विनाइल क्लोराइड (विनाइल क्लोराइड): रूस में गुण, सूत्र, औद्योगिक उत्पादन

2024 लेखक: Howard Calhoun | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-02 13:55

विनाइल क्लोराइड हाइड्रोजन क्लोराइड मिलाने से प्राप्त एसिटिलीन का सबसे सरल व्युत्पन्न है। मुख्य प्रकार की रासायनिक प्रतिक्रियाएं जिसमें यह पदार्थ शामिल है, पोलीमराइजेशन प्रक्रिया है। अंतिम उत्पाद - पीवीसी - मानव गतिविधि के सभी क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यौगिक और उसके डेरिवेटिव के निर्माण की प्रक्रिया में वाष्पशील पदार्थ निकलते हैं, जिनका मानव शरीर पर एक मजबूत विषाक्त प्रभाव पड़ता है।

सामान्य विवरण

विनाइल क्लोराइड (विनाइल क्लोराइड) सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले रासायनिक यौगिकों में से एक है क्योंकि यह पीवीसी उत्पादन के लिए कच्चा माल है। यह पदार्थ पहली बार लिबिग द्वारा 1830 में जर्मनी में डाइक्लोरोइथेन और अल्कोहलिक पोटेशियम कार्बोनेट से प्राप्त किया गया था। 42 वर्षों के बाद, एक अन्य जर्मन रसायनज्ञ, यूजीन बॉमन ने इस तथ्य की ओर ध्यान आकर्षित किया कि जब प्रकाश में संग्रहीत किया जाता है, तो विनाइल क्लोराइड से गुच्छे निकलने लगते हैं। इस वैज्ञानिक को पॉलीविनाइल क्लोराइड का खोजकर्ता माना जाता है।

पहले तो इस यौगिक ने व्यापारियों और रासायनिक उत्पादों के निर्माताओं के बीच कोई दिलचस्पी नहीं जगाई। औद्योगिक पैमाने पर इसका उत्पादन30 के दशक में शुरू हुआ। XX सदी।

विनाइल क्लोराइड का अनुभवजन्य सूत्र है: C₂H_{3Cl. संरचनात्मक सूत्र नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।}

सामान्य परिस्थितियों में, विनाइल क्लोराइड एक रंगहीन गैस है, लेकिन चूंकि इसका क्वथनांक -13 डिग्री सेल्सियस है, इसलिए इसे आमतौर पर तरल अवस्था में संभाला जाता है।

विनाइल क्लोराइड के रासायनिक गुण

इस पदार्थ में निहित मुख्य प्रतिक्रियाएं हैं:

• पोलीमराइजेशन।
• कार्बन-क्लोरीन बांड पर प्रतिस्थापन। यह प्रक्रिया अल्कोहल और विनाइल एस्टर का उत्पादन करती है। क्लोरीन परमाणु को उत्प्रेरकों की उपस्थिति में प्रतिस्थापित किया जाता है: हैलाइड, पैलेडियम और अन्य धातुओं के लवण। यदि अल्कोहल का उपयोग विलायक के रूप में किया जाता है, तो एस्टर संश्लेषित होते हैं।
• गैस चरण में ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकरण। इस प्रतिक्रिया के उत्पाद फॉर्माइल क्लोराइड, कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोक्लोरिक एसिड और फॉर्मिक एसिड हैं। कोबाल्ट क्रोमाइट उत्प्रेरक की भागीदारी या पोटेशियम परमैंगनेट का उपयोग करके जलीय घोल में पूर्ण ऑक्सीकरण देखा जाता है। विनाइल क्लोराइड की तरल और गैसीय अवस्था में ओजोन के साथ प्रतिक्रिया से फॉर्माइल क्लोराइड और फॉर्मिक एसिड का निर्माण होता है। स्वतःस्फूर्त दहन से कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोक्लोरिक अम्ल और विषैली फॉस्जीन (छोटी मात्रा में) उत्पन्न होती है।
• अतिरिक्त प्रतिक्रियाएं। ट्राइक्लोरोइथेन प्राप्त करने के लिए, जिसका उपयोग विलायक के रूप में किया जाता है, क्लोरीन जोड़ प्रतिक्रिया की जाती है: आयनिक तंत्र द्वारा (तरल चरण में, प्रकाश की अनुपस्थिति में, संक्रमण धातुओं पर आधारित उत्प्रेरक का उपयोग करके) या कट्टरपंथी द्वाराप्रतिक्रियाएं (ऊंचे तापमान पर)। उपयोगी विनाइल क्लोराइड उत्पादों को एसिड कटैलिसीस और हाइड्रोजनीकरण द्वारा भी संश्लेषित किया जाता है।
• फोटोडिसोसिएशन। 193 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ प्रकाश की क्रिया के तहत, एचसीएल और सीएल समूह विनाइल क्लोराइड अणु से अलग हो जाते हैं।
• पायरोलिसिस। विनाइल क्लोराइड इस प्रकार के अन्य हैलोऐल्केन की तुलना में थर्मल अपघटन के लिए अधिक प्रतिरोधी है। पायरोलिसिस 550 डिग्री सेल्सियस से शुरू होता है। 680 डिग्री सेल्सियस पर, एसिटिलीन, हाइड्रोक्लोरिक एसिड, क्लोरोप्रीन, और विनाइलसेटिलीन की उपज लगभग 35% है। पानी की उपस्थिति में, विनाइल क्लोराइड एचसीएल जारी करके लौह, स्टील और एल्यूमीनियम को खराब कर देगा।

