Хладоны: виды и свойства

http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=817

Хладоны - насыщенные фторуглероды или полифторуглеводороды (часто содержат также атомы Cl, реже Br). Представляют собой газы или летучие жидкости. Хладоны нетоксичны, не образуют взрывоопасных смесей с воздухом, не реагируют с большинством металлов. Хлорсодержащие хладоны при УФ облучении выделяют атомарный хлор, который взаимодействует с молекулами озона.

ОБЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Хладоны, являясь инертными, негорючими, простыми в производстве и хранении, получили широкое распространение как охлаждающие жидкости в промышленных и бытовых холодильных агрегатах и кондиционерах; распылители (пропелленты) в аэрозольных баллончиках различного назначения; как вспениватели в производстве пенопластов и пенополиуретанов; инертные растворители; реагенты для сухого травления при изготовлении интегральных схем; чистящие средства. Некоторые хладоны применяют для синтеза фтормономеров и других органических продуктов. Бромсодержащие хладоны используют в огнетушащих составах в качестве ингибиторов пламени и флегматизаторов горения углеводородов.

В 1974 году американскими учеными была опубликована теория, согласно которой, на озоновый слой существенное влияние оказывают хлор- и бромсодержащие вещества - хладоны (хлорфторуглероды - ХФУ), или фреоны (по торговым маркам крупнейшего производителя подобных веществ американской компании DuPont).

В марте 1985 года была принята Венская конвенция об охране озонового слоя, а в сентябре 1987 года - Монреальский протокол, предусматривающий полное прекращение производства развитыми странами озоноактивных хладонов (R11, R12, R113, R114, R115) к 1 января 1996 года и бромсодержащих галонов (12B1, 13B1 и 114B2) к 1 января 1994 года. Развивающимся странам была предоставлена десятилетняя отсрочка.

В настоящее время участниками Венской конвенции и Монреальского протокола являются 175 стран, то есть практически все страны мирового сообщества. В этой связи во всем мире начался процесс разработки новых, экологически безопасных хладонов обладающих необходимыми эксплуатационными свойствами и разрушающимися в атмосфере с образованием малоактивных веществ.

Крупные западные компании, такие как DuPont, Great Lakes, ICI и др., начали поиск альтернативных озонобезопасных веществ и разработку технологий их производства. Следующим этапом стало создание опытно-промышленных производств этих веществ, а затем и организация крупномасштабных мощностей по выпуску указанных соединений.

DuPont завершил переход на озонобезопасные вещества еще в 1988 году и стал доминировать на рынке хладонов. К 1999 году общий объем производимых в США озонобезопасных хладонов составил 21,1 млн. метрических тонн по углерод-эквиваленту (данные IPCC Special Report on emission Scenarios, Fenhann /2000).

Россия, будучи правопреемницей СССР, приняла на себя все обязательства в отношении Венской конвенции и Монреальского протокола, а также Лондонской поправки к нему. Однако, в результате возникшей сложной экономической ситуации не смогла обеспечить их выполнение к 1 января 1996 года. Производство ОРВ в России было прекращено с 20 декабря 2000 года. Крупнейших предприятия в Перми, Волгограде и других регионах, производившие озоноразрушающие хладоны, остановили их производство. В то же время в России, начиная с 2001 года, стал наблюдаться устойчивый рост в основных отраслях промышленности, потребляющих хладоны, и потребление озонобезопасных хладонов существенно возросло. Этот рост будет наблюдаться и в последующие годы. В таблице ниже представлена хронология принятия соглашений по охране озонового слоя.

Хронология принятия соглашений по охране озонового слоя

Год	Событие	Резюме
1974	Появление первых обоснований (американскими учеными) влияния озоноразрашающих веществ (ОЗР)	Сокращение производства ОРВ в США
1985	Принятие Венской конвенции, ее ратификация СССР	Данная конвенция не накладывала никаких обязательств и носила рамочный характер
1987	Монреальский протокол по веществам, разрушающий озоновый слой (принят СССР в 1988 году)	Сохранение на уровне 1987 года производства наиболее распространенных ХФУ - хладонов 11, 12, 113, 114, 115 - и сокращение их производства к 1993 году на 20%
1990	Лондонская поправка к Монреальскому протоколу	Добавление в список ОРВ метилхлороформа, четыреххлористого углерода и бромхлоруглеродов (галонов). Кроме того, в соответствии с Лондонской поправкой, СССР должен был прекратить производство ОРВ к 1 января 1996 года
1992	Копенгагенская поправка к Монреальскому протоколу	Расширен список веществ, регулируемым Монреальским протоколом. Добавлены галогенизированные растворители и переходных химических веществ - гидрохлорфторуглеродов
1997	Монреальская поправка к Монреальскому протоколу	Создание глобальной системы лицензирования экспорта и импорта ОРВ. Россия в соответствии с поправкой, обязана прекратить производство хладонов и галонов в 2000 году и поэтапно осуществлять конверсию на озонобезопасные вещества
1999	Пекинская поправка к Монреальскому протоколу	Введены меры регулированя поэтапного сокращения производства ГХФУ, ХФУ и галонов для развивающихся стран

Свойства хладонов, используемых для пожаротушения

Название	Химическое название	Формула	Озоноразрушающий потенциал7	Потенциал глобального потепления8	Класс опасности
Хладоны метанового ряда Являются одним из наиболее распространенных типов этих веществ. Несмотря на то, что производство многих из них давно не ведется, их запасы до сих пор используются в в пожаротушащих составах.
Хладон 13B1	Трифторбром-метан	CF3Br	13,2	5600	4
Хладон 12B1	Дифторхлор-бромметан	CF2ClBr	3	2,2	4
Хладон 22B1	Дифторбром-метан	CF2BrH	0,74	1,1	4
Хладон 11B1	Фтордихлор-бромметан	CFCl2Br
Примечание. Большая часть таких хладонов имеет высокий озоноразрушающий потенциал и высокий потенциал глобального потепления. Однако большая их часть имеет низкий – четвертый – класс опасности
Хладоны этанового ряда .
Хладон 125	Пентафторэтан	CF2HCF3	0	3200	4
Хладон 114B2	1,1,2,2-Тетрафторди-бромэтан	CF2BrCF2Br		6,2	4
Хладон 124B1	1,1,1,2-Тетрафторбромэтан	CF3CFBrH	0,7-1,2		4
Хладон 113B2	1,1,2-Трифтор-2-хлордибром-этан	CF2BrCFClBr			4
Примечание. Имеют существенно более низкий озоноразрушающий потенции и потенциал глобального потепления. Почти все представленные ниже хладоны разрешены к производству
Хладоны пропанового ряда
Хладон 227 еа	1,1,1,2,3,3,3-Гептафторпропан	CF3CFHCF3	0
Хладон 236 fа	1,1,1,3,3,3-Гексафторпропан		0
Хладон  216В2	1,1,1,2,3,3-Гексафтордибромпропан
Хладон 217I1	2-Иодгептафторпропан		40
Примечание. Почти все перечисленные хладоны обладают чрезвычайно низким озоноразрушающим потенциалом или же не имеют его вовсе. Таким образом, большая их часть разрешена к производству
Хладоны бутанового ряда
Хладон 3110	Декафторбутан		0
Хладон 318B2	1,1,2,2,3,3,4,4-Октафтордибромбутан		0
Примечание. У этих хладонов озоноразрушающий потенциал вовсе отсутствует, и они разрешены к производству во всем мире