Ацетонитрил используется. Получение и применение ацетонитрила в химической промышленности Влияние на организм

Оригинальное наименование: ацетонитрил (сокращение - ACN)
Альтернативные названия: метилцианид, этаннитрил, нитрил уксусной кислоты,
Химическая формула C2H3N
Плотность 0,787515 г/см³
Молярная масса 41,05 г/моль
Температура плавления -44°C
Температура кипения 81,6°C

Свойства ацетонитрила

Бесцветная токсичная жидкость (впитывается через кожу). Имеет несильный, но неприятный эфирный запах. Предельно допустимая концентрация (ПДК) в рабочих и других помещениях - 10 мг/куб. метр. В воде - 0,7 мг/литр. Может смешиваться с водой (растворимость 7,3%) и органическими растворителями (ацетоном, этиловым спиртом и пр.) в том числе и с образованием азеотропных смесей.
Тяжелые пары ацетонитрила взрывоопасны.

Промышленное получение

Ацетонитрил различных степеней очистки в зависимости от последующего применения реагента.
Вне лабораторий вещество получают как результат взаимодействия уксусной кислоты и аммиака в присутствии катализатора при высокой температуре (300-400°C). При этом примесями в веществе выступают:

  • ацетамид,

    ацетат аммония,

Ацетонитрил для ВЭЖХ (высокоэффективной жидкостной хроматографии) и других целей часто требует очистки от примесей. Осушение производят при помощи безводных соединений кальция (хлорида и сульфата), а также методом встряхивания с силикагелем. Остатки воды и уксусную кислоту удаляют путем добавления гидрида кальция до прекращения выделения водорода.
После таких подготовительных работ ацетонитрил с остатками примесей подвергается фракционной перегонке.
Н а разных стадиях описанного технологического процесса получают вещество различной степени очистки.

Применение

Кроме ВЭЖХ, ацетонитрил используется для замера содержания пестицидов и токсинов в различных средах, в продуктах питания.
Р еагент может выступать в качестве экстрагента для выделения бутадиена из углеводородной смеси, в азеотропной форме участвовать в процессе выделения толуола.
Вещество довольно широко применяется в фармацевтике как сырье.
С помощью ацетонитрила можно растворять

    неорганические соли,

  • синтетические полимеры,

    эфиры целлюлозы,

    лаки и пр.

Способность реагента выступать в качестве селективного растворителя масел дает возможность использовать его для выделения жирных кислот из масел растительного и животного происхождения.
В фармацевтической промышленности используется для производства витамина B1.

Ацетонитрил представляет собой органическое вещество, содержащее в составе цианогруппу –CN, соединенную с метил-радикалом. Иногда рассматривается как производное органической кислоты. Для обозначения также используются названия метил цианид, нитрил уксусной кислоты, этаннитрил, цианометан, этилнитрил. При сокращенной записи вещество обозначают ACN. Ацетонитрил зарегистрирован в CAS под номером 75-05-8. Ацетонитрил отнесен к 3 классу опасности (ирритант, взрывоопасен).
Химическая формула записывается как CH 3 CN или C 2 H 3 N. Молярная масса ацетонитрила составляет 41,05 г/моль. Вещество плавится при температуре -44°С, обращаясь в подвижную бесцветную жидкость. Температура кипения: 81,6°С. С водой, органическими растворителями и насыщенными углеводородами образовывает трудноразделимые азеотропные смеси. Жидкость легколетучая с тяжелыми парами, которые смешиваясь с воздухом образовывают взрывоопасную смесь (концентрационные пределы 4,1-16,0%).

Ацетонитрил растворяет масла, жиры, полимеры акрилатов и амидов, эфирные соединения целлюлозы, а также ряд неорганических солей.
Обладает слабым эфирным запахом.
Химические свойства ацетонитрила определяются наличием ненасыщенной цианогруппы, поляризация которой также ослабляет связь с метил-радикалом. Азот может предоставлять неподеленные электронные пары для образования комплексных соединений с солями металлов.
Реакции с электрофилами происходят по атому Азота, с нуклеофилами – по атому Углерода цианогруппы.
Для получения ацетонитрила в промышленных масштабах используется метод каталитической реакции уксусной кислоты с избытком аммиака. В ряде органических производств ацетонитрил является побочным продуктом (например, при окислительном аммонолизе пропилена в технологической цепочке получения акрилонитрила).
При лабораторном получении ацетонитрила применяют несколько способов:

  • дегидратация ацетамида или ацетата аммония с помощью пентакцида фосфора Р 2 О 5 ;
  • реакция ацетилена и аммиака в присутствии оксида алюминия Al 2 O 3 ;
  • реакция цианида калия с иодометаном.

