Klooridifluorimetaani - Chlorodifluoromethane

Klooridifluorimetaani
Klooridifluorimetaani-2D-luuranko.png
Klooridifluorimetaani-3D-vdW.png
Nimet
Ensisijainen IUPAC -nimi
Kloori (difluori) metaani
Muut nimet
Klooridifluorimetaani
Difluoromonokloorimetaani
Monoklooridifluorimetaani
HCFC-22
R-22
Genetron 22
Freon 22
Arcton 4
Arcton 22
UN 1018
Difluorikloorimetaani
Fluorihiili-22
Kylmäaine 22
Tunnisteet
3D -malli ( JSmol )
CHEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100.000.793 Muokkaa tätä Wikidatassa
EY -numero
KEGG
RTECS -numero
UNII
  • InChI = 1S/CHClF2/c2-1 (3) 4/h1H tarkistaaY
    Avain: VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYSA-N tarkistaaY
  • InChI = 1/CHClF2/c2-1 (3) 4/h1H
    Avain: VOPWNXZWBYDODV-UHFFFAOYAQ
  • ClC (F) F
Ominaisuudet
CHClF 2
Moolimassa 86,47  g/mol
Ulkomuoto Väritön kaasu
Haju Makeahko
Tiheys 3,66  kg/m 3 15  ° C: ssa, kaasu
Sulamispiste −175,42 ° C (-283,76 ° F; 97,73 K)
Kiehumispiste −40,7 ° C (-41,3 ° F; 232,5 K)
0,7799  tilavuus/tilavuus 25  ° C: ssa; 3,628  g/l
loki P 1.08
Höyrynpaine 908  kPa 20  ° C: ssa
0,033  mol⋅kg −1 ⋅bar −1
−38,6 · 10 −6 cm 3 /mol
Rakenne
Tetrahedral
Vaarat
Tärkeimmät vaarat Ympäristölle vaarallinen ( N ), keskushermostoa lamaava, Carc. Kissa. 3
GHS -kuvakkeet GHS04: Painekaasu
GHS -signaalisana Varoitus
H280 , H420
P202 , P262 , P271 , P403
NFPA 704 (palotimantti)
1
0
1
Leimahduspiste ei syttyvä
632 ° C (1170 ° F; 905 K)
NIOSH (Yhdysvaltain terveysaltistusrajat):
PEL (Sallittu)
 Ei mitään
REL (suositus)
 TWA 1000  ppm (3500  mg/m 3 ) ST 1250  ppm (4375  mg/m 3 )
IDLH (välitön vaara)
 ND
Ellei toisin mainita, tiedot on annettu materiaaleista niiden normaalitilassa (25 ° C: ssa, 100 kPa).
☒N tarkistaa  ( mikä on   ?) tarkistaaY☒N
Infobox -viitteet

Klooridifluorimetaani tai difluoromonokloorimetaani on kloorifluorihiilivety (HCFC). Tämä väritön kaasu tunnetaan paremmin nimellä HCFC-22 , R-22 tai CHClF
2. Sitä käytetään yleisesti ponneaineena ja kylmäaineena . Näitä sovelluksia on luovuttu kehittyneissä maissa , koska yhdisteen otsonikatoa (ODP) ja korkea kasvihuonevaikutuksesta (GWP), vaikka maailmanlaajuinen käyttö R-22 jatkaa kasvuaan, koska korkeat kysyntä kehitysmaissa . R-22 on monipuolinen välituote teollisessa organofluorikemiassa , esim. Tetrafluorietyleenin edeltäjänä .

Tuotanto ja nykyiset sovellukset

R-22: n maailmanlaajuinen tuotanto vuonna 2008 oli noin 800  Gg vuodessa, kun se  vuonna 1998 oli noin 450 Gg vuodessa, ja suurin osa tuotannosta oli kehitysmaissa. R-22: n käyttö lisääntyy kehitysmaissa, pääasiassa ilmastointilaitteissa. Ilmastoinnin myynti kasvaa 20% vuosittain Intiassa ja Kiinassa.

