معرفی انواع مواد شیمیایی پایه و کاربرد آن ها در صنایع مختلف

مواد شیمیایی پایه تولید شده توسط صنایع شیمیایی قبل از تبدیل شدن به محصولاتی برای مصرف کنندگان عمومی، عمدتاً در صنایع شیمیایی و سایر صنایع فروخته می‌شود. این محصولات به عنوان پردازشگر مواد خام در بسیاری از صنایع عمل می‌کنند. تحت مواد شیمیایی پایه نیز محصولاتی وجود دارند که در بسیاری از مخلوط‌ها به عنوان افزودنی و حلال عمل می‌کنند.

مواد شیمیایی پایه و صنعتی در مقادیر بسیار زیاد تولید می‌شوند و از اجزای حیاتی برای محصولاتی هستند که هم در صنعت و هم برای مصرف‌کنندگان عمومی استفاده می‌شوند. درک فرآیندهای تولید و ترکیب شیمیایی این مواد شیمیایی اساسی به منظور دستیابی به اهداف کاهش هزینه و مطابقت با مقررات زیست محیطی و ایمنی به طور فزاینده ای مهم است. با ما همراه باشید تا اطلاعاتی را درمورد مواد شیمیایی پایه کسب کنید.

مواد شیمیایی پایه

مواد شیمیایی پایه شامل مواد شیمیایی پتروشیمی و معدنی است. پتروشیمی‌ها برخی از بلوک‌های ساختمانی، اتیلن، پروپیلن، بوتادین، تولوئن، زایلن‌ها و متانول را تامین می‌کنند. مواد شیمیایی غیر آلی مانند آمونیاک، سود سوزآور، اسید سولفوریک، کلر، گوگرد، خاکستر سودا، برم، فلوئور و فسفر نیز از مواد شیمیایی پایه هستند. مواد شیمیایی پایه شامل ترکیبات آلی و معدنی پایه است که بسیاری از آنها در زندگی روزمره ما بسیار رایج هستند. در اینجا لیستی از مواد شیمیایی پایه آورده شده است.

اسیدها: اسیدها محلولی هستند که مزه ترش دارند و این قابلیت را دارند که به قرمز تورنسل آبی تبدیل شوند. آنها با بازها و فلزات خاصی واکنش نشان می‌دهند و نمک تشکیل می‌دهند. آنها همچنین به عنوان موادی تعریف می‌شوند که غلظت یون‌های هیدروژن را هنگام حل شدن در آب افزایش می‌دهند. چند نمونه از این اسیدها عبارتند از: اسید استیک، اسید فرمیک، اسید فسفریک و غیره.

الکل‌ها: ترکیبات آلی هستند که مولکول آنها حاوی یک یا چند گروه هیدروکسیل متصل به اتم کربن است. الکل هیدروکسیل را می‌توان به بسیاری از گروه‌های عاملی دیگر تبدیل کرد. به همین دلیل است که الکل در بسیاری از اهداف آزمایشگاهی استفاده می‌شود. الکل‌هایی مانند اتانول به عنوان سوخت و متانول به عنوان خوراک صنعتی استفاده می‌شود.

 حلال‌های آلیفاتیک: – حلال‌های آلیفاتیک اغلب در رابطه با هیدروکربن‌های با زنجیره باز استفاده می‌شوند. اینها معمولاً در صنعت رنگ، داروسازی، آفت کش‌ها، کشاورزی و صنعت چاپ استفاده می‌شوند. حلالها مایعاتی هستند که توانایی حل، تعلیق یا استخراج مواد دیگر را دارند، بدون اینکه تغییر شیمیایی در ماده یا حلال ایجاد شود.

حلال‌های آروماتیک: – به طور گسترده در صنایع مختلف مانند مواد شیمیایی کشاورزی، جوهر و رزین، رنگ و پوشش، مواد شیمیایی میدان روغن، روغن شستشوی صنعتی و غیره استفاده می‌شود. کاربردهای حلال‌های معطر خالص شامل استخراج، چربی زدایی، به عنوان اجزای سازنده حشره کش‌ها و به عنوان واسطه‌های شیمیایی است.

