Наши брэнды

 

Error. Page cannot be displayed. Please contact your service provider for more details. (24)


Главная / Статьи /

Хладоны: виды и свойства

Хладоны — насыщенные фторуглероды или полифторуглеводороды (часто содержат также атомы Cl, реже Br). Представляют собой газы или летучие жидкости. Хладоны нетоксичны, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, не реагируют с большинством металлов. Хлорсодержащие хладоны при УФ облучении выделяют атомарный хлор, который взаимодействует с молекулами озона.

Хладоны

Общая информация

Хладоны, являясь инертными, негорючими, простыми в производстве и хранении, получили широкое распространение как охлаждающие жидкости в промышленных и бытовых холодильных агрегатах и кондиционерах; распылители (пропелленты) в аэрозольных баллончиках различного назначения; как вспениватели в производстве пенопластов и пенополиуретанов; инертные растворители; реагенты для сухого травления при изготовлении интегральных схем; чистящие средства. Некоторые хладоны применяют для синтеза фтормономеров и других органических продуктов. Бромсодержащие хладоны используют в огнетушащих составах в качестве ингибиторов пламени и флегматизаторов горения углеводородов.

В 1974 году американскими учеными была опубликована теория, согласно которой, на озоновый слой существенное влияние оказывают хлор- и бромсодержащие вещества — хладоны (хлорфторуглероды — ХФУ) , или фреоны (по торговым маркам крупнейшего производителя подобных веществ американской компании DuPont).

В марте 1985 года была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, а в сентябре 1987 года — Монреальский протокол, предусматривающий полное прекращение производства развитыми странами озоноактивных хладонов (R11, R12, R113, R114, R115) к 1 января 1996 года и бромсодержащих галонов (12B1, 13B1 и 114B2) к 1 января 1994 года. Развивающимся странам была предоставлена десятилетняя отсрочка.

На сегодняшний день сторонами Венской конвенции и Монреальского протокола являются 175 стран, то есть практически все страны мирового сообщества. В этой связи во всем мире начался процесс разработки новых, экологически безопасных хладонов, обладающих необходимыми эксплуатационными свойствами и разрушающимися в атмосфере с образованием малоактивных веществ.

Крупные западные компании, такие как DuPont, Great Lakes, ICI и др., начали поиск альтернативных озонобезопасных веществ и разработку технологий их производства. Следующим этапом стало создание опытно-промышленных производств этих веществ, а затем и организация крупномасштабных мощностей по выпуску указанных соединений.

DuPont завершил переход на озонобезопасные вещества еще в 1988 году и стал доминировать на рынке хладонов. К 1999 году общий объем производимых в США озонобезопасных хладонов составил 21,1 млн. метрических тонн по углерод-эквиваленту (данные IPCC Special Report on emission Scenarios, Fenhann /2000).

Только в конце 2000 года в череде отсрочек была поставлена точка, и производство ОРВ в России было прекращено с 20 декабря 2000 года. Крупнейших предприятия в Перми, Волгограде и других регионах, производившие озоноразрушающие хладоны, остановили их производство. В то же время в России, начиная с 2001 года, стал наблюдаться устойчивый рост в основных отраслях промышленности, потребляющих хладоны, и потребление озонобезопасных хладонов существенно возросло. Этот рост будет наблюдаться и в последующие годы. При этом спрос на хладоны удовлетворяется преимущественно за счет импортных поставок, так как в России производство озонобезопасных хладонов явно недостаточно для удовлетворения внутреннего спроса. Однако многие производители до конца 2000 года сумели создать запасы этих веществ, которые используются и по сей день. Тем не менее, доля импорта весьма существенна. В таблице ниже представлена хронология принятия соглашений по охране озонового слоя.

Хронология принятия соглашений по охране озонового слоя

Год Событие Резюме
1974 Появление первых обоснований (американскими учеными) влияния озоноразрашающих веществ (ОЗР) Сокращение производства ОРВ в США
1985 Принятие Венской конвенции, ее ратификация СССР Данная конвенция не накладывала никаких обязательств и носила рамочный характер
1987 Монреальский протокол по веществам, разрушающий озоновый слой (принят СССР в 1988 году) Сохранение на уровне 1987 года производства наиболее распространенных ХФУ – хладонов 11, 12, 113, 114, 115 – и сокращение их производства к 1993 году на 20%
1990 Лондонская поправка к Монреальскому протоколу Добавление в список ОРВ метилхлороформа, четыреххлористого углерода и бромхлоруглеродов (галонов). Кроме того, в соответствии с Лондонской поправкой, СССР должен был прекратить производство ОРВ к 1 январю 1996 года
1992 Копенгагенская поправка к Монреальскому протоколу Расширен список веществ, регулируемым Монреальским протоколом. Добавлены галогенизированные растворители и переходных химических веществ — гидрохлорфторуглеродов
1997 Монреальская поправка к Монреальскому протоколу Создание глобальной системы лицензирования экспорта и импорта ОРВ. Россия в соответствии с поправкой, обязана прекратить производство хладонов и галонов в 2000 году и поэтапно осуществлять конверсию на озонобезопасные вещества
1999 Пекинская поправка к Монреальскому протокол Введены меры регулированя поэтапного сокращения производства ГХФУ, ХФУ и галонов для развивающихся стран

