Cơ chế phản ứng
Việc sản xuất EDC từ ethylene và khí clo bao gồm một loạt các phản ứng phức tạp tỏa nhiệt cao. Cơ chế phản ứng để sản xuất EDC có thể được mô tả theo các bước sau:
Phản ứng bắt đầu với bước khởi xướng trong đó khí clo được phân tách thành các gốc tự do bằng tia cực tím hoặc nhiệt. Sự phân ly của khí clo có thể được biểu diễn như sau:
Cl2 → 2Cl·
Các gốc tự do phản ứng với ethylene để tạo thành các gốc etyl và hydro clorua. Các gốc ethyl sau đó phản ứng với clo để tạo thành dichloroethane, đây là sản phẩm trung gian trong quá trình sản xuất EDC.
Cl· + C2H4 → C2H5·
C2H5· + Cl2 → C2H4Cl2 + Cl·
Các gốc tự do được loại bỏ khỏi hỗn hợp phản ứng thông qua một loạt các phản ứng liên quan đến sự kết hợp của hai gốc tự do để tạo thành một phân tử ổn định.
2Cl· → Cl2
C2H5· + Cl· → C2H5Cl
C2H5· + C2H5· → C4H10
Điều kiện phản ứng
Việc sản xuất EDC từ ethylene và khí clo đòi hỏi phải kiểm soát cẩn thận các điều kiện phản ứng, chẳng hạn như nhiệt độ và áp suất, để đảm bảo phản ứng diễn ra suôn sẻ và an toàn. Nhiệt độ tối ưu để sản xuất EDC là từ 200°C đến 300°C. Ở nhiệt độ dưới 200°C, tốc độ phản ứng quá chậm và ở nhiệt độ trên 300°C, phản ứng trở nên quá tỏa nhiệt, dẫn đến việc tạo ra các chất trung gian nguy hiểm.
Áp suất được sử dụng trong sản xuất EDC thường nằm trong khoảng từ 2 đến 4 bar. Việc sử dụng áp suất cao thúc đẩy sự hình thành của EDC, nhưng nó cũng làm tăng nguy cơ nổ do hàm lượng năng lượng cao của phản ứng. Do đó, áp suất phải được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo phản ứng diễn ra an toàn.
Chất xúc tác cũng được sử dụng trong sản xuất EDC để tăng hiệu suất và độ chọn lọc của phản ứng. Các chất xúc tác được sử dụng phổ biến nhất là các chất xúc tác dựa trên đồng, chẳng hạn như clorua đồng, thúc đẩy phản ứng giữa etylen và khí clo.
Các mối nguy hiểm và biện pháp an toàn
Việc sử dụng khí clo trong sản xuất EDC có một số mối nguy hiểm phải được quản lý cẩn thận để đảm bảo an toàn cho quá trình sản xuất. Khí clo là một loại khí có độc tính cao và ăn mòn, có thể gây kích ứng da và hô hấp nghiêm trọng, đồng thời có thể gây tử vong ở nồng độ cao.
Để giảm thiểu các mối nguy hiểm liên quan đến việc sử dụng khí clo, một số biện pháp an toàn được sử dụng. Bao gồm các:
Thiết bị bảo hộ cá nhân: Công nhân xử lý khí clo phải đeo thiết bị bảo hộ cá nhân thích hợp, chẳng hạn như mặt nạ phòng độc, găng tay và quần áo bảo hộ, để tránh tiếp xúc với khí clo.
Thông gió: Phải cung cấp hệ thống thông gió đầy đủ trong khu vực sản xuất để ngăn chặn sự tích tụ khí clo và đảm bảo rằng người lao động không tiếp xúc với khí có nồng độ cao.
Ứng phó khẩn cấp: Các quy trình ứng phó khẩn cấp phải được thực hiện trong trường hợp vô tình giải phóng khí clo. Các quy trình này có thể bao gồm các quy trình sơ tán, quy trình khử nhiễm và điều trị y tế.
Giám sát: Khu vực sản xuất phải được giám sát thường xuyên về sự hiện diện của khí clo để đảm bảo rằng công nhân không tiếp xúc với nồng độ khí độc hại.
Đào tạo: Công nhân xử lý khí clo phải được đào tạo đầy đủ về cách xử lý, lưu trữ và vận chuyển khí an toàn. Họ cũng phải được đào tạo về các quy trình ứng phó khẩn cấp trong trường hợp vô tình giải phóng khí.
