طرح توجیهی توليد آنيلين
گزارش حاضر مطالعات امكانسنجی مقدماتی طرح توجیهی توليد آنيلين بوده که اين مطالعات در قالب متدولوژی مطالعات امكانسنجی تهيه گرديده است و مطابق متدولوژی فوق، ابتدا محصول مورد مطالعه به طور دقيق معرفی شده و سپس بررسی های لازم روی بازار آن صورت خواهد گرفت.
آنيلين اولين بار در سال 1826 توسط اونفردوربن از تقطير خشک نيل به دست آمده و در سال 1840 فريتش توانست از حرارت دادن نيل با پتاس نيز آن را توليد نمايد و نام آنيلين را او بر اين ماده نهاد ساختمان آنيلين در سال 1843 توسط هوفمن بررسی شد. او توانست آنيلين را از احيا نيتروبنزن تهيه كند و به اين ترتيب ساختمان مولكولی آن را مشخص نمايد.
خواص
آنيلين مايعی روغنی شكل و بی رنگ است كه به سرعت در مجاورت هوا قهوه ای رنگ می شود. بخارات اين ماده سمی و فرمول شيميايی آن C6H5NH2 می باشد. اين ماده در دمای 184/2 درجه سانتيگراد به جوش آمده و در دمای 6/2- درجه سانتيگراد منجمد می شود چگالی آنيلين در دمای محيط ، 1/0235 می باشد.
نام و كد آيسيک توليد آنيلين
| ردیف | کد آیسیک | نام کالا |
| 1 | آنیلین | 29214100 |
| 2 | مشتقات آنیلین | 29214200 |
شماره تعرفه گمركی
در داد و ستدهای بين المللی جهت كدبندی كالا در امر صادرات و واردات و مبادلات تجاری و همچنين تعيين حقوق گمركی و غيره از دو نوع طبقه بندی استفاده ميشود كه عبارت است از طبقه بندی و نامگذاری براساس بروكسل و طبقه بندی مركز استاندارد و تجارت بين المللی بر همين اساس در مبادلات بازرگانی خارجی ايران طبقه بندی بروكسل جهت طبقه بندی كالاها استفاده ميشود كه در خصوص آنيلين در جدول ذیل ارایه شده است.
| ردیف | شماره تعرفه گمركی | نوع کالا | حقوق ورودی | SUQ |
| 1 | 29214100 | آنيلين | 4 | Kg |
| 2 | 29214200 | مشتقات آنيلين | 4 | Kg |
شرايط واردات
هيچ شرايط خاصی برای واردات اين محصول در كتب مربوطه آورده نشده است. حقوق گمركی آن، ٤ درصد می باشد.
بررسی و ارائه استاندارد (ملی يا بين المللی)
ايمنی
آنيلين جز مواد سمی است مسمويت از طريق استنشاق و عموما از طريق جذب پوست يا چشم ها اتفاق می افتد. آنيلين باعث كاهش توانايی خون در حمل اكسيژن می شود و به دليل تشكيل منوگلوبين تماس طولانی با بخارات اين ماده می تواند به بيهوشی و مرگ منجر شود. انجمن ايمنی و سلامتی آمريكا (NIOSH) ، حد مجاز آنيلين در هوا را 8 ساعت كاری ( معادل یک شيفت) 5 ppm تعيين كرده است.
همچنين اين مطالعات نشان می دهد تماس طولانی كارگر با تركيب آنيلين و ماده O-tolouidine باعث افزايش احتمال ابتلا به سرطان مثانه می شود. به همين علت پيشنهاد می شود در شركتهای مربوطه در غلظت های پايين آنيلين فعاليت ها صورت پذيرد. آنيلين در ليست مواد بسيار خطرناک آورده شده است.
موارد مصرف و كاربرد
طبق گزارش های موجود بيش از 85 درصد آنيلين توليدی در دنيا برای تهيه 4-4- متيلن بيس ( فنيل ايزو سيانات) (MDI) ،كه يک پلی يورتان واسطه است مصرف می شود. مصارف ديگر آن برای تهيه لاستيک های مصنوعی، مواد شيميايی مورد استفاده در كشاورزی، رنگ و رنگ سازی، فيبرهای مخصوص و همچنين در صنايع داروسازی كاربرد دارد.
