Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Хлордифторметан
Хлордифторметан-2D-скелет.png
Хлордифторметан-3D-vdW.png
Имена
Предпочтительное название IUPAC
Хлор (дифтор) метан
Другие имена
Хлордифторметан
Дифтормонохлорметан
Монохлордифторметан
ГХФУ-22
R-22
Генетрон 22
Фреон 22
Арктон 4
Арктон 22
ООН 1018
Дифторхлорметан
Фторуглерод-22
Хладагент 22
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.000.793 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 200-871-9
КЕГГ
Номер RTECS
  • PA6390000
UNII
  • InChI = 1S / CHClF2 / c2-1 (3) 4 / h1H проверитьY
    Ключ: VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / CHClF2 / c2-1 (3) 4 / h1H
    Ключ: VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYAQ
  • ClC (F) F
Характеристики
CHClF 2
Молярная масса86,47  г / моль
ВнешностьБесцветный газ
ЗапахСладковатый [1]
Плотность3,66  кг / м 3 при 15  ° C, газ
Температура плавления -175,42 ° С (-283,76 ° F, 97,73 К)
Точка кипения -40,7 ° С (-41,3 ° F, 232,5 К)
0,7799  об. / Об. При 25  ° C; 3,628  г / л
журнал P1.08
Давление газа908  кПа в 20  ° C
0,033  моль⋅кг −1 ⋅бар −1
−38,6 · 10 −6 см 3 / моль
Структура
Тетраэдр
Опасности
Основные опасностиОпасно для окружающей среды ( N ), депрессант центральной нервной системы, Carc. Кот. 3
Пиктограммы GHSGHS04: Сжатый газ
Сигнальное слово GHSПредупреждение
H280 , H420
P202 , P262 , P271 , P403
NFPA 704 (огненный алмаз)
1
0
1
точка возгораниянегорючий [1]
самовоспламенения температуру
 632 ° С (1170 ° F, 905 К)
NIOSH (пределы воздействия на здоровье в США):
PEL (Допустимо)
Нет [1]
REL (рекомендуется)
TWA 1000  частей на миллион (3500  мг / м 3 ) ST 1250  частей на миллион (4375  мг / м 3 ) [1]
IDLH (Непосредственная опасность)
ND [1]
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

Хлордифторметан или дифтормонохлорметан представляет собой гидрохлорфторуглерод (HCFC). Этот бесцветный газ более известен как HCFC-22 , R-22 или CHClF.
2. Он обычно используется в качестве топлива и хладагента . Эти применения постепенно прекращаются в развитых странах из-за озоноразрушающей способности соединения (ODP) и высокого потенциала глобального потепления (GWP), хотя глобальное использование R-22 продолжает расти из-за высокого спроса в развивающихся странах . [2] R-22 представляет собой универсальное промежуточное соединение в промышленной химии фторорганических соединений , например, в качестве предшественника тетрафторэтилена .

Производство и текущие приложения [ править ]

Мировое производство R-22 в 2008 году составляло около 800  Гг в год по сравнению с примерно 450  Гг в год в 1998 году, при этом большая часть производства была произведена в развивающихся странах. [2] Использование R-22 увеличивается в развивающихся странах, в основном для систем кондиционирования воздуха. Продажи кондиционеров ежегодно растут на 20% в Индии и Китае.

R-22 получают из хлороформа :

HCCl 3 + 2 HF → HCF 2 Cl + 2 HCl

Важное применение R-22 - это предшественник тетрафторэтилена . Это превращение включает пиролиз с образованием дифторкарбена , который димеризуется: [3]

2 CHClF 2 → C 2 F 4 + 2 HCl

Соединение также дает дифторкарбен при обработке сильным основанием и используется в лаборатории в качестве источника этого реакционноспособного промежуточного продукта.

Пиролиз R-22 в присутствии хлорфторметана дает гексафторбензол .

Воздействие на окружающую среду [ править ]

Рост содержания R-22 (CFC-22) в атмосфере Земли с 1992 г. [4]

Р-22 часто используются в качестве альтернативы высоко озоноразрушающего ХФУ-11 и ХФ-12 , из - за его относительно низки истощения озона потенциала 0,055, [5] из самых низких для хлора отработанных галогеналканов . Однако даже этот более низкий потенциал разрушения озонового слоя больше не считается приемлемым.

