Қазақстан республикасының Ғылым және жоғары білім министірлігі
жүктеу/скачать 1.59 Mb.
|
| Негізгі бөлім
Хлор (лат. Chlorum; Cl) — элементтердің Менделеев кестесінің VІІ тобындағы химиялық элемент, атомдық нөмері 17, атомдық массасы 35,45; галогендер тобына жатады. Молекуласы екі атомнан (Cl2) тұрады; өткір иісті сарғылт, жасыл түсті улы газ; тығыздығы 0,3214 г/см3. Балқу t – 101°С; Табиғатта екі тұрақты изотопы (35Cl мен 37Cl) бар. Хлор – жағымсыз иісі бар сары-жасыл түсті улы газ. Ол ауадан 2,5 есе ауыр. Хлор суда аз ериді. Бөлме температурасында 1 көлем суда 2,5 көлем хлор ериді. Алынған ерітінді хлорлы су деп аталады. Хлор жер қыртысындағы ең көп таралған галоген. Хлор өте белсенді - ол периодтық жүйенің барлық дерлік элементтерімен тікелей біріктіріледі. Сондықтан табиғатта ол тек минералдардың құрамында қосылыстар түрінде кездеседі: галит NaCl, силвин KCl, силвинит KCl NaCl, бисофит MgCl2 6H2O, карналлит KCl MgCl2 6H2O, кайнит KCl MgSO4 3H2O. Хлордың ең үлкен қоры теңіздер мен мұхиттар суларының тұздарында болады. Адамдар мен жануарларда хлор негізінен жасушааралық сұйықтықтарда (соның ішінде қанда) кездеседі және осмостық процестерді реттеуде, сондай-ақ жүйке жасушаларының жұмысына байланысты процестерде маңызды рөл атқарады. Хлор көптеген күнделікті өнімдерде қолданылады. Ол ішетін суды дезинфекциялау үшін қолданылады. Хлор тоқыма, қағаз өнімдерін, бояғыштарды, мұнай өнімдерін, дәрілерді, инсектицидтерді, дезинфекциялау құралдарын, тамақ өнімдерін, еріткіштерді, пластмассаларды, бояулар мен басқа да көптеген өнімдерді өндіруде қолданылады. Хлорды алхимиктер де алды, бірақ оның ашылуы мен алғашқы зерттеулері әйгілі швед химигі Карл Вильгельм Шееленің есімімен тығыз байланысты. Шееле бес химиялық элементті - барий мен марганецті (Иоган Ганмен бірге), молибденді, вольфрамды, хлорды және басқа химиктердің көмегінсіз тағы үш химиялық элементтерді ашты: оттегі, сутегі және азот. Бірде-бір химик кейіннен бұл жетістікті қайталай алмады. Көптеген хлор қосылыстары Шееледен бұрын белгілі болды. Бұл элемент көптеген тұздардың құрамына кіреді, соның ішінде ең танымал - ас тұзы. 1774 жылы Шееле қара түсті минералды пиролюзитті концентрлі тұз қышқылымен қыздыру арқылы хлорды бөліп алды: MnO2 + 4HCl ® Cl2 + MnCl2 + 2H2O. Шеле өз бақылауларын алған тәжірибелер қызықты: ол хлордың қызыл және көкшіл гүл жапырақтарына, сондай-ақ лезде өліп қалған өсімдіктер мен жәндіктер жапырақтарына ағартқыш әсерін бағалады. Сол сияқты, ол металдарға реактивті жылдамдығы, тұншықтырғыш иісі және өкпеге жағымсыз әсері туралы және суда ерігенде оның қышқылдығы жоғарылағаны туралы хабарлады. Қазіргі уақытта хлорды өнеркәсіптік электрохимиялық алудың үш негізгі ең үнемді әдісі белгілі: сынап катодымен электролиз, қатты катодпен және ағынды диафрагмамен электролиз және ион алмастырғыш мембраналармен электролиз. Сынаптың жоғары уыттылығына байланысты әлем сынап әдісінен бас тартып, жоғарыда аталған үш әдістің қауіпсіз екеуіне көшуде. Шетелде мембраналық әдіс ең