همانطور كه اشاره شد بيشترين كاربرد آنيلين در ساخت MDI و پليمرهای آن می باشد. MDI به وسيله كندانس آنيلين و فرمالدهيد و عمليات فسژناسيون تهیه می شود. برای تهیه هر واحد MDI حدودا 0/78-0/74 واحد آنيلين موردنياز می باشد تولیدكننده های آمريكايی MDI شامل BASF ، ICI ، Miles ، Chem Dow می باشند.
بيشترين كاربرد MDI در آمريكا، در توليد پلی يورتان سخت و نيمه سخت می باشد اين فوم در صنعت به عنوان عايق استفاده می شود. مصارف ديگر آن در رزينهای ترموپلاستيک ، درون قالب ريخته گری و چسب ها و كفی كفش ها می باشد.
صنايع شيميايی فرآوری لاستيک : دومين مصرف عمده آنيلين به عنوان ماده خام برای مواد شيميايی فرآيند لاستيک است. سه گروه مهم از اين مواد عبارتند از: 1) آنتی اكسيدانتها، تثبيت كننده ها. 2) شتاب دهنده ها، فعال كننده ها و افزودنيهای ولكانيزاسيون. 3) كمک كننده متفرقه به فرآيند.
آنيلين به عنوان ماده خام در بيشتر گروه ها مصرف می شود و تخمين ميزان دقيق آنيلين دشوار است. زيرا بسياری از آنها می توانند با بيش از يک روش ساخته شوند.مهمترين مصرف آنيلين در مواد شيميايی فرآيند لاستيک ، در توليد مشتقات تيزارول است كه مهمترين گروه شتاب دهنده ها می باشد.
MBT نه فقط يک شتاب دهنده بلكه يک كليد واسطه برای تعدادی ديگر از شتاب دهنده هاست.مصارف ديگر آنيلين به صورت تغيير در آنتی اكسيدانها، آنتی آزوناتها، و پايدار كننده شامل جانشينی فنيلن دی آمين ها و ديگر تركيبات آمينو است.
مواد شيميايی كشاورزی
آنيلين ماده خام برای دو گروه هربی سايد آميدها و اوره ها می باشند مهمترين هربی سايد آميدها، دسته ای هستند كه به وسيله اورتو آلكيلاسيون روی كاتاليست آلومينيوم توليد می شوند. آنيلين در حضور اتيلين و كاتاليست سديم به 6 و 2- دی اتيل آنيلين تبديل می شود. ديگر محصول آنيلين هربيدهای اوره است كه توسط واكنش فسژن با آمين های آروماتيک و تشكيل فنيل ايزوسياناتها تهیه می شود.
رنگ و رنگ سازی
رنگ و مواد رنگ زيادی از آنيلين و مشتقات آن ساخته می شود در ايالات متحده استفاده آنيلين در اين زمينه در محدوده بين 14000-10000 تن در سال بوده است در طی 5 سال بعد از اين رشد مصرف آنيلين در ايالات متحده در زمينه مواد رنگی كند شد كه ناشی از رقابت منسوجات و رنگهای صادراتی از شرق دور، افزايش هزينه كنترل آلودگی و رقابت با تولیدكنندگان اروپايی می باشد. در مچموع بيشتر رشد اخير در رنگها در روشن كننده هی فلوئورسنت رخ داده كه از آنيلين به عنوان ماده اوليه استفاده می شود.
دیگر موارد
مهمترين مشتقات دارويی آنيلين سولفوناميدها گروهي از تركيبات با فعاليت های ضد ميكروبی كه برای انسان و داروهای دامپزشكی استفاده می شوند، می باشند. آنيلين به عنوان ماده خام برای محصولات ديگری نيز به كار می رود. آنيلين در توليد سيكلوهگزيل براي سديم و كلسيم n- سيكلو هگزان سولفامات استفاده می شود. ( شيرين كننده های مصنوعی كه به عنوان سيكلاماتها شناخته می شوند.)
