Vinilxlorid (vinilxlorid): xassələri, formulası, Rusiyada sənaye istehsalı

2024 Müəllif: Howard Calhoun | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-02 13:49

Vinil xlorid hidrogen xlorid əlavə etməklə əldə edilən asetilenin ən sadə törəmələrindən biridir. Bu maddənin iştirak etdiyi kimyəvi reaksiyaların əsas növü polimerləşmə prosesidir. Son məhsul - PVC - insan fəaliyyətinin bütün sahələrində geniş istifadə olunur. Mürəkkəb və onun törəmələrinin istehsalı prosesi insan orqanizminə güclü zəhərli təsir göstərən uçucu maddələrin buraxılması ilə müşayiət olunur.

Ümumi Təsvir

Vinilxlorid (vinilxlorid) PVC istehsalı üçün xammal olduğu üçün ən çox istifadə edilən kimyəvi birləşmələrdən biridir. Bu maddə ilk dəfə Liebig tərəfindən 1830-cu ildə Almaniyada dikloroetan və alkoqollu kalium karbonatdan əldə edilmişdir. 42 ildən sonra başqa bir alman kimyaçısı Eugen Baumann diqqəti işıqda saxladıqda vinilxloriddən lopaların çökməyə başladığına diqqət çəkdi. Bu alim polivinilxloridin kəşfçisi hesab olunur.

Əvvəlcə bu birləşmə tacirlər və kimya məhsulları istehsalçıları arasında heç bir maraq doğurmadı. Onun sənaye miqyasında istehsalı30-cu illərdə başlamışdır. XX əsr.

Vinilxlorid üçün empirik formula belədir: C₂H_{3Cl. Struktur formulu aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.}

Normal şəraitdə vinilxlorid rəngsiz qazdır, lakin onun qaynama temperaturu -13°C olduğundan, adətən maye halda işlənir.

Vinilxloridin kimyəvi xassələri

Bu maddəyə xas olan əsas reaksiyalar bunlardır:

• Polimerləşmə.
• Karbon-xlor bağı üzrə əvəzetmə. Bu proses spirtatlar və vinil efirləri istehsal edir. Xlor atomu katalizatorların iştirakı ilə dəyişdirilir: halidlər, palladium və digər metalların duzları. Əgər həlledici kimi spirt istifadə olunursa, o zaman efirlər sintez olunur.
• Qaz fazasında oksigenlə oksidləşmə. Bu reaksiyanın məhsulları formil xlorid, karbon monoksit, xlorid turşusu və qarışqa turşusudur. Tam oksidləşmə kob alt xromit katalizatorunun iştirakı ilə və ya kalium permanganatdan istifadə edərək sulu məhlulda müşahidə olunur. Vinilxloridin maye və qaz halında ozonla reaksiyası formilxlorid və qarışqa turşusunun əmələ gəlməsinə səbəb olur. Öz-özünə yanma nəticəsində dəm qazı, xlorid turşusu və zəhərli fosgen (az miqdarda) əmələ gəlir.
• Əlavə reaksiyaları. Həlledici kimi istifadə edilən trikloroetan əldə etmək üçün xlor əlavə reaksiyası aparılır: ion mexanizmi (maye fazada, işıq olmadıqda, keçid metallarına əsaslanan katalizatordan istifadə etməklə) və ya radikalla.reaksiyalar (yüksək temperaturda). Faydalı vinilxlorid məhsulları həmçinin turşu katalizi və hidrogenləşdirmə yolu ilə sintez olunur.
• Fotoayrılma. 193 nm dalğa uzunluğuna malik işığın təsiri altında HCl və Cl qrupları vinil xlorid molekulundan ayrılır.
• Piroliz. Vinil xlorid bu tip digər haloalkanlarla müqayisədə termal parçalanmaya daha davamlıdır. Piroliz 550°C-də başlayır. 680°C-də asetilen, xlorid turşusu, xloropren və vinilasetilenin məhsuldarlığı təxminən 35% təşkil edir. Suyun mövcudluğunda vinilxlorid HCl buraxaraq dəmir, polad və alüminiumu korroziyaya uğradacaq.

Polimerləşmə reaksiyası

Vinilxlorid monomeri normal şəraitdə uzun müddət mövcud ola bilər. Foto- və ya termokimyəvi reaksiyalar nəticəsində radikalların meydana gəlməsi polimerləşmənin aktivləşməsinə səbəb olur.

