaučuky. Vystavenie akrylonitrilu však môže byť škodlivé pre ľudské zdravie a je potrebné prijať preventívne opatrenia na ochranu pracovníkov v priemyselných zariadeniach.
