Винилхлорид (винилхлорид): касиеттери, формуласы, Россияда өнөр жай өндүрүшү

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-02 13:58

Винилхлорид – ацетилендин эң жөнөкөй туундуларынын бири. Бул зат катышкан химиялык реакциялардын негизги түрү полимерлөө процесси. Акыркы продукт - ПВХ - адамдын ишинин бардык чөйрөлөрүндө кеңири колдонулат. Кошулмаларды жана анын туундуларын даярдоо процесси адамдын организмине күчтүү уулуу таасир этүүчү учуучу заттардын бөлүнүп чыгышы менен коштолот.

Жалпы сүрөттөмө

Винилхлорид (винилхлорид) эң кеңири колдонулган химиялык кошулмалардын бири, анткени ал ПВХ өндүрүү үчүн чийки зат болуп саналат. Бул зат биринчи жолу 1830-жылы Германияда дихлорэтан жана спирттүү калий карбонатынан Либиг тарабынан алынган. 42 жылдан кийин дагы бир немис химиги Евген Бауман жарыкта сакталганда винилхлоридден кабырчыктар туна баштаганына көңүл бурган. Бул окумуштуу поливинилхлориддин ачуучусу болуп эсептелет.

Адегенде бул кошулма соодагерлер менен химиялык продуктыларды өндүрүүчүлөрдүн арасында эч кандай кызыгууну жараткан эмес. Анын өндүрүшү өнөр жайлык масштабда30-жылдары башталган. XX кылым.

Винилхлориддин эмпирикалык формуласы: C₂H_{3Cl. Структуралык формула төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.}

Кадимки шарттарда винилхлорид түссүз газ, бирок кайноо температурасы -13°C болгондуктан, ал адатта суюк абалда иштетилет.

Винилхлориддин химиялык касиеттери

Бул затка мүнөздүү болгон негизги реакциялар:

• Полимеризация.
• Көмүртек-хлор байланышы боюнча алмаштыруу. Бул процессте алкоголаттар жана винил эфирлери пайда болот. Хлор атому катализаторлордун: галогениддердин, палладийдин жана башка металлдардын туздарынын катышуусунда алмаштырылат. Эгерде спирт эриткич катары колдонулса, анда эфирлер синтезделет.
• Газ фазасында кычкылтек менен кычкылдануу. Бул реакциянын продуктылары формилхлорид, көмүртек кычкылы, туз кислотасы жана кумурска кислотасы. Толук кычкылдануу кобальт хромит катализаторунун катышуусунда же калий перманганатын колдонуу менен суудагы эритмеде байкалат. Винилхлориддин суюк жана газ абалында озон менен реакциясы формилхлориддин жана кумурска кислотасынын пайда болушуна алып келет. Өзүнөн өзү күйгөндө көмүртек кычкылы, туз кислотасы жана уулуу фосген (аз өлчөмдө) пайда болот.
• Кошумча реакциялар. Эриткич катары колдонулуучу трихлорэтанды алуу үчүн хлор кошуу реакциясы: иондук механизм боюнча (суюк фазада, жарык жокто, өтүүчү металлдардын негизиндеги катализаторду колдонуу) же радикал аркылуу жүргүзүлөт.реакциялар (жогорку температурада). Пайдалуу винилхлориддик продуктулар кислота катализинде жана гидрогендөөдө да синтезделет.
• Фотодиссоциация. Толкун узундугу 193 нм болгон жарыктын таасири астында HCl жана Cl топтору винилхлориддин молекуласынан бөлүнөт.
• Пиролиз. Винилхлорид бул түрдөгү башка галоалкандарга караганда термикалык ажыроого туруктуураак. Пиролиз 550°Сде башталат. 680°С температурада ацетилен, туз кислотасы, хлоропрен жана винилацетилендин чыгышы болжол менен 35% түзөт. Суу болгон учурда винилхлорид темирди, болотту жана алюминийди дат басып, HCl бөлүп чыгарат.

Полимерлөө реакциясы

Винилхлорид мономери нормалдуу шарттарда көпкө жашай алат. Фото- же термохимиялык реакциялардын натыйжасында радикалдардын пайда болушу полимеризациянын активдешине алып келет.

