انیدرید مالئیک

شرکت پتروشیمی ابن سینا با بهره‌گیری از دانش فنی پیشرفته و تجهیزات مدرن، موفق به تولید انیدرید مالئیک با کیفیت بالا شده است. این شرکت با نگاه علمی به فرآیندها و استفاده از فناوری‌های روز، توانسته محصولی را تولید و به بازار عرضه کند که مورد تأیید استانداردهای بین‌المللی است.

واحد آزمایشگاه به عنوان بخش کلیدی مجموعه، با بهره‌گیری از دانش و تخصص بالا نقش مؤثری در تضمین کیفیت محصولات ایفا می‌کند. برای دستیابی به اهداف کیفی، آزمایشگاه این شرکت مجهز به پیشرفته‌ترین تجهیزات آزمایشگاهی مطابق با استانداردهای جهانی شده است، که این امر به تضمین کیفیت و رقابت‌پذیری محصولات در بازارهای داخلی و بین‌المللی کمک می‌کند.

این توجه به کیفیت، نشان‌دهنده تعهد شرکت به ارتقای سطح تولید و جلب رضایت مشتریان است.

بازبینی و کنترل آنالیزها

وظایف آزمایشگاه در شرکت پتروشیمی ابن سینا به طور خلاصه عبارتند از:

• انجام تست‌های روتین برای کنترل فرآیندهای شیمیایی واحدهای تولیدی مختلف.
• آنالیز مواد اولیه ورودی، محصولات تولیدی و مواد خروجی از کارخانه.
• فراهم کردن بستری مناسب برای انجام فعالیت‌های تحقیقاتی و اجرای پروژه‌های بهبود شرایط تولید.
• بازبینی و کنترل مستمر نتایج آنالیزها جهت اطمینان از کیفیت و دقت فرآیندها.

به منظور تحقق اهداف فوق این واحد از آزمایشگاه های زیر تشکیل شده است :

• آزمایشگاه آب
• آزمایشگاه کروماتوگرافی گازی
• آزمایشگاه کیفیت محصول

واحد آزمایشگاه به منظور نظارت بر روند جریان تولید، آنالیز مربوط به نمونه های ورودی به کارخانه، محصولات میانی و محصول نهایی را انجام می دهد.

نتایج آنالیزها وارد شبکه کامپیوتری شده و همزمان توسط مرکز کنترل عملیات و واحدهای عملیاتی دریافت می گردد.

آزمایشگاه آب

از آنجا که آب و بخار از ارکان مهم و اساسی هر کارخانه می باشند  و از طرفی به منظور جلو گیری از تشکیل رسوب در سطوح تجهیزات و جلوگیری از ایجاد خوردگی حاصل از به کار بردن مواد شیمیایی آزمایشگاه آب با در اختیار داشتن تجهیزات مناسب قادر به انجام آزمایشات و سرویس دهی به واحد های عملیاتی کارخانه در راستای اهداف فوق می باشد.  این آزمایشگاه مطابق با استانداردهای بین المللی معتبر می تواند آزمایشات مربوط به تعیین کیفیت آب و بخار را به شرح زیر انجام دهد :

• اندازه گری کدورت
• اندازه گیری قلیاییت
• اندازه گیری اسیدیته
• اندازه گیری فسفات
• اندازه گیری نیتریت
• اندازه گیری سیلیس
• اندازه گیری کلسیم
• اندازه گیری آهن
• اندازه گیری هدایت الکتریکی
• اندازه گیری pH
• اندازه گیری منیزیم
• اندازه گیری کلر
• اندازه گیری TDS
• اندازه گیری اکسیژن محلول

برخی از تجهیزات مهم این آزمایشگاه عبارتنداز :

• دستگاه اسپکترو متر UV
• ترازوهای آنالیتیکال و آزمایشگاهی
• حمام آب

در آزمایشگاه سه مرحله اصلی کنترل کیفیت  وجود دارد که شامل کنترل کیفیت مواد خام ورودی، کنترل کیفیت در مرحله تولید و کنترل کیفیت محصول نهایی می شود که از ترکیب هر 3 حوزه اطمینان حاصل می شود که محصول نهایی با مشخصات مورد نظر مطابقت دارد.