қарқынды дамып келеді, бұл негізінен хлормен бір мезгілде сапасы жағынан сынап әдісінен кем түспейтін өте таза күйдіргіш натрийді және алынған өнімге қарағанда хлорды алуға мүмкіндік беретініне байланысты. Диафрагмалық және сынапты әдіс бойынша сутегі қоспалары жоқ, бұл оның сұйылту дәрежесін арттыруға мүмкіндік береді. Мембраналық әдістің негізгі кемшілігі мембраналардың жоғары құны және электролизге жеткізілетін NaCl ерітіндісінің тазалығына өте қатаң талаптар қойылады, бұл ерітінділерді қоспалардан ион алмастырғыш тазартуды қажет етеді. Мембраналық әдістің негізгі артықшылықтары - экологиялық тазалығы, энергия ресурстарын үнемдеу, алынатын өнімдердің жоғары сапасы және пайдалану қолайлылығы. Бірқатар электрохимиялық өндіріс әдістері үшін сынапты катодты электролиз ең оңай және ыңғайлы әдіс болып табылады, бірақ бұл әдіс металл сынаптың булануы және ағуы салдарынан қоршаған ортаға айтарлықтай зиян келтіреді. Мембраналық процесті қолданған дұрыс, өйткені ол үнемді, қоршаған ортаға зияны аз және жоғары сапалы соңғы өнім алуға мүмкіндік береді. Хлорды өндірудің мембраналық әдісі энергияны үнемдейтін ең тиімді, бірақ оны ұйымдастыру және пайдалану қиын. Электрохимиялық процестер тұрғысынан мембраналық әдіс диафрагмалық әдіске ұқсас, бірақ анод пен катодтық кеңістіктер анион өткізбейтін катионалмастырғыш мембранамен толығымен бөлінген. Сондықтан мембраналық электролизерде диафрагмалық электролизерден айырмашылығы бір емес, екі ағын болады. Диафрагмалық әдістегідей, анод кеңістігіне тұз ерітіндісінің ағыны, ал катод кеңістігінде ионизацияланған су түседі. Анодтық кеңістіктен таусылған анолит ағыны ағып кетеді, оның құрамында гипохлорит пен хлорат иондарының қоспалары да бар, ал хлор шығады, ал катод кеңістігінен іс жүзінде қоспалары жоқ және өндірістік концентрацияға жақын сутегі, сілті және сутегі, бұл оларды булану және тазарту үшін энергия шығындарын азайтады. Павлодардағы «Каустик» кәсіпорны Ресейге сұйык хлор және тұз қышқылын экспорттап отыр. «Каустик» АК - қазақстандық және халықаралық сапа талаптарына сәйкес келетін заманауи химиялық өндіріс ошағы. 2011 жылы "Павлодар" арнайы экономикалық аймағының негізгі кәсіпорны ретінде мембраналық технология бойынша хлор- сілтілі өнім өндіретін жоғары технологиялық химия зауыты салынды. Жобаға 108 млн. АҚШ доллары көлемінде инвестиция салынды. Бүгінгі таңда "Каустик" AK - каустикалық сода, хлор, тұз қышқылы және натрий гипохлоритін өндіретін жалғыз кәсіпорын. Зауыт өнімдері өнеркәсіптің негізгі салаларында және елдің тыныс-тіршілігін қамтамасыз ету салаларында қолданылады. Сондай-ақ, "Каустик" АК Ресей нарығына сұйық хлор және тұз қышқылын экспорттайды. Хлор және каустикалық сода өндірісінде қазіргі заманғы және тиімді мембраналық технология колданылады. Ол жоғары уытты сынапты қолданбай, ескі технология сияқты коршаған ортаға зиянын тигізбейді. Технологияны таңдау кезінде хлор мен каустикалық сода өңдірудің түрлі электрохимиялық процестерін ас тұзы ерітіндісін электролиздеу әдісімен