Анализ основных реакций и способы получения эпихлоргидрина

Эпихлоргидрин применяется в виде бесцветной прозрачной жидкости с наличием резкого неприятного запаха. Относится к группе химически высокореакционных соединений. Также для вещества характерна повышенная горючесть и ускоренная воспламеняемость. Пары жидкого эпихлоргидрина, смешиваясь с воздухом, опасны угрозой возникновения взрыва.

Эпихлоргидрин не смешивается с водой, но прекрасно взаимодействует с растворителями, такими как бензол, ацетон, спирт, толуол.

В уравнениях с участием эпихлоргидрина данное вещество обозначается с помощью химической формулы: С3Н5СlО

Назначение и применение вещества

Использование эпихлоргидрина характерно для следующих направлений:

•    Производство глицерина синтетического типа;
•    В сфере промышленной химии, где с помощью вещества получают эпоксидные смолы, стабилизаторы;
•    Изготовление резинотехнических изделий;
•    Служит сырьем для красителей и ПАВ.

Промышленные способы получения

Для получения эпихлоргидрина допустимо задействование пропилена и глицерина. На сегодняшний день существует два основных метода производства эпихлоргидрина.

Процесс получения эпихлоргидрина из глицерина

Все производство проводится в два этапа:

•    Синтезирование дихлоргидрина глицерина посредством гидрохлорирования глицерина;
•    Синтез эпихлоргидрина с применением щелочного дегидрохлорирования дихлоргидрина глицерина.

В течение гидрохлорирования глицерина происходит образование изомеров монохлоргидрина, где изомер-1 подвержен воздействию гидрохлорирования в дальнейшем, где конечным продуктом являются дихлоргидрины, а изомер-2 не принимает участия последующих соединениях и представляет собой отход производства.

Получение эпихлоргидрина с использованием пропилена

Существует и второй способ получения С3Н5СlО в промышленности. Это метод, основанный в 1938 г. на использовании в качестве базового сырья пропилена. Такой способ называется хлорным и применялся до начала двухтысячных годов. По причине ускоренного развития производств биологических дизелей, в которых глицерин выступает в качестве побочного продукта, в пределах рынка химической промышленности стал наблюдаться чрезмерный избыток глицерина.

Хлорная методика получения вещества сохраняет свою актуальность исключительно в области синтезирования эпихлоргидрина. В этом случае на первоначальном этапе пропилен подвергается хлорированию при прохождении реакции в температурных условиях в 350 - 500° С:

CН2 = СH-CН3 + СL → CН2 = СН-CН2 + HС1

Осуществление хлоргидринного метода содержит ряд недостатков, к которым относятся:

•    Низкий коэффициент использованного хлора;
•    В результате образуется излишнее количество сточных загрязнений (от 40 до 60 м3/т), работы по удалению и очистке которых достаточно трудны и дороги.

Введение новых норм и ужесточенных требований в экологии указывают на необходимость разработки и внедрения оптимальных технологий производства химических веществ.

Эпихлоргидрин входит в список группы веществ 2 класса опасности, что указывает на обязательные соблюдения правил безопасности труда, проветривание рабочих помещений, использование одежды специального назначения и дополнительных защитных атрибутов при работе с веществом.

Анализ основных реакций

•    Эпихлоргидрин легко взаимодействует с НС1 в условиях комнатной температуры. В результате протекающей реакции происходит образование 1, 3 - дихлоргидрина глицерина:

С1СН2CH (ОН) СH2С1

•    В составе концентрированного раствора СаС12 реакция с эпихлоргидрином происходит количественно, что служит основой для методики определения эпоксидной группы.

•    При условии взаимодействия щелочей (малые дозы) и эпихлоргидрина обеспечено соединение с подвижными атомами Н с дальнейшим образованием хлоргидринов:

RСН2СН (OH) СН2С1

•    Реакция эпихлоргидрина, протекающая с NН3 или аминами:

RNНСН2СН (ОН) СН2С1, где R = Н, являющийся органическим остатком по итогам реакции

•    Воздействие С3Н5СlО на добавление неорганических кислот в разбавленном состоянии, где:

СН2 (ОН) СН (ОН) СН2С1 – образованный конечный продукт

•    Воздействие эпихлоргидрина на спирты проявляется в конечном образовании эфиров:
С1СН2СН (ОН) СН2ОR

Также стоит отметить, что возможна реакция конденсации С3Н5СlО с бисфенолом (тип А), где происходит образование эпоксидных диановых смол.

В ходе новейших исследований проведены и изучены реакции эпихлоргидрина с этиловым эфиром замещенного N-арилглицина.

Перечень химических свойств

• •    Температурный режим для кипения, °С = 116, 11;
• •    Температурный режим плавления, °С = -57;
• •    Температура испарения при 20 °С, кДж/кг (ккал/кг) = 487, 4 (116, 4);
• •    Величина удельной теплоемкости (при 20 °С, кДж/кг) = 1, 528 (0, 365);

Взаимодействие эпихлоргидрина и воды обеспечивает образование азеотропной смеси с процентным составом: эпихлоргидрин – 75%, вода – 25%, при условии сохранения температуры в 88°С.

Основные поставщики продукции

Производство эпихлоргидрина развито как в России, так и за рубежом. Основные импортные заводы – изготовители находятся в Польше, Чехии, КНР. На территории России в реализации находится и импортная продукцию, и отечественные марки.

Основной тарой для правильной фасовки вещества служат металлические бочки, объем которых может отличаться в каждом отдельном случае. Как правило, для оптовых и розничных поставок применима тара с вместительностью от 50 до 230 кг.

Цены на эпихлоргидрин зависят не только от производителя и марки продукции, но и от величины закупаемой партии. Так, например стоимость за 1 кг товара от российского производителя составит порядка 130 рублей, в то время как продукции от польских изготовителей оценивается в 145 000 за тонну, а китайских аналогов в 90 000 за тонну.