ترکیبات شیمیایی پر کاربرد و مهم صنعتی

در نهایت، شیمی درباره‌ی مواد شیمیایی است. در مدرسه، ممکن است واکنشی را با چند گرم از یک ماده‌ی شیمیایی انجام دهید، اما در صنعت، ممکن است چند تن از همان ماده‌ی شیمیایی در همان واکنش استفاده شود. در صنعت، سود زیادی از تعداد بسیار کمی از مواد شیمیایی به دست می‌آید. شاید شما در مورد شیمی صنعتی، آنچه در این زمینه اتفاق می‌افتد و اینکه کدام مواد شیمیایی در مقیاس بزرگ استفاده می‌شوند، فکر کرده باشید.

پرکاربردترین مواد شیمیایی در صنعت

در اینجا ده ماده‌ی شیمیایی پرکاربرد در صنعت آورده شده است. مقادیر آن از سالی به سال دیگر تغییر می‌کند، اما همه‌ی مواد شیمیایی ذکر شده بیش از ۱۰۰ میلیون تُن تولید می‌شوند. در اینجا می‌توانید ببینید که شیمی چقدر بر زندگی روزمره‌ی شما تأثیر می‌گذارد.

اسید سولفوریک (H2SO4)

اسید سولفوریک رایج ترین ترکیبات شیمیایی صنعتی است که در جهان تولید می شود. کاربرد صنعتی اولیه آن ساخت اسید فسفریک است که جزء اصلی اکثر کودهای شیمیایی است. اسید سولفوریک یک جزء حیاتی برای ساخت فلز است، به ویژه در تولید مس و روی و همچنین تمیز کردن فولاد کاربرد دارد. تولید اسید سولفوریک بیش از 3 درصد در سال افزایش می یابد. با این حال، اسید سولفوریک در محصولات دیگر از جمله موارد زیر نیز استفاده می شود:

مواد شوینده
باتری های سرب اسیدی خودرو
سایر مواد شیمیایی مانند اسید هیدروکلریک، رنگ، مواد منفجره، رنگدانه ها و داروها

اسید سولفوریک همچنین به عنوان یک واکنش دهنده در طول ساخت یا فرآوری برخی کالاها استفاده می شود. در اینجا چند نمونه از عملکرد آن وجود دارد:

برای حذف ناخالصی ها در هنگام پالایش نفت
برای حذف اکسیدهای فلزی قبل از آبکاری و گالوانیزه کردن فلز
برای حذف آب در طی واکنش های شیمیایی خاص
به عنوان یک واکنش دهنده در ساخت ریون و نیتروگلیسیرین عمل می کند.

نیتروژن (N2)

هر ساله صدها میلیون تُن گاز نیتروژن تولید می‌شود. نیتروژن با ترکیب با هیدروژن، آمونیاک تولید می‌کند که خود از ترکیبات شیمیایی صنعتی و حیاتی است. نیتروژن در محصولات گوناگونی از جمله کودها، پارچه‌ها، رنگ‌ها و حتی مواد منفجره کاربرد دارد. نیتروژن در حالت مایع، برای تحقیقات و نگهداری پزشکی اهمیت دارد. نیتروژن معمولاً با فرآیندی به نام “تقطیر جزء به جزء” تولید می‌شود. نیتروژن تا حد زیادی یک گاز بی اثر است زیرا معمولاً به عنوان یک گاز پوششی استفاده می شود، به این معنی که از مواد حساس به اکسیژن در برابر تماس با هوا محافظت می کند. در زیر برخی از کاربردهای صنعتی نیتروژن مایع آورده شده است:

برای فریز کردن سریع مواد برای پردازش؛ به عنوان مثال، معمولاً برای منجمد کردن لاستیک‌های قدیمی استفاده می‌شود تا خرد کردن آنها برای اهداف بازیافت آسان‌تر شود.
برای تولید فولاد و سایر فلزات
برای خنک کردن بتن، بهبود خواص مصالح ساختمانی
برای یخ زدن زمین های خیس، ساخت و ساز را آسان تر می کند.
برای خنک کردن راکتورهای شیمیایی، به مهندسان شیمی اجازه می دهد تا به طور مؤثرتری واکنش های جانبی را کنترل کنند.

