وینیل کلرید (وینیل کلرید): خواص، فرمول، تولید صنعتی در روسیه
وینیل کلرید (وینیل کلرید): خواص، فرمول، تولید صنعتی در روسیه

تصویری: وینیل کلرید (وینیل کلرید): خواص، فرمول، تولید صنعتی در روسیه

تصویری: وینیل کلرید (وینیل کلرید): خواص، فرمول، تولید صنعتی در روسیه
تصویری: کدام جرم و جریمه ها ممکن است پرونده پناهندگی و یا اقامت دائم شما در آلمان را دچار مشکل کند؟ 2024, مارس
Anonim

وینیل کلرید یکی از ساده ترین مشتقات استیلن است که با افزودن کلرید هیدروژن به دست می آید. نوع اصلی واکنش های شیمیایی که این ماده در آن دخالت دارد، فرآیند پلیمریزاسیون است. محصول نهایی - PVC - به طور گسترده در تمام زمینه های فعالیت های انسانی استفاده می شود. فرآیند ساخت این ترکیب و مشتقات آن با آزاد شدن مواد فرار همراه است که اثر سمی قوی بر بدن انسان دارد.

توضیحات کلی

وینیل کلرید (وینیل کلرید) یکی از پرمصرف ترین ترکیبات شیمیایی است زیرا ماده اولیه تولید پی وی سی است. این ماده اولین بار توسط لیبیگ در سال 1830 در آلمان از دی کلرواتان و کربنات پتاسیم الکلی بدست آمد. پس از 42 سال، شیمیدان آلمانی دیگر، یوگن باومن، توجه را به این واقعیت جلب کرد که وقتی در نور ذخیره می شود، تکه ها از وینیل کلرید شروع به رسوب می کنند. این دانشمند را کاشف پلی وینیل کلراید می دانند.

در ابتدا این ترکیب هیچ علاقه ای را در بین بازرگانان و تولیدکنندگان محصولات شیمیایی برانگیخت. تولید آن در مقیاس صنعتیدر دهه 30 شروع شد. قرن بیستم.

فرمول تجربی وینیل کلرید: C2H3Cl. فرمول ساختاری در شکل زیر نشان داده شده است.

وینیل کلرید - فرمول ساختاری
وینیل کلرید - فرمول ساختاری

در شرایط عادی، وینیل کلرید یک گاز بی رنگ است، اما از آنجایی که نقطه جوش آن -13 درجه سانتیگراد است، معمولاً در حالت مایع استفاده می شود.

خواص شیمیایی وینیل کلرید

واکنش های اصلی ذاتی این ماده عبارتند از:

  • پلیمریزاسیون.
  • جایگزینی روی پیوند کربن-کلر. این فرآیند الکلات ها و وینیل استرها را تولید می کند. اتم کلر در حضور کاتالیزورها جایگزین می شود: هالیدها، پالادیوم و نمک های سایر فلزات. اگر از الکل به عنوان حلال استفاده شود، استرها سنتز می شوند.
  • اکسیداسیون با اکسیژن در فاز گاز. محصولات این واکنش عبارتند از فرمیل کلرید، مونوکسید کربن، اسید هیدروکلریک و اسید فرمیک. اکسیداسیون کامل با مشارکت یک کاتالیزور کرومیت کبالت یا در یک محلول آبی با استفاده از پرمنگنات پتاسیم مشاهده می شود. واکنش با ازن در حالت مایع و گاز وینیل کلرید منجر به تشکیل فرمیل کلرید و اسید فرمیک می شود. احتراق خود به خود مونوکسید کربن، اسید کلریدریک و فسژن سمی (در مقادیر کم) تولید می کند.
  • واکنش های اضافه. برای به دست آوردن تری کلرواتان، که به عنوان حلال استفاده می شود، واکنش افزودن کلر انجام می شود: توسط مکانیسم یونی (در فاز مایع، در غیاب نور، با استفاده از کاتالیزور مبتنی بر فلزات واسطه) یا توسط رادیکال.واکنش ها (در دمای بالا). محصولات مفید وینیل کلرید نیز با کاتالیز اسیدی و هیدروژناسیون سنتز می شوند.
  • Photodissociation. تحت تأثیر نور با طول موج 193 نانومتر، گروه‌های HCl و Cl از مولکول وینیل کلرید جدا می‌شوند.
  • پیرولیز. وینیل کلرید نسبت به سایر هالوآلکان ها از این نوع در برابر تجزیه حرارتی مقاوم تر است. پیرولیز در دمای 550 درجه سانتیگراد شروع می شود. در دمای 680 درجه سانتیگراد، بازده استیلن، اسید هیدروکلریک، کلروپرن و وینیل استیلن حدود 35 درصد است. در حضور آب، وینیل کلرید با آزاد کردن HCl، آهن، فولاد و آلومینیوم را خورده می‌کند.