Россия, будучи правопреемницей СССР, приняла на себя все обязательства в отношении Венской конвенции и Монреальского протокола, а также Лондонской поправки к нему. Однако, в результате возникшей сложной экономической ситуации не смогла обеспечить их выполнение к 1 январю 1996 года. Производство озоноразрушающих веществ в нашей стране, как было сказано ранее, прекратилось только в декабре 2000 года. Представим теперь свойства существующих хладонов основных типов и их заменителей в следующем пункте главы.

Свойства и применение

Хладоны метанового ряда

Хладоны метанового ряда являются одним из наиболее распространенных типов этих веществ. Несмотря на то, что производство многих из них давно не ведется, их запасы до сих пор используются в качестве хладагентов, пропеллентов при изготовлении медицинских аэрозолей и монтажных пен, в пожаротушащих составах, при изготовлении пенопластов в качестве порообразователей. В таблице ниже отражены области применения и некоторые свойства хладонов метанового ряда.

Свойства и области применения хладонов метанового ряда

Название Химическое
название
Формула Применение Озоно-
разруша-
ющий потенциал
Потен-
циал глобаль-
ного поте-
пления
Класс опас-
ности
Хладон
11
Фтортрихлорметан CFCl3 Хладагент в турбокомпрессорных агрегатах низкого давления, пропеллент в аэрозольных упаковках, порообразователь при получении пенопластов, растворитель 1 4000 3
Хладон
12
Дифтордихлорметан CF2Cl2 Хладагент в холодильных установках, агрегатах промышленного и бытового назначения, кондиционерах, пропеллент в аэрозольных упаковках, порообразователь при получении пенопластов , растворитель 0,9 8500 4
Хладон
13
Трифторхлорметан CF3Cl Хладагент в технике низких и средних температур 0 6300 4
Хладон
14
Тетрафторметан CF4 Хладагент в технике низких температур, реагент для травления в микроэлектронике 0 6300 4
Хладон
21
Фтордихлорметан CFCl2H Хладагент для температур около 0°С, пропеллент, сырье для фторорганического синтеза 0,04 0,4 4
Хладон
22
Дифторхлорметан CF2ClH Хладагент холодильных машин, в промышленных и бытовых кондиционерах, компонент смесевых хладагентов, пропеллент, порообразователь при получении пенопластов, сырье в органическом синтезе 0,05 1700 4
Хладон
23
Трифторметан CF3H Хладагент высокого давления для получения температуры до -100°С, сырье для органического синтеза, реагент для травления в микроэлектронике 0 12100 4
Хладон
31
Фторхлорметан CFClH2 Может применяться в качестве пропеллента и порообразователя 0,002 0,03 1
Хладон
32
Дифторметан CF2H2 Компонент смесевых хладагентов 0 580
Хладон
13 B1
Трифторбромметан CF3Br Огнегасящий газ для объемного пожаротушения, исходное сырье для фторорганического синтеза, реагент для травления в микроэлектронике 13,2 5600 4
Хладон
12 B1
Дифторхлорбромметан CF2ClBr Огнегасящее средство пожаротушения 3 2,2 4
Хладон
12 B2
Дифтордибромметан CF2Br2 Огнегасящее средство, исходное сырье для фторорганического синтеза 0,3 3000 4
Хладон
22 B1
Дифторбромметан CF2BrH Может применяться в качестве огнегасящего средства для объемного пожаротушения 0,74 1,1 4
Хладон
11 B1
Фтордихлорбромметан CFCl2Br Может применяться в качестве огнегасящего средства для пожаротушения

Как видно, большая часть таких хладонов имеет высокий озоноразрушающий потенциал и высокий потенциал глобального потепления. Однако большая их часть имеет низкий — четвертый — класс опасности.

Хладоны этанового ряда

Хладоны этанового ряда имеют существенно более низкий озоноразрушающий потенции и потенциал глобального потепления. Почти все представленные ниже хладоны разрешены к производству. В нижеследующей таблице приведены свойства этих хладонов.