صنایع زیر نیز از نیتروژن و نیتروژن مایع استفاده می کنند:

غذا: صنایع غذایی از جنبه خنک‌کنندگی سریع برای به حداقل رساندن آسیب سلولی ناشی از کریستال‌های یخ که معمولاً در طول فرآیند انجماد معمولی تشکیل می‌شوند، استفاده می‌کند.
سرویس غذا: از نیتروژن مایع در کامیون های یخچال دار استفاده می شود تا تماس غذا با هوا به حداقل برسد.
مراقبت های بهداشتی: صنعت مراقبت های بهداشتی از نیتروژن مایع برای منجمد کردن نمونه های خون و بافت و همچنین در کرایوسرجری برای از بین بردن بافت هایی مانند زگیل استفاده می کند.

اتیلن (C2H4)

سالانه بیش از 150 میلیون تن اتیلن تولید می شود که بیش از هر ترکیب آلی دیگری است. پرکاربرد بودن آن را می توان به افزایش تولید پلیمرها، به ویژه پلی اتیلن ها نسبت داد.

برای تولید اتیلن گلیکول یا ضد یخ
استایرن برای ساخت پلی استایرن برای استفاده به عنوان بسته بندی و عایق
پلی اتیلن، یکی از پرمصرف ترین پلاستیک ها؛ در واقع حدود نیمی از اتیلن تولید شده برای ساخت انواع پلی اتیلن استفاده می شود.
برای ساخت اتانول برای مصارف صنعتی
برای تولید پلی استر
برای تولید لاستیک مصنوعی

اکسیژن (O2)

کاربرد اصلی اکسیژن در فرآیندهای احتراق زیر است:

اکسیژن تولیدی تجاری در مشعل های جوشکاری اکسی استیلن و اکسیژن هیدروژن استفاده می شود.
از اکسیژن در صنعت فولادسازی برای کمک به سوزاندن ناخالصی های موجود در سنگ معدن مذاب استفاده می شود. به ازای هر تن فولاد تولیدی حدود یک تن اکسیژن مورد نیاز است!
اکسیژن مایع (LOX) به عنوان یک عامل اکسید کننده در موشک ها استفاده می شود. مخزن اکسیژنی که برای پرتاب شاتل فضایی استفاده می شود حدود 550000 لیتر اکسیژن مایع را در خود جای می دهد.
از اکسیژن در صنایع شیمیایی نیز برای تجزیه هیدروکربن ها (ترکیبات فقط کربن و هیدروژن) به محصولات هیدروکربنی کوچکتر مانند اتیلن، پروپیلن و استیلن استفاده می شود که به نوبه خود برای تولید پلاستیک، رنگ و سایر محصولات استفاده می شود.

پروپیلن (C3H6)

پروپیلن یکی از ترکیبات شیمیایی صنعتی است که با نام های پروپن یا متیل اتیلن نیز شناخته می شود، یک ترکیب گاز آلی است. پروپن برای صنعت پتروشیمی و به عنوان ماده اولیه برای انواع محصولات بسیار مهم است. سالانه بیش از 85000000 تن از آن در سطح جهان عمدتاً به عنوان سوخت یا برای تولید لاستیک یا پلاستیک تولید می شود.کاربرد عمده پروپیلن به عنوان واسطه در تولید سایر ترکیبات شیمیایی مانند موارد زیر است:

پلی اتیلن مورد نیاز برای تولید الیاف مصنوعی برای فرش های داخلی / خارجی
پروپیلن گلیکول برای روغن ترمز خودکار، مواد شوینده و رنگ
پلی اورتان برای عایق فوم سفت و سخت
انواع پلاستیک ABS مورد استفاده در تلفن و قطعات تریم خودرو

کلر (Cl2)

کلر کاربردهای زیادی دارد که از جمله آنها می توان به موارد زیر اشاره کرد:

تولید محصولات مصرفی و صنعتی مانند پلاستیک، دارو، رنگ، پاک کننده های خانگی (از جمله سفید کننده و سایر مواد ضد عفونی کننده)، حشره کش ها و منسوجات
برای تصفیه آب به روش های مختلف:
حذف پاتوژن های موجود در آب در تصفیه خانه
برای از بین بردن باکتری ها در استخرهای شنا که ازهیپوکلریت سدیم تولید شده از کلر استفاده می شود
به عنوان یک واکنش دهنده اصلی در تولید جلیقه های ضد گلوله، تراشه های کامپیوتری و قطعات خودرو عمل می کند.

