Главная страница
qrcode

1,1,1,2,2-пентафторэтан Плетнев. Курсовая работа по дисциплине Профессиональные компетенции в научно-исследовательской деятельности (наименование дисциплины)


Скачать 114.36 Kb.
НазваниеКурсовая работа по дисциплине Профессиональные компетенции в научно-исследовательской деятельности (наименование дисциплины)
Дата07.10.2019
Размер114.36 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файла1,1,1,2,2-пентафторэтан Плетнев.docx
ТипКурсовая
#65558
Каталог






Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«МИРЭА – Российский технологический университет»

РТУ МИРЭА


Институт тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова


(наименование Института)


Кафедра химии и технологии основного органического синтеза


(наименование кафедры)

КУРСОВАЯ РАБОТА
по дисциплине
Профессиональные компетенции в научно-исследовательской деятельности
(наименование дисциплины)

Тема курсовой работы:


Студент группы:
ХЕБО-16-16, Плетнев Денис Борисович






учебная группа, фамилия, имя, отчество студента


подпись студента


Руководитель курсовой работы
профессор Челюскина Татьяна Владимировна






должность, фамилия, имя, отчество


подпись руководителя


Рецензент (при наличии)






должность, звание, ученая степень подпись рецензента

Работа представлена к защите
«


»


2018г.
Допущен к защите
«


»


2018г.










Хладоны были востребованы при развитии охлаждающей техники (кондиционеры, холодильники, морозильные камеры). Уже в 1929 году компанией General Electric был впервые изобретен комнатный кондиционер, хладагентом или рабочим веществом которого был аммиак. Аммиак – токсичный газ и представляет серьезную угрозу для здоровья человека. Именно необходимость замены аммиака на что-то более безвредное и послужило началом создания хладонов. В 1928 году американскому химику корпорации ― Дженерал Моторс (―General Motors Research) Томасу Мидглей младшему (Thomas Midgley, Jr. 1889 — 1944 гг.) удалось выделить и синтезировать в своей лаборатории химическое соединение, получившее впоследствии название «Фреон». Через некоторое время ― Химическая Кинетическая Компания (―Kinetic Chemical Company), которая занималась промышленным производством нового газа — Фреон-12, ввела обозначение хладагента буквой R (Refrigerant — охладитель, хладагент). Такое наименование получило широкое распространение и со временем полное название хладагентов стало записываться в составном варианте — торговая марка производителя и общепринятое обозначение хладагента. Существует так же торговая марка с таким же названием, как и у химического соединения — FREON® (Фреон). Это совпадение в названии до сих пор вызывает путаницу и споры — можно ли словом фреон называть произвольные хладагенты. Со временем учеными разработано несколько десятков фреонов, хотя на практике, в основном, использовался фреон R-22 (дифторхлорметан, СF
В марте 1985 года была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, а в сентябре 1987 года — Монреальский протокол. После его подписания были запрещены производство и потребление озоноопасных фреонов R-12, R-13, R-22 и других, используемых в большинстве холодильного оборудования как промышленного, так и бытового назначения. Для измерения «вредности» фреонов для озонового слоя была введена шкала, в которой за единицу был принят озоноразрушающий потенциал фреона R-13, на котором работает большинство старых бытовых холодильников. По такой шкале потенциал наиболее широко применяемого фреона R-22 равен 0,05, но даже столь малого значения «вредности» достаточно, чтобы данное вещество было запрещено Монреальским протоколом для производства и использования. Для замены упомянутых выше хладонов были разработаны и используются озонобезопасные хладоны. В таблице 1 приведены основные озонобезопасные хладоны, которые на сегодняшний день выпускаются мировой промышленностью, и сферы их применения.

Таблица 1 — Основные озонобезопасные фреоны и области их применения
Название

Химическое название
Формула
Основное применение
R-14
тетрафторметан
CFХладагент в технике низких температур, реагент для травления в микроэлектронике, системы пожаротушения
R-23
трифторметан
CFХладагент высокого давления для получения температуры до -100°С, сырье для органического синтеза, реагент для травления в микроэлектронике
R-32
дифторметан
CFКомпонент смесевых хладагентов
R-116
гексафторэтан
CFХладагент, диэлектрик, реагент для плазмохимического травления
R-125
пентафторэтан
CFХладагент, системы пожаротушения
R-134
1,1,2,2- тетрафторэтан
CFМожет использоваться как хладагент, пропеллент и вспениватель
R-134a
1,1,1,2- тетрафторэтан
CFХладагент, пропеллент и вспениватель
R-143a
1,1,1- трифторэтан
CFХладагент, сырье для фторорганического синтеза
Наибольшее распространение из них получили хладоны метанового (R-14, R-23, R-32) и этанового (R-125, R-134a) рядов. Использование фреонов пропанового и бутанового рядов носит специфический характер и их применение достаточно редко. В России производится только хладон R-125 (ОАО «ГалоПолимерПермь», г. Пермь) и предпринимаются шаги по созданию технологии получения хладона R-134a.


