دراسة حديثة نشرت فيأكس سنترال ساينس ساينستشير مجلة الجمعية الكيميائية الأمريكية إلى أن السيانيد ، وهو مادة شديدة السمية ، قد يكون مرتبطًا بأصل الحياة. أدلة جديدة قدمها كومار فانكا وزملاؤه من الهند تشير إلى أن أصل الحياة يمكن أن يرتبط بالماء وسيانيد الهيدروجين (hcr). في السابق ، أشارت تجربة Urey-Miller الشهيرة إلى أن hCon كانت موجودة على الأرض قبل أصل الحياة. كما أظهرت تجارب أخرى أن hcن ربما قدم المواد الاصطناعية الأساسية لتشكيل سلائف RNA والبروتين. يحاول عمل كومار فانكا معالجة هذه الأسئلة من منظور مختلف. استخدموا طريقة إنر (أب إنديو مفاعل نانوي) لمحاكاة الديناميات الجزيئية لشرح العملية التي من خلالها يولد هون والماء ، كمواد خام ، مركبات عضوية أساسية مثل الجلايسين ، السياناميد ، و glycoaldehyde.
الشكل 1 عملية توليف المركبات العضوية باستخدام hCon كمادة خام
لقد قامت هذه الدراسة بتحديث فهمنا لسيانيد الهيدروجين ، وهو مادة خام رئيسية في الصناعة الكيميائية. يبلغ سوق سيانيد الهيدروجين العالمي حوالي 17 مليار يوان ، بسعة إنتاجية إجمالية تبلغ حوالي مليون طن في السنة. مع تطور السوق الصينية بسرعة ، تستمر الطاقة الإنتاجية لسيانيد الهيدروجين في التوسع. بسبب طبيعته الخطرة ، لا يتم تداول سيانيد الهيدروجين مباشرة في السوق ولكن يتم تحويله عادة في الموقع إلى المنتجات النهائية المطلوبة بدلاً من نقله. كما يخضع سيانيد الهيدروجين لأنظمة قانونية مختلفة ، مثل "قانون التحكم في الأسلحة الحربية".
سيانيد الهيدروجين ، كمادة خام رئيسية ، يستخدم حاليًا في عمليات إنتاج العديد من المنتجات المهمة:
دين/النتريل
هيكساميثيلينديامين/النتريل هو مونومر مهم للمواد الجديدة ، يستخدم في إنتاج النايلون 66 ، وهو مادة خفيفة الوزن رئيسية للسيارات. يستخدم Isophorone diamine كعامل علاج لمواد طاقة الرياح ويعمل على نطاق واسع في صناعة الطاقة الجديدة.
وكلاء المخلب
وتشمل التطبيقات الهامة معالجة اللب والورق ؛ معالجة المياه الصناعية ؛ مركبات التنظيف المنزلية والمؤسسية والصناعية. كما تستخدم عوامل الاستخلاب في معالجة الأسطح المعدنية ، والزراعة ، والتصوير الفوتوغرافي ، وتجهيز المطاط ، والغذاء ،المستحضرات الصيدلانية ، ومعالجة المنسوجات.
كلوريد السيانوجين
يستخدم كلوريد السيانوجين في المقام الأول كمبيد للآفات في الصناعة الزراعية. كما أنها تستخدم في إنتاج أيزوسيانات الكلوروسلفونيل ، وهي مادة خام رئيسية لبطارية أيون الليثيوم المضافة (LIFSI) (fluorosulfonyl).
الغليفوسات
يستخدم الغليفوسات ، وهو مبيد أعشاب غير انتقائي ، للقضاء على الأعشاب الضارة استعدادًا للإنتاج الزراعي. يساعد هذا الإعداد على زيادة الغلة وتوليد قيمة اقتصادية.
أحماض أمينية
تتيح الأحماض الأمينية الإنتاج الفعال للبروتينات الأساسية ، مما يساهم بشكل كبير في توفير بروتين عالي الجودة لعدد سكان العالم المتزايد.
سيانيد الصوديوم
المعادن هي التطبيق الأساسي لسيانيد الصوديوم. كما أنها تستخدم في إنتاج المواد البروسية الزرقاء أو البيضاء البروسية الرئيسية لكاثود بطاريات أيون الصوديوم.
طرق إنتاج سيانيد الهيدروجين العالمية
من طرق المواد الخام ، تشمل:
1. طريقة أكسدة غاز طبيعي/ميثان الأمونيا: ويشمل ذلك عملية Anden ، طريقة Degussa BMA ، وطريقة أكسدة الأمونيا النقي الميثان في دوبونت.
2. طريقة تكسير الزيت الخفيف: تم تطويرها محليًا ، تستخدم هذه الطريقة الزيت الخفيف والأمونيا السائلة والصودا الكاوية كمواد خام أولية ، مع استخدام فحم البترول والنيتروجين كمواد مساعدة. يتم تطبيقه بشكل رئيسي في شركات إنتاج سيانيد الصوديوم.