Bu proses 3 mərhələdə baş verir və aşağıdakı şəkildə göstərilib.

Fiziki xüsusiyyətlər

Normal şəraitdə birləşmənin əsas fiziki xassələri aşağıdakılardır:

• molekulyar çəki – 62, 499;
• ərimə nöqtəsi - 119 K;
• qaynama nöqtəsi - 259 K;
• maye halında istilik tutumu – 84 J/(mol∙K);
• 0 °C-də buxar təzyiqi - 175 kPa;
• Özlülük -20 °C - 0,272 mPa∙s;
• aşağı partlayıcı həddi - 8,6% (həcm üzrə);
• avtomatik alovlanma temperaturu - 745 K.

Maddə karbohidrogenlərdə yaxşı həll olur,yağlar, spirtlər, üzvi mayelər; su ilə praktiki olaraq qarışmır.

Alın

Vinilxlorid əldə etməyin bir neçə sənaye yolu var:

• xlorid turşusunun asetilenlə reaksiyası nəticəsində;
• etilen və xlordan (etilenin birbaşa xlorlanması, etilen dikloridin alınması, onun vinilxloridə pirolizi);
• etilen oksixlorlama;
• kombinasiya edilmiş üsul (birbaşa xlorlama, etilen dikloridin pirolizi, oksixlorlama) - xlor turşusu əmələ gəlmədən və ya istehlak etmədən etilen və xlorun tarazlıq prosesi.

Hazırda sonuncu seçim ən çox yayılmış və qənaətcildir. Bu texnologiya ilə əldə edilən vinilxlorid miqdarı ümumi dünya istehsalının 95%-dən çoxunu təşkil edir. Reaksiyaların kimyası aşağıdakı şəkildə göstərilmişdir.

Etilen dikloridin pirolizi zamanı alınan turşunun bütün həcmi istehsalın növbəti mərhələsində (oksixlorlama) xammal kimi istifadə olunur. Əldə edilən məhsul distillə yolu ilə təmizlənir, əlavə məhsullar həlledicilərin istehsalında istifadə olunur və ya təkrar emal olunur.

Rusiyada istehsal

Rusiyada asetilendən vinilxlorid istehsalı aşağıdakı müəssisələrdə həyata keçirilir:

• AK Azot, (Novomoskovsk, Tula vilayəti).
• JSC Plastcard (Volqoqrad).
• SC Ximprom(Volqoqrad).
• Usoleximprom ASC, (Usolye-Sibirskoye, İrkutsk vilayəti).

Etilen əsasında maddənin sintezi aşağıdakı kimi təşkilatlarda həyata keçirilir:

• ASC "Sayanskximplast" (Sayansk).
• JSC Sibur-Neftekhim (Kaprolaktam, Dzerjinsk).
• ZAO Kaustik (Sterlitamak).

Asetilendən sintez köhnəlmiş texnologiya hesab olunur. Etilenin xammal kimi istifadəsi aşağıdakı üstünlüklərə malikdir:

• daha ucuz və daha sərfəli xammal;
• hazır məhsulun yüksək məhsuldarlığı;
• aşağı enerji və su istehlakı;
• yüksək tutumlu istehsal xətləri qurmaq imkanı.

Bu üsul 40 ildən artıqdır ki, dünyanın aparıcı istehsalçıları tərəfindən istifadə olunur. Rusiyada vinilxlorid sənaye istehsalının inkişafının əsas perspektiv istiqamətləri yeni güclərin tətbiqi, etan xammalına keçid, oksigenlə oksixlorlama texnologiyasının yayılması və kaustik soda satışı üçün əlaqəli sənaye sahələrinin inkişafıdır. əlavə məhsul kimi formalaşır.

Tətbiq

İstehsal edilən vinilxloridin böyük əksəriyyəti polivinilxlorid (PVC) hazırlamaq üçün istifadə olunur. Statistikaya görə, bu polimerin istehsalının 50%-dən çoxu Asiyadadır.

