Читать курсовая по химии: "Производство акрилонитрила". Акрилонитрил реферат

Реферат Акрилонитрил

Реферат на тему:

План:

Введение
• 1 Основные свойства
• 2 Получение и применение
• 3 Безопасность
  • 3.1 Взрыво- и пожароопасность
  • 3.2 Опасность для человека
  • 3.3 Симптомы поражения
  • 3.4 Индивидуальные средства защиты
  • 3.5 Необходимые действия при аварийной ситуации
  • 3.6 Меры первой помощи при поражении

Введение

Акрилонитрил (цианистый винил , НАК), Ch3=CH-C≡N — Нитрил акриловой кислоты

1. Основные свойства

Бесцветная жидкость с характерным запахом, растворима в воде, т. кип. 77 °C. Пары тяжелее воздуха.

2. Получение и применение

Акрилонитрил впервые был получен в 1893 году дегидратацией оксидом фосфора этиленциангидрина:

Ch3(OH)CHCN → Ch3=CHCN + h3O

Первым промышленным методом его поучения было взаимодействие окиси этилена с HCN:

(Ch3-Ch3)O + HCN → Ch3(OH)CHCN → Ch3=CHCN + h3O

Промышленное использование началось в 1930 году, когда был получен стойкий к химическим воздействиям каучук.

В 40-х годах прошлого века стал применяться другой способ синтеза:

C2h3 + HCN → Ch3=CHCN

Начиная с 60-ых годов, альтернативу вышеуказанному способу составил так называемый Sohio-процесс (катализатор - фосфомолибдат висмута):

Ch3=CH-Ch4 + Nh4 + 3/2O2 → Ch3=CHCN + 3h3O

Применяется при производстве некоторых видов синтетического каучука. Путем полимеризации акрилонитрила и последующего прядения получают синтетические волокна, например нитрон, или модакриловые волокна.

3. Безопасность

3.1. Взрыво- и пожароопасность

Легко воспламеняется от искр и пламени, разлитая жидкость выделяет воспламеняющиеся пары, образующие с воздухом взрывоопасные смеси. Ёмкости могут взрываться при нагревании. В порожних ёмкостях образуются взрывоопасные смеси, существует также опасность взрыва паров на воздухе и в помещении.

3.2. Опасность для человека

Опасен при вдыхании, ядовит при приёме внутрь — вплоть до летального исхода. Пары вызывают раздражение слизистых оболочек и кожи. Действует через неповреждённую кожу. При горении образуются ядовитые газы.

3.3. Симптомы поражения

Головная боль, головокружение, слабость, тошнота, рвота, одышка, потливость, сердцебиение, понижение температуры тела, ослабление пульса, судороги, потеря сознания, покраснение и жжение кожи.

3.4. Индивидуальные средства защиты

Изолирующий противогаз. Респиратор РПГ-67А. Защитный костюм типа ТоОн. Резиновые сапоги, перчатки.

3.5. Необходимые действия при аварийной ситуации

1. Общего характера. Удалить посторонних. Держаться с наветренной стороны. Избегать низких мест. Изолировать опасную зону и не допускать посторонних. В зону аварии входить только в полной защитной одежде. Соблюдать меры пожарной безопасности. Пострадавшим оказать первую доврачебную помощь. Отправить людей из очага поражения на медобследование.
2. При утечке и разливе. Не прикасаться к пролитому веществу. Устранить источники огня, искр. При наличии специалистов устранить течь, если это не представляет опасности, или перекачать содержимое в исправную ёмкость с соблюдением мер предосторожности. При интенсивной утечке оградить земляным валом разлившуюся жидкость, перекачать в авто- или железнодорожную цистерну. Изолировать район в радиусе 200 метров, пока пары не рассеются. Вызвать на место аварии пожарную службу. Использовать распылённую воду для осаждения паров. Не допускать попадания вещества в водоёмы, подвалы, тоннели, канализацию. В случае загрязнения воды, сообщить дорожной СЭС. Вынести повреждённые упаковки в безопасное место, перелить в запасную ёмкость. Эвакуировать людей из зоны, подвергнувшейся опасности заражения ядовитыми парами. Зона эвакуации 1 км. Небольшие утечки обработать смесью: 2 объёма 10 % раствора железного купороса и 1 объём 10 % раствора гашёной извести. Произвести нейтрализацию и обезвреживание остатков вещества и поражённого участка, транспортных средств, железнодорожного полотна.
3. При пожаре. Изолировать опасную зону в радиусе 800 метров. Убрать из зоны пожара, если это не представляет опасности. Не приближаться к горящим ёмкостям. Охлаждать ёмкости водой с максимального расстояния. Тушить огонь с максимального расстояния мелкораспылённой водой, механической, химическими пенами.
4. При возгорании. Использовать сухой песок, землю, кошму, покрывало и другие подручные средства. Пользоваться огнетушителями марки ОП, ОУ.

