Vinielchloried (vinielchloried): eienskappe, formule, industriële produksie in Rusland

2024 Outeur: Howard Calhoun | [email protected]. Laas verander: 2024-01-02 13:48

Vinielchloried is een van die eenvoudigste afgeleides van asetileen wat verkry word deur waterstofchloried by te voeg. Die hooftipe chemiese reaksies waarby hierdie stof betrokke is, is die polimerisasieproses. Die finale produk - PVC - word wyd gebruik in alle sfere van menslike aktiwiteit. Die proses van vervaardiging van die verbinding en sy afgeleides gaan gepaard met die vrystelling van vlugtige stowwe, wat 'n sterk toksiese effek op die menslike liggaam het.

Algemene beskrywing

Vinielchloried (vinielchloried) is een van die mees gebruikte chemiese verbindings aangesien dit die grondstof vir PVC-produksie is. Hierdie stof is vir die eerste keer deur Liebig in 1830 in Duitsland verkry uit dichloretaan en alkoholiese kaliumkarbonaat. Na 42 jaar het 'n ander Duitse chemikus, Eugen Baumann, die aandag daarop gevestig dat wanneer dit in die lig gestoor word, vlokkies uit vinielchloried begin neerslaan. Hierdie wetenskaplike word beskou as die ontdekker van polivinielchloried.

Aanvanklik het hierdie verbinding geen belangstelling by handelaars en vervaardigers van chemiese produkte gewek nie. Die produksie daarvan op industriële skaalhet in die 30's begin. XX eeu.

Die empiriese formule vir vinielchloried is: C₂H_{3Cl. Die struktuurformule word in die onderstaande figuur getoon.}

Vinielchloried is onder normale toestande 'n kleurlose gas, maar aangesien sy kookpunt -13 ° C is, word dit gewoonlik in 'n vloeibare toestand hanteer.

Chemiese eienskappe van vinielchloried

Die hoofreaksies inherent aan hierdie stof is:

• polimerisasie.
• Vervanging op die koolstof-chloorbinding. Hierdie proses produseer alkoholate en viniel esters. Die chlooratoom word vervang in die teenwoordigheid van katalisators: haliede, palladium en soute van ander metale. As alkohol as oplosmiddels gebruik word, word esters gesintetiseer.
• Oksidasie met suurstof in die gasfase. Die produkte van hierdie reaksie is formielchloried, koolstofmonoksied, soutsuur en mieresuur. Volledige oksidasie word waargeneem met die deelname van 'n kob altchromiet katalisator of in 'n waterige oplossing met behulp van kaliumpermanganaat. Reaksie met osoon in die vloeibare en gasvormige toestand van vinielchloried lei tot die vorming van formielchloried en mieresuur. Spontane verbranding produseer koolstofmonoksied, soutsuur en giftige fosgeen (in klein hoeveelhede).
• Byvoegingsreaksies. Om trichlooretaan te verkry, wat as 'n oplosmiddel gebruik word, word chloortoevoegingsreaksie uitgevoer: deur die ioniese meganisme (in die vloeistoffase, in die afwesigheid van lig, met 'n katalisator gebaseer op oorgangsmetale) of deur die radikalereaksies (by verhoogde temperatuur). Nuttige vinielchloriedprodukte word ook deur suurkatalise en hidrogenering gesintetiseer.
• Fotodissosiasie. Onder die werking van lig met 'n golflengte van 193 nm word die HCl- en Cl-groepe van die vinielchloriedmolekule afgeskei.
• Pirolise. Vinielchloried is meer bestand teen termiese ontbinding as ander haloalkane van hierdie tipe. Pirolise begin by 550°C. By 680°C is die opbrengs van asetileen, soutsuur, chloropreen en vinielasetileen ongeveer 35%. In die teenwoordigheid van water sal vinielchloried yster, staal en aluminium korrodeer deur HCl vry te stel.

Polymerisasiereaksie

Vinielchloriedmonomeer kan onder normale toestande lank bestaan. Die voorkoms van radikale as gevolg van foto- of termochemiese reaksies lei tot die aktivering van polimerisasie.

Hierdie proses vind in 3 fases plaas en word in die onderstaande figuur getoon.

Fisiese kenmerke

Die belangrikste fisiese eienskappe van die verbinding onder normale toestande is soos volg:

• molekulêre gewig – 62, 499;
• smeltpunt - 119 K;
• kookpunt - 259 K;
• hittekapasiteit in die vloeibare toestand – 84 J/(mol∙K);
• dampdruk by 0 °C - 175 kPa;
• Viskositeit by -20 °C – 0,272 mPa∙s;
• onderste plofstoflimiet - 8,6% (volgens volume);
• outo-ontstekingstemperatuur - 745 K.

Die stof het goeie oplosbaarheid in koolwaterstowwe,olies, alkohole, organiese vloeistowwe; feitlik onmengbaar met water.

Ontvang

Daar is verskeie industriële maniere om vinielchloried te kry:

• as gevolg van die reaksie van soutsuur met asetileen;
• van etileen en chloor (direkte chlorering van etileen, verkryging van etileendichloried, die pirolise daarvan na vinielchloried);
• etileenoksichlorering;
• gekombineerde metode (direkte chlorering, pirolise van etileendichloried, oksichlorering) - 'n ewewigsproses van etileen en chloor sonder die vorming of verbruik van soutsuur.

Laasgenoemde opsie is tans die algemeenste en mees koste-effektief. Die hoeveelheid vinielchloried wat deur hierdie tegnologie verkry word, is meer as 95% van die totale wêreldproduksie. Die chemie van die reaksies word in die figuur hieronder getoon.