Polivinilxlorid bütün polimerlər arasında ən çox yönlü materialdır. Həm sərt tikinti konstruksiyalarını (borular, xarici divar örtüyü, profillər) istehsal etmək üçün istifadə edilə bilərelastik məhsullar (tellər, kabellər, dam örtükləri). Digər polimer materiallardan fərqli olaraq, polivinilxlorid ultrabənövşəyi şüaların, oksidləşmənin və maye karbohidrogenlərin təsiri altında nəinki parçalanır, həm də polimer zəncirlərini qismən çarpaz bağlayır. Bu xassə birləşmənin strukturunda xlor atomlarının olması ilə bağlıdır. PVC-nin yüksək rəqabət qabiliyyəti həm də onun aşağı qiyməti ilə izah olunur.

PVC aşağıdakı məhsulların istehsalı üçün istifadə olunur (istehsal həcminin azalan ardıcıllığı ilə):

• borular və onların fitinqləri;
• siding;
• pəncərələr, qapılar;
• profillər (hasarlar və döşəmə örtükləri daxil olmaqla);
• döşəmə örtükləri;
• dam örtüyü materialları;
• istehlak məhsulları;
• qablaşdırma;
• kabellər və məftillər (qabıq, izolyasiya);
• tibbi ləvazimatlar;
• örtülər, yapışdırıcılar.

Digər istifadələr

Vinilxloridin kiçik bir hissəsi (təxminən 1%) kopolimerlərin istehsalı üçün istifadə olunur ki, onlardan vinil asetat, viniliden xlorid, akril seriyalı monomerlər və alfa-olefinlərlə birləşmələr praktiki əhəmiyyət kəsb edir. Birinci növ kopolimerlər ən çox yayılmışdır. Bu materialların aşağıdakı ticarət adları var:

• vestolit;
• hostalit;
• winnol;
• lukovil;
• corvik;
• jeon;
• sikron və başqaları.

Bunlar kimi məhsullar hazırlamaq üçün istifadə olunur:

• linoleum və digər döşəmə örtükləri;
• pəncərə çərçivələri;
• üzlü plitələr;
• suni dəri;
• film;
• laklar;
• toxunmamışlar.

Zəhərlilik

Vinilxlorid insan orqanizmində ciddi pozulmalara səbəb olan çox təhlükəli birləşmələrə aiddir. Maddə uçucudur və əsas daxil olma yolu inhalyasiyadır. Mənbə vinilxlorid, PVC və ondan məmulatların istehsalıdır.

Vinilxlorid aşağıdakı orqan və sistemlərdə pozğunluqlara səbəb olur:

• CNS depressiyası (başgicəllənmə, orientasiya pozğunluğu, toksik koma);
• birləşdirici toxuma və qan damarlarının zədələnməsi;
• reproduktiv funksiyanın pisləşməsi;
• kanserogen təsir (ən çox qaraciyərin angiosarkoması aşkar edilir, şişlər və digər lokalizasiyalar inkişaf edir);
• həzm sistemi – hepatit, xolesistit, xolangit, qastrit, mədə xorası;
• qan dövranı və hematopoetik sistem - hipertoniya, koronar ürək xəstəliyi, eozinofiliya, trombositopeniya;
• xolesterolun və ümumi metabolizmin pozulması;
• mutagen təsir, xromosom aberrasiyalarının əmələ gəlməsi;
• antibikrob müdafiənin qarşısının alınması, immun qüvvələrin azalması.

Bu maddənin zəhərli dozalarına uzun müddət məruz qalma (altı aydan 3 ilə qədər) "vinil xlorid xəstəliyi" baş verir. Onun inkişafı aşağıdakı xüsusiyyətlərlə xarakterizə olunan 3 mərhələdən keçir:

1. Zəiflik, miqren, ürəkbulanma, anemiya, əzaların dırnaq falanqlarının ağrıları, həmçinin onların məhv edilməsisümüklər. Zərərli təsir dayandıqda, dəyişikliklər geri qaytarıla bilər.
2. Periferik sinirlərin iltihabı, nəticədə hissiyat itkisi; aritmiya, ürək nahiyəsində ağrı, termorequlyasiyanın pozulması.
3. Yaddaşın pozulması, varsanılar, qeyri-iradi göz dalğalanmaları, ikiqat şəkil, yuxu pozğunluğu, performansın azalması, mədə ağrısı, ürəkbulanma, qusma, sümük patologiyalarının artması.