氟利昂氣體工作原理
發(fā)布時(shí)間:2013-12-28瀏覽次數(shù):1340返回列表
氟利昂氣體原理
幾種氟氯代甲烷和氟氯代乙烷的總稱 。包括 CCl3F(F-11)、CCl2F2(F-12)、 CClF3(F-13)、 CHCl2F (F-21)、CHClF2(F-22)、FCl2C-CClF2(F-113)、F2ClC-CClF2(F-114) 、C2H4F2(F-152)、C2ClF5(F-115)、C2H3F3(F143)等等。以上氟利昂在常溫下都是無(wú)色氣體或易揮發(fā)液體,略有香味,低毒,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。其中重要的是二氯二氟甲烷CCl2F2(F-12)。二氯二氟甲烷在常溫常壓下為無(wú)色氣體;熔點(diǎn)-158℃ ,沸點(diǎn)-29.8℃,密度1.486克/厘米(-30℃);稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚;與酸、堿不反應(yīng)。二氯二氟甲烷可由四氯化碳與無(wú)水氟化氫在催化劑存在下反應(yīng)制得,反應(yīng)產(chǎn)物主要是二氯二氟甲烷,還有CCl3F和CClF3,可通過(guò)分餾將CCl2F2分離出來(lái)。
氟利昂主要用作制冷劑。它們的商業(yè)代號(hào)F表示氟代烴,個(gè)數(shù)字等于碳原子數(shù)減1(如果是零就省略),第二個(gè)數(shù)字等于氫原子數(shù)加1,第三個(gè)數(shù)字等于氟原子數(shù)目,氯原子數(shù)目不列。由于氟利昂可能破壞大氣臭氧層,已限制使用。
氟利昂是臭氧層破壞的元兇,它是本世紀(jì)20年代合成的,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不具有可燃性和毒性,被當(dāng)作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑,廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學(xué)品、汽車、消防器材等領(lǐng)域。80年代后期,氟利昂的生產(chǎn)達(dá)到了高峰,產(chǎn)量達(dá)到了144萬(wàn)噸。在對(duì)氟利昂實(shí)行控制之前,全向大氣中排放的氟利昂已達(dá)到了2000萬(wàn)噸。由于它們?cè)诖髿庵械钠骄鶋勖_(dá)數(shù)百年,所以排放的大部分仍留在大氣層中,其中大部分仍然停留在對(duì)流層,一小部分升入平流層。在對(duì)流層相當(dāng)穩(wěn)定的氟利昂,在上升進(jìn)入平流層后,在一定的氣象條件下,會(huì)在強(qiáng)烈紫外線的作用下被分解,分解釋放出的氯原子同臭氧會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng),不斷破壞臭氧分子??茖W(xué)家估計(jì)一個(gè)氯原子可以破壞數(shù)萬(wàn)個(gè)臭氧分子。
根據(jù)資料,2003年臭氧空洞面積已達(dá)2500萬(wàn)平方公里。臭氧層被大量損耗后,吸收紫外線輻射的能力大大減弱,導(dǎo)致到達(dá)地球表面的紫外線B明顯增加,給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來(lái)多方面的危害。據(jù)分析,平流層臭氧減少1%%,白內(nèi)障的發(fā)病率將增加0.6-0.8%,即意味著因此引起失明的人數(shù)將增加1萬(wàn)到1.5萬(wàn)人。
由于氟利昂在大氣中的平均壽命達(dá)數(shù)百年,所以排放的大部分仍滯留在大氣層中,其中大部分停留在對(duì)流層,小部分升入平流層。
在對(duì)流層的氟利昂分子很穩(wěn)定,幾乎不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。但是,當(dāng)它們上升到平流層后,會(huì)在強(qiáng)烈紫外線的作用下被分解,含氯的氟利昂分子會(huì)離解出氯原子,然后同臭氧發(fā)生連鎖反應(yīng)(氯原子與臭氧分子反應(yīng),生成氧氣分子和一氧化氯基;一氧化氯基不穩(wěn)定,很快又變回氯原子,氯原子又與臭氧反應(yīng)生成氧氣和一氧化氯基……),不斷破壞臭氧分子。
Cl+O3→O2+ClO ClO+O→O2+Cl
如此周而復(fù)始,結(jié)果一個(gè)氯氟利昂分子就能破壞多達(dá)10萬(wàn)個(gè)臭氧分子??偟慕Y(jié)果,可以用化學(xué)方程式表示為:
2O3—→3O2 (雖然反應(yīng)中氟利昂分子所起的作用類似于催化劑,但由于其參加了反應(yīng)過(guò)程,因而嚴(yán)格意義上不屬于催化劑)。
反應(yīng)機(jī)理:
臭氧在紫外線作用下(反應(yīng)條件不好打,自己加上)
O3 —→ O2 + O
氯氟烴分解(以CF2Cl2為例)
CF2Cl2 → CF2Cl• + •Cl
自由基鏈反應(yīng)
Cl• + O3 —→ ClO• + O2
ClO• + O —→ Cl• + O2
總反應(yīng):O3 + O = 2O2
氟利昂等消耗臭氧物質(zhì)是臭氧層破壞的元兇,氟利昂是本世紀(jì)20年代合成的,其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不具有可燃性和毒性,被當(dāng)作制冷劑、發(fā)泡劑和清洗劑,廣泛用于家用電器、泡沫塑料、日用化學(xué)品、汽車、消防器材等領(lǐng)域。80年代后期,氟利昂的生產(chǎn)達(dá)到了高峰,產(chǎn)量達(dá)到了144萬(wàn)噸。在對(duì)氟利昂實(shí)行控制之前,全向大氣中排放的氟利昂已達(dá)到了2000萬(wàn)噸。由于它們?cè)诖髿庵械钠骄鶋勖_(dá)數(shù)百年,所以排放的大部分仍留在大氣層中,其中大部分仍然停留在對(duì)流層,一小部分升入平流層。在對(duì)流層相當(dāng)穩(wěn)定的氟利昂,在上升進(jìn)入平流層后,在一定的氣象條件下,會(huì)在強(qiáng)烈紫外線的作用下被分解,分解釋放出的氯原子同臭氧會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng),不斷破壞臭氧分子??茖W(xué)家估計(jì)一個(gè)氯原子可以破壞數(shù)萬(wàn)個(gè)臭氧分子。
北京百思佳特科技有限責(zé)任公司