R-22 valmistetaan kloroformista :

HCCl 3 + 2 HF → HCF 2 Cl + 2 HCl

R-22: n tärkeä sovellus on tetrafluorietyleenin edeltäjä . Tämä muunnos käsittää pyrolyysin, jolloin saadaan difluorikarbeeni , joka dimeroi:

2 CHClF 2 → C 2 F 4 + 2 HCl

Yhdiste tuottaa myös difluorikarbeenia, kun sitä käsitellään vahvalla emäksellä, ja sitä käytetään laboratoriossa tämän reaktiivisen välituotteen lähteenä.

R-22: n pyrolyysi kloorifluorimetaanin läsnä ollessa antaa heksafluoribentseeniä .

Ympäristövaikutukset

R-22: n (CFC-22) runsauden kasvu maan ilmakehässä vuodesta 1992.

R-22: ta käytetään usein vaihtoehtona voimakkaasti otsonikerrosta heikentäville CFC-11: lle ja CFC-12: lle , koska sen suhteellisen alhainen otsonikerrosta heikentävä potentiaali on 0,055, joka on pienin klooria sisältäville halogeenialkaaneille . Jopa tätä alempaa otsonikerrosta heikentävää potentiaalia ei kuitenkaan enää pidetä hyväksyttävänä.

Ympäristöasioiden lisäksi R-22 on voimakas kasvihuonekaasu , jonka GWP on 1810 (mikä osoittaa 1810 kertaa tehokkaampaa kuin hiilidioksidi ). Fluorihiilivedyt (HFC) korvataan usein R-22: lla, koska niiden otsonikerros on heikentynyt, mutta näillä kylmäaineilla on usein suurempi GWP. Esimerkiksi R-410A on usein korvattu, mutta sen GWP on 1725. Toinen korvike on R-404A , jonka GWP on 3900. Muita korvaavia kylmäaineita on saatavana alhaisella GWP: llä. Jäähdytyksen alkuvuosina suosittu ammoniakki (R-717), jonka GWP on <1 ja on edelleen suosittu korvike kalastusaluksilla. Ammoniakin myrkyllisyys ja syttyvyys rajoittavat sen turvallista käyttöä.

Propaani (R-290) on toinen esimerkki, ja sen GWP on 3. Propaani oli tosiasiallinen kylmäaine järjestelmissä, jotka olivat pienempiä kuin teolliset mittakaavat ennen CFC-yhdisteiden käyttöönottoa. Propaanijääkaappien maine palovaarana piti toimitetun jään ja jäälaatikon ylivoimaisena kuluttajien valittavana sen haitoista ja korkeammista kustannuksista huolimatta, kunnes turvalliset CFC -järjestelmät voittivat jääkaappien negatiiviset käsitykset. Propaania on laitonta käyttää kylmäaineena Yhdysvalloissa vuosikymmeniä, ja se on nyt sallittu käytettäväksi rajoitetussa massassa, joka soveltuu pienille jääkaappeille. Sitä ei saa käyttää ilmastointilaitteissa tai suurissa jääkaappeissa sen syttyvyyden ja räjähdysvaaran vuoksi.

Lopettaminen Euroopan unionissa

Tammikuun 1. päivästä 2010 lähtien on ollut laitonta käyttää uusia HCFC -yhdisteitä jäähdytys- ja ilmastointilaitteiden huoltoon - vain kierrätettyjä ja kierrätettyjä HCFC -yhdisteitä saa käyttää. Käytännössä tämä tarkoittaa, että kaasu on poistettava laitteesta ennen huoltoa ja vaihdettava sen jälkeen sen sijaan, että täytettäisiin uusi kaasu.

1. tammikuuta 2015 lähtien on ollut laitonta käyttää HCFC-yhdisteitä jäähdytys- ja ilmastointilaitteiden huoltoon. rikkoutuneet laitteet, jotka käyttivät HCFC -kylmäaineita, on vaihdettava laitteisiin, jotka eivät käytä niitä.