дамыту және жетілдірудің әлемдік тәжірибесі ескерілді. Мембраналық әдістің негізгі артықшылықтары - экологиялық тазалығы, энергия ресурстарын үнемдеу, алынатын өнімдердің жоғары сапасы және пайдалану қолайлылығы. "Uhdenora S.p. A." Компаниясының мембраналық электролизерлеу, хлор мен каустикалық сода өндіру технологиясы Еуропа, Қытай, АҚШ, Аргентина, Иран және Түркияда табысты пайдаланылады. ТМД аумағында оған ұқсас өндірістер Ресейде, Украинада және Өзбекстанда бар. Кәсіпорында өндірістік технологияларды пайдалана отырып, мембара әдісімен экологиялық таза және қауіпсіз өнім шығаруға мүмкіндік беретін әлемдік деңгейдегі жаңа технологиялар орнатылған. Өнеркәсіпте және күнделікті өмірде хлорды пайдалану нұсқаларының тізімі берілген: Хлорорганикалық қосылыстарды өндіру (поливинилхлорид, пластмасса қосылыстары, синтетикалық каучук). Тізбектегі келесі қадам - сымдар, терезе профильдері, орау материалдары, жабындар, бөлшектер, құрылғылар және т.б. үшін оқшаулау өндірісі. Целлюлозаны (қағаз, картон және т.б.), маталарды ағарту. Хлорорганикалық инсектицидтер өндірісінде – ауыл шаруашылығында қолданылатын, әртүрлі жәндіктер зиянкестерін жоюға мүмкіндік беретін, бірақ өсімдіктерге зиянсыз заттар. Суды зарарсыздандыру үшін. «Хлорлау» ауыз суды залалсыздандырудың кең таралған әдістерінің бірі болып табылады, соның ішінде. бассейндерді тазалау және дезинфекциялау үшін қолданылады. Тамақ өнеркәсібінде тағамдық қоспа ретінде E925. Химиялық өндірісте тұз қышқылы, ағартқыш, бертоллет тұзы, металл хлоридтері, улар, дәрі-дәрмектер, тыңайтқыштар. Металлургияда кейбір таза металдарды алу үшін: титан, қалайы, тантал, ниобий. Хлор-аргон детекторларында күн нейтриносының индикаторы ретінде. Оның негізінде дезинфекциялау құралдарымен өңдеу арқылы азық-түлік қауіпсіздігін жақсарту. Медициналық мақсатта препараттарда (ибупрофен, аспирин, әртүрлі витаминдік кешендер және т.б.), демікпе және басқа ауруларды емдеуге арналған аэрозольдік пропелленттер, медициналық жабдықтар мен шығын материалдары өндірісінде. Көру қабілеті нашар адамдарға арналған өнімдерді өндіруде (контактілі линзалар, қауіпсіздік көзілдіріктер, көзілдірік линзалар). Әскери салада, әскери техника өндірісінде (жанармай жасушалары, зымырандарды бағыттау құралдары, әртүрлі қорғаныс элементтері), барлауда (ұшқышсыз ұшу аппараттары, бақылау камералары), қорғаныс құралдарын өндіруде (бронь, қорғаныс көзілдірігі және т.б.). ). Аэроғарыш өнеркәсібінде кеме конструкциясының элементтерін (реактивті қозғалтқыштың білігі, қозғалтқыштың ұялары, қанат құрылымы және т.б.) өндіруде. Темір жол, автомобиль және кеме қатынасы салаларында. (орындық жастықтарына, сымдар мен кабельдерге, тежегіш сұйықтықтарға және т.б. барады). Құрылыс материалдарын өндіруде (винил сырдақтар, суағарлар, терезе және есік жақтаулары және т.