3.6. Меры первой помощи при поражении

1. Доврачебная: Вынести на свежий воздух. Обеспечить тепло и покой. Дать кислород. Нюхать амилнитрит на ватке в течение 15-30 секунд, повторить через 2-3 минуты.
2. Первая врачебная:
   • При падении АД — эфедрин 5 % 1 мл подкожно или внутримышечно;
   • Кордиамин 10 % — 1-2 мл;
   • Кофеина 1-2 мл;
   • Преднизолон 80-100 мг внутривенно капельно;
   • Полиглюкин;
   • Промыть желудок водой (10 — 12 л) через зонд.
   • При судорогах — гексенал, седуксен.

wreferat.baza-referat.ru

Акрилонитрил - сырье для получения полиакрилонитрила

Акрилонитрил (цианистый винил, винилоцианид, 2-пропеннитрил, НАК), Ch3=CH-CN — нитрил акриловой кислоты, представляющий собой бесцветную жидкость с резким запахом и темратурой кипения 77,3°С.

Получение акрилонитрила

В промышленности акрилонитрил получают из ацетилена и синильной кислоты. Разработан также способ получения акрилонитрила — из пропилена и аммиака.

При получении акрилонитрила из ацетилена и синильной кислоты реакция присоединения синильной кислоты к ацетилену протекает в присутствии катализатора:

В качестве катализатора применяют водный раствор хлорида меди(I), содержащий хлорид аммония. После окончательной очистки акрилонитрил содержит 99,85—99,9% основного вещества. Выход составляет около 80% от теоретического (из расчета на синильную кислоту).

Наиболее перспективным является прямой синтез акрилонитрила из пропилена и аммиака в присутствии кислорода воздуха.

Акрилонитрил можно также получать из ацетальдегида и синильной кислоты. Образующийся при этом β-гидроксипропионитрил при быстром, нагревании до 600 °С в присутствии 80%-ной фосфорной кислоты легко дегидратируется:

Полимеризация акрилонитрила

Акрилонитрил в присутствии инициаторов легко вступает в реакцию полимеризации, сопровождающуюся выделением 73,3 кДж/моль тепла:

В качестве инициаторов применяют пероксиды, азо- и диазосоединения, а также элементоорганические соединения.

Кислород ингибирует полимеризацию акрилонитрила, поэтому процесс проводят в среде азота. Скорость реакции значительно возрастает в присутствии следов ионов меди или железа.

При полимеризации акрилонитрила используют также окислительно-восстановительные системы. Чаще всего применяют персульфат аммония с тиосульфатом или гидросульфитом натрия, что позволяет проводить реакцию при более низких температурах и получать полимер с более высокой молекулярной массой.

Акрилонитрил растворяется в воде (при 20 °С растворяется 7% акрилонитрила).

В промышленности полимеризацию акрилонитрила проводят в воде, в водных растворах минеральных солей, в органических растворителях и в блоке. Наибольшее распространение получили методы полимеризации акрилонитрила в водной среде и водных растворах минеральных солей.

Список литературы: Дебский В. Полиметилметакрилат. М., Химия, 1972. 151 с. Кузнецов Е. В., Прохорова И. Я., Файзулина Д. Л. Альбом технологических схем производства полимеров и пластмасс на их основе. Изд. 2-е. М., Химия, 1976. 108 c. Лосев И. Л., Тростянская Е. Б. Химия синтетических полимеров. Изд. 3-е. М., Химия, 1971. 615с. Николаев А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе., Изд. 2-е. М. —JL, Химия, 1966. 768 с. Технология пластических масс, изд. Химия, Л., 1977. 366 с. Губимое М. Ш., Шеров Б. В. Органическое стекло. — М., Химия, 1981. 260 с. Акриловые олигомеры и материалы на их основе. Берлин А. А., Королев Г. В., Кефели Т. Я.,Сиверпга Ю. М. —М., Химия, 1982. 242 с.Автор: Коршак В.В.Источник: Коршак В.В., Технологии пластических масс, 3-е издание, 1985 годДата в источнике: 1985 год

mplast.by

Реферат Полиакрилонитрил

Реферат на тему:

Структура полиакрилонитрила

Полиакрилонитрил (-Ch3-CH(CN)-)n — полимер акрилонитрила, в промышленности используется полимер с молекулярной массой 30-100 кДа, плотностью 1.14-1.17 г/см3. Температура стеклования ~85-90°C, разложения ~250°C.

Полиакрилонитрил нерастворим в неполярных и малополярных растворителях (углеводороды, спирты), растворим в полярных апротонных растворителях (диметилформамиде, диметилсульфоксиде), водных растворах электролитов с высокой ионной силой (50-70% растворах роданидов аммония, калия, натрия, бромида лития, хлорида цинка), с гидролизом нитрильной группы - в водных растворах сильных кислот.

Широко применяется в производстве прочных термически стойких волокон, а также в качестве сополимера в производстве дивинилнитрильного каучука.