Свойства и области применения хладонов этанового ряда

Название Химическое
название
Формула Применение Озоно-
разруша-
ющий потенциал
Потен-
циал глобаль-
ного поте-
пления
Класс опас-
ности
Хладон
116
Гексафторэтан CF3CF3 Хладагент, диэлектрик, реагент для плазмохимического травления 0 12500 4
Хладон
125
Пентафторэтан CF2HCF3 Хладагент, системы пожаротушения 0 3200 4
Хладон
134
1,1,2,2-Тетрафторэтан CF2HCF2H 1200
Хладон
134 a
1,1,1,2-Тетрафторэтан CF3CFH2 Хладагент,пропеллент и вспениватель 0 1300 4
Хладон
143 a
1,1,1-Трифторэтан CF3CH3 Хладагент, сырье для фторорганического синтезa 0 4400 4
Хладон
152 a
1,1,-Дифторэтан CF2HCH3 Хладагент, пропеллент и вспениватель 0 140 4
Хладон
124
1,1,1,2- Тетрафторхлорэтан C2F4ClH Теплоноситель 0,03 480
Хладон
124 a
1,1,2,2-Тетрафторхлорэтан CF2ClCF2H Теплоноситель в тепловых насосах 0,02 480
Хладон
123
1,1,1-Трифтордихлорэтан CF3CCl2H Может использоваться как компонент смесевых хладагентов, теплоносителя 0,02 93
Хладон
123 a
1,1,2-Трифтор-1,2-дихлорэтан CF2ClCFClH Вспениватель и сырье для фторорганического синтеза 0,02 93
Хладон
133
1,1,2-Трифтор-2-хлорэтан CF2HCFClH 0,02-0,06
Хладон
133 а
1,1,1,-Трифторхлорэтан CF3CH2Cl Сырье для фторорганического синтеза 0,02-0,08
Хладон
122
1,1-Дифтор-1,2,2-трихлорэтан CF2ClCCl2H Растворитель, вспенивающий агент, сырье для фторорганического синтеза 0,002-0,08
Хладон
122 а
1,2-Дифтортрихлорэтан C2F2Cl3H Может применяться в качестве растворителя, экстрагента, компонента смесевых растворителей, вспенивающего агента, сырья для фторорганического синтеза
Хладон
122 b
1,1-Дифтор-2,2,2-трихлорэтан CF2HCCl3 Хладагент, компонент смесевого растворителя, вспениватель
Хладон
132 b
1,1-Дифтор-1,2-дихлорэтан C2F2Cl2H2 Может применяться в качестве компонента смесевых хладагентов и растворителей 0,008-0,05
Хладон
132 с
1,2-Дифтор-1,1-дихлорэтан C2F2Cl2H2 Может применяться в качестве компонента смесевых хладагентов и растворителей 0,02-0,05 4
Хладон
142 b
1,1-Дифтор-1-хлорэтан CF2ClCH3 Хладагент, растворитель, пропеллент аэрозольных упаковок, порообразователь при получении пенопластов, сырье для фторорганического синтеза 0,065 4
Хладон
141 b
1-Фтор-1,1-дихлорэтан CFCl2CH3 Теплоноситель для кондиционеров и тепловых насосов, пропеллент, порообразоватедь для получения пенопластов, растворитель 0,11 630 4
Хладон
151
1-Фтор-2-хлорэтан CFH2CClH2 Может применяться в качестве порообразователя при получении пенопластов и сырья для фторорганического синтеза 0,003-0,005
Хладон
115
Пентафторхлорэтан CF3CF2Cl Хладагент, сырье для фторорганического синтеза 0,4 9300 4
Хладон
114
1,1,2,2-Тетрафтордихлорэтан CF2ClCF2Cl Теплоноситель, и хладагент низкого давления в турбокомпрессорных холодильных машинах и промышленных кондиционерах; сырье для фторорганического синтеза 0,85 9200 4
Хладон
113 a
1,1,1-Трифтортрихлорэтан CF3CCl3 Сырье для фторорганичского синтеза 4
Хладон
113
1,1,2-Трифтортрихлорэтан CF2ClCFCl2 Хладагент для промышленных кондиционеров, растворитель, исходое сырье для получения трифторхлорэтилена, пентафторхлоэтана и других фторсоединений 0,8 4
Хладон
112 a
1,1-Дифтортетрахлорэтан CF2ClCCl3 Растворитель, сырье для фторорганического синтеза 4
Хладон
112
1,2-Дифтортетрахлорэтан CFCl2CFCl2 Растворитель, сырье для фторорганического синтеза 4
Хладон
114 B2
1,1,2,2-Тетрафтордибромэтан CF2BrCF2Br Огнегасящая жидкость для тушения пожаров различных классов, в том числе пожаров оборудования под электрическим напряжением, флегматизатор 6,2 4
Хладон
124 B1
1,1,1,2-Тетрафторбромэтан CF3CFBrH Огнегасящее средство, сырье для фторорганического синтеза 0,7-1,2 4
Хладон
113 B2
1,1,2-Трифтор-2-хлордибромэтан CF2BrCFClBr Огнегасящая жидкость для тушения пожаров различных классов, в том числе пожаров оборудования под электрическим напряжением 4
Хладон
123 B1
1,1,1-Трифторхлорбромэтан C2F3ClBrH Высокоэффективное средство для ингаляционного наркоза (фторотановый наркоз) 4

Хладоны пропанового ряда

Несмотря на то, что видов хладонов пропанового ряда не так много, как, скажем, метанового или этанового, они довольно-таки распространены и применяются в качестве хладагентов, растворителей, огнегасителей, газовых диэлектриков, в качестве компонентов различных композиций и т.д. Их свойства и области применения представлены в таблице ниже.

