Оксихлорирование
В химии оксихлорирование — это процесс получения эквивалента газообразного хлора (Cl 2 ) из хлористого водорода и кислорода . [ 1 ] Этот процесс привлекателен с промышленной точки зрения, поскольку хлористый водород дешевле хлора. [ 2 ]
Механизм
[ редактировать ]Реакцию обычно инициирует хлорид меди(II) (CuCl 2 ), который является наиболее распространенным катализатором при производстве 1,2-дихлорэтана . В некоторых случаях CuCl 2 наносится на кремнезем в присутствии KCl, LaCl 3 или AlCl 3 в качестве сокатализаторов. Помимо кремнезема, также использовались различные носители, включая различные типы глинозема , диатомита или пемзы . Поскольку эта реакция является сильно экзотермической (238 кДж/моль), температуру контролируют, чтобы предотвратить термическое разложение катализатора. Реакция следующая:
- CH 2 =CH 2 + 2 CuCl 2 → 2 CuCl + ClH 2 C-CH 2 Cl
Хлорид меди(II) регенерируется последовательными реакциями хлорида меди с кислородом, а затем с хлористым водородом :
- ½ O 2 + 2 CuCl → CuOCuCl 2
- 2 HCl + CuOCuCl 2 → 2 CuCl 2 + H 2 O
Приложения
[ редактировать ]Оксихлорирование используется при превращении этилена в винилхлорид. На первом этапе этого процесса этилен подвергается оксихлорированию с образованием хлорида этилена:
- CH 2 =CH 2 + 2 HCl + ½ O 2 → ClCH 2 CH 2 Cl + H 2 O
Оксихлорирование имеет особое значение при производстве 1,2-дихлорэтана, который затем преобразуется в винилхлорид . Как видно из следующей реакции, 1,2-дихлорэтан подвергается крекированию:
- ClCH 2 CH 2 Cl → CH 2 =CHCl + HCl
HCl, образующийся в процессе крекинга, рециркулируется путем оксихлорирования, чтобы снизить расход сырья HCl (или Cl 2 , если в качестве основного способа производства 1,2-дихлорэтана выбрано прямое хлорирование этилена). [ 3 ]
Хлорид железа (III) в промышленных масштабах производится оксихлорированием (и другими методами). Например, растворение железных руд в соляной кислоте дает смесь хлоридов железа и железа: [ 4 ]
- Fe 3 O 4 + 8 HCl → FeCl 2 + 2 FeCl 3 + 4 H 2 O
Хлорид железа (II) превращают в производное железа(III) обработкой кислородом и соляной кислотой:
- 4 FeCl 2 + O 2 + 4 HCl → 4 FeCl 3 + 2 H 2 O
Ссылки
[ редактировать ]- ^ М. Россберг; и др. (2006). «Хлорированные углеводороды». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. дои : 10.1002/14356007.a06_233.pub2 . ISBN 978-3527306732 .
- ^ Маршалл, Калифорния, 2003. Хлоруглероды и хлоруглеводороды, Обзор. Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера
- ^ Химия катализатора оксихлорирования: дисперсионное исследование XANES с временным разрешением in situ - ESRF - Европейский центр синхротронного излучения
- ^ Саймон А. Коттон (2018). «Хлорид железа (III) и его координационная химия». Журнал координационной химии . 71 (21): 3415–3443. дои : 10.1080/00958972.2018.1519188 . S2CID 105925459 .