ВУЗ:
Составители:
Парогазовая смесь, выходящая из конденсатора 5, содержит главным образом хлорид водорода и дифтордихлорметан с
примесью монофтортрихлорметана, монохлортрифторметана и фторида водорода. После снижения давления почти до атмо-
сферного в дроссельном вентиле 6 HF отделяется в башне 7, заполненной кусками фторида калия. Последний реагирует с
HF, образуя KHF
2
, который можно использовать для получения фтора методом электролиза. Дальнейшую очистку от НСl
можно осуществлять ранее рассмотренным методом с получением концентрированной соляной кислоты. На схеме изобра-
жена простейшая очистка путем абсорбции избытком воды в скруббере 8 и водной щелочью в скруббере 9. Осушку остав-
шегося газа можно проводить концентрированной серной кислотой, циркулирующей в колонне 10.
Для разделения фторхлорпроизводных используют низкотемпературную ректификацию. Пары сжимают компрессором 13 до
давления 1,0 – 1,2 МПа и охлаждают рассолом в холодильнике 11 до –10…–15 °С. Образовавшийся конденсат поступает на
разделительную установку, состоящую из нескольких ректификационных колонн.
Легкая фракция состоит из монохлортрифторметана (с небольшой примесью дифтордихлорметана), который является
побочным продуктом производства. Тяжелый остаток после ректификации содержит монофтортрихлорметан, возвращаемый
в реактор. Целевая фракция фреона-12 получается в жидком виде под давлением. Для использования в качестве хладагента
ее приходится дополнительно осушать – вымораживанием влаги или обработкой твердыми адсорбентами, например цеоли-
тами.
Для синтеза хлорфторметанов можно использовать взаимодействие с фтористым водородом не только тетрахлорметана,
но и других хлорметанов, в этом случае катализатором может служить оксид ртути (II):
CHCl
3
+ HgO + 2HF CHClF
2
+ HgCl
2
+ H
2
O.
Этим способом можно замещать хлор на водород или фтор не только в производных метана, но и в производных этана,
пропана и т.д.
HgО помещают в стальной автоклав и при охлаждении до –78 °С прибавляют хлорпроизводное и фтористый водород,
взятый в 8 – 10-кратном избытке против стехиометрически требуемого количества. В процессе реакции оксид ртути превра-
щается в дифторид ртути HgF
2
(переносчик фтора), а затем в HgCl
2
. Температуру в автоклаве постепенно повышают и в те-
чение нескольких часов доводят до 100 °С. Продукты реакции подвергают разгонке. Выход дихлордифторметана превышает
80 %.
В последнее время для получения фреонов разработан и внедрен в промышленность газофазный синтез из ССl
4
и HF в
псевдоожиженном слое гетерогенного катализатора на основе сурьмы при 400 °С. Подобно совмещенным процессам хлори-
рования, предложено совмещать хлорирование углеводорода (СН
4
, С
2
Н
6
) с замещением хлора при помощи HF. Реакцию
проводят, регулируя температуру за счет рециркуляции непревращенных и недостаточно профторированных хлорпроизвод-
ных.
1.4.4. Фторорганические мономеры
Из фторорганических мономеров важное практическое значение имеют тетрафторэтилен и монохлортрифторэтилен.
Тетрафторэтилен CF
2
=CF
2
– бесцветный газ, без запаха, весьма мало токсичен, температура конденсации –73,6 °С при
атмосферном давлении, температура плавления –142,5 °С. Тетрафторэтилен является полупродуктом (мономером) для полу-
чения политетрафторэтилена (фторопласт-4, тефлон), который благодаря своим свойствам находит все более широкое
применение. Тетрафторэтилен может быть получен несколькими методами. Высокий выход тетрафторэтилена (90 – 95 %)
достигается при пиролизе монохлордифторметана (фреон-22) без катализатора при 650°С и давлении, близком к атмосфер-
ному:
2CHF
2
Cl CF
2
=CF
2
+ 2HCl.
Отщепление фтора ввиду высокой энергии связи С–F наблюдается только в небольшой степени (0,5 – 3 %). Побочными
продуктами пиролиза являются фторолефины более высокой молекулярной массы (C
3
F
6
и C
4
F
8
), а также продукты теломери-
зации тетрафторэтилена с хлоридом водорода:
nCF
2
=CF
2
+ HCl H – [–CF
2
– CF
2
–]
n
– Cl, n = 2…17.
Достаточно хороший выход тетрафторэтилена (около 90 %) достигается при проведении пиролиза в графитовых, сереб-
ряных или платиновых трубках, а также при неполной (25 – 30 % -ной) конверсии дифтормонохлорметана.
Другим методом получения тетрафторэтилена является взаимодействие дихлортетрафторэтана с цинковой пылью в
среде растворителя (метанол или этанол, ацетон, диоксан) при 110 – 130 °С и давлении 40 атм:
CF
2
Cl–CF
2
Cl + Zn CF
2
=CF
2
+ ZnCl
2
.
Двойная связь в молекуле тетрафторэтилена определяет химические свойства этого соединения. Тетрафторэтилен взаи-
модействует с 47 %-ной серной кислотой, легко присоединяет хлор и бром, вступает в другие реакции, характерные для оле-
финов, в частности, в реакции полимеризации.
Полимеры тетрафторэтилена впервые были получены в 1941 г. Тетрафторэтилен полимеризуется значительно легче,
чем этилен.
При полимеризации тетрафторэтилена образуется политетрафторэтилен, впервые выпущенный в 1947 г. под названием
тефлон и получивший в России наименование фторопласт-4:
nCF
2
=CF
2
(–CF
2
–CF
2
–)
4
.
Процесс полимеризации протекает с выделением большого количества тепла, поэтому для оптимального проведения
реакции требуется интенсивный отвод тепла. В противном случае реакция может протекать весьма бурно, даже со взрывом.
Благодаря ценным физико-химическим свойствам политетрафторэтилен с успехом применяется в различных отраслях
техники, в условиях, когда требуется исключительная стойкость материала к растворителям и агрессивным средам. Поли-
тетрафторэтилен является весьма ценным электроизоляционным материалом, пригодным для эксплуатации при ультразву-
ковых частотах.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- …
- следующая ›
- последняя »