Свойства и области применения хладонов пропанового ряда

Название Химическое
название
Формула Применение Озоно-
разруша-
ющий потенциал
Хладон
218
Октафторпропан CF3CF2CF3 Хладагент, пропеллент, диэлектрик, огнегаситель, реагент для плазмохимического травления 0
Хладон
227 eа
1,1,1,2,2,3,3-Гептафторпропан Можно применять в качестве компонента смесевых хладагентов, газовых диэлектриков, пропеллентов и огнегасителей
Хладон
227 еа
1,1,1,2,2,3,3-Гептафторпропан CF3CFHCF3 Применяется в качестве компонента смесевых хладагентов, газовых диэлектриков, пропеллента и огнегасителя 0
Хладон
236 fа
1,1,1,3,3,3-Гексафторпропан Может применяться в качестве хладагента и пламегасителя 0
Хладон
245 fa
1,1,1,3,3-Пентафторпропан Может применяться в качестве хладагента, альтернативному хладону 11, и порообразователю в производстве полиуретанов 0
Хладон
254 fb
1,1,1,3-Тетрафторпропан 0
Хладон
225 са
1,1,1,2,2-Пентафтордихлорпропан Может применяться в составе различных композиций в качестве растворителя, альтернативного 1,1,2-трифтортрихлорэтану, хладагента, вспенивающего агента при производстве пористых пластиков, а также ингаляционного наркотика для животных 0,025
Хладон
234 fb
1,1,1,3-Тетрафтор-3,3-дихлорпропан Может применяться в качестве ингаляционного наркотика 0,1-0,28
Хладон
253 fa
1,1,1-Трифтор-3-хлорпропан Может применяться в качестве сырья для фторорганического синтеза, хладагента, растворителя 0,003-0,03
Хладон
216 ba
1,1,1,2,3,3-Гексафтордихлорпропан Растворитель
Хладон
216 В2
1,1,1,2,3,3-Гексафтордибромпропан Сырье для органического синтеза, огнегасящая жидкость
Хладон
217 I1a
1-Иодгептафторпропан Рабочее тело в оптических квантовых генераторах; сырье для фторорганическогосинтеза
Хладон
217 I1
2-Иодгептафторпропан Рабочее тело в оптических квантовых генераторах; сырье для фторорганического синтеза, огнегасящее средство в пожаротушении 40

Так, почти все перечисленные хладоны обладают чрезвычайно низким озоноразрушающим потенциалом или же не имеют его вовсе. Таким образом, большая их часть разрешена к производству.

Хладоны бутанового ряда

Хладонов бутанового ряда не так много и, надо сказать, что они не сильно распространены. Области применения их в целом те же. Они применяются в качестве компонента смесевых хладагентов, пропеллентов, порообразователей, пламягасителей. В таблице ниже представлена информация об их областях применения.

Свойства и области применения хладонов бутанового ряда

Название Химическое
название
Применение Озоно-
разруша-
ющий потенциал
Хладон
3110
Декафторбутан Хладагент, пропеллент, пламягаситель, диэлектрик 0
Хладон
C 318
Октафторциклобутан 0
Хладон
329 mmc
227 еа
1,1,1,2,2,3,3,4,4-Нонафторбутан Компонент смесевых теплоносителей, растворитель при полимеризации 0
Хладон
338 pcc
1,1,2,2,3,3,4,4-Октафторбутан 0
Хладон
356 mff
1,1,1,4,4,4-Гексафторбутан Может применяться в качестве компонента смесевых хладагентов и теплоносителей 0
Хладон
356 mff
1,1,1,4,4,4-Гексафторбутан Может применяться в качестве смесевых хладагентов, теплоносителей, пропеллента, порообразователя 0
Хладон
365 mfc
1,1,1,3,3-Пентафторбутан 0
Хладон
318 B2
1,1,2,2,3,3,4,4-Октафтордибромбутан Огнегасящая жидкость 0

Таким образом, у этих хладонов озоноразрушающий потенциал вовсе отсутствует, и они разрешены к производству во всем мире.

C текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка хладонов можно познакомиться в отчете Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков «Рынок хладонов в России».