بررسی كالاهای جايگزينی و تجزيه و تحليل اثرات آن بر مصرف محصول
با توجه به آنكه بيش از 85 درصد مصرف آنيلين در ساخت MDI می باشد و ساير مصارف آن نيز از تنوع چشمگيری برخوردار است، آنيلين به عنوان يک ماده اوليه مصرفی در فرآيندهای تهیه MDI جايگزينی ندارد.
تا زمان تهيه گزارش هيچ طرحی در كشور برای توليد آنيلين و يا نيتروبنزن به منظور توليد آنيلين بهره برداری نشده است. البته در پوسترهای تهيه شده توسط شركت پتروشيمی آنيلين و نيتروبنزن از واحدهای در دست مطالعه ذكر شده اند.
اهميت استراتژيكی كالا در دنيای امروز
امروزه آنيلين به عنوان ماده ای بدون جايگزين در تهیه MDI مطرح شده و مصرف آن در صنعت رنگ هر روز بيش از پيش گسترش می يابد. به گونه ای كه توليد و مصرف آن در دنيا در سال های اخير همواره روند رو به رشدی داشته است.
مصرف كنندگان عمده آنيلين كليه توليدكنندگان MDI ،شركت های توليد رنگ و لاستيک می باشند. در منابع موجود هيچ اشاره ای به توليد كنندگان MDI در كشور نشده است و احتمالا اكثر MDI مصرفی در توليد پلی اورتان از خارج وارد می شود. بنابراين می توان گفت واحد احداثی بيشتر رويكرد صادراتی خواهد داشت.
شرايط صادرات
در منابع موجود، شرايط خاصی برای صادرات اين محصول ذكر نشده است.
تكنولوژی و روش های توليد و عرضه محصول
روش های توليد :
1- هيدروژناسيون كاتاليزوری نيترو بنزن در فاز بخار
با استفاده از فرايندهای فاز بخار ثابت يا بستر سيال، نيتروبنزن با بازده بيش از 99 درصد به آنيلين تبديل می شود. موثرترين كاتاليزور برای هيدروژناسيون فاز بخار تركيبات مس يا پالاديم با ساير فلزات در روی كربن فعال است. 3 روش مهم برای توليد آنيلين در فاز بخار عبارت است از:
الف- فرايند LONZA
در اين فرايند خوراک همگن شده از هيدروژن و نيتروبنزن با دمای ورودی 200 درجه سانتيگراد از روی بستر ثابت كاتاليزوری عبور می كنند. عمليات همگن سازی با اسپری كردن نيتروبنزن و هيدروژن تازه به گاز گرم شده موجود در چرخه انجام می گيرد. نسبت مولی نيتروبنزن به كل هيدروژن در ورودی راكتور تقريبا 1/100 است.
محصولات واكنش راكتور را در دمای بيش از 300 درجه سانتيگراد ترک می كنند. گرمای هيدروژناسيون برای توليد بخار و گرم كردن جريان راكتور برگشتی استفاده میشود. خروجی راكتور در يک كندانسور خشک می شود. هيدروژن اضافی، آنيلين خام و آب از همديگر جدا می شوند. آنيلين توسط عمل تقطير خالص می شود.
ب- فرايند Bayer
در اين فرايند از راكتورهای ثابت با كاتاليزور پالاديم با پايه آلومينيومی استفاده می شود كه با اضافه كردن سرب و واناديم به كاتاليزور فعاليت آن بهبود يافته است. مخلوطی از بخار نيتروبنزن و هيدروژن با نسبت مولی، 1/120 در فشار Kpa 100-700 در دمای 250-35 درجه سانتيگراد وارد يک راكتور آدياباتيک می شوند. ارتفاع بستر كاتاليزوری در راكتور 0/1-10 است.
محصولات واكنش بدون خنک شدن در بيشترين دمای خود يعنی 450 درجه سانتی گراد راكتور را ترک می كنند. گرمای توليد شده در واكنش برای توليد بخار فشار بالا استفاده می شود. بعد از خنک شدن جريان تا 180-140 درجه سانتيگراد، خروجی از آخرين راكتور ، وارد واحد جداسازی می شود كه بعد از خنک شدن بيشتر، آنيلين خام، آب پسمان و هيدروژن برگشتی تحت فشار از همديگر جدا می شوند. آنيلين خام با عمل تقطير تخليص می شود.