نمک‌های معدنی: – ما طیف گسترده ای از نمک‌های معدنی غنی از صنعت را برای برآوردن نیازهای متنوع داریم. برخی از تولیدات ما عبارتند از کلرید سدیم، بنزوات سدیم، سولفات سدیم، سود سوزآور و غیره.

استرها: استرها ترکیباتی هستند که از اسیدهای آلی و معدنی به دست می‌آیند. نام آن معمولاً از نام اسید کربوکسیلیک و الکل اصلی گرفته شده است. اینها معمولاً در عطرها استفاده می‌شوند و به طور کلی در رنگ و پوشش، پاک کننده ناخن، جوهر چاپ و غیره حلال هستند. استرها به عنوان حلال‌های غیرقطبی قدرتمند هم برای کاربردهای صنعتی و هم برای واکنش‌های شیمیایی استفاده می‌شوند.

کتون‌ها: – کتون‌ها خواص فیزیولوژیکی بالایی دارند، بنابراین در مقیاس‌های عظیم در صنعت به عنوان حلال‌ها، پیش سازهای پلیمری و مواد دارویی تولید می‌شوند. این ترکیبات که شامل MEK و…  به طور کلی در قندها و ترکیبات برای استفاده دارویی یافت می‌شوند.

رزین و مواد پوشش: رزین‌ها به عنوان چسب روی سطح عمل می‌کنند. از این‌ها برای قالب‌های ریخته گری نیز استفاده می‌شود. استفاده از رزین و مواد پوشش دهنده روی سطوح نه تنها از آسیب دیدن آنها جلوگیری می‌کند، بلکه از مواد برای مدت طولانی محافظت می‌کند.

پراکسیدها: پراکسیدها بر روی مواد آلی اثر سفید کنندگی دارند. این خاصیت شیمیایی پراکسید، آنها را به عنوان یک افزودنی در مواد شوینده و رنگ مو تبدیل می‌کند. در صنایع از اینها برای بسیاری از واکنش‌های سنتز و همچنین برای تولید واسطه استفاده می‌شود.(برای مشاهده لیست کاملی از مواد شیمیایی پایه به این لینک مراجعه کنید.)

مواد شیمیایی پایه آلی

مواد شیمیایی آلی پایه همه از هفت ماده اصلی مشتق شده اند: اتیلن، پروپیلن، C4، بنزن، تولوئن، زایلین و متان. اکنون به تفصیل ساخت، کاربردها و جنبه‌های اقتصادی این 7 ماده شیمیایی پایه را در نظر می‌گیریم.

این ما را به بحث در مورد مشتقات هر یک از آن‌ها و فناوری آن‌ها هدایت می‌کند. ما ابتدا به موارد اساسی می‌پردازیم زیرا علاوه بر اهمیت آن‌ها، شباهت‌هایی نیز در ساخت آن‌ها وجود دارد. اتیلن، پروپیلن و کسر C4 همگی توسط بخار (حرارتی) ترک خوردگی هیدروکربن‌ها ساخته می‌شوند. بنزن، تولوئن و زایلن‌ها از طریق اصلاح کاتالیزوری ساخته می‌شوند. این هفت ماده آلی اساسی چقدر مهم هستند؟ تقریباً تمام مواد شیمیایی آلی و پلیمرها از آن‌ها مشتق می‌شوند.

1.اتیلن

بیشتر اتیلن و پروپیلن از طریق ترک حرارتی، که گاهی اوقات به آن کراکینگ با بخار می‌گویند، هیدروکربن‌ها در دماهای بالا و بدون کاتالیزور ساخته می‌شوند. برخلاف کراکینگ کاتالیزوری که در صنعت نفت برای بدست آوردن مقادیر زیادی بنزین استفاده می‌شود، از کراکینگ حرارتی استفاده می‌شود زیرا درصدهای بیشتری از الفین‌های C2، C3 و C4 تولید می‌کند. در اصل ماده اولیه این فرآیند بیشتر اتان و پروپان از گاز طبیعی بود.