В качестве дополнительной проблемы для окружающей среды стоит отметить, что R-22 является мощным парниковым газом с GWP, равным 1810 (что в 1810 раз сильнее углекислого газа ). Гидрофторуглероды (ГФУ) часто заменяют R-22 из-за их более низкого озоноразрушающего потенциала, но эти хладагенты часто имеют более высокий ПГП. Например, R-410A часто заменяют, но его GWP составляет 1725. Другой заменитель - R-404A с GWP 3900. Доступны другие замещающие хладагенты с низким GWP. Аммиак (R-717), популярный в первые годы использования холодильного оборудования, имеет GWP <1 и остается популярным заменителем на рыболовных судах. Токсичность и воспламеняемость аммиака ограничивают его безопасное применение.

Пропан (R-290) является другим примером и имеет GWP 3. Пропан был де-факто хладагентом в системах меньшего размера, чем промышленные масштабы, до появления CFC. Репутация пропановых холодильников как источника возгорания сохраняла доставляемый лед и ледяной ящик подавляющим выбором потребителей, несмотря на его неудобства и более высокую стоимость, до тех пор, пока безопасные системы CFC не преодолели негативное восприятие холодильников. Запрещенное использование в качестве хладагента в США в течение десятилетий, пропан теперь разрешен для использования в ограниченной массе, подходящей для небольших холодильников. Запрещается использовать в кондиционерах или холодильниках большего размера из-за его воспламеняемости и возможности взрыва.

Поэтапный отказ в Европейском Союзе [ править ]

С 1 января 2010 года запрещено использовать вновь произведенные ГХФУ для обслуживания холодильного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха - можно использовать только регенерированные и переработанные ГХФУ. На практике это означает, что перед обслуживанием необходимо удалить газ из оборудования и после этого заменить его, а не заправлять новым газом.

С 1 января 2015 года запрещено использовать любые ГХФУ для обслуживания холодильного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха; сломанное оборудование, в котором использовались хладагенты ГХФУ, необходимо заменить оборудованием, в котором они не используются. [6]

Поэтапный отказ в США [ править ]

R-22 в основном был выведен из употребления в новом оборудовании в Соединенных Штатах в соответствии с Монреальским протоколом и был заменен другими хладагентами с более низким потенциалом разрушения озонового слоя, такими как пропан (R-290), пентафторэтан , R-134a (1,1 , 1,2-тетрафторэтан) и смешанные смеси ГФУ, такие как R-409A , R-410A , R-438A и R-507A . [7] [8] См. Хладагент для получения информации о конкретных компонентах смесей R-400 и R-500 с ГФУ, используемых для замены R-22.

  • Начиная с 1 января 2004 г .: Монреальский протокол требует от США сократить потребление ГХФУ на 35% ниже базового предела США. С 1 января 2003 года Агентство по охране окружающей среды США запретило производство и импорт ГХФУ-141b, самого разрушающего озоновый слой ГХФУ. Это действие позволило США выполнить свои обязательства по Монреальскому протоколу. EPA был в состоянии выдать 100% компании базовых квот на производство и импорт ГХФУ-22 и ГХФУ-142b.
  • Начиная с 1 января 2010 г .: Монреальский протокол требует от США сократить потребление ГХФУ на 75% ниже базового уровня США. Держатели квот могут производить или импортировать ГХФУ-22 только для обслуживания существующего оборудования. Virgin R-22 не может использоваться в новом оборудовании. В результате производители систем отопления, вентиляции и кондиционирования (HVAC) не могут производить новые кондиционеры и тепловые насосы, содержащие R-22.
  • Начиная с 1 января 2015 г .: Монреальский протокол требует от США сократить потребление ГХФУ на 90% ниже базового уровня США.
  • С 1 января 2020 г .: Монреальский протокол требует от США сократить потребление ГХФУ на 99,5% ниже базового уровня США. Хладагент, который был регенерирован и переработан / регенерирован, будет разрешен после 2020 года для обслуживания существующих систем, но производители химической продукции больше не смогут производить R-22 для обслуживания существующих кондиционеров и тепловых насосов.

R-22, модификация с использованием заменителей хладагентов [ править ]

См. Также: Хладагент § Известные смеси

R-407A предназначен для использования в низкотемпературных и среднетемпературных холодильных установках. Использует полиэфирное масло (POE).