पोलीमराइजेशन रिएक्शन

विनाइल क्लोराइड मोनोमर सामान्य परिस्थितियों में लंबे समय तक मौजूद रह सकता है। फोटो- या थर्मोकेमिकल प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप रेडिकल्स की उपस्थिति पोलीमराइजेशन की सक्रियता की ओर ले जाती है।

यह प्रक्रिया 3 चरणों में होती है और इसे नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

शारीरिक विशेषताएं

सामान्य परिस्थितियों में यौगिक के मुख्य भौतिक गुण इस प्रकार हैं:

• आणविक भार - 62, 499;
• गलनांक - 119 K;
• क्वथनांक - 259 K;
• तरल अवस्था में ताप क्षमता – 84 J/(mol∙K);
• 0 °C - 175 kPa पर वाष्प दाब;
• -20 डिग्री सेल्सियस पर चिपचिपापन - 0.272 mPa∙s;
• निम्न विस्फोटक सीमा - 8.6% (मात्रा के अनुसार);
• ऑटो-इग्निशन तापमान - 745 K.

पदार्थ की हाइड्रोकार्बन में अच्छी विलेयता होती है,तेल, शराब, जैविक तरल पदार्थ; पानी के साथ व्यावहारिक रूप से अमिश्रणीय।

प्राप्त

विनाइल क्लोराइड प्राप्त करने के कई औद्योगिक तरीके हैं:

• एसिटिलीन के साथ हाइड्रोक्लोरिक एसिड की प्रतिक्रिया के परिणामस्वरूप;
• एथिलीन और क्लोरीन से (एथिलीन का प्रत्यक्ष क्लोरीनीकरण, एथिलीन डाइक्लोराइड प्राप्त करना, इसके पायरोलिसिस से विनाइल क्लोराइड);
• एथिलीन ऑक्सीक्लोरिनेशन;
• संयुक्त विधि (प्रत्यक्ष क्लोरीनीकरण, एथिलीन डाइक्लोराइड का पायरोलिसिस, ऑक्सीक्लोरिनेशन) - हाइड्रोक्लोरिक एसिड के गठन या खपत के बिना एथिलीन और क्लोरीन की एक संतुलन प्रक्रिया।

वर्तमान में, बाद वाला विकल्प सबसे आम और किफायती है। इस तकनीक से प्राप्त विनाइल क्लोराइड की मात्रा विश्व के कुल उत्पादन का 95% से अधिक है। प्रतिक्रियाओं का रसायन नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