Применение ацетонитрила

Применение ацетонитрила основано на его свойствах растворителя, экстрагирующего и азеотропного агента при разделении смесей органических веществ (селективная растворимость). Известно применение ацетонитрила в качестве сырья в фармакологическом производстве и органическом синтезе.
Для хранения ацетонитрила используют наземные вертикальные резервуары. Рекомендуемый коэффициент наполнения – 0,9-0,95. Хранят при атмосферном давлении без специальных средств терморегуляции. Допускается хранить в стеклянных бутылях и металлических канистрах. Запрещено хранение в пластиковых и полиэтиленовых емкостях.
Избегать контактов с кожей и вдыхания паров. Токсичен. Горюч. Взрывоопасен. Самовоспламеняется при температуре выше 450°С.

Ацетонитрил (метил цианид, нитрил уксусной кислоты) - бесцветная жидкость с легким запахом эфира, - выпускается с разной степенью очистки: технический, чистый, чистый для анализа, особо чистый.

Ацетонитрил - сопутствующий продукт синтеза акрилонитрила. Прямой синтез - аммонолиз уксусной кислоты газообразным аммиаком при температурах 350-500 °С в присутствии катализаторов на основе оксида алюминия, - позволяет получать ацетонитрил с выходом 90-95%.

Способы получения ацетонитрила аммонолизом углеводородов, спиртов, дигидратацией ацетамида - малопроизводительны, поэтому используются реже.

Применение

Ацетонитрил неограниченно смешивается с водой, спиртами, растворителями, хорошо растворяет масла и жиры, лаки, ряд полимеров. Он используется в крупнотоннажных производствах как растворитель, реакционная среда или сырье:

  • в нефтяной промышленности (для очистки нефти от смол и фенольных соединений, фракционирования и экстракции, в производстве смазок);
  • для получения растворителей, пластмасс, каучуков, синтетических волокон, пластификаторов, маслостойких резин;
  • в производстве лакокрасочных материалов и красителей для тканей;
  • в пищевой промышленности для извлечения жирных кислот из животных и растительных масел, денатурации спирта;
  • при изготовлении фармацевтических препаратов - стероидов, кортизона, витаминов А, В1 и В6;
  • в производстве азотных удобрений, пестицидов, для обеззараживания почв ;
  • в аналитической и разделительной хроматографии и координационной химии;
  • для изготовления виниловых покрытий, осветительных приборов, парфюмерной продукции.

Правила хранения

Хранят ацетонитрил в крытых помещениях в стеклянной таре, металлических канистрах, бочках, большие объемы - в наземных резервуарах. Категорически запрещается использовать емкости из полиэтилена и других пластиков.

Основы безопасной работы

Ацетонитрил токсичен (ПДК - 10 мг/м 3 ), горюч и взрывоопасен. Он самовоспламеняется при температуре выше 450 °С, образует взрывчатые смеси при концентрации в воздухе 4-16%, при сгорании выделяет цианистый водород и оксиды азота. Работать с ним необходимо в средствах индивидуальной защиты.

При утечке или разливе ацетонитрила нейтрализация проводится водным раствором гидроксиламина или тонкораспыленной водой.

Влияние на организм

При попадании в организм ацетонитрил вступает в реакции с тканями и образует аммиак, синильную кислоту, тиоцианаты и оказывает раздражающее, наркотическое, удушающее действие. Технический продукт опаснее из-за повышенных концентраций изонитрилов и синильной кислоты.

Ацетонитрил действует как ферментный яд, блокируя клеточное дыхание, в небольших дозах - вызывает зуд и покраснение кожи, слезоточивость, боль в гортани. При продолжительном воздействии поражает нервную систему, печень, головной мозг. Тяжелые отравления могут привести к отеку легких, судорогам, потере сознания.

Медицинская помощь

При попадании ацетонитрила на кожу, пораженный участок нужно промыть теплой водой с мылом, смазать раствором метиленовой сини и наложить повязку со стрептоцидной мазью. При поражении глаз - промыть их проточной водой и закапать раствор дикаина с адреналином. Раздражение дыхательных путей купируют ингаляциями содовыми или масляными растворами.

