Хлорена как растворитель и реагент¶

Хлорена (от «хлор» и «этилен»; химическое название — тетрахлорэтилен, перхлорэтилен, PCE) — хлорорганическое соединение с формулой C₂Cl₄, бесцветная, негорючая, тяжёлая жидкость с характерным эфирным запахом, практически нерастворимая в воде и хорошо смешивающаяся с большинством органических растворителей. Относится к классу хлорированных непредельных углеводородов (хлоралкенов) и широко применяется как растворитель в промышленной химической чистке, обезжиривании металлов и как промежуточный продукт в синтезе фторорганических соединений. В быту и в профессиональной среде под «хлореной» чаще всего понимают именно тетрахлорэтилен, хотя исторически термин иногда применяли и к родственным хлорпроизводным этана и этилена.

¶История и получение

Тетрахлорэтилен был впервые описан во второй половине XIX века в ряду продуктов хлорирования углеводородов. Промышленное значение соединение приобрело в XX веке, когда возник спрос на негорючие растворители, пришедшие на смену легковоспламеняющимся бензинам и спиртам в химической чистке одежды.

Основные промышленные способы получения:

• Хлорирование углеводородов — обработка лёгких углеводородных фракций хлором при высокой температуре с последующим выделением тетрахлорэтилена ректификацией.
• Оксохлорирование — взаимодействие этилена или 1,2-дихлорэтана с хлором и кислородом (или с хлороводородом и кислородом) при катализе, что даёт смесь хлорированных продуктов, из которой выделяют целевое соединение.
• Пиролиз хлорпроизводных — термическое разложение более насыщенных хлоруглеводородов (например, тетрахлорэтана) с отщеплением хлороводорода.
• Побочное образование — тетрахлорэтилен получается как побочный продукт в ряде процессов хлорирования и пиролиза, что делает его доступным в больших объёмах.

¶Физические и химические свойства

Молекула имеет плоское строение с двойной связью между атомами углерода; атомы хлора расположены в плоскости молекулы. Высокая плотность и низкая температура кипения делают вещество удобным для жидкостной экстракции и паровой очистки. Тетрахлорэтилен химически устойчив, но при высоких температурах и в присутствии влаги может разлагаться с выделением хлороводорода и фосгена, поэтому в технике важны меры по стабилизации и контролю условий.

¶Применение

• Химическая чистка одежды. Тетрахлорэтилен — один из основных растворителей в профессиональной химчистке: он эффективно удаляет жиры и масла, не воспламеняется и относительно легко регенерируется перегонкой.
• Обезжиривание металлов. Используется в машиностроении и электронике для удаления смазок, флюсов и загрязнений с деталей перед пайкой, нанесением покрытий и сборкой.
• Сырьё для синтеза. Служит промежуточным продуктом при получении фторорганических соединений (в том числе хладагентов и фторполимеров), а также ряда хлорсодержащих реагентов.
• Экстракция и лабораторная практика. Применяется как растворитель в органическом синтезе и аналитических методиках, где требуется негорючая среда с высокой плотностью.
• Прочие области. Входит в состав некоторых технических составов для очистки поверхностей и обработки материалов.

¶Воздействие на здоровье и технику безопасности

Тетрахлорэтилен токсичен при вдыхании паров, при попадании на кожу и при проглатывании. Острые эффекты включают раздражение слизистых, головную боль, головокружение, тошноту, угнетение центральной нервной системы; при высоких концентрациях возможно поражение печени и почек. Хроническое воздействие связывают с рисками для нервной системы и печени, а также с возможным канцерогенным действием, что отражено в классификациях международных и национальных органов по охране труда.

Меры безопасности при работе:

• эффективная вентиляция и местные отсосы, исключение вдыхания паров;
• средства индивидуальной защиты: перчатки из стойких материалов, защитные очки, при необходимости — респиратор;
• хранение в закрытой таре вдали от источников тепла и открытого огня, хотя вещество негорюче;
• запрет на использование в замкнутых непроветриваемых помещениях без контроля воздуха рабочей зоны;
• утилизация отработанного растворителя как опасного отхода, регенерация и рекуперация для снижения выбросов.

¶Экологические аспекты

Тетрахлорэтилен относится к загрязнителям, которые могут накапливаться в почве и подземных водах, поскольку он тяжелее воды и плохо разлагается в естественных условиях. Основные пути поступления в окружающую среду — выбросы при химчистке, испарение из открытых ёмкостей, утечки и неправильная утилизация отходов. Современные требования направлены на сокращение выбросов: используются закрытые машины, системы улавливания паров, регенерация растворителя и замена на менее опасные технологии там, где это возможно.

¶Нормативное регулирование и тенденции

В ряде стран применение тетрахлорэтилена в химической чистке и обезжиривании ограничено или ужесточено из-за токсичности и экологических рисков. Регуляторы устанавливают предельно допустимые концентрации в воздухе рабочей зоны, требования к вентиляции, контролю утечек и обращению с отходами. Одновременно продолжается поиск альтернатив: водные и полуводные технологии очистки, углеводородные растворители, «зелёные» составы на основе силоксанов и других соединений. В промышленном синтезе тетрахлорэтилен сохраняет значение как крупнотоннажный промежуточный продукт, что поддерживает спрос на него даже при ограничениях в потребительских сферах.

¶Путаница в названиях

В русскоязычной литературе и технической документации термином «хлорена» иногда обозначают разные хлорорганические растворители, что связано с историей торговых наименований и переводов. Поэтому при чтении регламентов и паспортов безопасности важно уточнять, о каком именно соединении идёт речь: тетрахлорэтилене, трихлорэтилене или ином хлорпроизводном. Такая конкретизация критична для выбора средств защиты, методов анализа и технологических режимов.