اولین گام در برنامه کنترل کیفیت آزمایش درصد خلوص بوتان به عنوان خوراک اصلی محصول می باشد. درصد خلوص بوتان با استفاده از دستگاه کروماتو گرافی گازی مورد بررسی و پس از تایید خلوص مورد نیاز بوتان وارد فاز تولید انیدرید مالئیک می شود.

کروماتوکرافی گازی یکی از متداولترین روش های کروماتوگرافی است که برای آنالیز نمونه هایی که قابلیت تبخیر شدن بدون تخریب ساختار را دارند استفاده می شود.

دومین گام در مرحله تولید است اندازه گیری اسیدیته  اندازه گیری آلکانیتی که با دستگاه flame photometer  انجام می شود این کار صحت دستور العمل های تولید و کنترل مرحله تولید را تضمین  میکند. اندازه گیری فلزات قلیایی و قلیایی خاکی توسط دستگاه    flame photometerانجام می شود که یکی از مهمترین روش های معمول آنالیزهای شیمیایی است. در این روش می توان با استفاده از شعله ای با دمای پایین مقدار این فلزات را در نمونه اندازه گیری  کرد عناصر  K,   Li, Na , Ca,  توسط این تجهیز قابل اندازه گیری می باشند.

سومین گام کیفیت محصول نهایی است تا اطمینان حاصل شود که محصول دارای مشخصات مورد نیاز بر طبق استاندارد های مورد نظر باشد آزمون های کنترل کیفیت محصول بر اساس استانداردهای ASTM  انجام می گیرد .

محصول از نظر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مانند رنگ, ظاهر, مقاومت در برابر گرما, نقطه انجماد, درصد خلوص ,مقدار خاکستر , مقدار اسید مالئیک و آهن مورد بررسی قرار می گیرد. همه این آزمونها براساس استانداردهایASTM  انجام می شود.

برخی از تجهیزات مهم در تعیین کیفیت محصول عبارتند از :

• آون
• کوره الکتریکی
• ترازوهای آنالیتیکال و آزمایشگاهی
• دستگاه تیتراتور اتوماتیک
• اسپکتروفوتومتر
• سانتریفیوژ
• ترمومتر با دقت بالا

مرحله اول تشخیص رنگ محصول است که  براساس مقایسه با شاخص های رنگ  APHAکه بر طبق استاندارد ASTM  ساخته می شود مورد بررسی قرار می گیرد.

مرحله دوم اندازه گیری نقطه انجماد ((Solidification point  می باشد. دمای انجماد با تعیین حداکثر دمای بدست آمده در طول یک چرخه خنک کننده در شرایط کنترل شده اندازه گیری می شود.

مرحله سوم مقاومت در برابر گرما که تحت عنوان  Stability معرفی می شود با گرما دادن محصول در آون در دما و زمان مشخص و سپس مقایسه رنگ آن با شاخص های رنگ  APHAکه بر طبق استاندارد ASTM  ساخته می شود انجام می گیرد.

مرحله چهارم اندازه گیری درصد خلوص  و میزان اسیدیته (MAC Content) که یک شاخص بسیار مهم در کیفیت و کارایی محصول است  با استفاده از دستگاه پتاسیومتر اتوماتیک انجام می گردد.

مرحله پنجم اندازه گیری مقدار آهن در محصول با دستگاه اسپکتروفوتومتر که مقادیر آهن را در حد  ppm نشان می دهد مورد بررسی و اندازه گیری می شود.

مرحله ششم اندازه گیری خاکستر کل  که نشان دهنده میزان باقی مانده مواد کربنی است با استفاده ازکوره الکتریکی مجهز به کنترولر دما صورت می گیرد.

در پابان تمامی تلاش این مجموعه ارایه محصولی با کیفت و مطابق با استانداردهای جهانی به بازار می باشد.