بیش از نیمی از اتیلن حاصل به طور مستقیم به پلی اتیلن، هم چگالی بالا و هم کم، پلیمریزه می‌شود که در هزاران کاربرد پلاستیکی استفاده می‌شود. عمده‌ترین مواد شیمیایی آلی ساخته شده از اتیلن، اتیلن اکسید است که به اتیلن گلیکول برای ضد یخ و الیاف پلی استر تبدیل می‌شود. اتیلن دی کلراید، که به وینیل کلرید پردازش می‌شود و به پلی (پلی وینیل کلراید)، پلاستیک مهم دیگر، پلیمریزه می‌شود. اتیل بنزن و به دنبال آن استایرن، پلیمریزه شده به پلاستیک پلی استایرن و فوم، و الکل‌ها و الفین‌های خطی که مصارف نهایی مهم آنها در صابون‌ها، مواد شوینده و پلاستیک است.

خرید مواد شیمیایی

2.پروپیلن (پروپن)

پروپیلن با کراکینگ بخار هیدروکربن‌ها همانطور که در مورد اتیلن توضیح داده شد، تولید می‌شود. بسته به قیمت و در دسترس بودن بهترین مواد اولیه پروپان، نفتا یا نفت گاز هستند. حدود 50 تا 75 درصد پروپیلن توسط صنعت پالایش نفت برای آلکیلاسیون و پلیمریزاسیون پروپیلن به الیگومرهایی که به بنزین اضافه می‌شوند مصرف می‌شود. مقدار کمتری از کراکینگ با بخار ساخته می‌شود تا پروپیلن خالص برای تولید شیمیایی تولید شود.

بزرگترین کاربرد پروپیلن، پلیمریزاسیون به پلی پروپیلن، در حال افزایش است زیرا این پلیمر در بسیاری از کاربردهای پلاستیکی با پلی اتیلن با چگالی بالا رقابت می‌کند. اکریلونیتریل به پلاستیک و الیاف پلیمریزه می‌شود. پروپیلن اکسید در پلاستیک پلی اورتان و فوم استفاده می‌شود. کیومن از پروپیلن و بنزن ساخته می‌شود. این یک واسطه مهم در ساخت دو مورد از 50 ماده شیمیایی برتر، فنل و استون است. مواد شیمیایی Oxo از واکنش پروپیلن با گاز سنتز (COIH₂) برای تشکیل الکل‌های C₄ ساخته می‌شوند. مقادیر کمی از پروپیلن به الیگومرهایی تبدیل می شود که در آن 3-5 واحد پروپیلن به یکدیگر اضافه می‌شود. اینها در صابون‌ها و مواد شوینده اهمیت دارند.

بیتشر بخوانید: معرفی مواد شیمیایی آلی

3-ترکیبات C4

علاوه بر اتیلن و پروپیلن، کراکینگ نفتا با بخار و کراکینگ کاتالیزوری در پالایشگاه مقادیر قابل توجهی از ترکیبات C4 به عنوان یکی از مواد شیمیایی پایه را تولید می‌کند. این مخلوط از ترکیبات C4 شامل بوتان، ایزوبوتان، I-بوتن (بوتیلن)، cis- و trans-2-بوتن، ایزوبوتن (ایزوبوتیلن) و بوتادین است. هیدروکربن‌های C4 را می‌توان برای آلکیله کردن بنزین استفاده کرد. از این میان، فقط بوتادین و ایزوبوتیلن در 50 ماده شیمیایی برتر به عنوان مواد شیمیایی خالص جداگانه ظاهر می‌شوند. سایر هیدروکربن‌های C4 کاربردهای خاصی دارند اما به اندازه بوتادین و ایزوبوتیلن مهم نیستند. یک ترکیب معمولی از یک مخلوط C4 حاصل از شکستن بخار نفتا در جدول زیر آورده شده است.

در جدول زیر می‌بینیم که بیشتر بوتادین به عنوان یکی از مواد شیمیایی پایه به خودی خود یا با استایرن یا اکریلونیتریل پلیمریزه می‌شود. مهمترین الاستومر مصنوعی لاستیک استایرن بوتادین (SBR) است. SBR، همراه با پلی بوتادین، بزرگترین بازار خود را در تایرهای خودرو دارد. الاستومرهای ویژه پلی کلروپرن و لاستیک نیتریل هستند و پلاستیک مهم ترپلیمر آکریلونیتریل/بوتادین/استایرن (ABS) است. بوتادین به آدیپونیتریل تبدیل می‌شود که بر روی مونومرهای نایلون به هگزامتیلن دی آمین (HMDA) تبدیل می‌شود.