Ацетонитрил (СН3С ≡ N) (нитрил уксусной кислоты, метилцианид) класс опасности - 3

Бесцветная легколетучая горючая жид­кость с эфирным запахом, легче воды, горит ярким бесцвет­ным пламенем. При температуре -44,9°С затвердевает, кипит при температуре +81,6°С. Смешивается с водой, ацетоном, эфиром и другими растворителями. Растворимость в воде 7,3%. Пары тяжелее воздуха, с воздухом образуют взрывоопасные смеси.

Ацетонитрил используется в органическом синтезе при выработке ароматических веществ в качестве селективного растворителя углеводородов, масел (в процессе выделения жирных кислот из растительных и животных масел), а также как промежуточный продукт в производстве малонодинитрила и витамина В1.

Ацетонитрил перевозят в контейнерах, железнодорожных цистернах, баллонах, которые являются временным его хранилищем. Обычно ацетонциангидрин хранят в наземных вертикальных цилиндрических резервуарах (объемом 50–5000м3) с коэффициентом заполнения 0,9-0,95 при атмосферном давлении и температуре окружающей среды. Максимальный объем хранения 80 тонн.

Предельно допустимая концентрация (ПДК) в воздухе рабочей зоны производственных помещений составляет 10 мг/м3, в воде водоемов – 0,7 мг/л. При остром отравлении воздействует как ферментный яд, поражающий дыхательные центры, легко всасывается через неповрежденную кожу, поражает нервную систему. Поражающая токсодоза 21,6 мг·мин/л. Признаки поражения: покраснение, зуд, ожог кожи и слизистых тканей, слезотечение, головная боль, слабость, тошнота, рвота, головокружение, одышка. Высокие концентрации приводят к ослаблению пульса, судорогам, потери сознания, смерти.

При ликвидации аварий , связанных с проливом (выбросом) ацетонитрила изолировать опасную зону в радиусе не менее 400 м, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, соблюдать меры пожарной безопасности, не курить. В опасную зону входить в изолирующих противогазах или дыхательных аппаратах (ИП-4М, ИП-5, ИП-6, АИР-98МИ, ИВА-24М, АСВ-2) и средствах защиты кожи (костюм Л-1, ОЗК, «КАИС», «Приз», «Вектор»). На удалении от источника химического заражения более 400 м. средства защиты кожи можно не использовать, а для защиты органов дыхания используют фильтрующие промышленные противогазы с коробками марки А, БКФ, гражданские противогазы ГП-7, ГП-5, ПДФ-2Д, ПДФ-2Ш с дополнительными патронами ДПГ-3 или без них.

Средства защиты

Время защитного действия (час) приконцентрациях (мг/м3) (ПДК)

Наименование

Марка коробки

1000

Промышленные противогазы:

Большого габарита ППФ-95

Малого габарита

Большого габарита ППФ-95

Аб/ф,

Ас/ф

Аб/ф,

Ас/ф

ВКФ

Гражданские противогазы:

ГП-7, ГП-5, ПДФ-2Д (2Ш)

без ДПГ-3

с ДПГ-3

Наличие ацетонитрила определяют:

В воздухе производственных помещений сигнализатором термохимическим «Щит-2», сигнализатором взрывоопасным искровым пневматическим СВИП-1 и СВИП-2, сигнализатором пламенно-ионизационным до взрывных концентра-ций СДК-3.

Обезвреживают ацетонитрил распыленной водой с нормой расхода: 0,9 тонны воды на 1 тонну ацетонитрила или 30%-ным водным раствором гидроксиламина (например, 300 л. гидроксиламина и 900 л. воды) с нормой расхода: 0,25-0,3 тонны раствора на 1 тонну ацетонитрила.

Нейтрализуют ацетонитрил 30%-ным водным раствором гидроксиламина (например, 300 л. гидроксиламина и 900 л. воды) с нормой расхода: 2,5 тонны раствора на 1 тонну ацетонитрила.

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.

Действия руководителя: изолировать опасную зону в радиусе не менее 400 м, удалить из нее людей, держаться наветренной стороны, избегать низких мест, не курить, соблюдать меры пожарной безопасности, в зону аварии входить только в полной защитной одежде.

Оказание первой медицинской помощи:

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

После эвакуации из зараженной зоны: обильное промывание глаз водой или 2 % раствором питьевой соды, повторное вдыхание амилнитрита, при остановке дыхания искусственная вентиляция легких, ингаляция кислорода.

 

Возможно, будет полезно почитать: