Kloridi ya vinyl (vinyl kloridi): mali, fomula, uzalishaji wa viwanda nchini Urusi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-02 14:03

Kloridi ya vinyl ni mojawapo ya derivatives rahisi zaidi ya asetilini inayopatikana kwa kuongeza kloridi hidrojeni. Aina kuu ya athari za kemikali ambayo dutu hii inahusika ni mchakato wa upolimishaji. Bidhaa ya mwisho - PVC - inatumiwa sana katika nyanja zote za shughuli za binadamu. Mchakato wa kutengeneza kiwanja na viambajengo vyake huambatana na kutolewa kwa vitu tete ambavyo vina athari kali ya sumu kwenye mwili wa binadamu.

Maelezo ya Jumla

Kloridi ya vinyl (vinyl kloridi) ni mojawapo ya misombo ya kemikali inayotumika sana kwani ni malighafi ya uzalishaji wa PVC. Dutu hii ilipatikana kwa mara ya kwanza na Liebig mwaka wa 1830 nchini Ujerumani kutoka kwa dichloroethane na carbonate ya potasiamu ya pombe. Baada ya miaka 42, mwanakemia mwingine wa Ujerumani, Eugen Baumann, alielezea ukweli kwamba wakati kuhifadhiwa kwenye mwanga, flakes huanza kupungua kutoka kwa kloridi ya vinyl. Mwanasayansi huyu anachukuliwa kuwa mgunduzi wa polyvinyl chloride.

Mwanzoni, kiwanja hiki hakikuamsha hamu yoyote kati ya wafanyabiashara na watengenezaji wa bidhaa za kemikali. Uzalishaji wake kwa kiwango cha viwandailianza miaka ya 30. Karne ya XX.

Mchanganyiko wa majaribio wa kloridi ya vinyl ni: C₂H_{3Cl. Fomula ya muundo imeonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.}

Katika hali ya kawaida, kloridi ya vinyl ni gesi isiyo na rangi, lakini kwa vile kiwango chake cha mchemko ni -13 ° C, kwa kawaida hushughulikiwa katika hali ya kioevu.

Sifa za kemikali za vinyl chloride

Miitikio kuu iliyo katika dutu hii ni:

• Upolimishaji.
• Kubadilisha bondi ya kaboni-klorini. Utaratibu huu hutoa pombe na esta vinyl. Atomi ya klorini inabadilishwa mbele ya vichocheo: halidi, palladium na chumvi za metali nyingine. Ikiwa pombe itatumika kama viyeyusho, basi esta hutengenezwa.
• Uoksidishaji kwa oksijeni katika awamu ya gesi. Bidhaa za mmenyuko huu ni kloridi ya foryl, monoksidi kaboni, asidi hidrokloriki na asidi ya fomu. Oxidation kamili huzingatiwa na ushiriki wa kichocheo cha chromite ya cob alt au katika suluhisho la maji kwa kutumia permanganate ya potasiamu. Mmenyuko na ozoni katika hali ya kioevu na ya gesi ya kloridi ya vinyl husababisha kuundwa kwa kloridi ya foryl na asidi ya fomu. Mwako wa moja kwa moja hutoa monoksidi kaboni, asidi hidrokloriki na fosjini yenye sumu (kwa kiasi kidogo).
• Maoni ya nyongeza. Ili kupata trichloroethane, ambayo hutumiwa kama kutengenezea, mmenyuko wa kuongeza klorini hufanywa: kwa utaratibu wa ionic (katika awamu ya kioevu, kwa kukosekana kwa mwanga, kwa kutumia kichocheo kulingana na metali ya mpito) au kwa radical.athari (kwa joto la juu). Bidhaa muhimu za kloridi ya vinyl pia huundwa kwa kichocheo cha asidi na utiaji hidrojeni.
• Kutengana kwa picha. Chini ya hatua ya mwanga yenye urefu wa mawimbi wa nm 193, vikundi vya HCl na Cl hutenganishwa kutoka kwa molekuli ya kloridi ya vinyl.
• Pyrolysis. Kloridi ya vinyl ni sugu zaidi kwa mtengano wa joto kuliko haloalkanes zingine za aina hii. Pyrolysis huanza saa 550 ° C. Katika 680 ° C, mavuno ya asetilini, asidi hidrokloric, kloroprene, na vinylacetylene ni karibu 35%. Ikiwa kuna maji, kloridi ya vinyl itaharibu chuma, chuma na alumini kwa kutoa HCl.