R-407C предназначен для использования в системах кондиционирования воздуха. Использует минимум 20 процентов масла POE.

R-407F предназначен для использования в средне- и низкотемпературных холодильных установках (супермаркеты, холодильные камеры и технологическое охлаждение); Только конструкция системы прямого расширения. Использует масло POE.

R-407H предназначен для использования в средне- и низкотемпературных холодильных установках (супермаркеты, холодильные камеры и технологическое охлаждение); Только конструкция системы прямого расширения. Использует масло POE.

R-421A предназначен для использования в «сплит-системах кондиционирования воздуха, тепловых насосах, пакетных системах супермаркетов, холодильных машинах для молочных продуктов, складских помещениях, хлебопекарных предприятиях, рефрижераторных транспортных средствах, автономных витринах и холодильных камерах». Использует минеральное масло (MO), алкилбензол (AB) и POE.

R-422B предназначен для использования в условиях низких, средних и высоких температур. Не рекомендуется использовать в затопленных приложениях.

R-422C предназначен для использования при средних и низких температурах. Силовой элемент TXV необходимо будет заменить на элемент 404A / 507A, а также, возможно, потребуется заменить критические уплотнения (эластомеры).

R-422D предназначен для использования в низкотемпературных условиях и совместим с минеральными маслами.

R-424A предназначен для использования в системах кондиционирования воздуха, а также в среднетемпературных диапазонах температур охлаждения от 20 до 50˚F. Работает с маслами MO, алкилбензолами (AB) и POE.

R-427A предназначен для использования в системах кондиционирования воздуха и охлаждения. Удаление всего минерального масла не требуется. Работает с маслами MO, AB и POE.

R-434A предназначен для использования в чиллерах с водяным охлаждением и технологических чиллерах для кондиционирования воздуха, а также в средне- и низкотемпературных установках. Работает с маслами MO, AB и POE.

R-438A (MO-99) предназначен для использования в условиях низких, средних и высоких температур. Совместима со всеми смазочными материалами.[9]

R-458A предназначен для использования в системах кондиционирования воздуха и охлаждения без потери мощности или эффективности. Работает с маслами MO, AB и POE. [10]

R-32 или HFC-32 ( дифторметан ) предназначен для использования в системах кондиционирования воздуха и охлаждения. он имеет нулевой озоноразрушающий потенциал (ODP) [2] и индекс потенциала глобального потепления (GWP) в 675 раз больше, чем у диоксида углерода.

Физические свойства [ править ]

СвойствоЦенить
Плотность (ρ) при −69 ° C (жидкость)1,49  г⋅см −3
Плотность (ρ) при −41 ° C (жидкость)1,413  г⋅см −3
Плотность (ρ) при −41 ° C (газ)4,706 кг⋅м −3
Плотность (ρ) при 15 ° C (газ)3,66 кг⋅м −3
Удельный вес при 21 ° C (газ)3,08 ( воздух 1)
Удельный объем (ν) при 21 ° C (газ)0,275  м 3 кг −1
Плотность (ρ) при 15 ° C (газ)3,66 кг⋅м −3
Температура тройной точки (T t )-157,39 ° С (115,76  К)
Критическая температура (T c )96,2 ° С (369,3  К)
Критическое давление (p c )4,936  МПа (49,36  бар)
Давление паров при 21,1 ° C (p c )0,9384  МПа (9,384  бар) [11]
Критическая плотность (ρ c )6,1 моль⋅л -1
Скрытая теплота парообразования (l v ) при температуре кипения (−40,7 ° C)233,95  кДж⋅кг −1
Теплоемкость при постоянном давлении (C p ) при 30 ° C (86 ° F)0,057  кДж · моль −1 K −1
Теплоемкость при постоянном объеме (C v ) при 30 ° C (86 ° F)0,048  кДж⋅моль −1 K −1
Коэффициент теплоемкости (γ) при 30 ° C (86 ° F)1,178253
Коэффициент сжимаемости (Z) при 15 ° C0,9831
Ацентрический фактор (ω)0,22082
Молекулярный дипольный момент1,458  D
Вязкость (η) при 0 ° C12,56  мкПа⋅с (0,1256  сП)
Озоноразрушающая способность (ODP)0,055 ( CCl 3 F равно 1)
Потенциал глобального потепления (ПГП)1810 г. ( CO 2 = 1)

Он имеет два аллотропа : кристаллический II ниже 59  К и кристаллический I выше 59  К и ниже 115,73  К.