3. طريقة أكسدة الميثانول والأمونيا: تنشأ من أساهي كاسي ، تستخدم هذه الطريقة الميثانول والأمونيا والهواء لتتفاعل تحت محفز الحديد والموليبدينوم.
4. عملية شاوينيجان: تستخدم هذه الطريقة الأمونيا والهيدروكربونات (البروبان أو البيوتان عادة) كمواد خام ، تتفاعل تحت التسخين الكهربائي وظروف السرير المميعة لإنتاج سيانيد الهيدروجين.
يتميز مسار الغاز الطبيعي بمصدر مواد خام مستقر ومنخفض التكلفة مع انبعاثات كربون منخفضة نسبيًا ، ويتماشى مع اتجاه تطوير الصناعة الكيميائية تحت الخلفية ثنائية الكربون. واليوم ، تعتمد جميع نباتات سيانيد الهيدروجين الجديدة تقريبًا في جميع أنحاء العالم على عملية أندين ، وهي التقنية المهيمنة عالميًا ، وهي تمثل أكثر من قدرة إنتاج سيانيد الهيدروجين العالمية.
الشكل 2: حصة السوق من مختلف تقنيات إنتاج سيانيد الهيدروجين في جميع أنحاء العالم
أندن عملية نظرة عامة إنتاج سيانيد الهيدروجين
تستخدم عملية Anden الميثان/الغاز الطبيعي والأمونيا والهواء ، والتي يتم ضغطها مسبقًا وخلطها. ثم يتفاعل الخليط عند ، ، درجة مئوية تحت عدة طبقات من محفزات شبكية من سبيكة البلاتين والروديوم. يحتوي منتج التفاعل على حوالي 5-سيانيد هيدروجين. يتم تبريد هذه المادة بسرعة إلى أقل من ، درجة مئوية بواسطة غلاية حرارة النفايات ، ثم تخضع لمزيد من المعالجة أو استعادة المنتجات الثانوية الأخرى من المفاعل. يتم تنقية سيانيد الهيدروجين وتكريره للنقاء المطلوب للإنتاج في اتجاه مجرى النهر (يعتمد عادة على المحتوى المائي ، ويتراوح المحتوى المائي لسيانيد الهيدروجين من بئر إلى بجزء في المليون) يعتمد على المنتج النهائي).
بسبب كفاءة التفاعل المنخفضة ، ومعدلات التحويل المنخفضة ، ومحتوى الشوائب العالي ، وانخفاض إنتاجية المنتج ، وعمليات الإنتاج المعقدة ، والتحكم الصعب المرتبط بسيانيد الهيدروجين التقليدي ومعدات إنتاج مشتقاته ، قامت شركة دودجن بتحسين وتعزيز العملية في مناطق التفاعل وإزالة الأمونيا والإنتاج القائم على تكنولوجيا العمليات الخاصة بها. وقد أدى هذا إلى تطوير دودجن فريدة من نوعهاتخليق سيانيد الهيدروجينالتكنولوجيا ، مما يجعلها رائدة في هذه الصناعة في هذا المجال.
دودجن ، بناءً على أهداف التصميم الأولية التي يقدمها العميل ، يجمع بين سنوات من الخبرة المتقدمة وخبرات تشغيل متعددة في المصنع لمحاكاة تصميم نظام العمليات وتقديره وتحسينه. يتميز تصميم نظام معالجة المصنع بالكامل بالخصائص الرئيسية التالية:
◆ معدات التفاعل عالية الكفاءة ، معدل تدفق الغاز السريع ، وكفاءة نقل الكتلة العالية ؛
◆ معدات عالية الكفاءة نقل الحرارة ، مع التدرج درجة حرارة صغيرة في نظام التفاعل ؛
◆ تدرج تركيز صغير من المواد المتفاعلية ، مما يؤدي إلى كفاءة رد فعل عالية ؛
◆ معدل تحويل عالي التفاعل ؛
◆ عالية الإنتاجية المنتج ؛
◆ محتوى شوائب منخفضة ؛
◆ مجموعة مرونة واسعة لقدرة الإنتاج ؛
◆ دورة بدء المعدات الجيدة ؛
◆ التشغيل المستمر لكل من التغذية واستخراج المنتج ، وضمان استمرارية المصنع جيدة.
يتم خلط المواد الخام الثلاث باستخدام خلاط الغاز الساكن المصمم خصيصًا من دودجن ، والذي يحل التحدي التقني لتحقيق خلط موحد للمواد الخام ذات الحجم الكبير ، مما يضمن معدل تحويل الأمونيا العالي لـ HCN. أظهرت نتائج التشغيل على نطاق واسع على المدى الطويل أنه من خلال اعتماد تقنية توليف سيانيد الهيدروجين الفعالة لدودجن ، جنبا إلى جنب مع معدات التفاعل السريع والمتوسط المتقدمة ذاتيًا لسيانيد الهيدروجين ومشتقاته ، كان هناك تحسن كبير في كفاءة التفاعل ، ومعدل التحويل ، وعائد المنتج ، مع التحكم الفعال في محتوى النجاسة.