Хладагент 1,1,1,2,2-пентафторэтан R-125 – бесцветный негорючий газ со слабым запахом

Таблица 2 — Физические свойства

Наименование, единица измерения
Молекулярная масса, а.е.м.
120
Температура кипения при 0,1 МПа, °С
-48,5
Температура плавления, °С
-102,8
Критическая температура, °С
67,7
Критическое давление, МПа
3,39
Критическая плотность, кг/м3
529
Удельная теплоемкость жидкости, кДж/(кг∙К)
1,26
Теплота парообразования при 20°С, кДж/кг
164,7
Плотность жидкой фазы и 20°С, кг/л
1,25
Парциальное давление паров при 20°С, МПа
1,37

Галогенирование.
При УФ-облучении реагирует с хлором и бромом с замещением водорода на галоген:

CF
    Взаимодействие с сульфурилфторидами.
    При невысокой температуре реагирует с пиросульфурилфторидом, образуя фторангидрид пентафторэтилового эфира серной кислоты и фторсульфоновую кислоту:

    CF
      Пиролиз.
      В ударной трубке при температуре от 910 до 1200°С разлагается с образованием тетрафторэтилена:

      CF


      Промышленное производство

      В промышленности получают газофазным каталитическим (в присутствии
      Процесс получения состоит из следующих основных стадий
      синтез пентафторэтана:
      CF
        конденсация газа синтеза и расслаивание сырца;
      1. отделение сырца от высококипящих примесей и фтороводорода;
      2. отмывка, нейтрализация и осушка сырца;
      3. компримирование и конденсация газа синтеза;
      4. выделение сырца ректификацией;
      5. экстрактивная ректификация сырца;
      6. выделение товарного пентафторэтана ректификацией.
        Описание технологической схемы

        1,1,1,2-Тетрафторхлоэтан и фтороводород подают в реактор фторирования. Процесс проводят при температуре от 350 до 400°С и давлении от 0,2 до 0,25 МПа. Газ синтеза поступает в конденсатор, жидкая фаза стекает в расслаиватель. Фтороводород из верхнего слоя подвергают отдувке от органических продуктов и возвращают в рецикл. Из органического слоя удаляют фторо- и хлороводород водной отмывкой. После нейтрализации от кислотности в скруббере, орошаемом 10%-м раствором едкого натра, и осушки в колонне с твердым адсорбентом органические продукты компримируют, конденсируют и затем освобождают от инертов в отдувочной колонне. Сырец выделяют экстрактивной ректификацией и окончательно очищают от примесей.

        Другие методы синтеза
        Электрохимическое фторирование различных алканов и алкенов:

        CH
        CF
        CFH
          Каталитическое гидрофторирование галогенэтанов:
          CF
            Каталитическое гидрофторирование галогенэтиленов:
            Пентафторэтан образуется действием фторида сурьмы (V) на трифторэтилен при 50°С:

            CF
              Каталитическое гидрирование галогенэтанов:
              C
                Сопиролиз пентафториодэтана и этана:
                CF
                  Пиролиз кислородсодержащих фторорганических соединений:
                1. Пиролиз пентафторпропионата калия в этиленгликоле при температуре от 170 до 190°С:
                  CF
                  Таблица 3 —Технические требования к готовому продукту



Сорт I
Сорт II
Массовая доля пентафторэтана, %, не менее
99,9
99,5
Суммарная массовая доля примесей хладонов, %
0,084
0,44
Массовая доля воды, %, не более
0,001
0,001



Заливают в стальные баллоны, рассчитанные на рабочее давление 9,8 МПа, и в контейнеры, рассчитанные на рабочее давление 2,5 МПа. Коэффициент заполнения 0,9 кг продукта на 1 дм3 вместимости сосуда.

Перевозят любым видом транспорта. Хранят в складских помещениях, под навесом или на открытом воздухе под брезентом, исключая попадание прямых солнечных лучей.


Пентафторэтан (хладон 125, R-125) предназначен для использования в качестве пожаротушащего вещества в азеотропных смесях. Хладон 125 — это газовый огнетушащий состав, являющийся химическим ингибитором горения. Хладон 125 не оказывает влияние на озоновый слой и является экологически безопасным. Использование хладона 125 не вредит электротехническому оборудованию и материальным ценностям. Хладон 125 рекомендуется применять в чистом виде. Более того, хладон 125 обладает максимальной термической стабильностью по сравнению с другими хладонами, а температура терморазложения его молекул составляет более 900°С. Высокая термическая стабильность хладона 125 позволяет применять его для тушения тлеющих материалов, т.к. при температуре тления (обычно 450°С) терморазложение данного вещества не происходит.

Пентафторэтан применяют в качестве хладагента как индивидуально, так и в составе смесей, например, с дифторметаном (R32/125), с дифторметаном и 1,1,1,2-тетрафторэтаном (R407C) и с др.

Хладон 125 — это самый безвредный и безопасный из всех предлагаемых промышленностью хладонов. Производство данного хладона обеспечивает высокие термодинамические показатели, он легко дозаправляется в случае утечки.

Петров, Р. В. Интенсификация процессов синтеза пентафторэтана в аппаратах с неподвижным слоем Cr-Al катализатора и его регенерации : дис. ... канд. техн. наук : 05.17.08 / Роман Владимирович Петров ; [Место защиты: Нац. исслед. Том. политехн. ун-т] – Новосибирск, 2014 – 137 с.
  • Промышленные фторорганические продукты : Справочник / Б. Н. Максимов и др. – Л. : Химия : Ленингр. отд-ние, 1990. – 462 с.
  • Мухортов, Д. А. Разработка технологии пентафторэтана газофазным фторированием 1,1,1,2-тетрафторэтана элементным фтором : автореф. дис. … канд. техн. наук : 05.17.04 / Д. А. Мухортов ; Росс. науч. центр «Прикладная химия» – СПб., 1997. – 24 с.

  • перейти в каталог файлов


    связь с админом