Mtikio wa upolimishaji

Vinyl chloride monoma inaweza kuwepo kwa muda mrefu katika hali ya kawaida. Kuonekana kwa itikadi kali kama matokeo ya athari za picha au thermokemia husababisha kuwezesha upolimishaji.

Mchakato huu unafanyika katika hatua 3 na unaonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.

Sifa za kimwili

Sifa kuu za kimaumbile za kiwanja katika hali ya kawaida ni kama ifuatavyo:

• uzito wa molekuli - 62, 499;
• hatua myeyuko - 119 K;
• hatua mchemko - 259 K;
• ujazo wa joto katika hali ya kioevu - 84 J/(mol∙K);
• shinikizo la mvuke kwa 0 °C - 175 kPa;
• Mnato kwa -20 °C - 0.272 mPa∙s;
• kikomo cha chini cha vilipuzi - 8.6% (kwa ujazo);
• joto la kuwaka otomatiki - 745 K.

Dutu hii ina umumunyifu mzuri katika hidrokaboni,mafuta, pombe, vinywaji vya kikaboni; kwa kweli haichanganyiki na maji.

Pokea

Kuna njia kadhaa za viwandani za kupata kloridi ya vinyl:

• kama matokeo ya athari ya asidi hidrokloriki na asetilini;
• kutoka ethilini na klorini (klorini ya moja kwa moja ya ethilini, kupata dikloridi ya ethilini, pyrolysis yake hadi vinyl chloride);
• ethylene oksiklorini;
• njia iliyochanganywa (klorini moja kwa moja, pyrolysis ya ethilini dikloridi, oksikloridi) - mchakato wa usawa wa ethilini na klorini bila kutengenezwa au utumiaji wa asidi hidrokloriki.

Kwa sasa, chaguo la pili ndilo linalojulikana zaidi na la gharama nafuu. Kiasi cha kloridi ya vinyl iliyopatikana na teknolojia hii ni zaidi ya 95% ya jumla ya uzalishaji wa dunia. Kemia ya miitikio imeonyeshwa kwenye mchoro ulio hapa chini.

Kiasi kizima cha asidi, ambacho hupatikana wakati wa pyrolysis ya ethilini dikloridi, hutumika kama malighafi katika hatua inayofuata ya uzalishaji (oxychlorination). Bidhaa inayotokana husafishwa kwa kunereka, bidhaa za ziada hutumika katika kutengenezea viyeyusho au kusindika tena.

Uzalishaji nchini Urusi

Nchini Urusi, utengenezaji wa kloridi ya vinyl kutoka kwa asetilini unafanywa katika biashara zifuatazo:

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

Kwa misingi ya ethilini, usanisi wa dutu hufanywa katika mashirika kama vile:

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

Muundo kutoka kwa asetilini unachukuliwa kuwa teknolojia ya kizamani. Kutumia ethilini kama malisho kuna faida zifuatazo:

• malighafi nafuu na nafuu zaidi;
• mavuno mengi ya bidhaa iliyokamilishwa;
• matumizi ya chini ya nishati na maji;
• uwezekano wa kujenga njia za uzalishaji zenye uwezo wa juu.

Njia hii imekuwa ikitumiwa na watengenezaji wakuu duniani kwa zaidi ya miaka 40. Maelekezo kuu ya kuahidi kwa ajili ya maendeleo ya uzalishaji wa viwanda wa kloridi ya vinyl nchini Urusi ni kuanzishwa kwa uwezo mpya, mpito kwa malisho ya ethane, kuenea kwa teknolojia ya oxychlorination inayosaidiwa na oksijeni na maendeleo ya viwanda vinavyohusiana na uuzaji wa caustic soda. inaundwa kama bidhaa-badala.

Maombi

Wingi mkubwa wa kloridi ya vinyl inayozalishwa hutumika kutengeneza polyvinyl chloride (PVC). Kulingana na takwimu, zaidi ya 50% ya uzalishaji wa polima hii uko Asia.

