Перхлорэтилен¶

Перхлорэтилен — хлорорганическое соединение, бесцветная жидкость с характерным сладковатым запахом, широко используемая в качестве органического растворителя. По химической номенклатуре IUPAC называется тетрахлорэтилен (C₂Cl₄). Относится к классу галогеналканов (точнее, галогеналкенов) и является наиболее распространённым растворителем в химической чистке одежды.

¶Физические и химические свойства

Перхлорэтилен представляет собой тяжёлую негорючую жидкость с высокой плотностью (1,62 г/см³), которая значительно превышает плотность воды. Температура кипения составляет 121 °C, температура плавления — около −22 °C. Вещество обладает низкой вязкостью и высокой растворяющей способностью по отношению к неполярным и слабополярным органическим соединениям: жирам, маслам, воскам, смолам, каучукам. В воде перхлорэтилен практически не растворяется (0,015 г/100 мл при 25 °C), однако способен образовывать азеотропные смеси с водой и спиртами.

Молекула перхлорэтилена имеет плоское строение, характеризуется высокой химической стабильностью. Вещество не поддерживает горение, однако при нагревании выше 150 °C в присутствии кислорода и влаги разлагается с образованием фосгена, хлористого водорода и других токсичных продуктов. Под действием ультрафиолетового излучения в атмосфере участвует в фотохимических реакциях, приводящих к образованию озона в тропосфере.

¶История

Перхлорэтилен впервые был синтезирован в 1821 году английским физиком Майклом Фарадеем при термическом разложении гексахлорэтана. Промышленное производство началось в начале XX века. В 1920–1930-х годах вещество стало активно вытеснять бензин и другие легковоспламеняющиеся растворители в химчистках благодаря своей негорючести и высокой эффективности. К середине XX века перхлорэтилен занял доминирующее положение на рынке средств химической чистки, которое сохраняет до настоящего времени.

¶Способы получения

Основной промышленный метод получения перхлорэтилена — хлорирование углеводородов (этана, этилена, пропана) или их хлорпроизводных при высоких температурах (350–450 °C) в присутствии катализаторов. Процесс сопровождается образованием побочных продуктов, включая четырёххлористый углерод и гексахлорбутадиен. Также перхлорэтилен образуется как побочный продукт при производстве винилхлорида и других хлорорганических соединений. Современные технологии позволяют регулировать соотношение целевых продуктов путём изменения условий реакции и состава сырья.

¶Применение

¶Химическая чистка

Основная сфера использования перхлорэтилена — профессиональная химическая чистка текстильных изделий. Растворитель эффективно удаляет загрязнения жирового происхождения, не повреждая большинство тканей, включая шерсть, шёлк и синтетические волокна. Оборудование для химчистки работает по замкнутому циклу: после очистки растворитель регенерируется путём дистилляции и адсорбционной очистки, что позволяет многократно использовать его в производственном процессе.

¶Промышленное применение

В промышленности перхлорэтилен используется для обезжиривания металлических деталей и узлов перед нанесением покрытий, в производстве электроники и точной механики. Он применяется как растворитель в производстве клеёв, красок, лаков, а также как промежуточный продукт в синтезе фторуглеродов (например, ГХФУ-123) и хлоруксусной кислоты. Ранее вещество использовалось в качестве хладагента и экстрагента в пищевой промышленности (например, для извлечения кофеина из кофе), однако эти применения были ограничены из-за токсикологических опасений.

¶Токсикология и безопасность

Перхлорэтилен относится к умеренно опасным веществам (3-й класс опасности по ГОСТ 12.1.007). Острая интоксикация возможна при вдыхании высоких концентраций паров и проявляется головокружением, нарушением координации, угнетением центральной нервной системы. Хроническое воздействие связывают с поражением печени, почек и неврологическими расстройствами. Международное агентство по изучению рака (МАИР) классифицирует перхлорэтилен как вероятный канцероген для человека (группа 2A). В Российской Федерации содержание вещества в воздухе рабочей зоны регламентируется предельно допустимой концентрацией (ПДК), составляющей 10 мг/м³.

Вещество обладает высокой устойчивостью в окружающей среде и способно накапливаться в грунтовых водах при утечках. В связи с этим предприятия химчистки обязаны соблюдать строгие экологические требования к утилизации отходов и герметичности оборудования. В ряде стран Европейского союза и США введены ограничения на использование перхлорэтилена, стимулирующие переход на альтернативные технологии (углекислотная чистка, водные методы).

¶Экологический аспект

Попадая в атмосферу, перхлорэтилен участвует в фотохимических процессах, способствуя образованию приземного озона и смога. В стратосфере его разложение может приводить к выделению атомов хлора, однако из-за относительно короткого времени жизни в атмосфере (около 3 месяцев) вклад вещества в разрушение озонового слоя оценивается как незначительный по сравнению с фреонами. Тем не менее производство и использование перхлорэтилена регулируются международными соглашениями по защите окружающей среды.