stringtranslate.com

хлордифторметан

Хлордифторметан или дифтормонохлорметан представляет собой гидрохлорфторуглерод (ГХФУ). Этот бесцветный газ более известен как HCFC-22 , или R-22 , или CHClF.
2. Он широко использовался в качестве топлива и хладагента . Эти применения были прекращены в соответствии с Монреальским протоколом в развитых странах в 2020 году из-за способности соединения разрушать озоновый слой (ODP) и высокого потенциала глобального потепления (GWP), а в развивающихся странах этот процесс будет завершен к 2030 году. R-22 представляет собой универсальный промежуточный продукт в промышленной химии фторорганических соединений , например, в качестве предшественника тетрафторэтилена .

Производство и текущие применения

Мировое производство R-22 в 2008 году составило около 800  Гг в год по сравнению с примерно 450  Гг в год в 1998 году, при этом большая часть производства приходится на развивающиеся страны. [2] Использование R-22 постепенно прекращается в развивающихся странах, где он в основном используется для кондиционирования воздуха . Продажи систем кондиционирования воздуха в Индии и Китае растут на 20% ежегодно.

R-22 получают из хлороформа :

HCCl 3 + 2 HF → HCF 2 Cl + 2 HCl

Важным применением R-22 является предшественник тетрафторэтилена . Это преобразование 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 соединения.

Пиролиз R-22 в присутствии хлорфторметана дает гексафторбензол .

Воздействие на окружающую среду

R-22 часто используется в качестве альтернативы сильно разрушающим озоновый слой CFC-11 и CFC-12 из-за его относительно низкого потенциала разрушения озона, равного 0,055, [ 4] среди самых низких среди хлорсодержащих галогеналканов . Однако даже этот более низкий потенциал разрушения озона больше не считается приемлемым.

Дополнительным экологическим фактором является то, что R-22 является мощным парниковым газом с ПГП, равным 1810 (что в 1810 раз мощнее, чем углекислый газ ). Гидрофторуглероды (ГФУ) часто заменяют R-22 из-за их более низкого потенциала разрушения озона, но эти хладагенты часто имеют более высокий ПГП. Например, R-410A часто заменяется, но его ПГП составляет 2088. Другим заменителем является R-404A с ПГП 3900. Доступны другие хладагенты-заменители с низким ПГП. Аммиак (R-717) с ПГП <1 остается популярным заменителем на рыболовных судах и в крупных промышленных предприятиях. Токсичность аммиака в высоких концентрациях ограничивает его применение в небольших холодильных установках.

Пропан (R-290) является еще одним примером, его ПГП равен 3. До появления ХФУ пропан был фактическим хладагентом в системах меньшего промышленного масштаба. Репутация пропановых холодильников как пожароопасных материалов позволяла доставлять лед и ящики для льда оставаться подавляющим выбором потребителей, несмотря на их неудобства и более высокую стоимость, пока безопасные системы CFC не преодолели негативное восприятие холодильников. Пропан, который на протяжении десятилетий был незаконным в США в качестве хладагента, теперь разрешен к использованию в ограниченных количествах, подходящих для небольших холодильников. Использование в кондиционерах и больших холодильниках запрещено из-за его воспламеняемости и возможности взрыва.

  • Содержание ГХФУ-22 измерено в ходе Расширенного глобального эксперимента по атмосферным газам (AGAGE) в нижних слоях атмосферы (тропосфере) на станциях по всему миру. Численность дана как среднемесячная мольная доля незагрязненных территорий в частях на триллион.
    Содержание ГХФУ-22 измерено в ходе Расширенного глобального эксперимента по атмосферным газам (AGAGE) в нижних слоях атмосферы ( тропосфере ) на станциях по всему миру. Численность дана как среднемесячная мольная доля незагрязненных территорий в частях на триллион .
  • Рост содержания R-22 (CFC-22) в атмосфере Земли с 1992 года.[5]
    Рост содержания R-22 (CFC-22) в атмосфере Земли с 1992 года. [5]

Поэтапный отказ в Европейском Союзе

Транспортный контейнер для газа в Японии.