Polyvinyl chloride ndiyo nyenzo inayotumika sana kuliko polima zote. Inaweza kutumika kutengeneza miundo ngumu ya ujenzi (mabomba, ukuta wa nje wa ukuta, wasifu) nabidhaa za elastic (waya, nyaya, vifaa vya paa). Tofauti na vifaa vingine vya polymeric, kloridi ya polyvinyl chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet, oxidation na hidrokaboni ya kioevu sio tu kuoza, lakini pia minyororo ya polymer ya sehemu ya msalaba. Mali hii inahusishwa na kuwepo kwa atomi za klorini katika muundo wa kiwanja. Ushindani wa juu wa PVC pia unaelezewa na bei yake ya chini.

PVC hutumika kutengeneza bidhaa zifuatazo (katika mpangilio wa kushuka wa ujazo):

• mabomba na viunga vyake;
• siding;
• madirisha, milango;
• wasifu (pamoja na ua na deki);
• vifuniko vya sakafu;
• vifaa vya paa;
• bidhaa za watumiaji;
• kifungashio;
• nyaya na waya (ala, insulation);
• vifaa vya matibabu;
• mipako, vibandiko.

Matumizi mengine

Sehemu ndogo ya kloridi ya vinyl (takriban 1%) hutumika kutengeneza copolima, ambazo michanganyiko yake na acetate ya vinyl, kloridi ya vinylidene, monoma za mfululizo wa akriliki na alpha-olefini ni muhimu sana. Aina ya kwanza ya copolymers ni iliyoenea zaidi. Nyenzo hizi zina majina ya biashara yafuatayo:

• vesolite;
• hostalitis;
• shinda;
• lukovil;
• corvik;
• jeon;
• sikron na nyinginezo.

Zinatumika kutengeneza bidhaa kama vile:

• linoleum na vifuniko vingine vya sakafu;
• fremu za dirisha;
• vigae;
• ngozi bandia;
• filamu;
• varnish;
• nonwovens.

Sumu

Vinyl chloride inarejelea misombo hatari sana ambayo husababisha kuzorota sana kwa mwili wa binadamu. Dutu hii ni tete na njia kuu ya kuingia ni kuvuta pumzi. Chanzo ni utengenezaji wa kloridi ya vinyl, PVC na bidhaa kutoka kwayo.

Vinyl chloride husababisha usumbufu katika viungo na mifumo ifuatayo:

• CNS huzuni (kizunguzungu, kuchanganyikiwa, kukosa fahamu yenye sumu);
• uharibifu wa tishu unganishi na mishipa ya damu;
• kuzorota kwa kazi ya uzazi;
• athari ya kusababisha kansa (angiosarcoma ya ini mara nyingi hugunduliwa, uvimbe na ujanibishaji mwingine hutokea);
• mfumo wa mmeng'enyo wa chakula – hepatitis, cholecystitis, cholangitis, gastritis, kidonda cha peptic;
• mfumo wa mzunguko na damu - shinikizo la damu, ugonjwa wa moyo, eosinofilia, thrombocytopenia;
• usumbufu wa cholesterol na kimetaboliki kwa ujumla;
• athari ya mutajeni, uundaji wa mtengano wa kromosomu;
• kuzuia ulinzi wa antimicrobial, kupunguza nguvu za kinga.

Kwa mfiduo wa muda mrefu (kutoka miezi sita hadi miaka 3) wa dozi za sumu za dutu hii, "ugonjwa wa kloridi ya vinyl" hutokea. Ukuaji wake unapitia hatua 3, ambazo zina sifa ya vipengele vifuatavyo:

1. Udhaifu, kipandauso, kichefuchefu, upungufu wa damu, maumivu ya phalanges ya misumari ya miguu na mikono, pamoja na uharibifu wao.mifupa. Athari mbaya ikikoma, mabadiliko yanaweza kutenduliwa.
2. Kuvimba kwa neva za pembeni, na kusababisha kupoteza hisia; arrhythmia, maumivu katika eneo la moyo, ukiukaji wa udhibiti wa joto.
3. Uharibifu wa kumbukumbu, vionjo, mabadiliko ya macho bila hiari, taswira mara mbili, usumbufu wa kulala, kupungua utendaji, maumivu ya tumbo, kichefuchefu, kutapika, kuongezeka kwa magonjwa ya mifupa.