ფრეონების   უტილიზაცია

 

ფრეონები   წარმოადგენენ  პოლიფტორნახშირწყალბადებს, რომლებიც  ზოგიერთი ფრეონების შემთხვევაში შეიცავენ აგრეთვე ქლორის და იშვიათად ბრომის ატომებს.   ფრეონები ქიმიურად ინერტული ნაერთები არიან, რომლებიც   აქტიურდებიან   მხოლოდ მაღალ ტემპერატურებზე (600÷1200)°C.  ყველა ფრეონი  თვით აალდება  600°C -ზე უფრო მაღალ ტემპერატურებზე.

ფრეონების უტილიზაციის  მეთოდებს შორის ყველაზე გავრცელებული სპეციალური ჭურჭლებით დამარხვაა.  გამოიყენება აგრეთვე,  მაღალტემპერატურული დესტრუქცია,  მათ შორის მაღალ ტემპერატურული პლაზმითაც.

ულტრაიისფერი  გამოსხივების ზემოქმედებით  ზოგიერთი ფრეონები რეაგირებენ ოზონთან, რის გამოც ზიანდება  დედამიწის ატმოსფეროს ოზონური შრე. მონრეალის 1987 წლის  ხელშეკრულებით განსაზღვრულია ოზონ აქტიური ფრეონები: 11 (CFCl3),   12 (CF2Cl2), 113 (CF2ClCFCl2),  114 (CF2ClCF2Cl), 115 (CF3CF2Cl), 12В1 (CF2ClBr) , 13В1 (CF3Br), 114В2 (CF2BrCF2Br), რომელთა წარმოებაც აღნიშნული ხელშეკრულების მონაწილე ქვეყნებმა შეწყვიტეს 2000 წლიდან.

ეკოლოგიურად სუფთად  ითვლებიან ფრეონები:  123 (CF3CHCl2) , 134 (CF2HCHF2), 152a (CHF2CH3) და სხვა,  რომელთა მოლეკულების შედგენილობაში შედიან წყალბადის ატომები. ეს ფრეონები მაღალი ტემპერატურების გავლენით ადვილად იშლებიან  უხიფათო ნივთიერებებად.

ნაჯერი  ფტორნახშირბადების  მაღალ ტემპერატურული პიროლიზით შეიძლება წარმოიქმნას ისეთი მომწამლავი ნივთიერებები როგორიცაა  ფოსგენი (COCl2),  ფტორწყალბადი (HF),  ქლორწყალბადი (HCl) და ა.შ.

ჩვენს მიერ, ფრეონების უტილიზაციისათვის გამოიყენება მაღალტემპერატურული პიროლიზი  წყლის ოთქლის გამოყენებით.  წყლის ორთქლისა თანაობა განაპირობებს ნახშირორჟანგისდა წყალბად   ნაერთების წარმოქმნას, რომელთა  ატომებს შორის ქიმიური ბმები  უფრო  ძლიერია, ვიდრე  ფრეონში. მაგალითად:

                                        

                                        CF4 + 2H2O =  CO2 +  4HF

                                       

                                        CF2Cl2 + 2H2O = CO2  +  2HF  + 2HCl

 

პრაქტიკულად  პროცესი შეიძლება განხორციელდეს შემდეგნაირად:  რაიმე ორგანული საწვავის , მაგალითად ბუნებრივი გაზის დაწვით წარმოქმნილ ნამწვ გაზებში, რომლებიც წარმოადგენენ ნახშირორჟანგისა და წყლის ორთქლის ნარევს (მჟანგავად ჟანგბადის გამოყენებისას), ან წყლის ორთქლის, ნახშირორჟანგისა  და აზოტის ნარევს (მჟანგავად ჰაერის ჟანგბადის გამოყენებისას),  მაღალ ტემპერატურაზე შეერევა ფრეონი და ხორციელდება ზემოთ მოტანილი ტიპის რეაქციები. მიღებული  გაზების ნარევი ცივდება  და გაივლის  წყობილებიან კოლონაში, რომელშიც ურთიერთქმედებს  ნატრიუმის, ან სხვა  ტუტესთან და წარმოქმნის აბსოლუტურად უხიფათო ნატრიუმის ქლორიდს, ნატრიუმის ფტორიდს,  ნატრიუმის ბრომიდს, ნატრიუმის ჰიდროკარბონატს და წყალს,  შემდეგი ცნობილი რეაქციების საფუძველზე:

                 

                                         HF  +  NaOH = NaF + H2O

                 

                                         HCl + NaOH = NaCl + H2O

                 

                                         CO2  +  NaOH = NaHCO3

 

რადგან ხშირ შემთხვევაში, ერთ  პორციად    საუტილიზაციო  ფრეონის  რაოდენობა დიდი არ არის,  მაღალტემპერატურული ნამწვი გაზების  მისაღებად  მიზანშეწონილია სუფთა ჟანგბადის გამოყენება, რაც გამორიცხავს აზოტის არსებობას ნამწვ გაზებში და შესაძლო გვერდით რეაქციებს მისი მონაწილეობით.

უტილიზაციის ზემოთ დახასიათებული მეთოდის ერთადერთ ნაკლად შეიძლება ჩაითვალოს ის რომ,  2000°C- ზე მაღალ ტემპერატურებზე  ხორციელდება   ძალზე აგრესიული  გაზების კონტაქტი  აპარატურის კედლებთან რომელსაც უნდა ჰქონდეს  შესაბამისი დამცავი ფუტირება.

არა ნაკლებ მნიშვნელოვანია მაღალ ტემპერატურებზე ჰალოგენ წყალბადების დაშლა და  შესაბამისი  მოლეკულური გაზების წარმოქმნა (ქლორის, ფტორის), რომლებიც კაუსტიკასთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოქმნიან ჰიპოქლორიდს, ან ჰიპოფტორიდს. ამ გარემოების თავიდან ასაცილებლად  რეაქციის პირობები უნდა შეირჩეს ისეთნაირად რომ, ტემპერატურა არ აღემატებოდეს იმ ზღვრულ მნიშვნელობას, რომლის ზემოთაც მნიშვნელოვანი ხდება ჰალოგენ წყალბადების დაშლა. 

ყველა შემთხვევაში,   მორეაგირე გაზების თანაფარდობა  უნდა  განისაზღვროს კონკრეტყული ფრეონისათვის, რაც პროცესის ოპტიმალურ რეჟიმში  წარმართვას განაპირობებს.