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 газ необходимо удалить из оборудования перед обслуживанием и заменить после него, а не заправлять новым газом.

С 1 января 2015 года использование любых ГХФУ для обслуживания холодильного оборудования и оборудования для кондиционирования воздуха запрещено; сломанное оборудование, в котором использовались хладагенты ГХФУ, должно быть заменено оборудованием, в котором они не используются. [6]

Поэтапный отказ в США

R-22 в основном был исключен из нового оборудования в Соединенных Штатах в результате регулирующих действий Агентства по охране окружающей среды в рамках Программы значительных новых альтернатив (SNAP) в соответствии с правилами 20 и 21 программы [7] из-за его высокого потенциала глобального потепления. Программа EPA соответствовала Монреальским соглашениям, но международные соглашения должны быть ратифицированы Сенатом США, чтобы иметь юридическую силу. В решении Апелляционного суда США по округу Колумбия в 2017 году [8] было установлено, что Агентство по охране окружающей среды США не имеет полномочий регулировать использование R-22 в рамках SNAP. По сути, суд постановил, что уставные полномочия Агентства по охране окружающей среды [9] направлены на сокращение озона, а не на глобальное потепление. Впоследствии EPA выпустило руководство о том, что EPA больше не будет регулировать R-22. Постановление того же суда от 2018 года [10] постановило, что Агентство по охране окружающей среды не соблюдало требуемую процедуру, когда оно выпустило свои рекомендации в соответствии с постановлением 2017 года, что аннулировало руководство, но не предыдущее постановление, которое его требовало. Промышленность холодильного оборудования и кондиционирования воздуха уже прекратила производство нового оборудования с R-22. Практический эффект этих постановлений заключается в снижении стоимости импортного R-22 для обслуживания устаревшего оборудования, продлении срока его службы и одновременном предотвращении использования R-22 в новом оборудовании.

R-22, модернизация с использованием заменяющих хладагентов

Энергоэффективность и пропускная способность систем, разработанных для R-22, немного выше при использовании R-22, чем при использовании доступных заменителей. [11]

R-407A предназначен для использования в низко- и среднетемпературном охлаждении. Используется полиэфирное (POE) масло.

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

R-407F и R-407H предназначены для использования в средне- и низкотемпературных холодильных установках (супермаркеты, холодильные склады и технологическое охлаждение); только для систем прямого расширения. Они используют масло POE.

R-421A предназначен для использования в «сплит-системах кондиционирования воздуха, тепловых насосах, системах супермаркетов, охладителях для молочных продуктов, складских помещениях, пекарнях, 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 системах.

R-422C предназначен для использования в условиях средних и низких температур. Силовой элемент TXV необходимо будет заменить на элемент 404A/507A, а также, возможно, потребуется заменить важные 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 диапазонах среднетемпературных холодильных установок от 20 до 50˚F. Работает с маслами MO, алкилбензолами (AB) и POE.

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

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

R-438A (MO-99) предназначен для использования в условиях низких, средних и высоких температур. Совместимо со всеми смазочными материалами. [12]

R-458A предназначен для использования в системах кондиционирования и охлаждения без потери мощности или эффективности. Работает с маслами MO, AB и POE. [13]

R-32 или HFC-32 ( дифторметан ) предназначен для использования в системах кондиционирования и охлаждения. Он имеет нулевой потенциал разрушения озона (ODP) [2] и индекс потенциала глобального потепления (GWP) в 675 раз больше, чем у углекислого газа.

Физические свойства

Он имеет две аллотропы : кристаллический II ниже 59  К и кристаллический I выше 59  К и ниже 115,73  К.

Свойства давление-энтальпия R22 с использованием базы данных Refprop 9.0 и ссылки Международного института холода.