Die hele volume suur, wat tydens die pirolise van etileendichloried verkry word, word as 'n grondstof in die volgende stadium van produksie (oksichlorering) gebruik. Die resulterende produk word gesuiwer deur distillasie, neweprodukte word gebruik in die vervaardiging van oplosmiddels of herwin.

Produksie in Rusland

In Rusland word die vervaardiging van vinielchloried uit asetileen by die volgende ondernemings uitgevoer:

• AK Azot, (Novomoskovsk, Tula-streek).
• JSC Plastcard (Volgograd).
• JSC Khimprom(Volgograd).
• Usolekhimprom JSC, (Usolye-Sibirskoye, Irkutsk-streek).

Op grond van etileen word die sintese van 'n stof uitgevoer in organisasies soos:

• JSC "Sayanskhimplast" (Sayansk).
• JSC Sibur-Neftekhim (Caprolactam, Dzerzhinsk).
• ZAO Kaustik (Sterlitamak).

Sintese van asetileen word as uitgediende tegnologie beskou. Die gebruik van etileen as grondstof hou die volgende voordele in:

• goedkoper en meer bekostigbare grondstowwe;
• hoë opbrengs van voltooide produk;
• lae krag- en waterverbruik;
• moontlikheid om produksielyne met hoë kapasiteit te bou.

Hierdie metode word al meer as 40 jaar deur die wêreld se voorste vervaardigers gebruik. Die belangrikste belowende rigtings vir die ontwikkeling van industriële produksie van vinielchloried in Rusland is die bekendstelling van nuwe vermoëns, die oorgang na etaan-voermateriaal, die verspreiding van suurstof-ondersteunde oksichloreringstegnologie en die ontwikkeling van verwante nywerhede vir die verkoop van bytsoda, wat word as 'n neweproduk gevorm.

Aansoek

Die oorgrote meerderheid van vinielchloried wat geproduseer word, word gebruik om polivinielchloried (PVC) te maak. Volgens statistieke is meer as 50% van die produksie van hierdie polimeer in Asië.

Polyvinielchloried is die mees veelsydige materiaal van alle polimere. Dit kan gebruik word om beide rigiede boustrukture (pype, buitemuurbekleding, profiele) enelastiese produkte (drade, kabels, dakmateriaal). Anders as ander polimeriese materiale ontbind polivinielchloried onder die invloed van ultravioletstrale, oksidasie en vloeibare koolwaterstowwe nie net nie, maar kruisbind ook polimeerkettings gedeeltelik. Hierdie eienskap word geassosieer met die teenwoordigheid van chlooratome in die struktuur van die verbinding. Die hoë mededingendheid van PVC word ook verklaar deur die lae prys daarvan.

PVC word gebruik om die volgende produkte te maak (in dalende volgorde van produksievolume):

• pype en hulle toebehore;
• sylyn;
• vensters, deure;
• profiele (insluitend heinings en dekke);
• vloerbedekkings;
• dakmateriaal;
• verbruikersprodukte;
• verpakking;
• kabels en drade (skede, isolasie);
• mediese voorrade;
• coatings, adhesives.

Ander gebruike

'n Klein deel van vinielchloried (ongeveer 1%) word gebruik om kopolimere te vervaardig, waarvan kombinasies met vinielasetaat, vinielideenchloried, akrielreeksmonomere en alfa-olefiene van praktiese belang is. Die eerste tipe kopolimere is die mees wydverspreide. Hierdie materiaal het die volgende handelsname:

• vestolite;
• hostalitis;
• winnol;
• lukovil;
• corvik;
• jeon;
• sikron en ander.

Hulle word gebruik om produkte te maak soos:

• linoleum en ander vloerbedekkings;
• vensterrame;
• gesigte teëls;
• faux leer;
• film;
• vernis;
• nonwovens.

toksisiteit

Vinielchloried verwys na hoogs gevaarlike verbindings wat lei tot ernstige agteruitgang in die menslike liggaam. Die stof is vlugtig en die hoofroete van toegang is inaseming. Die bron is die vervaardiging van vinielchloried, PVC en produkte daaruit.

Vinielchloried veroorsaak versteurings in die volgende organe en stelsels:

• CNS-depressie (duiseligheid, disoriëntasie, giftige koma);
• skade aan bindweefsel en bloedvate;
• agteruitgang van voortplantingsfunksie;
• karsinogeniese effek (angiosarkoom van die lewer word meestal opgespoor, gewasse en ander lokalisasies ontwikkel);
• verteringstelsel – hepatitis, cholesistitis, cholangitis, gastritis, peptiese ulkus;
• sirkulatoriese en hematopoietiese stelsel - hipertensie, koronêre hartsiekte, eosinofilie, trombositopenie;
• versteuring van cholesterol en algemene metabolisme;
• mutageniese effek, vorming van chromosomale afwykings;
• inhibisie van antimikrobiese beskerming, verminderde immuunkragte.

Met langdurige blootstelling (van ses maande tot 3 jaar) aan toksiese dosisse van hierdie stof, kom "vinielchloriedsiekte" voor. Die ontwikkeling daarvan gaan deur 3 stadiums, wat gekenmerk word deur die volgende kenmerke:

1. Swakheid, migraine, naarheid, bloedarmoede, seerheid van die naels van die ledemate, asook hul vernietigingbene. Wanneer die skadelike invloed ophou, is die veranderinge omkeerbaar.
2. Ontsteking van die perifere senuwees, wat lei tot verlies van sensasie; aritmie, pyn in die hartarea, oortreding van termoregulering.
3. Geheue inkorting, hallusinasies, onwillekeurige oogskommelings, dubbelbeeld, slaapversteuring, verminderde prestasie, pyn in die maag, naarheid, braking, toename in beenpatologieë.