Lopettaminen Yhdysvalloissa

R-22 lopetettiin useimmiten uusissa laitteissa Yhdysvalloissa Yhdysvaltain EPA: n sääntelytoimilla SNAP: n mukaisesti. EPA -ohjelma oli yhdenmukainen Montrealin sopimusten kanssa, mutta Yhdysvaltojen senaatin on ratifioitava kansainväliset sopimukset, jotta sillä olisi oikeusvaikutuksia. Yhdysvaltain muutoksenhakutuomioistuimen vuonna 2017 tekemässä päätöksessä District of Columbia Circuitista todettiin, että Yhdysvaltain talouskumppanuussopimuksella ei ollut valtuuksia säännellä R-22: n käyttöä SNAP-ohjelman puitteissa. Pohjimmiltaan tuomioistuin katsoi, että EPA: n lakisääteinen toimivalta oli otsonin vähentäminen eikä ilmaston lämpeneminen. EPA antoi myöhemmin ohjeita siitä, että EPA ei enää sääntele R-22: ta. Saman tuomioistuimen vuonna 2018 antamassa tuomiossa todettiin, että talouskumppanuussopimus ei noudattanut vaadittua menettelyä, kun se antoi ohjeensa vuoden 2017 päätöksen nojalla, mitätöi ohjeet, mutta ei sitä edeltänyttä päätöstä. Jäähdytys- ja ilmastointiteollisuus oli jo lopettanut uusien R-22-laitteiden tuotannon. Näiden päätösten käytännön vaikutus on alentaa tuodun R-22: n kustannuksia, jotta ikääntyvät laitteet pidentäisivät niiden käyttöikää ja pitäisivät R-22: n käytön uusissa laitteissa liian riskialttiina.

R-22, jälkiasennus käyttämällä korvaavia kylmäaineita

Katso myös: Kylmäaine § Merkittäviä sekoituksia

R-22: lle suunniteltujen järjestelmien energiatehokkuus ja järjestelmän kapasiteetti ovat hieman korkeammat R-22: ta käytettäessä kuin käytettävissä olevat korvaajat.

R-407A on tarkoitettu matalan ja keskilämpötilan jäähdytykseen. Käyttää polyolesteria (POE).

R-407C on tarkoitettu käytettäväksi ilmastoinnissa. Käyttää vähintään 20 prosenttia POE -öljyä.

R-407F on tarkoitettu keski- ja matalan lämpötilan jäähdytyssovelluksiin (supermarketit, kylmävarastointi ja prosessijäähdytys); vain suora laajennusjärjestelmä. Käyttää POE -öljyä.

R-407H on tarkoitettu keski- ja matalan lämpötilan jäähdytyssovelluksiin (supermarketit, kylmävarastointi ja prosessijäähdytys); vain suora laajennusjärjestelmä. Käyttää POE -öljyä.

R-421A on tarkoitettu käytettäväksi "jaetuissa ilmastointijärjestelmissä, lämpöpumpuissa, supermarkettien pakkausjärjestelmissä, meijerijäähdyttimissä, avaamattomissa varastoissa, leipomo-sovelluksissa, kylmäkuljetuksissa, itsenäisissä näyttökaappeissa ja sisäänkäynnin jäähdyttimissä". Käyttää mineraaliöljyä (MO), alkyylibentseeniä (AB) ja POE: tä.

R-422B on tarkoitettu käytettäväksi matalissa, keskisuurissa ja korkeissa lämpötiloissa. Sitä ei suositella käytettäväksi tulvissa.

R-422C on tarkoitettu keski- ja matalan lämpötilan sovelluksiin. TXV -tehoelementti on vaihdettava 404A/507A -elementtiin ja kriittiset tiivisteet (elastomeerit) on ehkä vaihdettava.

R-422D on tarkoitettu käytettäväksi alhaisissa lämpötiloissa, ja se on yhteensopiva mineraaliöljyn kanssa.

R-424A on tarkoitettu käytettäväksi ilmastointilaitteissa sekä keskilämpötilassa 20-50 ˚F. Se toimii MO-, alkyylibentseeni- (AB) ja POE -öljyjen kanssa.

R-427A on tarkoitettu käytettäväksi ilmastointi- ja jäähdytyssovelluksissa. Se ei vaadi kaiken mineraaliöljyn poistamista. Se toimii MO-, AB- ja POE -öljyjen kanssa.

R-434A on tarkoitettu käytettäväksi vesijäähdytteisissä ja prosessijäähdyttimissä ilmastointi- ja keski- ja matalien lämpötilojen sovelluksiin. Se toimii MO-, AB- ja POE -öljyjen kanssa.

