ПЕРВЫЙ ОТКРЫТЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОНКУРС УЧЕБНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ МИР ХИМИИ-2016

Зарегистрируйтесь, чтобы просмотреть полный документ!

ПЕРВЫЙ ОТКРЫТЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОНКУРС УЧЕБНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ «МИР ХИМИИ-2016» Номинация – 9 «Мир химических производств» Рубрика – 9. 24 Автор: Кузнецова Э. В. (г. Тверь)

Поливинилхлорид (ПВХ)

ИСТОРИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПВХ Поливинилхлорид – один из старейших искусственных материалов • 1835 год – Анри Виктор Реньо получил раствор винилхлорида, впоследствии полимеризовавшийся в белый порошок ПВХ; • 1872 год – Ойген Бауман открыл и описал процесс фотополимеризации винилхлорида; • 1913 год – Фриц Клатте запатентовал производство ПВХ; • 1920 -е годы – Иван Остромысленский исследовал способы полимеризации винилхлорида и возможности коммерческого использования получаемого продукта; • 1933 год – исследования Уолдо Симона Лансбери позволили запатентовать и разработать первое промышленное производство ПВХ.

ПОЛИВИНИЛХЛОРИД Поливинилхлорид – бесцветная, прозрачная пластмасса, Поливинилхлорид термопластичный полимер винилхлорида. Свойства: • Молекулярная масса: 9000 -170000 г/моль; • Плотность: 1, 35 -1, 43 г/см 3; • Температура плавления: 110 -260 о. С; • Трудногорюч, разлагается с выделением HCl; • Не растворяется в воде, спиртах, углеводородах, устойчив к кислотам и щелочам; • Фотодеструкция при длительном действии ультрафиолета; • Слаботоксичное вещество. Объёмная модель участка молекулы ПВХ В изначальном виде ПВХ не используется, так как он полупрозрачен, хрупок и гигроскопичен. Для придания необходимых свойств используют различные добавки: смягчители, пластификаторы, вспомогательные материалы, пигменты, термостабилизаторы и другие вещества.

Поваренная соль СЫРЬЁ Нефть и газ Поливинилхлорид Электролизом раствора поваренной соли получают хлор, необходимый для дальнейшего синтеза: Схема процесса электролиза, проводимого в электролизёре

Поваренная соль Сырьё Нефть и газ Поливинилхлорид Пиролизом нефти или газа получают этилен, используемый в дальнейших реакциях: Схема получения этилена из углеводородного сырья

ПРОИЗВОДСТВО Существует несколько способов промышленного производства винилхлорида, далее подвергаемого полимеризации: винилхлорида • Метод каталитического газофазного хлорирования ацетилена; • Комбинированный метод на основе ацетилена и этилена; • Сбалансированный процесс окислительного хлорирования этилена; • Метод окислительного хлорирования этана. Также существуют несколько альтернативных способов получения винилхорида: винилхорида • Одностадийный метод каталитического синтеза винилхлорида из этана (смесь кислорода и хлороводорода, 400 -650ᵒС, Kat – Cu. Hal 2 , Ca 3(PO 4)2 ); • Газофазное хлорирование смеси этана и этилена (350 -500ᵒС); • Взаимодействие смеси метилхлорида и метиленхлорида в газовой фазе (300 -500ᵒС, p=0, 1 -1 МПа, Kat – активный Al 2 O 3 или Al. PO 4, алюмосиликаты, Zn. Cl 2 c Al 2 O 3).

ОКИСЛИТЕЛЬНОЕ ХЛОРИРОВАНИЕ ЭТИЛЕНА (VINNOLIT VCM PROCESS) • I стадия: Прямое хлорирование этилена (в жидкой фазе, катализатор – стадия: комплексное неорганическое соединение, действующее лучше, чем Fe. Cl 3, чистота продукта 99, 9%) • II стадия: Процесс оксихлорирования этилена (экзотермическая реакция, стадия: ΔH = − 238 к. Дж/моль, чистота продукта 99, 5%) • III стадия: Процесс дистилляции дихлорэтана стадия: • IV стадия: Пиролиз дихлорэтана (экзотермическая реакция) стадия: • V стадия: Дистилляция винилхлорида стадия: • VI стадия: Регенерация побочных продуктов (все побочные продукты стадия: сжигаются при t=1100 -1200ᵒC)

Окислительное хлорирование этилена. Схемы процесса Процесс окислительного хлорирования этилена используется с 1964 года и является одной из самых распространённых технологий производства винилхлорида в мире. 1 — реактор прямого хлорирования; 2 — реактор гидроксигидрохлорирования; 3, 4 — колонны первичного и вторичного выделения дихлорэтана; 5 — колонны очистки дихлорэтана от легких и тяжелых примесей; 6 — печь пиролиза дихлорэтана; 7 — колонна выделения хлороводорода; 8 — колонна выделения винилхлорида.

Комбинированный метод на основе этилена и ацетилена Метод заключается в совмещении реакции хлорирования этилена и последующей деструкции дихлорэтана с реакцией гидрохлорирования ацетилена и использованием для последней хлороводорода со стадии термического разложения. 1 стадия: хлорирование этилена 2 стадия: термическое разложение дихлорэтана 3 стадия: хлорирование ацетилена Метод позволил заменить половину ацетилена на более дешёвый этилен, а также утилизировать хлороводород, тем самым доведя почти до 100% полезное использование хлора.

КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ГАЗОФАЗНОЕ ХЛОРИРОВАНИЕ АЦЕТИЛЕНА • Получение ацетилена • Гидрохлорирование этилена Метод каталитического гидрохлорирования ацетилена был первым коммерческим процессом получения винилхлорида. Метод экономически невыгоден и экологически небезопасен, однако до сих пор используется в странах, где есть большие запасы угля, достаточное количество гидроэнергии или существует недостаток природного газа (Китай).

Каталитическое газофазное хлорирование ацетилена. Схемы процесса 1 – смеситель 2 – трубчатый контактный аппарат – реактор с катализатором 3 – скрубберы для удаления хлороводорода 4 – аппарат для осушения 5 – конденсатор с охладителем

ПРОИЗВОДСТВО. РАЗНООБРАЗИЕ ПВХ Технологии полимеризации винилхлорида: • Суспензионная полимеризация – Суспензионная полимеризация диспергирование винилхлорида в воде и полимеризация в полученной эмульсии (необходимы стабилизатор эмульсии и инициатор полимеризации). Безопасные и эффективные методы: Chisso PVC Process, Vinnolit Suspension PVC Process; • Дисперсионная полимеризация – Дисперсионная полимеризация винилхлорида в воде в присутствии ПАВ и водорастворимых инициаторов; • Полимеризация в массе – Полимеризация в массе полимеризация винилхлорида без воды и стабилизаторов, с добавкой только мономер-растворимых инициаторов. Для придания необходимых свойств в ПВХ добавляют различные вещества.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПВХ применяется при изготовлении: • профилей для оконных и дверных блоков; • потолочных покрытий и стенных панелей; • труб; • линолеума; • искусственной кожи; • различных пленок; • упаковочных материалов; • кабеля и проводов (для изоляции); • офисной мебели; • грампластинок; • одежды и аксессуаров; • бытовых холодильников (как уплотнитель); • моющихся обоев; • пиротехнических изделий и т. д. ПВХ пластики имеют красивый внешний ПВХ пластики вид, легко подвергаются резке, формованию, сварке и склеиванию, обладают механической прочностью и влагостойкостью, хорошими электроизоляционными свойствами, хорошей химической стойкостью: • Не растворяются в бензине и керосине; • Стойки к действию кислот и щелочей.

ЭКОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА И ВЛИЯНИЕ НА ЧЕЛОВЕКА • При ацетиленовом методе производства часть отходов и катализаторных веществ (содержащих ртуть) попадает в окружающую среду; • Не существует безопасных технологий переработки ПВХ; • При сжигании ПВХ образуются высокотоксичные диоксины; • Мономер ПВХ винилхлорид очень ядовит. При нагревании . полимера выше 60ᵒС начинается выделение винилхлорида; • После окончания оптимального времени использования (около 10 лет) ПВХ начинает выделять молекулы хлороводорода; • Пластификаторы (фталаты) и стабилизаторы, добавляемые в ПВХ – вредные вещества, канцерогены. Метаболиты, образуемые при выведении винилхлорида из организма человека

БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ • Поливинилхлорид [Электронный ресурс] / Химик. Сайт о химии. − Режим доступа: http: //www. xumuk. ru/encyklopedia/2/3481. html, свободный. • Поливинилхлорид (ПВХ) [Электронный ресурс] / Plastinfo. − Режим доступа: http: //www. plastinfo. ru/information/articles/38/, свободный, статья в Интернете. • Поливинилхлорид [Электронный ресурс] / Википедия. Свободная энциклопедия. − Режим доступа: https: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%9 F%D 0%BE%D 0%BB%D 0%B 8%D 0%B 2%D 0%B 8%D 0%BD %D 0%B 8%D 0%BB%D 1%85%D 0%BB%D 0%BE%D 1%80%D 0%B 8%D 0%B 4, свободный. • Винилхлорид [Электронный ресурс] / Химик. Сайт о химии. − Режим доступа: http: //www. xumuk. ru/encyklopedia/747. html, свободный. • Винилхлорид [Электронный ресурс] / Википедия. Свободная энциклопедия. − Режим доступа: https: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%92%D 0%B 8%D 0%BD%D 0%B 8%D 0%BB%D 1%85%D 0%BB %D 0%BE%D 1%80%D 0%B 8%D 0%B 4, свободный. • Пиролиз [Электронный ресурс] / Википедия. Свободная энциклопедия. − Режим доступа: https: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%9 F%D 0%B 8%D 1%80%D 0%BE%D 0%BB%D 0%B 8%D 0%B 7, свободный. • Дихлорэтан продукты разложения [Электронный ресурс] / Справочник химика 21. Химия и химическая технология. − Режим доступа: http: //chem 21. info/603534/, свободный.

Скачать презентацию ПЕРВЫЙ ОТКРЫТЫЙ РЕГИОНАЛЬНЫЙ КОНКУРС УЧЕБНЫХ ПРЕЗЕНТАЦИЙ МИР ХИМИИ-2016

135ac984ec49df07e93321433b6e66d0.ppt

Количество слайдов: 17