На следующей диаграмме представлены характеристики R22 «давление-энтальпия» с использованием базы данных Refprop 9.0 и справочного материала Международного института холода.

История цен и наличие [ править ]

Анализ EPA показал, что объем имеющихся запасов составляет от 22 700 т до 45 400 т. [12] [13] [ когда? ]

Год2010 г.2011 г.2012 г.20132014 г.2015–20192020 г.
Р-22 Девственница (т)49 90045 40025 10025 60020 200TBD0
Окупаемость Р-22 (т)---2 9502 950--
R-22 Всего (т)49 90045 40025 10028 60023 100--

Будет определено позднее [14]

В 2012 году EPA сократило количество R-22 на 45%, в результате чего цена выросла более чем на 300%. На 2013 год EPA сократило количество R-22 на 29%. [15]

История цен на хладагенты

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e Карманный справочник NIOSH по химической опасности. «# 0124» . Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ a b Розенталь, Элизабет; Лерен, Эндрю В. (20 июня 2012 г.). «Облегчение в каждом окне, но и глобальное беспокойство» . Нью-Йорк Таймс . Архивировано 21 июня 2012 года . Проверено 21 июня 2012 года .
  3. ^ Гюнтер Siegemund, Вернер Schwertfeger, Эндрю Feiring, Брюс Сарт, Фред Behr, Herward Vogel, Blaine МакКузик (2002). «Соединения фтора, органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a11_349 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  4. ^ «ГХФУ-22 (хлордифторметан)» . Исследовательские лаборатории системы Земли NOAA / Отдел глобального мониторинга . Проверено 12 февраля 2021 .
  5. ^ Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. ЮНЕП, 2000. ISBN 92-807-1888-6. 
  6. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 10 марта 2016 года . Проверено 8 сентября 2015 . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )
  7. ^ EPA, OAR, OAP, SPD, США. «Поэтапный отказ от озоноразрушающих веществ - Агентство по охране окружающей среды США» . Агентство по охране окружающей среды США . Архивировано 17 января 2016 года . Проверено 23 апреля 2018 года .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ «Заменяемый хладагент R22: хладагент ISCEON MO99» . www2.dupont.com . Архивировано 16 мая 2015 года . Проверено 23 апреля 2018 года .
  9. ^ Модернизация хладагентов. Архивировано 24 июня 2013 г. в Archive.today.
  10. ^ https://www.federalregister.gov/documents/2017/07/21/2017-15379/protection-of-stratospifer-ozone-determination-33-for-significant-new-alternatives-policy-program
  11. ^ «Frogen® R-22 - Frogen UK: Специалисты по хладагентам и охлаждению» . frogen.co.uk . Архивировано 25 января 2017 года . Проверено 23 апреля 2018 года .
  12. ^ «Защита стратосферного озона: поправки к системе разрешений для контроля производства, импорта и экспорта ГХФУ» . Federalregister.gov . 3 апреля 2013 года. Архивировано 4 марта 2016 года . Проверено 23 апреля 2018 года .
  13. ^ «Защита стратосферного озона: поправки к системе разрешений для контроля производства, импорта и экспорта ГХФУ» . Federalregister.gov . 3 апреля 2013 года. Архивировано 4 марта 2016 года . Проверено 23 апреля 2018 года .
  14. ^ Окончательное правило распределения Virgin R-22 (3 апреля 2013 г.) [ постоянная мертвая ссылка ]
  15. ↑ Speciality Cooling and Heating (Блог) 22 января 2013 г. Архивировано 6 октября 2013 г., Wayback Machine

Внешние ссылки [ править ]

  • Паспорт безопасности материалов от DuPont
  • Международная карта химической безопасности 0049
  • Данные в интегрированной системе информации о рисках: IRIS 0657
  • CDC - Карманный справочник NIOSH по химической опасности - хлордифторметан
  • Данные по фазовому переходу на webbook.nist.gov
  • ИК-спектры поглощения
  • Резюме и оценки МАИР: Vol. 41 (1986) , Suppl. 7 (1987) , т. 71 (1999)