Акрилонитрил

АКРИЛОНИТРИЛ (нитрил акриловой к-ты, 2-пропеннитрил, винилцианид) CH₂=CHCN, мол. м. 53,06; бесцв. жидкость с резким запахом; т. атв. — 83,55°С, т. кип. 77,3°С; d₄²⁰ 0,8064, n_D²⁰ 1,3914; 0,40 мПа*с (20°С), 0,25 мПа*с (60°С); давление пара (кПа): 11,3 (20°С), 26,67 (40°С), 108,7 (80°С); (пар) 1,29-10 ²⁹ Кл*м; потенциал ионизации 10,75 эВ; р_крит 3,54 МПа, t_крит 246°С; С°_р 2,09 0,12 кДж/(кг*К);Н°_обр-190 кДж/моль (газ), -152 кДж/моль (жидкость).Н°_исп 32,6 кДж/моль (0-80 °С);Н°_сгор 1,76 МДж/моль,S⁶ (пар) 274,1 Дж/(моль*К).

Акрилонитрил смешивается со многими органическими растворителями; растворимость в воде 7,3% (20°С). Образует азеотропные смеси с водой (87,5% А.; т. кип. 70,5°С), бензолом (47% А.; 73,3°С), метанолом (38,7% А.; 61,4°С), ССl₄ (21% А.; 66,2°С) и др.

Для акрилонитрила наиболее характерны реакции по связи С=С, в т.ч. полимеризация с образованием полиакрилонитрила и сополимеризация с бутадиеном, стиролом, винилхлоридом и др. Для предотвращения самопроизвольной полимеризации акрилонитрила при хранении ингибируют NH₃, гидрохиноном или др. В присутствии оснований акрилонитрил легко присоединяет по связи С—С вещества, имеющие подвижный атом Н (цианэтилирование). Восстанавливается Н₂ над никелем Ренея до пропионитрила, в избытке Н₂ -до пропиламина, при электрохимической гидро-димеризации превращ в адиподинитрил. Хлорируется до 1,2-дихлор- и 1,1,2-трихлорпропионитрила. Вступает в диеновый синтез, образуя ненасыщенные циклические нитрилы. Под действием конц. H₂SO₄ превращается в акриламид и акриловую кислоту.

Основной промышленный метод получения акрилонитрил - окислительный аммонолиз пропилена (катализаторы - молибдаты или фосформолибдаты Bi, молибдаты или вольфраматы Те и Се, оксиды Sb, U, Sn и Fe).

Процесс проводят при 400-485°С и длительности контакта 2—4 с (стационарный катализатор) и 10-20 с (псевдоожиженный катализатор). Исходная смесь содержит 5-8% С₃Н₆, 5-9% NH₃, 0-30% водяного пара (остальное-воздух). Наряду с основной, сильно экзотермичной реакцией (Н = = -515 кДж/моль), происходит образование HCN, ацетонитрила, СО и СО₂. Реакционные газы промывают горячим р-ром (NH₄)₂SO₄ в H₂SO₄ для связывания NH₃, а затем-водой. Из водного раствора ректификацией выделяют акрилонитрил и побочные товарные продукты-HCN и CH₃CN. Выход акрилонитрила 75-80% по пропилену.

Акрилонитрил получают также прямым присоединением HCN к ацетилену. Смесь С₂Н₂ и HCN [мольное соотношение (5-10):1] барботируют через водный раствор, содержащий CuCl, HC1, КС1 и NaCl, при рН 1-3, 70-90°С и давлении, близком к атмосферному. Акрилонитрил очищают ректификацией; выход 80-90% по HCN.

Акрилонитрил используют в производстве полиакрилонитрильных волокон, АБС-пластиков, бутадиен-нитрильного каучука, сополимеров с винилхлоридом, стиролом (пластик САН) и др., цианэтилцеллюлозы, акриламида, метилакрилата, глутаминовой к-ты и адиподинитрила. Акрилонитрил обладает раздражающим действием, легко всасывается через неповрежденную кожу; токсич. действие подобно цианидам; ПДК 0,5 мг/м³, в воде водоемов-2 мг/л. Т. всп. 0°С, т. воспл. 2°С, т. самовоспл. 370°С, КПВ 3-17%, температурные пределы воспламенения от -5 до 25 °С