کاربردها و موارد مصرف انیدرید مالئیک

انیدرید مالئیک یکی از مواد شیمیایی کلیدی با کاربردهای گسترده و متنوع در صنایع مختلف است. در ادامه به مهم‌ترین موارد مصرف این ماده اشاره می‌شود:

1. تولید رزین‌های پلی‌استر غیراشباع
   • حدود 60 درصد از انیدرید مالئیک تولیدی جهان برای ساخت رزین‌های پلی‌استر غیراشباع استفاده می‌شود.
   • این رزین‌ها به همراه الیاف شیشه، فایبرگلاس را تشکیل می‌دهند که در تولید لوله‌های انتقال مواد شیمیایی و پساب، وان حمام، قایق‌های سبک و نیمه‌سنگین، مخازن نگهداری آب و مواد شیمیایی، و بخش‌های مختلف خودرو کاربرد دارد.
2. ساخت پلی‌اورتان و پلی‌بوتیلن ترفتالات (PBT)
   • از انیدرید مالئیک در تولید پلی‌اورتان و رزین‌های پلی‌بوتیلن ترفتالات که در صنایع مختلف کاربرد دارند، استفاده می‌شود.
3. تولید رنگ‌ها و پوشش‌های صنعتی
   • این ماده در تولید رنگ‌ها، جلادهنده‌ها، و پوشش‌های سطوح مختلف به کار می‌رود.
   • همچنین به‌عنوان تثبیت‌کننده در فرایند تولید وینیل کلراید نقش دارد.
4. تولید ترکیبات چهارکربنه
   • انیدرید مالئیک ماده اولیه در تولید ترکیباتی مانند 1و4-بوتان‌دی‌ال، بوتیرولاکتون، تتراهیدروفوران، و افزودنی‌های غذایی مانند فوماریک اسید، سوکسینیک اسید و مالیک اسید است.
5. افزایش کارایی بتن
   • به‌عنوان یک پلاستی‌سایزر در بتن استفاده می‌شود. این ماده باعث کاهش گرانروی و افزایش زمان کارپذیری بتن می‌شود و امکان حمل و اجرای آسان‌تر را فراهم می‌کند.
6. روغن‌ها و روان‌کننده‌های صنعتی
   • انیدرید مالئیک به‌عنوان عامل کاهش‌دهنده سایش در روغن‌ها و روان‌کننده‌های صنعتی کاربرد دارد.
7. بهبود کیفیت کاغذ
   • این ماده در تولید Succinic Anhydride Alkyl (ASA) که به‌عنوان پرکننده و لعاب در کاغذ استفاده می‌شود، به کار می‌رود. اضافه شدن آن به کاغذ باعث بهبود کیفیت چاپ و نوشتار می‌شود.
8. صنعت کشاورزی
   • در تولید قارچ‌کش‌ها و حشره‌کش‌ها از انیدرید مالئیک استفاده می‌شود.
9. تولید مواد فعال سطحی و ایمیدها
   • این ماده در تولید مواد فعال سطحی (Surfactants) و ایمیدها برای استفاده در صنایع مختلف نقش دارد.

انیدرید مالئیک با ویژگی‌های منحصر به فرد و کاربردهای متنوع، یکی از مواد شیمیایی مهم در صنایع مختلف از جمله ساختمان، کشاورزی، رنگ‌سازی و تولید پلیمرها محسوب می‌شود. استفاده گسترده از این ماده، اهمیت آن را به‌عنوان یک ترکیب واسطه در زنجیره تولید مواد شیمیایی نشان می‌دهد.

بسته‌بندی و جابجایی انیدرید مالئیک

بسته‌بندی و انتقال انیدرید مالئیک با توجه به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن، در روش‌های مختلفی انجام می‌شود. در ادامه به سه روش رایج و مزایا و معایب هر یک اشاره می‌کنیم:

1. کیسه‌های پلی‌اتیلن 25 کیلوگرمی

در این روش، انیدرید مالئیک به یکی از اشکال زیر بسته‌بندی می‌شود:

• پرک
• پاستیل
• بریکت

شیوه بسته‌بندی:
کیسه‌ها معمولاً به تعداد 40 تا 50 عدد در 8 تا 10 ردیف روی یک پالت چوبی یا پلاستیکی چیده می‌شوند و با فیلم پلاستیکی دو یا سه‌لایه پوشانده می‌شوند. وزن خالص هر پالت حدود 1000 تا 1250 کیلوگرم است. برای جلوگیری از تجمع بارهای الکتریکی، از افزودنی‌های آنتی‌استاتیک در پلاستیک استفاده می‌شود.