Бул процесс 3 этапта ишке ашат жана төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.

Физикалык өзгөчөлүктөрү

Кадимки шарттарда кошулманын негизги физикалык касиеттери төмөнкүдөй:

• молекулярдык салмагы – 62, 499;
• эрүү температурасы - 119 К;
• кайноо температурасы - 259 К;
• суюк абалда жылуулук сыйымдуулугу – 84 Дж/(моль∙К);
• буунун басымы 0 °C - 175 кПа;
• Илешкектүүлүк -20 °C – 0,272 мПа∙с;
• төмөнкү жарылуу чеги - 8,6% (көлөм боюнча);
• автоматтык от алдыруу температурасы - 745 К.

Зат углеводороддордо жакшы эрийт,майлар, спирттер, органикалык суюктуктар; суу менен дээрлик аралашпайт.

Алуу

Винилхлоридди алуунун бир нече өнөр жай жолдору бар:

• туз кислотасынын ацетилен менен реакциясынын натыйжасында;
• этиленден жана хлордон (этиленди түз хлордоо, этилендихлоридди алуу, анын пиролизинен винилхлоридге чейин);
• этилен оксихлордоо;
• комбинацияланган ыкма (түз хлордоо, этилендихлориддин пиролизи, оксихлордоо) - туз кислотасын түзбөстөн же керектебестен этилен менен хлордун тең салмактуу процесси.

Учурда акыркы вариант эң кеңири таралган жана үнөмдүү. Бул технология менен алынган винилхлориддин көлөмү жалпы дүйнөлүк өндүрүштүн 95% дан ашыгын түзөт. Реакциялардын химиясы төмөнкү сүрөттө көрсөтүлгөн.

Этилен дихлоридинин пиролизинде алынган кислотанын бүт көлөмү өндүрүштүн кийинки этабында (оксихлорлоодо) чийки зат катары колдонулат. Алынган продукт дистилляция жолу менен тазаланат, кошумча продуктулар эриткичтерди өндүрүүдө колдонулат же кайра иштетилет.

Россиядагы өндүрүш

Россияда ацетиленден винилхлоридди чыгаруу теменку ишканаларда жургузулет:

• АК Азот, (Новомосковск, Тула облусу).
• JSC Plastcard (Волгоград).
• АО Химпром(Волгоград).
• Усолехимпром АК, (Усолье-Сибирское, Иркутск облусу).

Этилендин негизинде бир заттын синтези төмөнкүдөй уюмдарда жүргүзүлөт:

• АО "Саянскхимпласт" (Саянск).
• АО Сибур-Нефтехим (Капролактам, Дзержинск).
• ZAO Kaustik (Стерлитамак).

Ацетиленден синтез эскирген технология деп эсептелет. Этиленди чийки зат катары колдонуу төмөнкү артыкчылыктарга ээ:

• арзан жана жеткиликтүү чийки зат;
• даяр продукциянын жогорку түшүмү;
• энергия жана суу аз керектелет;
• жогорку кубаттуулуктагы өндүрүш линияларын куруу мүмкүнчүлүгү.

Бул ыкманы дүйнөнүн алдыңкы өндүрүүчүлөрү 40 жылдан ашык убакыттан бери колдонуп келишет. Россияда винилхлориддин өнөр жай өндүрүшүн өнүктүрүүнүн негизги келечектүү багыттары болуп жаңы кубаттуулуктарды ишке киргизүү, этандык чийки затка өтүү, кычкылтек менен оксихлорлоо технологиясын жайылтуу жана каустик содасын сатуу боюнча тиешелүү тармактарды өнүктүрүү саналат. кошумча продукт катары түзүлөт.

Колдонмо

Өндүрүлгөн винилхлориддин басымдуу бөлүгү поливинилхлоридди (ПВХ) алуу үчүн колдонулат. Статистикага ылайык, бул полимердин өндүрүшүнүн 50%дан ашыгы Азияга туура келет.