R-438A (MO-99) on tarkoitettu käytettäväksi matalissa, keskisuurissa ja korkeissa lämpötiloissa. Se on yhteensopiva kaikkien voiteluaineiden kanssa.

R-458A on tarkoitettu käytettäväksi ilmastointi- ja jäähdytyssovelluksissa ilman kapasiteettia tai tehokkuuden heikkenemistä. Toimii MO-, AB- ja POE -öljyjen kanssa.

R-32 tai HFC-32 ( difluorimetaani ) on tarkoitettu käytettäväksi ilmastointi- ja jäähdytyssovelluksissa. sillä ei ole otsonikerrosta heikentävää potentiaalia (ODP) [2] ja maapallon lämpenemispotentiaali (GWP) -indeksi on 675 kertaa hiilidioksidin indeksi.

Fyysiset ominaisuudet

Omaisuus Arvo
Tiheys (ρ) -69 ° C: ssa (neste) 1,49  g⋅cm −3
Tiheys (ρ) -41 ° C: ssa (neste) 1,413  g⋅cm -3
Tiheys (ρ) -41 ° C: ssa (kaasu) 4.706 kg⋅m −3
Tiheys (ρ) 15 ° C: ssa (kaasu) 3,66 kg⋅m −3
Ominaispaino 21 ° C (kaasu) 3.08 ( ilma on 1)
Ominaistilavuus (ν) 21 ° C: ssa (kaasu) 0,275  m 3 ⋅kg −1
Tiheys (ρ) 15 ° C: ssa (kaasu) 3,66 kg⋅m −3
Kolminkertainen lämpötila (T t ) −157,39 ° C (115,76  K)
Kriittinen lämpötila (T c ) 96,2 ° C (369,3  K)
Kriittinen paine (p c ) 4,936  MPa (49,36  bar)
Höyrynpaine 21,1 ° C: ssa (p c ) 0,9384  MPa (9,384  bar)
Kriittinen tiheys (ρ c ) 6,1 mol⋅l -1
Latentti höyrystymislämpö (l v ) kiehumispisteessä (-40,7 ° C) 233,95  kJ⋅kg −1
Lämpökapasiteetti vakiopaineessa (C p ) 30 ° C: ssa (86 ° F) 0,057  kJ.mol −1 ⋅K −1
Lämpökapasiteetti vakiotilavuudella (C v ) 30 ° C: ssa (86 ° F) 0,048  kJ⋅mol −1 ⋅K −1
Lämpökapasiteetti (γ) 30 ° C: ssa (86 ° F) 1.178253
Puristuvuuskerroin (Z) 15 ° C: ssa 0,9831
Keskipiste (ω) 0,22082
Molekyylinen dipolimomentti 1,458  D
Viskositeetti (η) 0 ° C: ssa 12,56  µPa⋅s (0,1256  cP)
Otsonin tuhoamismahdollisuus (ODP) 0,055 ( CCl 3 F on 1)
Ilmaston lämpenemispotentiaali (GWP) 1810 ( CO 2 on 1)

Siinä on kaksi allotrooppia : kiteinen II alle 59  K ja kiteinen I yli 59  K ja alle 115,73  K.

Seuraava kaavio esittää paineentalpia-R22-ominaisuuksia Refprop 9.0 -tietokannan avulla käyttäen International Institute of Refrigeration -viitettä.

R22 ph.gif

Hintahistoria ja saatavuus

EPA: n analyysi osoitti, että olemassa olevan varaston määrä oli 22 700–45 400 tonnia.

Vuosi 2010 2011 2012 2013 2014 2015–2019 2020
R-22 Neitsyt (t) 49 900 45 400 25 100 25 600 20 200 TBD 0
R-22 Hyvitys (t) - - - 2950 2950 - -
R-22 Yhteensä (t) 49 900 45 400 25 100 28 600 23 100 - -

TBD: Määritetään

Vuonna 2012 EPA pienensi R-22: n määrää 45%aiheuttaen hinnan nousun yli 300%. Vuonna 2013 EPA on vähentänyt R-22: n määrää 29%.

Kylmäaineiden hintahistoria

Viitteet

Ulkoiset linkit