Синтез и производство

Полиакрилонитрил в промышленности получают гомогенной (в водных растворах электролитов) либо гетерогенной (в водных эмульсиях) радикальной полимеризацией акрилонитрила.

При гомогенной полимеризации в качестве растворителя используют водные растворы хлорида цинка или роданида натрия, в качестве инициатора полимеризации чаще всего применяется 2,2'-азо-бис-изобутиронитрил. Скорость процесса существенно зависит от растворителя: так, если в водном растворе хлорида цинка длительность синтеза составляет 1-1.5 часа, то в диметилформамиде - 12-18 часов, растворители должны быть очищены от примесей, вызывающих обрыв цепи. Процесс ведут до степени конверсии мономера в 50-70%, непрореагировавший акрилонитрил удаляют из реакционной смеси, при этом получается полимер с относительно узким молекулярно-массовым распределением.

Преимуществом гомогенной полимеризации является возможность непосредственного использования полученного раствора полиакрилонитрила для формирования полимерных волокон.

В случае гетерогенной полимеризации в качестве исходной реакционной смеси используется водная эмульсия акрилонитрила с содержанием 12-25% мономера, в качестве инициатора полимеризации - персульфат аммония. Особенностью этого процесса, отличающего его от суспензионной полимеризации водонерастворимых мономеров (например, винилхлорида), является достаточно высокая растворимость акрилонитрила в воде (~7%), что ведёт к тому, что в присутствии водорастворимого инициатора полимеризация идёт не только на поверхности капель мономера, но и в водном растворе. Это приводит к самоускорению процесса вплоть до степени конверсии ~20% и образованию полимера с широким молекулярно-массовым распределением, полимеризацию завершают при степени конверсии акрилонитрила в 60-80%, после чего полимер выделяется из суспензии, промывается и сушится.

По сравнению с гомогенным процессом при гетерогенной полимеризации получается полимер с более высокой средней молекулярной массой, при этом, за счет растворимости в акрилонитриле сомономеров, нерастворимых в условиях гомогенного процесса, можно более широко варьировать состав получаемых сополимеров.

Практически весь производимый полиакрилонитрил используется для получения полиакрилонитрильных волокон.

Полиакрилонитрильные волокна

Полиакрилонитрильные волокна (нитрон (в СССР), Orlon (Du Pont), Dralon (Dralon GmbH)) получают из полиакрилонитрила или из сополимеров акрилонитрила с другими виниловыми мономерами (метакрилатом, винилацетатом и др.). Волокна формуют из раствора сухим или мокрым способом. В основном нитрон вырабатывают в виде штапельного волокна.

Полиакрилонитрильные волокна обладают достаточно высокой прочностью (разрывное напряжение 250—400 МПа), которую можно увеличить при дополнительном вытягивании, и сравнительно большой растяжимостью (22 — 35 %). Благодаря низкой гигроскопичности эти свойства во влажном состоянии не изменяются.

Нитроновые волокна имеют максимальную светостойкость. В условиях комбинированного воздействия, солнечного света, дыма, копоти, воды, кислот и — т. п., в которых гидратцеллюлозны волокна полностью разрушаются, полиакрилонитрильные волокна теряют прочность всего на 15 %. Эти волокна характеризуются также высокой термостойкостью: в процессе длительного выдерживания при температуре 120—130° С они практически не изменяют своих свойств.

К недостаткам полиакрилонитрильных волокон следует отнести их низкую гигроскопичность, сравнительно большую жесткость и малую устойчивость к стиранию.

Нитроновые волокна имеют шерстоподобный вид, низкую теплопроводность, показатели которой близки к теплопроводност шерсти. Они обладают инертностью к загрязнителям, поэтому изделия из них легко очищаются. Используются нитроновые волокна главным образом как заменители шерсти при производстве ковров, искусственного меха, как теплоизоляционный материал и добавка к шерстяным волокнам.

Для изменения свойств волокон используют различные методы модификации, в частности синтез сополимеров, синтез привитых сополимеров, формование из смеси полимеров. В результате модификации улучшается окрашиваемость, повышается гидрофильность, эластичность волокон, устойчивость их к истиранию и многократным деформациям.

Пиролиз полиакрилонитрила

Полиакрилонитриловое волокно также является сырьём для производства углеволокна путём окислительного пиролиза и стабилизации в инертном газе.

Процесс проводят в две стадии: первая - нагрев на воздухе при 180-300°. При этом происходит поглощение кислорода и, при температуре ~220°C, выделение воды и аммиака, и, далее при ~270°C - синильной кислоты. В ходе этой стадии окислительного пиролиза происходит внутримолекулярная и межмолекулярная циклизация, в результате внутримолекулярной циклизации возникают участки полимера с лестничной структурой, межмолекулярная циклизация приводит к сшивке цепей линейного полимера с образованием черного пространственно-сшитого полимера, который, в отличие от исходного полиакрилонитрила, неплавок и нерастворим.