الشكل 3: مصنع سيانيد الهيدروجين الصناعي باستخدامدودجنالتكنولوجيا
بالنظر إلى أن سيانيد الهيدروجين هو مركب شديد السمية ومتقلب وقابل للبلمرة ، فإنه لا يمكن تخزينه أو نقله أو تسليمه لمسافات طويلة. ريتم استهلاك سيانيد الهيدروجين بشكل أساسي في الموقع في السوق ، حيث يتم استخدامه لتجميع مشتقاته والمنتجات الكيميائية الأخرى. على سبيل المثال ، عند إنتاج مواد وسيطة للهيدروكسي أسيتونيتريل ، أو إيمينودياسيتونيتريل ، أو سيانوهيدرين (ميثيونين وسيط) ، أو سيانيد الصوديوم أو سيانيد البوتاسيوم عالي الجودة ، تتطلب الخطوة الأولى وحدات إزالة الأمونيا لمعالجة غاز تخليق سيانيد الهيدروجين ، متبوعة بردود فعل بمواد مختلفة للحصول على منتجات المصب. تستخدم طرق إزالة الأمونيا التقليدية أبراج امتصاص الحمض لإزالة الأمونيا المتبقية من غاز التخليق hgas. ومع ذلك ، فإن هذه الأساليب لديها مشاكل مثل حجم المعدات الكبيرة ، والتآكل الشديد ، والنتائج غير المرضية. تكنولوجيا إزالة الأمونيا عالية الكفاءة من دودجن تحل محل برج الامتصاص الحمضي بمفاعل خلط ثابت ، مما يوفر المزايا التالية مقارنة بأبراج امتصاص الحمض التقليدية:
وامتصاص تفاعل الخلط الثابت له حجم معدات صغير ويحتل مساحة أقل ، مما يجعل الصيانة والتفتيش مريحين.
إن إضافة حمض الكبريتيك واستخلاص كبريتات الأمونيوم أثناء عملية إزالة الأمونيا تتيح التشغيل المستمر والآلي.
إن التحكم في التدرج في محتوى حمض الكبريتيك ودرجة حرارته في سائل الامتصاص ثلاثي المراحل يحسن كفاءة إزالة الأمونيا ويقلل من تآكل المعدات.
يستخدم فاصل الغاز السائل عالي الكفاءة لإزالة الضباب والرغوة من غاز الذيل ، مما يقلل بشكل كبير من حمض الكبريتيك وكبريتات الأمونيوم التي يتم نقلها إلى المنتجات اللاحقة ، تحسين جودة وإنتاجية المنتجات النهائية.
طوال دورة الحياة الكاملة لمصنع سيانيد الهيدروجين الصناعي الذي يستخدمدودجنالتكنولوجيا ، فريق من الخبراء ذوي الخبرة يوفر الدعم الفني المهني لضمان فوائد العملاء. مع ما يقرب من 20 عامًا من الخبرة التشغيلية لسيانيد الهيدروجين وعدد كبير من مشاريع البحث والتطوير ،دودجنيمتلك معرفة غنية بتكنولوجيا سيانيد الهيدروجين ، مما يضمن عمل المصانع المرخصة بأمان وموثوقية وكفاءة.
الشكل 4غرفة التحكم المركزية لمصنع سيانيد الهيدروجين باستخدامدودجنالتكنولوجيا
خاتمة
سيانيد الهيدروجين ليس فقط عاملاً مهمًا في أصل الحياة ولكنه أيضًا بمثابة مقدمة للعديد من المشتقات ، ومعظمها مواد وسيطة كيميائية دقيقة مع تطبيقات مهمة في مجالات مثل المستحضرات الصيدلانية ، مبيدات الآفات ومواد البطاريات والطاقة الجديدة. خلالفي السنوات الأخيرة ، حققت الصين تقدمًا كبيرًا في تكنولوجيا الإنتاج الأساسية للغاز الطبيعي-سيانيد الهيدروجين وسلسلة صناعة مشتقاته. إمكانات نمو القدرة والربحية للصناعة واعدة للغاية. وعلى وجه الخصوص ، أدت الاختراقات في التكنولوجيا وإنتاج المنتجات الكيميائية الدقيقة مثل الأديبونتريل والأزرق البروسي والفيتامينات والأحماض الأمينية إلى التقدم التكنولوجي في الصناعات المحلية ذات الصلة. سيانيد الهيدروجين ، كمادة خام رئيسية ، من المتوقع أن يشهد نموًا سريعًا في الإنتاج نتيجة لذلك.