اتیلن دی کلرید (C2H2Cl2)

کاربرد عمده اتیلن دی کلراید در تولید پلی وینیل کلراید (PVC) است ، لوله های پلاستیکی که برای انتقال آب به زیر زمین و سرتاسر خانه کاربرد دارد. PVC پایه اصلی صنعت ساخت و ساز است.

اتیلن دی کلرید همچنین در تولید پلی استایرن، یکی دیگر از پلیمرهای مصنوعی استفاده می شود. اتیلن دی کلرید در تولید موارد زیر به کار می رود :

مایعات خشک شویی
کفپوش
پرده دوش
لاستیک مصنوعی

اسید فسفریک (H3PO4)

حدود سه چهارم اسید فسفریک تولید شده در سراسر جهان در تولید کودهای فسفاته مصنوعی استفاده می شود. در اینجا چند کاربرد دیگر اسید فسفریک آورده شده است:

افزودنی غذایی: در صنایع غذایی، اسید فسفریک برای تنظیم pH مواد غذایی ، عامل شفاف کننده و نگهدارنده به کار می رود.
زنگ زدا: اسید فسفریک به عنوان یک مبدل زنگ عمل می کند و اکسید آهن (Fe2O3) را به فسفات آهن (FePO4) تبدیل می کند.

سدیم هیدروکسید (NaOH)

سدیم هیدروکسید یک ترکیب معدنی حیاتی برای بسیاری از صنایع است. این ماده برای کاربردهای صنعتی از تولید کاغذ گرفته تا توسعه منسوجات و تولید مواد تمیز کننده استفاده می شود. سالانه بیش از ۷۰،۰۰۰،۰۰۰ تن از آن تولید می شود. معمولاً به عنوان یک محصول جانبی در طی تولید کلر به دست می آید. محبوبیت آن عمدتاً به دلیل ارزان بودن و توانایی آن در “شستشوی” گازها برای حذف مؤثر اسیدها در هنگام سوزاندن است.

در صنعت نفت، از سدیم هیدروکسید برای افزایش pH گل حفاری استفاده می‌شود و آن را چسبناک‌تر می‌کند.
در برخی از کشورها برای حذف ناخالصی‌های گوگرد از نفت خام با کیفیت پایین کاربرد دارد.
در صنعت کاغذسازی برای سفید کردن الیاف چوب به کار می رود.
سدیم هیدروکسید برای تجزیه لاشه حیوانات و اگر سریال‌های جنایی را دیده باشید، برای از بین بردن بقایای انسانی استفاده می‌شود.
در صابون‌سازی و تولید بیودیزل استفاده می‌شود.
به عنوان یک ماده تمیز کننده صنعتی، به ویژه در چربی‌زدایی تجهیزات کاربرد دارد.
در خانه، از سدیم هیدروکسید به عنوان تمیز کننده اجاق گاز و لوله بازکن استفاده می‌شود.
صنایع غذایی از آن در تهیه ذرت پوست‌کنده، نودل و چوب شور استفاده می‌کنند.

آمونیاک (NH3)

بیش از نیمی از آمونیاک تولید شده در سراسر جهان در کشاورزی به کار می رود :

برای تولید کودهای مایع حاوی آمونیاک، نیترات آمونیوم و اوره استفاده می‌شود. همچنین در تولید کود نیترات آمونیوم نیز کاربرد دارد.
برای تولید مواد برگ‌ریز پنبه استفاده می‌شود، که برگ‌ها را از بین می‌برد تا برداشت پنبه آسان‌تر شود.
به عنوان ضد قارچ برای برخی از میوه ها به کار می رود.

آمونیاک همچنین در تولید سایر مواد شیمیایی و محصولات از جمله موارد زیر استفاده می‌شود: