oksychlorowanie
W chemii oksychlorowanie jest procesem wytwarzania równoważnika gazowego chloru (Cl 2 ) z chlorowodoru i tlenu . Proces ten jest atrakcyjny przemysłowo, ponieważ chlorowodór jest tańszy niż chlor.
Mechanizm
Reakcję zwykle inicjuje chlorek miedzi(II) (CuCl 2 ), który jest najczęściej stosowanym katalizatorem w produkcji 1,2-dichloroetanu . W niektórych przypadkach CuCl2 jest osadzony na krzemionce w obecności KCl, LaCl3 lub AlCl3 jako kokatalizatorów. Oprócz krzemionki zastosowano również różne nośniki, w tym różne rodzaje tlenku glinu , ziemię okrzemkową lub pumeks . Ponieważ ta reakcja jest wysoce egzotermiczna (238 kJ/mol), temperatura jest monitorowana, aby zapobiec degradacji termicznej katalizatora. Reakcja jest następująca:
- CH 2 = CH 2 + 2 CuCl 2 → 2 CuCl + ClH 2 C-CH 2 Cl
Chlorek miedzi(II) jest regenerowany w kolejnych reakcjach chlorku miedziawego z tlenem, a następnie z chlorowodorem :
- ½ O 2 + 2 CuCl → CuOCuCl 2
- 2 HCl + CuOCuCl 2 → 2 CuCl 2 + H 2 O
Aplikacje
Do konwersji etylenu w chlorek winylu stosuje się oksychlorowanie. W pierwszym etapie tego procesu etylen ulega oksychlorowaniu, dając chlorek etylenu:
- CH 2 = CH 2 + 2 HCl + ½ O 2 → ClCH 2 CH 2 Cl + H 2 O
Oksychlorowanie ma szczególne znaczenie przy wytwarzaniu 1,2-dichloroetanu, który jest następnie przekształcany w chlorek winylu . Jak widać w poniższej reakcji, 1,2-dichloroetan ulega krakowaniu:
- ClCH 2 CH 2 Cl → CH 2 = CHCl + HC1
HCl z tego procesu krakingu jest zawracany przez oksychlorowanie w celu zmniejszenia zużycia surowca HCl (lub Cl2 , jeśli jako główny sposób produkcji 1,2-dichloroetanu wybrano bezpośrednie chlorowanie etylenu).
Chlorek żelaza (III) jest produkowany komercyjnie przez oksychlorowanie (i inne metody). Na przykład rozpuszczanie rud żelaza w kwasie chlorowodorowym daje mieszaninę chlorków żelaza i żelaza:
- Fe 3 O 4 + 8 HCl → FeCl 2 + 2 FeCl 3 + 4 H 2 O
żelaza (II) przekształca się w pochodną żelaza (III) przez działanie tlenem i kwasem solnym:
- 4 FeCl 2 + O 2 + 4 HCl → 4 FeCl 3 + 2 H 2 O
- Bibliografia _ i in. (2006). „Chlorowane węglowodory”. Encyklopedia chemii przemysłowej Ullmanna . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a06_233.pub2 .
- ^ Marshall, KA 2003. Chlorowęglowodory i chlorowęglowodory, Survey. Kirk-Othmer Encyklopedia technologii chemicznej
- ^ Chemia katalizatora oksychlorowania: badanie in situ, rozdzielcze w czasie, dyspersyjne XANES - ESRF - European Synchrotron Radiation Facility
- ^ Szymon A. Bawełna (2018). „Chlorek żelaza (III) i jego chemia koordynacyjna”. Dziennik Chemii Koordynacyjnej . 71 (21): 3415–3443. doi : 10.1080/00958972.2018.1519188 . S2CID 105925459 .