ج- فرايند BASF
در اين روش از يک بستر فاز بخار استفاده می شود. نيتروبنزن به كمک جريانی از گاز داغ كه شامل هيدروژن است اتيزه شده و تبخير می گردد. جريان گاز در حضور كاتاليزور سيال سيركوله ، محصولات واكنش كندانس و آنيلين از محصولات خام واكنش جدا می شود.
مخلوط دوفازی نيتروبنزن و هيدروژن از ميان نازلهايی كه در ارتفاع های مختلف بستر سيال واقع شده اند، تزريق می شود و هيدروژناسيون در دمای 250-300 درجه سانتی گراد و فشار kap 1000-400 در حضوز هيدروژن اضافی انجام می شود. گاز داغ توليد شده با عبور از يک مبدل خنک میشود و آنيلين در يک جداكننده گاز – مايع جدا می شود.
گرمای واكنش برای توليد بخار استفاده می شود. برای احيا كردن كاتاليزور، بعد از شستشوی كل سيستم با نيتروژن، مواد آلی كه در سطح كاتاليزور رسوب كرده اند، در دمای 250-200 درجه سانتيگراد توسط هوا سوزانده می شود.
روش دوم : هيدروژناسيون كاتاليزوری نيتروبنزن در فاز بخار
در فرايندهای صنعتی شركت های ICI و Dupont از اين روش استفاده می شود. فرآيند هيدروژناسيون در فاز مايع در فشار 600-100 و دمای 200-90 درجه سانتيگراد انجام میشود. نيترو بنزن بعد از عبور از يک راكتور به طور كامل تبديل می شود و به بازده 99 درصد می رسد. آب همراه با بخارات خروجی خارج می شود و آنيلين به اندازه كافی به محفظه واكنش برگردانده تا شرايط پايدار حفظ شود.
Dupont با استفاده از كاتاليزور پلاتين-پالاديم با پابه كربنی كه با آهن اصلاح شده است، نيتروبنزن را هيدروژنه می كند. اين فرايند پيوسته از يک راكتور لوله ای كه بازده كمی دارد استفاده می كند. محصولات خروجی از راكتور عاری از نيتروبنزن می باشد.
روشهای ديگر توليد :
1- احيا نيتروبنزن توسط آهن يا نمک های آهن
2- آميناسيون فنل
تعيين نقاط قوت و ضعف در فرآيند توليد محصول
با توجه به گزارش بررسی های اقتصادی در مراجع SRI ، فرآيند توليد آنيلين از روش آمونيزه كردن فنل كمترين هزينه سرمايه گذاری را دارد.ولی به دليل استفاده از فنل به عنوان ماده آغاز كننده فرآيند، گرانترين واحد بر شمرده می شود. لذا فرآيند انتخابی همان هيدروژناسيون نيتروبنزن می باشد باتبع همزمان با بررسی اقتصادی اين فرآيند جهت موليد آنيلين ناگزير به بررسی اقتصادی يكی از فرآيندهای تهیه نيتروبنزن هستيم.
مواد اوليه عمده موردنياز
مواد عمده اوليه مصرف شده در توليد آنيلين عبارتند از: هيدروژن، نيتروبنزن و مس به عنوان كاتاليست. در منابع موجود هيچ واحدی در كشور برای توليد نيتروبنزن به ثبت نرسيده و آماری نيز برای توليد آن ارائه نشده است البته در پوسترهای ارائه شده توسط شركت بازرگانی پتروشيمی ايران ، نيتروبنزن به عنوان يكی از طرح های در دست احداث عنوان شده است.
ولي با توجه كه وضعيت اين طرح مشخص نيست، اين ماده به عنوان ماده اوليه بايستی به كشور وارد شود هيدروژن نيز در دو منطقه در ايران توليد می شود يكی در پتروشيمی اميركبير واقع در ماهشهر و ديگری باتری سازی نيرو واقع در شهريار.