واکنش پلیمریزاسیون

مونومر وینیل کلرید می تواند برای مدت طولانی در شرایط عادی وجود داشته باشد. ظهور رادیکال‌ها در نتیجه واکنش‌های فوتو یا ترموشیمیایی منجر به فعال شدن پلیمریزاسیون می‌شود.

این فرآیند در 3 مرحله انجام می شود و در شکل زیر نشان داده شده است.

وینیل کلرید - واکنش پلیمریزاسیون
وینیل کلرید - واکنش پلیمریزاسیون

ویژگی های فیزیکی

خواص فیزیکی اصلی ترکیب در شرایط عادی به شرح زیر است:

  • وزن مولکولی - 62، 499؛
  • نقطه ذوب - 119 K;
  • نقطه جوش - 259 K;
  • ظرفیت گرمایی در حالت مایع – 84 J/(mol∙K);
  • فشار بخار در 0 °C - 175 kPa;
  • ویسکوزیته در -20 درجه سانتیگراد – 0.272 mPa∙s؛
  • محدودیت انفجاری پایین - 8.6٪ (بر حسب حجم)؛
  • دمای احتراق خودکار - 745 K.

این ماده حلالیت خوبی در هیدروکربن ها دارد،روغن ها، الکل ها، مایعات آلی؛ عملاً با آب اختلاط ناپذیر است.

دریافت

چندین راه صنعتی برای به دست آوردن وینیل کلرید وجود دارد:

  • در نتیجه واکنش اسید کلریدریک با استیلن؛
  • از اتیلن و کلر (کلرزنی مستقیم اتیلن، بدست آوردن اتیلن دی کلرید، تجزیه در اثر حرارت آن به وینیل کلرید)؛
  • اکسی کلر اتیلن؛
  • روش ترکیبی (کلرزنی مستقیم، پیرولیز اتیلن دی کلرید، اکسی کلرید) - فرآیند تعادلی اتیلن و کلر بدون تشکیل یا مصرف اسید کلریدریک.

در حال حاضر، گزینه دوم رایج ترین و مقرون به صرفه ترین است. مقدار وینیل کلرید به دست آمده با این فناوری بیش از 95 درصد کل تولید جهانی است. شیمی واکنش ها در شکل زیر نشان داده شده است.

وینیل کلرید - دریافت کننده
وینیل کلرید - دریافت کننده

کل حجم اسیدی که در طی پیرولیز اتیلن دی کلراید به دست می آید، در مرحله بعدی تولید (اکسی کلرزنی) به عنوان ماده اولیه استفاده می شود. محصول به دست آمده با تقطیر خالص می شود، محصولات جانبی در تولید حلال ها استفاده می شوند یا بازیافت می شوند.

وینیل کلرید - مراحل اصلی تولید
وینیل کلرید - مراحل اصلی تولید

تولید در روسیه

وینیل کلرید - فرآیند تولید
وینیل کلرید - فرآیند تولید

در روسیه، تولید وینیل کلرید از استیلن در شرکت های زیر انجام می شود:

  • AK Azot، (Novomoskovsk، منطقه تولا).
  • JSC Plastcard (Volgograd).
  • JSC Khimprom(ولگوگراد).
  • Usolekhimprom JSC, (Usolye-Sibirskoye, Irkutsk region).

بر اساس اتیلن، سنتز یک ماده در سازمان هایی مانند: انجام می شود.

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

سنتز از استیلن فناوری منسوخ تلقی می شود. استفاده از اتیلن به عنوان خوراک دارای مزایای زیر است:

  • مواد خام ارزان تر و مقرون به صرفه تر؛
  • بازده بالای محصول نهایی؛
  • مصرف کم برق و آب؛
  • امکان ایجاد خطوط تولید با ظرفیت بالا.

این روش بیش از 40 سال است که توسط سازندگان مطرح جهان استفاده می شود. مسیرهای امیدوارکننده اصلی برای توسعه تولید صنعتی وینیل کلرید در روسیه، معرفی ظرفیت‌های جدید، انتقال به خوراک اتان، گسترش فناوری اکسی کلرزنی به کمک اکسیژن و توسعه صنایع مرتبط برای فروش سود سوزآور است. به عنوان یک محصول جانبی تشکیل می شود.