б.). Жел энергетикасы өнеркәсібінде (турбинаға арналған қалақшалар, жоғары өнімді магниттер), энергияны үнемдейтін технологияларда (қабырға мен төбені оқшаулау), электр энергиясын өндірудің инновациялық әдістерінде (автомобильдерге арналған гибридті аккумуляторлар, ядролық отын штангаларына арналған корпус). Цифрлық технология және байланыс индустриясында (жоғары жылдамдықты кабельдер, компьютерлер, ұялы телефондар, ДК компоненттері). Ол экологиялық таза салқындатқыштар (кондиционерлер, жылжымалы салқындату жүйелері) өндірісінде қолданылады. КСРО-дағы хлор өндірісінің қысқаша тарихы Хлорды алғаш рет химиялық әдіспен алды, кейін оны электролиз, сынап және диафрагма әдістерімен жасауды үйренді. Екі нұсқа да ұзақ уақыт бойы өндірісте, соның ішінде Ресейде де қолданылған. Мембраналық әдіс ең заманауи және энергияны үнемдейтін әдіс деп танылды. Біз негізгі кезеңдерді атап өтіп, Кеңестер еліндегі хлор мен оның негізіндегі өнімдерді шығаратын негізгі зауыттарды атап өтеміз. 1941 жылға қарай КСРО-да каустикалық сода, хлор және хлор өнімдерін өндірумен айналысатын жеткілікті күшті хлор қосалқы секторы қалыптасты. Белгілі себептермен Ұлы Отан соғысы жылдарында хлор өндірісінің 55%-ға дейінгі қуаттылығы тоқтатылды. 1950 жылдардың ортасына дейін хлор негізінен диафрагма әдісімен өндірілді. Жасанды талшықтар өндірісін дамыту үшін тазалығы жоғары күйдіргіш сода қажеттілігіне байланысты олар хлор алудың сынап әдісіне көшті. 1965 жылға қарай КСРО-да хлордың жалпы жылдық өндірісі 1 млн. «Каустик» АҚ хлор өндіру нарығындағы ең ірі ойыншы деп санауға болады (2017 жылғы кіріс шамамен 17,9 млрд рубльді құрады). 2018 жылы кәсіпорын 115 мың тонна сұйық хлор өндірді. Бұл қолда бар қуаттың шамамен 69% құрайды, бұл жылдық есеп бойынша 167 мың тоннадан астам. 2017 жылы «Каустик» АҚ үлесі жалпы нарықтың 46% құрады. «Каустик» АҚ (Волгоград) Зауыттың құрылысы 1961 жылы басталды, алғашқы өнім 1967 жылы алынды. Ол хлорофос инсектициді болды. 1967-1972 жж хлор, каустикалық сода, синтетикалық тұз қышқылы өндірісі жолға қойылды. Кейіннен басқа да өнімдерді өндіру қолға алынды: винилхлорид, феназол (қант қызылшасының өнімділігін арттыратын өнім); тоңазытқыш қондырғыларына арналған салқындатқыштар. Кәсіпорын қайта құрудан кейінгі кезеңдегі қиындықтарды жеңе білді. Осы кезде жаңа өнімдерді – хлорлы парафиндерді, сұйық және түйіршікті кальций хлоридін енгізу бойынша жобалар жүзеге асырыла бастады. 2003 жылы кәсіпорын энергиямен жабдықтауды оңтайландыруды бастады, «Волгоградэнерго» ААҚ және «Пласткарт» ААҚ қарапайым серіктестік құрды. Бүгінгі таңда компания хлор өнімдерінің, тұрмыстық химияның және арнайы мақсаттағы өнімдердің кең ассортиментін ұсына отырып, сұйық хлор өндіруде көшбасшы болып табылады. «Новомосковский хлор» кәсіпорыны өз жұмысын 1936 жылы ағарту цехы іске қосылған кезде бастады, кейін кальций хлориді өндірісі қолға алынды. 1950 жылдары Новомосковск маңында тас тұзының айтарлықтай көлемі табылды, бұл кәсіпорынның одан әрі дамуына серпін болды. 2015 жылы өндіріс модернизацияланды, оның барысында компания диафрагмалық электролизден хлор алудың мембраналық әдісіне көшті. жүктеу/скачать 1.59 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|