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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.

IRI
chem:polyurethanePipeline
Unit Operation
5
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
3
CO₂eq cumulato
4.40 kg/kg
Produzione globale
25 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
110 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

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

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
🧪 nitrazione benzene benzene, acido nitrico, acido solforiconitrobenzene reattore di nitrazione 0.5
🧪 idrogenazione nitrobenzene → aniline nitrobenzene, idrogenoanilina catalizzatore Pt-zeolitereattore riduzione aniline 0.6
⚙️ fosgenazione MDI anilina, fosgeneMDI difenilmetano diisocianato reattore fosgenazione 2.0
⚙️ sintesi polietere poliolo ossido di propilene, EOpolietere poliolo resina solfonica Amberlyst-15reattore emulsione ABS 0.9
⚙️ schiumatura PU (MDI + poliolo) MDI difenilmetano diisocianato, polietere poliolopoliuretano mixer schiumatura PU 0.4

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
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

🟦 materia prima (7)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (2)
▫️ intermedio (4)
🩵 utility (1)
🟪 catalizzatore (2)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
nitrazione benzene 60–90 °C1.0–2.0 atmacidic
idrogenazione nitrobenzene → aniline 150–200 °C4.9–14.8 atmH2
fosgenazione MDI 60–100 °C1.0–3.0 atmCOCl2-inert
sintesi polietere poliolo 110–150 °C2.0–4.9 atminert
schiumatura PU (MDI + poliolo) 25–60 °Catmair

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
nitrazione benzene thermal0.6 MJ/kg
fosgenazione MDI thermal1.5 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

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