Поливинилхлорид бардык полимерлердин ичинен эң универсалдуу материал. Бул катуу курулуш конструкцияларын (трубалар, сырткы дубал каптоо, профилдер) жана да өндүрүү үчүн колдонулушу мүмкүнийкемдүү буюмдар (зымдар, кабелдер, чатыр материалдары). Башка полимердик материалдардан айырмаланып, поливинилхлорид ультра кызгылт көк нурлардын, кычкылдануу жана суюк углеводороддордун таасири астында ажырап гана тим болбостон, полимер чынжырларын жарым-жартылай кайчылаш байланыштырып турат. Бул касиет бирикменин структурасында хлор атомдорунун болушу менен байланышкан. ПВХнын жогорку атаандаштыкка жөндөмдүүлүгү анын төмөн баасы менен да түшүндүрүлөт.

PVC төмөнкү буюмдарды жасоо үчүн колдонулат (өндүрүш көлөмүнүн азаюу тартибинде):

• түтүктөр жана алардын арматуралары;
• сайдинг;
• терезелер, эшиктер;
• профилдер (анын ичинде тосмолор жана палуба);
• пол жабуу;
• чатыр үчүн материалдар;
• керектөөчү товарлар;
• пакет;
• кабельдер жана зымдар (капка, изоляция);
• медициналык буюмдар;
• жабуулар, чаптамалар.

Башка колдонуулар

Сополимерлерди өндүрүү үчүн винилхлориддин аз бөлүгү (1%ке жакыны) колдонулат, алардын ичинен винилацетат, винилиден хлориди, акрил сериясынын мономерлери жана альфа-олефиндер менен айкалышы практикалык мааниге ээ. Сополимерлердин биринчи түрү эң кеңири таралган. Бул материалдардын төмөнкү соода аталыштары бар:

• вестолит;
• хосталит;
• winnol;
• lukovil;
• корвик;
• жон;
• sikron жана башкалар.

Алар төмөнкүдөй продуктуларды жасоо үчүн колдонулат:

• линолеум жана башка пол жабуулары;
• терезе алкактары;
• караган плиткалар;
• жасалма тери;
• фильм;
• лактар;
• токулган эмес.

Уулуулугу

Винилхлорид адамдын организминин олуттуу начарлашына алып келген өтө кооптуу кошулмаларды билдирет. Зат учуучу жана кирүүнүн негизги жолу - дем алуу. Булагы - винилхлоридди, ПВХ жана андан жасалган буюмдарды өндүрүү.

Винилхлорид төмөнкү органдардын жана системалардын ишин бузууга алып келет:

• CNS депрессиясы (баш айлануу, ориентациянын бузулушу, токсикалык кома);
• туташтыргыч ткандын жана кан тамырлардын зыяны;
• репродуктивдүү функциянын начарлашы;
• канцерогендик таасири (көбүнчө боордун ангиосаркомасы аныкталат, шишиктер жана башка локализациялар өнүгөт);
• тамак сиңирүү системасы – гепатит, холецистит, холангит, гастрит, ашказан жарасы;
• кан айлануу жана гемопоэтикалык система - гипертония, жүрөктүн ишемиялык оорусу, эозинофилия, тромбоцитопения;
• холестериндин жана жалпы зат алмашуунун бузулушу;
• мутагендик эффект, хромосомалык аберрациялардын пайда болушу;
• микробго каршы коргоону токтотуу, иммундук күчтөрдү төмөндөтүү.

Бул заттын уулуу дозаларын узакка созулган (алты айдан 3 жылга чейин) «винилхлорид оорусу» пайда болот. Анын өнүгүшү 3 этаптан өтөт, алар төмөнкү өзгөчөлүктөр менен мүнөздөлөт:

1. Алсыздык, мигрень, жүрөк айлануу, аз кандуулук, буттун тырмак фалангаларынын оорушу, ошондой эле алардын бузулушусөөктөр. Зыяндуу таасир токтогондо, өзгөртүүлөр кайра кайтарылат.
2. Перифериялык нервдердин сезгениши, сезүүнүн жоголушуна алып келет; аритмия, жүрөк зонасында оору, терморегуляциянын бузулушу.
3. Эс тутумдун начарлашы, галлюцинациялар, көздүн эрксиз термелүүсү, кош сүрөт, уйкунун бузулушу, аткаруунун төмөндөшү, ашказандын оорушу, жүрөк айлануу, кусуу, сөөк патологияларынын көбөйүшү.