مزایا:

• سهولت در جابجایی و محاسبه تناژ مصرفی.

معایب:

• احتمال چسبیدن ذرات انیدرید مالئیک و تشکیل توده‌های بزرگ که شکستن آن‌ها به نیروی انسانی نیاز دارد و ممکن است باعث آلودگی محیط و ایجاد ناراحتی برای کارکنان شود.
• نیاز به پالت، فیلم شرینک و پلاستیک، که هزینه‌ها را افزایش داده و پس از مصرف بلااستفاده می‌مانند.
• کاهش خلوص به دلیل جذب رطوبت در مقایسه با حمل مایع.
• نیاز به فضای بیشتر برای انبارش به دلیل چگالی ظاهری پایین.
• 2. بشکه‌های فلزی یا پلاستیکی
• در این روش، انیدرید مالئیک در بشکه‌های فلزی یا پلاستیکی با ظرفیت 100 تا 280 کیلوگرم بسته‌بندی می‌شود.
• مشکلات بشکه‌های پلاستیکی:
• گرم کردن بشکه‌های پلاستیکی در اتاق گرم پس از جامد شدن محتویات دشوار است.
• در صورت گرم شدن ناهماهنگ، بشکه‌ها تغییر شکل داده و ممکن است سوراخ شوند، که استفاده مجدد از آن‌ها را غیرممکن می‌سازد.
• مشکلات بشکه‌های فلزی:
• بشکه‌ها باید از جنس استنلس استیل یا آهن با پوشش داخلی مناسب باشند.
• پوشش داخلی بشکه‌های آهنی معمولاً پس از 2 تا 3 بار استفاده از بین می‌رود و دیگر برای انتقال انیدرید مالئیک مناسب نیستند.

3. ایزوتانک‌ها (روش مایع)

این روش، رایج‌ترین روش حمل انیدرید مالئیک در اروپا است. انیدرید مالئیک به صورت مایع از طریق لوله و پمپ به ایزوتانک‌های 20 تا 30 تنی استنلس استیل منتقل می‌شود. تانک‌ها دو جداره بوده و با عایق‌بندی مناسب طراحی شده‌اند و دارای کویل‌هایی برای گرم کردن و مایع نگه‌داشتن انیدرید مالئیک با استفاده از آب گرم چرخشی هستند.

مزایا:

• خلوص بالا: به دلیل بسته بودن کامل سیستم.
• ایمنی بیشتر: کاهش خطرات ناشی از تماس مستقیم.
• کیفیت یکنواخت: تضمین یکپارچگی در طول حمل‌ونقل.
• کاهش هزینه: حذف پالت، بشکه و پلاستیک شرینک.
• نیاز به فضای کمتر: به دلیل چگالی بالاتر مایع.
• راحتی در تخلیه: استفاده از پمپ بدون نیاز به نیروی انسانی.
• کاهش آلودگی محیط زیست: حذف مواد زائد.
• رضایت کارکنان: عدم تماس مستقیم با مواد شیمیایی.
• عدم نیاز به تهویه انبار: به دلیل بسته بودن سیستم.

نکات مهم در انبارش انیدرید مالئیک:

• انبار باید خنک، خشک و عاری از رطوبت باشد.
• بسته‌ها نباید در معرض دمای بالا، تابش مستقیم آفتاب، جرقه یا شعله قرار گیرند.
• از انبارش انیدرید مالئیک در نزدیکی مواد غذایی یا اکسیدانت‌ها خودداری شود.

این روش‌ها بسته به نیاز و شرایط مصرف‌کننده انتخاب می‌شوند، اما حمل با ایزوتانک به دلیل مزایای متعدد، روش ترجیحی برای مصرف‌کنندگان بزرگ است.