История цен и наличие

История цен на хладагенты

Анализ EPA показал, что объем существующих запасов составляет от 22 700 до 45 400 тонн. [17] [18] [ когда? ]

В 2012 году Агентство по охране окружающей среды сократило количество R-22 на 45%, в результате чего цена выросла более чем на 300%. В 2013 году Агентство по охране окружающей среды сократило количество R-22 на 29%. [19]

Рекомендации

  1. ^ abcde Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям. «#0124». Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH).
  2. ^ Розенталь, Элизабет; Лерен, Эндрю В. (20 июня 2012 г.). «Облегчение в каждом окне, но и глобальное беспокойство». Нью-Йорк Таймс . Архивировано из оригинала 21 июня 2012 года . Проверено 21 июня 2012 г.
  3. ^ Зигемунд, Гюнтер; Швертфегер, Вернер; Фейринг, Эндрю; Сарт, Брюс; Бер, Фред; Фогель, Гервард; МакКьюсик, Блейн (2002). «Соединения фтора органические». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a11_349. ISBN 978-3527306732.
  4. ^ Монреальский протокол по веществам, разрушающим озоновый слой. ЮНЕП, 2000. ISBN 92-807-1888-6. 
  5. ^ «ГХФУ-22 (хлордифторметан)» . Лаборатории исследования системы Земли NOAA/Отдел глобального мониторинга . Проверено 12 февраля 2021 г.
  6. ^ «Руководство по стационарному охлаждению и кондиционированию воздуха» (PDF) . Департамент окружающей среды, продовольствия и сельского хозяйства . Архивировано (PDF) из оригинала 10 марта 2016 года . Проверено 8 сентября 2015 г.
  7. ^ «Правила SNAP». 4 ноября 2014 г. Архивировано из оригинала 10 октября 2015 г.
  8. ^ «Mexichem Fluor, Inc. против Агентства по охране окружающей среды» . Архивировано из оригинала 17 августа 2017 года.
  9. ^ «Защита озона в соответствии с разделом VI Закона о чистом воздухе». 14 июля 2015 г. Архивировано из оригинала 25 января 2016 г.
  10. ^ «Совет по защите природных ресурсов против Агентства по охране окружающей среды» . Архивировано из оригинала 10 декабря 2020 года.
  11. ^ «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА АЛЬТЕРНАТИВ R22 И R502» (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 5 апреля 2015 г.
  12. ^ Модернизация хладагентов. Архивировано 24 июня 2013 г. на archive.today.
  13. ^ «Защита стратосферного озона: Определение 33 для важной программы политики новых альтернатив» . 21 июля 2017 г.
  14. ^ «Frogen® R-22 - Frogen UK: специалисты по хладагентам и охлаждению» . frogen.co.uk . Архивировано из оригинала 25 января 2017 года . Проверено 23 апреля 2018 г.
  15. ^ Холман, Джек П. (2002). Теплопередача (9-е изд.). Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: McGraw-Hill Companies, Inc., стр. 600–606. ISBN 978-0-07-240655-9.
  16. ^ Incropera 1 Девитт 2 Бергман 3 Лавин 4, Фрэнк П. 1 Дэвид П. 2 Теодор Л. 3 Адриенн С. 4 (2007). Основы тепломассообмена (6-е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley and Sons, Inc., стр. 941–950. ISBN 978-0-471-45728-2.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  17. ^ «Защита стратосферного озона: корректировки системы разрешений для контроля производства, импорта и экспорта ГХФУ». www.federalregister.gov . 3 апреля 2013 года. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 23 апреля 2018 г.
  18. ^ «Защита стратосферного озона: корректировки системы разрешений для контроля производства, импорта и экспорта ГХФУ». www.federalregister.gov . 3 апреля 2013 года. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 года . Проверено 23 апреля 2018 г.
  19. ^ Специальное охлаждение и обогрев (блог), 22 января 2013 г. Архивировано 6 октября 2013 г. в Wayback Machine.

https://www.iiar.org/

Внешние ссылки