На второй стадии полученный в результате окислительного пиролиза сшитый полимер нагревают до 1000-2000°C в среде инертного газа, получая углеволокно.

wreferat.baza-referat.ru

acrylonitrile_polymers

Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

Научно-образовательныйцентр по нанотехнологиям Химический факультет

Кафедра химической технологии и новых материалов Кафедра высокомолекулярных соединений

Беркович А.К., Cергеев В.Г.,Медведев В.А., Малахо А.П.

СИНТЕЗ ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ АКРИЛОНИТРИЛА. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПАН И УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН.

Учебное пособие для студентов по специальности

«Композиционные наноматериалы»

МОСКВА 2010

Редакционный совет:

проф. В.В. Авдеев,

проф. А.Ю. Алентьев,

проф. Б.И.Лазоряк проф. В.Г. Сергеев доц. О.Н. Шорникова

Методическое руководство предназначено для слушателей магистерской программы химического факультета МГУ имени М.В.

Ломоносова по направлению «композиционные наноматериалы»

Настоящее методическое руководство подготовлено в рамках

образовательной программы магистерской подготовки, ориентированной на инвестиционные проекты ГК «Роснанотех» в области промышленного производства препрегов на основе наномодифицированных углеродных и минеральных волокон и наномодифицированных связующих

2

Реферат:

Втеоретической части методического пособия изложены основные представления о технологии синтеза полиакрилонитрила (ПАН), формовании текстильных и технических ПАН волокон и нитей. Рассмотрены и проиллюстрированы различные технологические схемы полимеризации и формования волокон, сформулированы требования к исходному сырью и получаемой продукции.

Вэкспериментальной части описаны методики проведения лабораторных работ по определению свойств растворов ПАН. Перечислено необходимое для выполнения задачи оборудование, даны указания по обработке полученных в работе экспериментальных данных.

I. Введение

Полиакрилонитрильные волокна и нити (ПАН) в настоящее время представляют наиболее распространенный вид промышленно освоенных карбоцепных синтетических волокон. Это связано с особыми свойствами ПАН-волокна:низким коэффициентом теплопроводности, пушистостью, объемностью, которые делаютПАН-волокнапрактически равноценными заменителями шерсти. Кроме того, этот полимер при определенных условиях обладает способностью к циклизации, что определяет такой ассортимент производства ПАН, как технический жгутик, используемый в качестве сырья для углеродных волокон.

Термин «полиакрилонитрильное волокно» обычно употребляется по отношению к волокнам, содержащим не менее 85% звеньев акрилонитрила (АН). По отношению к волокнам, доля АН в которых составляет от 35% до 85%, употребляется термин «модакриловое (modacrylic) волокно». Модакриловые волокна содержат значительное количество галогенпроизводных мономеров и применяются в случаях, когда необходимо повысить огнестойкость материала.

Технологический процесс получения ПАН включает следующие основные стадии:

-синтез полиакрилонитрила, получение прядильного раствора и подготовка его к формованию - это осуществляется в химическом цехе производства;

-формование, ориентационное вытягивание и отделка волокна или нити - прядильно-отделочныйцех;

-регенерация растворителя - цех регенерации растворителя.

II.История промышленного производства ПАН волокон

О синтезе акрилонитрила впервые сообщил Моро (Moreau) в 1893 году, а год спустя он же получил полимер акрилонитрила. Он не привлек большого внимания из-затрудностей, связанных с работой с этим материалом – в то время не было известно хороших растворителей для полиакрилонитрила. Незадолго до Второй Мировой войны в Германии были разработаны первые методики переработки полиакрилонитрила в волокна из растворов четвертичных аммониевых или неорганических (бромид лития, тиоцианат натрия, перхлорат алюминия) солей.

Первоначально промышленное производство не было ориентировано на производство волокон. В начале 1940-хгодов производство каучуков на основе акрилонитрила(бутандиен-акриилонитрильныекаучуки) интенсивно развивалось, в

6

основном в связи с наращиванием обьемов заказов в военном секторе промышленности. Были разработаны акрилонитрил-стирольныекаучуки, и смеси на основе сополимеров акрилонитрила, бутадиена и стирола.

Ситуацию кардинально изменило открытие удобного способа формования полиакрилонитрильных волокон из раствора в N,N-димелилформамиде.В 1944 году DuPont налаживает промышленный выпуск волокна под маркой Orlon. Вскоре и другими производителями были представлены на рынке полиакрилонитрильные волокна под марками Acrilan, Dolan, Dralon.

Производителям пришлось преодолеть немалые технические сложности, чтобы обеспечить коммерческий успех своих продуктов. Так, успешное решение проблемы окраски полиакрилонитрильных волокон оказалось комплексным. Для обеспечения нужной морфологии фибрилл в композиции были введены небольшие количества метилакрилата и винилацетата. Специально для окрашивания ПАН волокна были разработаны новые катионные красители, способные взаимодействовать с сульфатными или сульфонатными группами – остатками инициаторов или агентов передачи цепи. Если требовалась более интенсивная окраска, в исходную композицию вводился подходящий анионный мономер (как правило, сульфонатсодержащий).