روش‌های تهیه صنعتی انیدرید مالئیک

در صنعت، انیدرید مالئیک به دو روش اصلی تولید می‌شود:

الف) اکسیداسیون بنزن

این روش شامل اکسیداسیون بنزن در فاز گازی و در حضور کاتالیست‌هایی از جنس اکسید وانادیوم و اکسید مولیبدنیوم است.

• چالش‌ها:
  • افزایش قیمت بنزن
  • مخاطرات زیست‌محیطی
• وضعیت فعلی:
  این روش از سال 2006 به دلیل مشکلات فوق تقریباً منسوخ شده و تنها در تعداد محدودی از کارخانه‌ها به کار گرفته می‌شود.

ب) اکسیداسیون نرمال بوتان

این روش شامل اکسیداسیون نرمال بوتان در فاز گازی و در حضور کاتالیست‌هایی از جنس اکسید وانادیوم و اکسید فسفر است.

• وضعیت فعلی:
  تقریباً تمامی تولیدکنندگان انیدرید مالئیک، از جمله شرکت پتروشیمی ابن سینا، از این روش استفاده می‌کنند. در ادامه، مراحل این فرآیند توضیح داده می‌شود:

فرآیند تولید انیدرید مالئیک از نرمال بوتان

1. فشرده‌سازی هوا:
   هوا توسط کمپرسورهای گریز از مرکز فشرده شده و وارد خط لوله حاوی بخار بوتان می‌شود.
2. مخلوط‌سازی:
   هوا، بخار و بوتان در یک میکسر استاتیکی به دقت مخلوط می‌شوند و نسبت‌ها به طور دقیق کنترل می‌گردد.
3. واکنش در رآکتور:
   مخلوط وارد رآکتور شده و در حضور کاتالیست واکنش‌های شیمیایی انجام می‌گیرد. واکنش اصلی در دمای حدود 400 درجه سانتی‌گراد رخ می‌دهد.
   • کنترل دما:
     واکنش‌ها گرمازا هستند، بنابراین برای جذب گرمای حاصل، در پوسته رآکتور از نمک مذاب استفاده می‌شود که این گرما برای تولید بخار به کار می‌رود.
   • تزریق تری‌متیل فسفات:
     برای حفظ فعالیت کاتالیست، مقدار کمی از این ماده به صورت مداوم به رآکتور تزریق می‌شود.
4. خنک‌سازی و جداسازی:
   • گازهای خروجی از رآکتور که شامل 57 درصد انیدرید مالئیک هستند، از چند مبدل حرارتی عبور کرده و خنک می‌شوند.
   • بخشی از انیدرید مالئیک به صورت مایع جدا شده و به مخزن ذخیره منتقل می‌شود.
5. اسکرابر:
   گازهای باقی‌مانده از اسکرابر عبور می‌کنند. در این مرحله:
   • گازهایی مانند نیتروژن، منو و دی‌اکسید کربن و مقدار کمی بوتان واکنش‌نداده از بالای اسکرابر خارج می‌شوند.
   • انیدرید مالئیک موجود در گازها جذب آب شده و اسید مالئیک با غلظت حدود 50 درصد تولید می‌شود که به مخازن ذخیره منتقل می‌گردد.

مرحله دوم: آبگیری و خالص‌سازی

1. آبگیری:
   عملیات آبگیری اسید مالئیک به صورت بچ (Batch) و با استفاده از اورتو‌زایلین انجام می‌شود.
2. خالص‌سازی:
   فرآیند تقطیر آزئوتروپی برای خالص‌سازی انیدرید مالئیک خام انجام شده و محصول نهایی تولید می‌شود.
3. کنترل کیفیت:
   پس از انجام تست‌های نهایی و اطمینان از دستیابی به پارامترهای مطلوب، محصول به مخازن ذخیره انیدرید مالئیک منتقل می‌گردد.

مزایا و دلایل استفاده از روش اکسیداسیون بوتان:

• ایمنی بالاتر
• هزینه پایین‌تر مواد اولیه
• کاهش اثرات زیست‌محیطی
• بهره‌وری بیشتر در تولید

این فرآیند به عنوان یک روش مدرن و کارآمد، در حال حاضر پرکاربردترین روش تولید انیدرید مالئیک در جهان است.