एथिलीन डाइक्लोराइड के पायरोलिसिस के दौरान प्राप्त होने वाले एसिड की पूरी मात्रा को उत्पादन के अगले चरण (ऑक्सीक्लोरिनेशन) में कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। परिणामी उत्पाद को आसवन द्वारा शुद्ध किया जाता है, उप-उत्पादों का उपयोग सॉल्वैंट्स या पुनर्नवीनीकरण के उत्पादन में किया जाता है।

रूस में उत्पादन

रूस में, एसिटिलीन से विनाइल क्लोराइड का उत्पादन निम्नलिखित उद्यमों में किया जाता है:

• एके अज़ोट, (नोवोमोस्कोवस्क, तुला क्षेत्र)।
• जेएससी प्लास्टकार्ड (वोल्गोग्राड)।
• जेएससी खिमप्रोम(वोल्गोग्राड)।
• Usolekhimprom JSC, (उसोले-सिबिर्सकोय, इरकुत्स्क क्षेत्र)।

एथिलीन के आधार पर, किसी पदार्थ का संश्लेषण संगठनों में किया जाता है जैसे:

• JSC "सायंस्कखिमप्लास्ट" (सायंस्क)।
• जेएससी सिबुर-नेफ्तेखिम (कैप्रोलैक्टम, डेज़रज़िन्स्क)।
• ज़ाओ कौस्तिक (स्टरलिटमक)।

एसिटिलीन से संश्लेषण को अप्रचलित तकनीक माना जाता है। फीडस्टॉक के रूप में एथिलीन का उपयोग करने के निम्नलिखित फायदे हैं:

• सस्ता और अधिक किफायती कच्चा माल;
• तैयार उत्पाद की उच्च उपज;
• कम बिजली और पानी की खपत;
• उच्च क्षमता उत्पादन लाइनों के निर्माण की संभावना।

इस पद्धति का उपयोग दुनिया के अग्रणी निर्माताओं द्वारा 40 से अधिक वर्षों से किया जा रहा है। रूस में विनाइल क्लोराइड के औद्योगिक उत्पादन के विकास के लिए मुख्य आशाजनक दिशाएँ नई क्षमताओं की शुरूआत, एथेन फीडस्टॉक में संक्रमण, ऑक्सीजन-सहायता प्राप्त ऑक्सीक्लोरिनेशन तकनीक का प्रसार और कास्टिक सोडा की बिक्री के लिए संबंधित उद्योगों का विकास है, जो उप-उत्पाद के रूप में बनता है।

आवेदन

उत्पादित विनाइल क्लोराइड का विशाल बहुमत पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) बनाने के लिए उपयोग किया जाता है। आंकड़ों के अनुसार, इस पॉलीमर का 50% से अधिक उत्पादन एशिया में होता है।

पॉलीविनाइल क्लोराइड सभी पॉलिमर में सबसे बहुमुखी सामग्री है। इसका उपयोग कठोर भवन संरचनाओं (पाइप, बाहरी दीवार पर चढ़ने, प्रोफाइल) और. दोनों के उत्पादन के लिए किया जा सकता हैलोचदार उत्पाद (तार, केबल, छत सामग्री)। अन्य बहुलक सामग्री के विपरीत, पॉलीविनाइल क्लोराइड पराबैंगनी किरणों, ऑक्सीकरण और तरल हाइड्रोकार्बन के प्रभाव में न केवल विघटित होता है, बल्कि आंशिक रूप से बहुलक श्रृंखलाओं को पार करता है। यह गुण यौगिक की संरचना में क्लोरीन परमाणुओं की उपस्थिति से जुड़ा है। पीवीसी की उच्च प्रतिस्पर्धात्मकता को इसकी कम कीमत से भी समझाया गया है।

पीवीसी का उपयोग निम्नलिखित उत्पादों को बनाने के लिए किया जाता है (उत्पादन मात्रा के अवरोही क्रम में):

• पाइप और उनकी फिटिंग;
• साइडिंग;
• खिड़कियां, दरवाजे;
• प्रोफाइल (बाड़ और अलंकार सहित);
• फर्श कवरिंग;
• छत सामग्री;
• उपभोक्ता उत्पाद;
• पैकेजिंग;
• केबल और तार (म्यान, इन्सुलेशन);
• चिकित्सा आपूर्ति;
• कोटिंग, चिपकने वाले।

