28.3.2 Производство винилхлорида

Винилхлорнд производится для дальнейшей полимеризации его в поливинилхлорид, занимающий по объему его промышленного производ­ства второе место после полиэтилена. Ежегодное производство поливинилхлорида в США составляет более 4 млн.тонн.

Промышленное получение винилхлорида было начато в 1938 году на основе присоединения хлористого водорода к ацетилену.

Эта реакция катализируется солями ртути, идет в одну стадию в до­статочно мягких условиях, а выход хлористого винила достигает 90%. Главным недостатком этого процесса является использование дорого­стоящего ацетилена и токсичных солей ртути, отравляющих окружа­ющую среду. Более дешевым сырьем для получения хлорвинила является доступный в настоящее время этилен. Поэтому сейчас для произ­водства хлористого винила используют процесс, называемый оксихло-рирование этилена. Он состоит в реакции этилена с хлористым водо­родом в присутствии кислорода в качестве окислителя, приводящей к 1,2-дихлорэтану.

Выход дихлорэтана составляет 90-95% от теоретического. Дихлорэтан превращается в хлористый винил в результате пиролиза при 500°С, и образующийся НСl рециклизуют в процессе оксихлорирования этилена.

Превращение дихлорэтана в хлористый винил осуществляется по цепно­му радикальному механизму:

Для того, чтобы избежать дальнейших превращений винилхлорида, пи­ролиз 1,2-дихлорэтана прерывают на глубине превращения 50-60% с рециклизацией дихлорэтана для последующего акта пиролиза. Это дает возможность достичь 99%-ного выхода винилхлорида. Превращение эти­лена в хлористый винил осуществляется в две, а реально в три ста­дии, что экономически невыгодно. Сейчас технология оксихлорирования этилена изменяется таким образом, чтобы получение дихлорэтана и его пиролиз выполнялись в одном реакторе при 450^оС, что удеше­вило бы весь процесс производства хлористого винила. На получение хлористого винила расходуется от 15% до 20% из 50 млн. тонн ежегод­но производимого этилена.

Хлористый винил используется в качестве мономера для получения поливинилхлорида и сополимеров хлористого винила с другими мономерами - винилацетатом СН₃С(О)ОСН=СН₂ и винилиденхлоридом СН₂=CCl₂.

Поливинилхлорид образуется при радикальной полимеризации винилхлорида.

Поливинилхлорид - твердый, прочный, термопластичный материал с молярной массой от 300 тысяч до 1,5 млн. Этот твердый и жесткий полимерный материал можно сделать мягким и гибким с помощью различного рода пластификаторов - дибутилфталата, диоктилфталата или трикрезилфосфата, наибольшее значение среди пластификаторов приоб­рел диоктилфталат. Из пластифицированного поливинилхлорида изго­товляют гибкие листы для покрытия полов и отделки стен, пленоч­ные материалы, электрические кабели и изоляцию проводов, искусс­твенную кожу, игрушки, спортивные товары, скатерти, занавески и т.д. Из жесткого, непластифицированного поливинилхлорида изготовляют нержавеющие вентиляционные трубы, трубопроводы, насосы и другие изделия. Из поливинилхлорида можно получать и волокна. Его применяют для производства технических тканей, рыболовных сетей и медицинского белья. По объему производства среди других полимерных материалов поливинилхлорид уступает только полиэтилену.

Наиболее важным сополимером винилхлорида является его сополимер с винилацетатом, который применяется главным образом для производ­ства граммофонных пластинок и покрытий для полов. Сополимер винил­хлорида с винилиденхлоридом известен под названием саран.

Саран нашел применение в качестве упаковочного материала для пищевых продуктов.