poliuretano via MDI
polyurethane MDI route
Filiera PU rigida (insulation, automotive): benzene → nitrobenzene → aniline → MDI (con fosgene), polyether polyol da PO+EO, miscelazione MDI+polyol → PU foam. ~25 Mt/y, mercato enorme costruzioni+EV.
Diagramma di flusso
flowchart LR
benzeneNitration["nitrazione benzene"]
nitrobenzeneHydrogenation["idrogenazione nitrobenzene → aniline"]
mdiPhosgenation["fosgenazione MDI"]
polyolSynthesis["sintesi polietere poliolo"]
puFoaming["schiumatura PU (MDI + poliolo)"]
s_benzene(["benzene"]):::role_rawMaterial
s_benzene --> benzeneNitration
s_nitricAcid(["acido nitrico"]):::role_rawMaterial
s_nitricAcid --> benzeneNitration
s_sulfuricAcid(["acido solforico"]):::role_rawMaterial
s_sulfuricAcid --> benzeneNitration
s_nitrobenzene(["nitrobenzene"]):::role_intermediate
benzeneNitration --> s_nitrobenzene
s_water(["acqua"]):::role_byproduct
benzeneNitration -.-> s_water
s_nitrobenzene --> nitrobenzeneHydrogenation
s_hydrogen(["idrogeno"]):::role_rawMaterial
s_hydrogen --> nitrobenzeneHydrogenation
s_platinumZeoliteCatalyst(["catalizzatore Pt-zeolite"]):::role_catalyst
s_platinumZeoliteCatalyst -.-> nitrobenzeneHydrogenation
s_aniline(["anilina"]):::role_intermediate
nitrobenzeneHydrogenation --> s_aniline
nitrobenzeneHydrogenation -.-> s_water
s_aniline --> mdiPhosgenation
s_phosgene(["fosgene"]):::role_rawMaterial
s_phosgene --> mdiPhosgenation
s_mdi(["MDI difenilmetano diisocianato"]):::role_intermediate
mdiPhosgenation --> s_mdi
s_hydrochloricAcid(["acido cloridrico"]):::role_byproduct
mdiPhosgenation -.-> s_hydrochloricAcid
s_propyleneOxide(["ossido di propilene"]):::role_rawMaterial
s_propyleneOxide --> polyolSynthesis
s_ethyleneOxide(["EO"]):::role_rawMaterial
s_ethyleneOxide --> polyolSynthesis
s_amberlystResin(["resina solfonica Amberlyst-15"]):::role_catalyst
s_amberlystResin -.-> polyolSynthesis
s_polyetherPolyol(["polietere poliolo"]):::role_intermediate
polyolSynthesis --> s_polyetherPolyol
s_mdi --> puFoaming
s_polyetherPolyol --> puFoaming
s_polyurethane(["poliuretano"]):::role_finalProduct
puFoaming --> s_polyurethane
classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003
classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030
classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333
classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642
classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444
classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033
classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506
classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima
prodotto finale
intermedio
sottoprodotto
scarto
utility
catalizzatore
⛏️ miniera
--> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine
Unit Operation
🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| 🧪 nitrazione benzene |
benzene, acido nitrico, acido solforico | nitrobenzene |
— | reattore di nitrazione |
0.5 | — |
| 🧪 idrogenazione nitrobenzene → aniline |
nitrobenzene, idrogeno | anilina |
catalizzatore Pt-zeolite | reattore riduzione aniline |
0.6 | — |
| ⚙️ fosgenazione MDI |
anilina, fosgene | MDI difenilmetano diisocianato |
— | reattore fosgenazione |
2.0 | — |
| ⚙️ sintesi polietere poliolo |
ossido di propilene, EO | polietere poliolo |
resina solfonica Amberlyst-15 | reattore emulsione ABS |
0.9 | — |
| ⚙️ schiumatura PU (MDI + poliolo) |
MDI difenilmetano diisocianato, polietere poliolo | poliuretano |
— | mixer schiumatura PU |
0.4 | — |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| nitrazione benzene |
C6H6 + HNO3 -> C6H5NO2 + H2O |
-118.0 kJ/mol |
| idrogenazione nitrobenzene → aniline |
C6H5NO2 + 3 H2 -> C6H7N + 2 H2O |
-544.0 kJ/mol |
Ruolo delle sostanze in questa filiera
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| nitrazione benzene |
60–90 °C | 1.0–2.0 atm | acidic |
| idrogenazione nitrobenzene → aniline |
150–200 °C | 4.9–14.8 atm | H2 |
| fosgenazione MDI |
60–100 °C | 1.0–3.0 atm | COCl2-inert |
| sintesi polietere poliolo |
110–150 °C | 2.0–4.9 atm | inert |
| schiumatura PU (MDI + poliolo) |
25–60 °C | atm | air |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| nitrazione benzene |
thermal | 0.6 MJ/kg |
| fosgenazione MDI |
thermal | 1.5 MJ/kg |
Supply chain inter-filiera
⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere
➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere
- acido cloridrico → epicloridrina da bio-glicerolo (Epicerol)
- acqua → produzione carbone attivo (attivazione a vapore), diluizione soluzione acquosa di ammoniaca, Filiera bauxite-alluminio, bioetanolo da mais (dry-mill), biometano da digestione anaerobica + upgrading, cloro-soda (cella a membrana), Filiera coke da carbone, elettrodeposizione foglio rame (grado batteria), Filiera rame pirometallurgico, raffineria petrolio (CDU + VDU), Filiera ossido di etilene + glicole etilenico, formaldeide da metanolo (Formox), oro da cianurazione + CIP, Filiera idrogeno verde PEM, Filiera calce idratata, H2O2 processo anthraquinone (AO), Filiera HCl industriale, assemblaggio cella Li-ion (NMC), carbonato di litio da spodumene, LiOH·H2O da carbonato di litio, produzione solfato di manganese monoidrato (battery grade), melamina da urea (alta pressione), Filiera nichel da solfuri, Filiera acido nitrico Ostwald, Filiera acido fosforico wet, Filiera PVC, estrazione salgemma + evaporazione salamoia, gomma SBR, coagulante sodio alluminato trattamento acque, Filiera soda Solvay, Filiera H2SO4 da zolfo elementale, Filiera zinco idrometallurgico
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Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:
PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
?substance chem:playsRole ?ra .
?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:polyurethanePipeline .
} ORDER BY ?role
Vedi altri esempi SPARQL.
Dereferenziabile: chem:polyurethanePipeline
· ontologia completa
· TTL sorgente