अन्य उपयोग

कॉपोलिमर का उत्पादन करने के लिए विनाइल क्लोराइड (लगभग 1%) का एक छोटा अनुपात उपयोग किया जाता है, जिनमें से विनाइल एसीटेट, विनाइलिडीन क्लोराइड, ऐक्रेलिक श्रृंखला मोनोमर्स और अल्फा-ओलेफिन के संयोजन व्यावहारिक महत्व के हैं। पहले प्रकार के कॉपोलिमर सबसे व्यापक हैं। इन सामग्रियों के निम्नलिखित व्यापारिक नाम हैं:

• वेस्टोलाइट;
• अस्थिरता;
• विनोल;
• लुकोविल;
• कॉर्विक;
• जीन;
• सिक्रॉन और अन्य।

इनका उपयोग उत्पाद बनाने के लिए किया जाता है जैसे:

• लिनोलियम और अन्य फर्श कवरिंग;
• खिड़की के फ्रेम;
• सामना करने वाली टाइलें;
• अशुद्ध चमड़ा;
• फिल्म;
• वार्निश;
• गैर बुना हुआ।

विषाक्तता

विनाइल क्लोराइड अत्यधिक खतरनाक यौगिकों को संदर्भित करता है जो मानव शरीर में गंभीर गिरावट का कारण बनते हैं। पदार्थ अस्थिर है और प्रवेश का मुख्य मार्ग साँस लेना है। स्रोत विनाइल क्लोराइड, पीवीसी और इससे बने उत्पादों का उत्पादन है।

विनाइल क्लोराइड निम्नलिखित अंगों और प्रणालियों में गड़बड़ी का कारण बनता है:

• सीएनएस अवसाद (चक्कर आना, भटकाव, विषाक्त कोमा);
• संयोजी ऊतक और रक्त वाहिकाओं को नुकसान;
• प्रजनन समारोह का बिगड़ना;
• कार्सिनोजेनिक प्रभाव (यकृत के एंजियोसारकोमा का सबसे अधिक बार पता लगाया जाता है, ट्यूमर और अन्य स्थानीयकरण विकसित होते हैं);
• पाचन तंत्र - हेपेटाइटिस, कोलेसिस्टाइटिस, हैजांगाइटिस, गैस्ट्राइटिस, पेप्टिक अल्सर;
• संचार और हेमटोपोइएटिक प्रणाली - उच्च रक्तचाप, कोरोनरी हृदय रोग, ईोसिनोफिलिया, थ्रोम्बोसाइटोपेनिया;
• कोलेस्ट्रॉल की गड़बड़ी और सामान्य चयापचय;
• म्यूटाजेनिक प्रभाव, गुणसूत्र विपथन का निर्माण;
• रोगाणुरोधी सुरक्षा का निषेध, कम प्रतिरक्षा बल।

इस पदार्थ की जहरीली खुराक के लंबे समय तक (छह महीने से 3 साल तक) एक्सपोजर के साथ, "विनाइल क्लोराइड रोग" होता है। इसका विकास 3 चरणों से गुजरता है, जो निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है:

1. कमजोरी, माइग्रेन, जी मिचलाना, रक्ताल्पता, अंगों के नाखूनों की सूजन, साथ ही उनका विनाशहड्डियाँ। जब हानिकारक प्रभाव बंद हो जाता है, तो परिवर्तन प्रतिवर्ती होते हैं।
2. परिधीय नसों की सूजन, जिसके परिणामस्वरूप संवेदना का नुकसान होता है; अतालता, हृदय क्षेत्र में दर्द, थर्मोरेग्यूलेशन का उल्लंघन।
3. स्मृति हानि, मतिभ्रम, अनैच्छिक आंखों में उतार-चढ़ाव, दोहरी छवि, नींद की गड़बड़ी, प्रदर्शन में कमी, पेट में दर्द, मतली, उल्टी, हड्डियों की विकृति में वृद्धि।