В1950-1960-хгодах промышленное производство ПАН волокон интенсивно развивалось, пик производства пришелся на1970-йгод. Затем, однако, потребность в ПАН волокне начала снижаться – в первую очередь, в связи с развитием производства нейлона и появлением новых технологий производства искусственной шерсти. Кроме того, мировой нефтяной кризис середины1970-хпривел к заметному подорожанию сырья.

В1981 году мировые производственные мощности примерно на четверть превышали совокупный спрос на ПАН волокно.

В1990-хгодах производство ПАН волокон в развитых странах продолжало сокращаться. В 1991 году с этого рынка ушла компания DuPont – первый производитель ПАН волокна. В то же время мировое производство остается практически неизменным.Во-первых,сокращение потребления ПАН волокон в развитых странах частично компенсируется открытием новых рынков в России, Восточной Европе, Китае, Центральной и Южной Америках.Во-вторых,растет производство ПАН волокна в развивающихся странахЮго-ВосточнойАзии, в первую очередь, в Китае.

III. Получение акрилонитрила

Акрилонитрил впервые был получен в 1893 Моро дегидратацией оксидом фосфора этиленциангидрина:

Ch3(OH)CHCN → Ch3=CHCN + h3O

Синтез из этиленцианогидрина представляет в основном исторический интерес. Согласно этому методу, сначала из этиленоксида взаимодействием с синильной кислотой

вводном щелочном растворе при 50-60°Cв течение 10 ч в присутствии катализатора, например, диэтиламина получают этиленцианогидрин, который при нагревании до 200°C

вприсутствии карбоната магния или оксида фосфора разлагается на акрилонитрил и воду. Промышленные методы получения акрилонитрила появились в 1930-хгодах после

начала использования его в производстве синтетических каучуков. Первым промышленным методом получения акрилонитрила было взаимодействие окиси этилена с HCN:

(Ch3-Ch3)O+ HCN → Ch3(OH)CHCN → Ch3=CHCN + h3O

Современные промышленные методы получения акрилонитрила включают:

•синтез из пропилена

•синтез из ацетилена

•синтез из ацетальдегида

Ацетиленовый процесс был разработан в Германии в 1940-хгодах. Ацетилен взаимодействует с синильной кислотой в водной среде в присутствии каталитических количеств хлорида меди (II). Реакция проводится при80-90°Cпод давлением1-2атм:

C2h3 + HCN → Ch3=CHCN

Акрилонитрил выделяется перегонкой полученного 1-3%-гораствора. Основным недостатком этого метода является большое количество протекающих побочных реакций (в основном – реакций гидратации, в том числе и гидролиза катализатора, что снижает его активность).

Двухстадийный ацетальдегидный процесс появился в 1958 году. Вначале ацетальдегид реагирует с синильной кислотой с образованием нитрила молочной кислоты, который затем нагревается до 600-700°Cв присутствии каталитических количеств фосфористой кислоты. Смесь затем быстро вымораживается до 50°С в30%-мрастворе фосфористой кислоты.

Три основные вариации самого популярного на сегодняшний день способа промышленного синтеза акрилонитрила заключаются в окислительном аммонировании пропилена. По названиям фирм-разработчиковсоответствующего процесса различают процессы Distillers, Sohio и DuPont. Первый из этих процессов двухстадийный. Вначале пропилен окисляется на воздухе до акролеина, а затем этот промежуточный продукт

вводится в реакцию с аммиаком на воздухе в присутствии оксида молибдена, при этом образуется неочищенный акрилонитрил, из которого чистый продукт получают серией азеотропных перегонок. Альтернативу вышеуказанному способу составил так называемый Sohio-процесс.Процесс Sohio одностадийный – окислительное аммонирование при давлении2-3атм и425-510°Cв присутствии катализатора – фосфомолибдата висмута или других оксидов молибдена и кобальта – проходит с выходом более 50% всего за 15 сек.

Ch3=CH-Ch4 + Nh4 + 3/2O2 → Ch3=CHCN + 3h3O

Процесс DuPont также одностадийный - пропилен окисляется оксидом азота (II) при 500°C над серебряным или кремниевым катализатором.

Акрилонитрил представляет собой бесцветную жидкость, кипящую при 78.5°C и замерзающую при -83.5°C.Он обладает слабым специфическим запахом, легко смешивается с большинством органических растворителей в любом соотношении. В воде акрилонитрил растворим ограниченно. Пары акрилонитрила легко воспламеняются и образуют с воздухом взрывоопасную смесь в широком интервале концентраций. Акрилонитрил является ядовитым веществом, вызывающим удушье, а при попадании на кожу – ожоги. Предельно допустимая концентрация акрилонитрила в воздухе производственных помещений – 0.5 мг/м3. Технический акрилонитрил обычно стабилизируют добавлением небольшого количества аммиака, гидрохинона или других веществ для предотвращения самопроизвольной полимеризации, которая может легко происходить (со взрывом) при нагревании.

IV. Синтез полиакрилонитрила.

Синтез полиакрилонитрила протекает по механизму радикальной полимеризации (активным центром на конце растущей цепи, к которому последовательно присоединяются молекулы мономера, является радикал). Пример химического процесса с использованием в качестве инициатора - порофора; регулятора молекулярной массы - двуокиси тиомочевины и изопропилового спирта в соотношения 2:1 приведен на следующей схеме:

1. Образование активного радикала:

Порофор

2. Рост макромолекулы:

3. Обрыв макромолекулы может проходить через молекулу двуокиси тиомочевины (ДОТ):

через молекулу изопропилового спирта (ИПС):

Простейший вариант – полимеризация в массе – не применяется в промышленности из-заавтокаталитического характера процесса. Дисперсионная полимеризация применяется наиболее широко, а полимеризация в растворе ограничена случаями, когда возможно приготовить прядильный раствор непосредственно из полимеризованной реакционной смеси. Эмульсионная полимеризация используется практически исключительно в случае модакриловых композиций, когда в смесь мономеров входит сравнительно высокое количество водонерастворимого сомономера, или если полимеризация протекает медленно. Особенности каждого из процессов будут рассмотрены ниже.

Полимеризация в растворе

Полимеризация в растворе, или лаковая полимеризация, проводится в растворителях, в которых растворимы как исходные мономеры, так и получаемый полимер, и завершается образованием концентрированного прядильного раствора,

10

studfiles.net

Читать курсовая по химии: "Производство акрилонитрила"

(Назад) (Cкачать работу)

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Введение Акрилонитрил за последние годы приобрел большое значение как полупродукт для производства синтетических высокополимерных веществ. Сополимеризацией акрилонитрила с бутадиеном получают бутадиен-нитрильные каучуки, обладающие многими ценными свойствами, в особенности маслостойкостью. Из полимеров акрилонитрила вырабатывают синтетическое волокно (нитрон), а из сополимеров акрилонитрила с хлористым винилом получают волокна, известные под названиями виньон и дайнел. Полнакрилонитрильные волокна по объему выработки занимают сейчас второе место после полиамидных волокон.

Акрилонитрил применяется для обработки хлопкового волокна, придавая ему прочность и стойкость против гниения. Он используется для производства пластических масс, пластификаторов, клеев. Сополимеризацией стирола и акрилонитрила получают ударопрочный полистирол.

Производится в промышленности несколькими способами:

из этилена с синильной кислотой Ch3=Ch3 + 2HCN + O2 " 2Ch3=CHCN + 2 h3O, из окиси этилена с синильной кислотой h3C-Ch3 + HCN " HOCh3Ch3CH " Ch3=CHCN + h3O,

O - из ацетальдегида с синильной кислотой h4CHCO + HCN " Ch4CH(OH)CN "Ch3=CHCN + h3O,

- из пропилена с оксидом азота Ch3=CHCh4 + 6NO " 4Ch3=CHCN + N2 + 6h3O, окислительным аммонолизом пропилена Ch3=CHCh4 + Nh4+1.5O2 " Ch3=CHCN + 3h3O. Первые четыре метода получения акрилонитрила в значительной степени утратили свое былое значение. Наиболее распространен и экономичен способ получения акрилонитрила окислительным аммонолизом пропилена. Основные преимущества этого метода: одностадийность процесса, дешевизна и доступность сырья, высокие технико-экономические показатели.

Целью данной работы является ознакомление с основным технологическим процессом получения акрилонитрила и расчет основных технологических показателей.

1. Аналитический обзор Акрилонитрил (нитрил акриловой кислоты (НАК), 2-пропеннитрил, винилцианид (цианистый винил)) при нормальных условиях - бесцветная или желтоватая жидкость с легкоразличимым запахом горчицы,

Строение и химический состав вещества соответствует приведенной химической формуле. Основные физико-химические свойства акрилонитрила представлены в таблице 1. Таблица 1 - Основные физико-химические свойства акрилонитрила

Акрилонитрил смешивается с большинством органических растворителей в любом соотношении, частично растворим в воде. Образует азеотропные смеси с водой (87,5% акрилонитрила; температура кипения 70,5°С), бензолом (47%; 73,3°С), метанолом (38,7%; 61,4°С), четыреххлористым углеродом (21%; 66°С) и др.

Пары акрилонитрила тяжелее воздуха, легко воспламеняются от искр и пламени и образуют с воздухом в широком диапазоне концентраций взрывоопасную смесь. Ликвидация пожара осуществляется спиртоустойчивой пеной, разбрызгиванием воды, двуокисью углерода.

Акрилонитрил обладает раздражающим действием, легко всасывается через неповрежденную кожу. Токсическое действие подобно цианидам (вызвано образованием цианида в организме). При горении образуются ядовитые газы. Воздействие акрилонитрила вызывает у человека раздражение глаз, покраснение и жжение кожи, головную боль, тошноту, слабость, одышку, потливость, сердцебиение, понижение температуры тела, ослабление пульса, судороги, потерю сознания, Тяжелое отравление может привести к асфиксии и смерти.

Для акрилонитрила, как химического соединения, наиболее характерны реакции по связи С=С, в том числе полимеризация с образованием полиакрилонитрила и сополимеризация с бутадиеном, стиролом, винилхлоридом и др. Под действием концентрированной серной кислоты акрилонитрил превращается в акриламид (Ch3=CHC(O)Nh3) и акриловую кислоту (СН2=СНСООН).

Учитывая вышесказанное, хранить акрилонитрил следует защищенным от огня, в темноте, отдельно от сильных окислителей, оснований, пищевых продуктов и кормов, только в стабилизированном состоянии. 1.1 Области применения акрилонитрила Акрилонитрил используют при производстве карбоцепных синтетических волокон, причем основным волокнообразующим полимером является не полиакрилонитрил, а его сополимеры, содержащие небольшие количества (5-10%) второго мономера или двух других мономеров. В промышленности волокно из чистого полиакрилонитрила почти не вырабатывают ввиду его низкой эластичности, плохой окрашиваемости и недостаточной устойчивости к истиранию.

Сополимеризацией акрилонитрила с бутадиеном получают бутадиен-нитрильные каучуки, обладающие многими ценными свойствами, в особенности маслостойкостью. Из полимеров акрилонитрила вырабатывают синтетическое волокно (нитрон), а из сополимеров акрилонитрила с хлористым винилом получают волокна, известные под названиями виньон и дайнел. Полнакрилонитрильные волокна по объему выработки занимают сейчас второе место после полиамидных волокон.

Кроме этого, акрилонитрил используют в производстве акрилонитрил бутадиен стирола (АВС-пластиков), стирола акрилонитрила (САН-пластика), бутадиен-нитрильного каучука, цианэтилцеллюлозы, акриламида, метилакрилата, глутаминовой кислоты и адиподинитрила.

Несмотря на то, что акрилонитрил запрещен для использования при производстве продуктов питания, его продолжают применять в качестве ядохимиката при выращивании зерновых, фруктов, табака; в качестве "точечного инсектицида" на мельницах и в хлебопекарнях для уничтожения насекомых в муке.

Акрилонитрил применяется для обработки хлопкового волокна придавая ему прочность и стойкость против гниения. Он используется для производства пластических масс, пластификаторов, клеев. Сополимеризацией стирола и акрилонитрила получают ударопрочный полистирол.

При омылении акрилонитрила водным раствором серной кислоты образуется соль акриламида.

Поскольку акрилонитрил является одним из важнейших мономеров, используемых в химической промышленности, то он производится в больших объемах. 1.2 Основные виды сырья для получения акрилонитрила Поскольку в промышленности для получения акрилонитрила используется метод окислительного аммонолиза пропилена, то основными видами сырья соответственно являются пропилен и аммиак.

Пропилен (пропен) Ch3=CHCh4 - бесцветный газ со слабым запахом.

referat.co

Акрилонитрил

ОСТРАЯ ОПАСНОСТЬ / СИМПТОМЫ

ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ

ЛИКВИДАЦИЯ

НЕЙТРАЛИЗАЦИЯ

В случае пожара: сохранять бочки и пр. охлажденными, обливая их водой. Тушить порошком, спиртоустойчивой пеной, разбрызгиванием воды, двуокисью углерода.

Провести эвакуацию из опасной зоны! Проконсультироваться со специалистом! Вентиляция. Собрать подтекающую жидкость в закрытые контейнеры. Засыпать оставшуюся жидкость песком или инертным абсорбентом, собрать и удалить его в безопасное место. НЕ сливать в канализацию. НЕ допускайте попадания этого химического вещества в окружающую среду.

При ликвидации аварий с проливом (выбросом) акрилонитрила изолировать опасную зону в радиусе 400 м, не курить, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, соблюдать меры пожарной безопасности. В опасную зону входить в изолирующих противогазах или дыхательных аппаратах (АСВ-2, КИП-8, ИП-4М, ИП-5) и средствах защиты кожи (изолирующие костюмы КИХ-4, КИХ-5). На удалении более 400 м от источника химического заражения средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов дыхания используют промышленные фильтрующие противогазы с коробками марки А, БКФ, гражданские и детские противогазы ГП-5, ГП-7, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш с дополнительными патронами ДПГ-1, ДПГ-3.

Нейтрализуют акрилонитрил

-10%-ым водным раствором щелочи (например, 100 кг едкого натра и 900 литров воды) с нормой расхода 8 тонн раствора на 1 тонну акрилонитрила.

-сжигание с использованием керосина с нормой расхода 1-2 тонны керосина на 1 тонну акрилонитрила.

Для распыления воды или растворов применяют поливомоечные и пожарные машины, авторазливочные станции (АЦ, ПМ-130, АРС-14, АРС-15), мотопомпы (МП-800), а также имеющиеся на химически опасных объектах гидранты и спецсистемы.

Место разлива промывают большим количеством воды, изолируют песком, воздушно-механической пеной, обваловывают и не допускают попадания веществ в поверхностные воды. Для утилизации загрязненного грунта на месте разлива срезают поверхностный слой грунта на глубину загрязнения, собирают и вывозят на утилизацию с помощью землеройно-транспортных машин (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, самосвалов). Места срезов засыпают свежим слоем грунта, промывают водой в контрольных целях.

ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ

В зараженной зоне: надевание противогаза или ватно-марлевой повязки, смоченной 2%-ным раствором питьевой соды; обработка лица водой, мыльным раствором перед надеванием противогаза; при наличии признаков отравления вдыхание акрилонитрила; обработка открытых участков кожи мыльным раствором, водой.

После эвакуации из зараженной зоны: обильное промывание глаз водой или 2%-ным раствором питьевой соды; повторное вдыхание акрилонитрила; при остановке дыхания искусственная вентиляция легких, ингаляция кислорода. Прополоскать рот. Дать выпить растворенный в воде активированный уголь. Вызвать рвоту (ТОЛЬКО ЕСЛИ ПОСТРАДАВШИЙ В СОЗНАНИИ!).

ВАЖНЫЕ ДАННЫЕ

ФИЗИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, ВНЕШНИЙ ВИД: БЕСЦВЕТНАЯ ИЛИ БЛЕДНО-ЖЕЛТАЯ ЖИДКОСТЬ С РЕЗКИМ ЗАПАХОМ.

ФИЗИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ: Пар тяжелее воздуха и может стелиться по земле; возможно возгорание на расстоянии.

ХИМИЧЕСКАЯ ОПАСНОСТЬ: Вещество полимеризуется при нагревании под влиянием света, оснований и пероксидов. Нагревание может привести к сильному горению или взрыву. Вещество разлагается при разогреве с образованием токсичных паров, включая оксиды азота, цианиды водорода. Реагирует бурно с сильными окислителями и сильными основаниями с опасностью возникновения пожара и взрыва.

ПУТИ ПОСТУПЛЕНИЯ: Вещество может всасываться в организм при вдыхании паров, через кожу и через рот.

РИСК ПРИ ВДЫХАНИИ: Опасное загрязнение воздуха будет достигаться очень быстро при испарении этого вещества при 20°C.

ВЛИЯНИЕ КРАТКОВРЕМЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ: Вещество и Пар раздражает глаза, кожу и дыхательные пути. Вещество может оказывать действие на печень и центральную нервную систему. Воздействие на уровне, сильно превышающем нормативы для рабочей зоны, может вызвать смерть. Эффекты могут быть отсроченными. Показано медицинское наблюдение.

ВЛИЯНИЕ ДОЛГОВРЕМЕННОГО ИЛИ МНОГОКРАТНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ: Повторный или длительный контакт с кожей может вызвать дерматит. Вещество может оказывать действие на центральную нервную систему и печень. Вещество, вероятно, канцерогенно для человека.

НАЛИЧИЕ АКРИЛОНИТРИЛА

ОПРЕДЕЛЯЮТ:

В воздухе производственных помещений: сигнализаторами термохимическим «Щит-2», взрывоопасными искровыми пневматическими сигнализаторами СВИП-1, СВИП-2.

На открытом пространстве – приборами СИП «КОРСАР-Х».

В закрытом помещении – приборами СИП «ВЕГА-М»

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ (ПДК)

Температура кипения: 77°C

Температура плавления: -84°C

Относительная плотность (вода = 1): 0.8

Растворимость в воде, г/100 мл при 20°C: 7

Давление паров, кПа при 20°C: 11.0

Относительная плотность пара (воздух = 1): 1.8

Относительная плотность смеси пар/воздух при 20°C (воздух = 1): 1.05

Температура вспышки: -1°C c.c.

Температура самовоспламенения: 481°C

Пределы взрываемости, объем% в воздухе: 3.05-17.0

Предельно допустимая концентрация (ПДК) акрилонитрила в воздухе рабочей зоны производственных помещений 0,5 мг/м3, в атмосферном воздухе населенных пунктов 0,03 мг/м3, в воде водоемов 0,2 мг/л.

Порог ощущения запаха 4-8 мг/м3. При малых и средних концентрациях вызывает головную боль, головокружение, слабость, тошноту, рвоту, одышку, потливость, учащение сердцебиения и повышение температуры. Высокие концентрации (300-500 мг/м3 в течение 5-10 минут, 100 мг/м3 в течение 1 часа) приводят к ослаблению пульса, судорогам, потере сознания и смерти. Поражающая концентрация 750 мг/м3 в течение 1 минуты, смертельная концентрация 7000 мг/м3 в течение 1 минуты. Максимально допустимая концентрация при использовании промышленных противогазов 10000 мг/м3.

ПО КНОПКЕ СКАЧАТЬ