برنامه

وینیل کلرید - کاربرد
وینیل کلرید - کاربرد

اکثریت قریب به اتفاق وینیل کلرید تولید شده برای تولید پلی وینیل کلرید (PVC) استفاده می شود. طبق آمار بیش از 50 درصد تولید این پلیمر در آسیا است.

پلی وینیل کلراید همه کاره ترین ماده در بین تمام پلیمرها است. می توان از آن برای تولید سازه های ساختمانی سفت و سخت (لوله ها، روکش دیوارهای خارجی، پروفیل ها) ومحصولات الاستیک (سیم، کابل، مواد سقف). بر خلاف سایر مواد پلیمری، پلی وینیل کلرید تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، اکسیداسیون و هیدروکربن های مایع نه تنها تجزیه می شود، بلکه تا حدی زنجیره های پلیمری را به هم متصل می کند. این خاصیت با وجود اتم های کلر در ساختار ترکیب مرتبط است. رقابت پذیری بالای PVC با قیمت پایین آن نیز قابل توضیح است.

PVC برای ساخت محصولات زیر (به ترتیب نزولی حجم تولید) استفاده می شود:

  • لوله ها و اتصالات آنها؛
  • سایدینگ;
  • پنجره‌ها، درها؛
  • پروفایل (از جمله نرده ها و عرشه)؛
  • پوشش کف؛
  • مواد سقفی؛
  • محصولات مصرفی؛
  • بسته بندی;
  • کابل و سیم (غلاف، عایق)؛
  • لوازم پزشکی؛
  • پوشش، چسب.

کاربردهای دیگر

نسبت کمی از وینیل کلرید (حدود 1٪) برای تولید کوپلیمرها استفاده می شود که ترکیب آن با وینیل استات، وینیلیدین کلرید، مونومرهای سری اکریلیک و آلفا الفین ها از اهمیت عملی برخوردار است. اولین نوع کوپلیمرها بیشترین فراوانی را دارند. این مواد دارای نام های تجاری زیر هستند:

  • vestolite;
  • hostalitis;
  • winnol;
  • lukovil;
  • corvik;
  • jeon;
  • sikron و دیگران.

برای ساخت محصولاتی مانند: استفاده می شود

  • مشمع کف اتاق و سایر پوشش های کف؛
  • قاب پنجره؛
  • کاشی های رو به رو؛
  • چرم مصنوعی؛
  • فیلم;
  • لاک;
  • بدون بافت.

مسمومیت

وینیل کلرید - سمیت
وینیل کلرید - سمیت

وینیل کلرید به ترکیبات بسیار خطرناکی اشاره دارد که منجر به زوال جدی در بدن انسان می شود. این ماده فرار است و راه اصلی ورود آن استنشاق است. منبع تولید وینیل کلراید، پی وی سی و محصولات حاصل از آن است.

وینیل کلرید باعث اختلال در اندام ها و سیستم های زیر می شود:

  • افسردگی CNS (سرگیجه، سرگیجه، کمای سمی)؛
  • آسیب به بافت همبند و عروق خونی؛
  • وضعیت عملکرد تولید مثل؛
  • اثر سرطان زا (آنژیوسارکوم کبدی اغلب تشخیص داده می شود، تومورها و سایر موضع گیری ها ایجاد می شوند)؛
  • سیستم گوارشی - هپاتیت، کوله سیستیت، کلانژیت، گاستریت، زخم معده؛
  • سیستم گردش خون و خونساز - فشار خون بالا، بیماری عروق کرونر قلب، ائوزینوفیلی، ترومبوسیتوپنی؛
  • اختلال کلسترول و متابولیسم عمومی؛
  • اثر جهش زا، ایجاد انحرافات کروموزومی؛
  • مهار محافظت ضد میکروبی، کاهش نیروهای ایمنی.

با قرار گرفتن طولانی مدت (از شش ماه تا 3 سال) با دوزهای سمی این ماده، "بیماری وینیل کلرید" رخ می دهد. توسعه آن از 3 مرحله می گذرد که با ویژگی های زیر مشخص می شود:

  1. ضعف، میگرن، تهوع، کم خونی، درد فالانژهای ناخن اندام و همچنین تخریب آنهااستخوان ها. وقتی تأثیر مضر متوقف شود، تغییرات قابل برگشت هستند.
  2. التهاب اعصاب محیطی که منجر به از دست دادن حس می شود. آریتمی، درد در ناحیه قلب، نقض تنظیم حرارت.
  3. اختلال حافظه، توهم، نوسانات غیر ارادی چشم، تصویر دوگانه، اختلال خواب، کاهش عملکرد، درد در معده، تهوع، استفراغ، افزایش آسیب شناسی استخوان.

توصیه شده: