mvc

MONOCLORURO DE VINILO(ClCH=CH2)

El Cloruro de vinilo (Vinyl Chloride), Monocloruro de Vinilo (MVC), Monocloroetileno, Monocloroeteno o Cloroeteno es un gas incoloro que polimeriza bajo la acción de la luz, débilmente soluble en el agua, pero muy soluble en disolventes orgánicos. Se manufactura en gran des cantidades a partir del dicloruro de etileno (EDC).

Sus principales usos son como:-Monómero en la fabricación de plásticos y resinas polivinílicas (PVC), -Refrigerante e intermediario químico. Actualmente está prohibido su uso como refrigerante en artefactos domésticos y como propelente de aerosoles debido a su acción cancerígena.

Es muy inflamable y produce explosiones con facilidad, por lo que su manejo, independientemente de sus riesgos tóxicos, requiere estrictos controles de contaminación atmosférica. Este químico pertenece al denominado grupo de Hidrocarburos Halogenados donde un residuo alquílico de dos carbonos es sustituido por un halógeno (Cl).

http://members.tripod.com/RENDILES/MVC.html

MONOCLORURO DE VINILO(ClCH=CH2)

Producto de la familia de las olefinas, gas incoloro, se licua fácilmente, olor etéreo.

Usualmente se maneja como líquido y se le adiciona inhibidor, es inflamable y estable, pero a temperatura elevada en presencia de oxigeno o luz solar se polimeriza.

Su fórmula química es : CH2 = CH-Cl se le conoce también como: Cloruro de Vinilo.

Se usa en: tapas para botellas, fibras para tapetes, plastificantes, medicinas, resinas poliester y materia prima para PVC.

http://dgcnesyp.inegi.gob.mx/BDINE/D10/MTD/D1000175.HTM

(ClCH=CH2)

Nombre registrado: Cloruro de viniloNombre químico: CloroetenoSinónimos/nombres comerciales: Monocloroeteno, vinilcloruro, VC, CVM, Freón 1140.Nombre químico (alemán): Vinylchlorid.Nombre químico (francés): Chlorure de vinyle.Nombre químico (inglés): Vinyl chlorideAspecto general: Gas incoloro, de aroma suavemente dulzón, que solo se transporta en estado estabilizado (usando fenol y sus derivados) en tanques presurizados.

MONOCLORURO DE VINILO

(ClCH=CH2)

Fórmula empírica: C2H3Cl

Masa molecular relativa: 62,50 g

Densidad: 0,9106 g/cm3 a 20°C

0,983 g/cm3 a -20°C (líquido)

Densidad relativa de gas: 2,16

Punto de ebullición: -13,4 a -14,0°C

Punto de fusión: -153,8 a -160,0°C

Presión de vapor: 3300 hPa a 20°C

4500 hPa a 30°C

7800 hPa a 50°C

Punto de inflamación: -77 a -78°C

Temperatura de ignición: 415°C

DATOS FÍSICO-QUÍMICOS BÁSICOS

http://144.16.93.203/energy/HC270799/HDL/ENV/envsp/Vol316.htm


(ClCH=CH2)

Ignición espontánea: 472°C

Límites de explosividad : 3,8-31% en volumen;

Umbral de olor: 4000 ppm en el aire

Solvólisis: En agua: 1,1 g/l a 25ºC;

se disuelve en aceite, alcohol, solventes clorados y en hidrocarburos; las sales de plata y cobre aumentan susolubilidad, por formación de complejos.

Factores de conversión: 1 ppm = 2,60 mg/m3

1 mg/m3 = 0,39 ppm

DATOS FÍSICO-QUÍMICOS BÁSICOS (Continuación)



(ClCH=CH2)


PROCEDENCIA Y APLICACIONES

Aplicaciones:El cloruro de vinilo se emplea en su casi totalidad (96-98%) para la fabricación de cloruro de polivinilo o polivinilcloruro (PVC).

El restante 2-4% se emplea en la síntesis de hidrocarburos clorados específicos, como el 1,1,1-tricloroetano; el 1,1,2-tricloroetano, y el cloruro de vinilideno.

A nivel industrial, se usa el cloruro de vinilo para la producción de polímeros. Aproximadamente el 25% de la producción mundial de cloro se utiliza para la producción de cloruro de vinilo.


(ClCH=CH2)


PROCEDENCIA Y APLICACIONES

Procedencia/fabricación:Se fabrica a través de la combinación por adición de gas clorhídrico al acetileno, o por la descomposición del 1,2-dicloretano, originándose como producto secundario gas clorhídrico.El cloruro de polivinilo (PVC) es polímero del cloruro de vinilo.


(ClCH=CH2)


Cantidades producidas:

Producción mundial 198513.500.000 t

Producción mundial 10.000.000 t

EEUU, 1987 3.800.000 t

CE, 1977 3.500.000 t

Japón, 1980 1.656.000 t

Alemania, 1988 1.459.000 t

Francia, 1982 1.150.000 t

Italia, 1977 750.000 t

Taiwan, 1984 492.000 t

Canadá, 1982 408.000 t

Gran Bretaña, 1977 405.000 t

México, 1984 132.000 t


(ClCH=CH2)

Proceso de Síntesis en una Planta de MVC

Las plantas de Monocloruro de Vinilo (MVC) están diseñadas para producir cientos de TM/día de MVC, utilizando el Etileno proveniente de Plantas de Olefinas y el Cloro producido por Plantas de Clorosoda. El MVC es destinado finalmente hacia la Plantas de polimerización para la síntesis de Policloruro de Vinilo (PVC).

El Proceso se inicia con la cloración directa del Etileno en presencia de Cloruro férrico para formar el 1,2 Dicloro-etano (EDC). Luego el EDC pasa por un sistema de lavado ácido, básico y neutro, para ser depositado en el tanque de almacenamiento. El EDC ulteriormente es sometido a un proceso de purificación, donde se le elimina el agua e impurezas (HCl-Hidrocarburos pesados) por destilación.



(ClCH=CH2)


El siguiente procedimiento es el Craqueo del EDC en hornos con temperaturas de 505 º C para producir por descomposición térmica MVC y Acido Clorhídrico (HCl).

Otro proceso involucrado es la Oxihidrocloración, el cual tiene como función la de convertir el acetileno mezclado con el Acido Clorhídrico; resultando del craqueo 1,2 Dicloro-etano (EDC).



(ClCH=CH2)


El MVC (Vinyl chloride) también se obtiene de la descomposición de otras sustancias,tales como Tricloroetano (Trichloroethane), Tricloroetileno (Trichloroethylene), y el Tetracloroetileno (Tetrachloroethylene).

Como puede notarse los principales riesgos ocupacionales involucrados en este proceso de producción, están asociados con el manejo, procesamiento o almacenamiento de EDC, Cloro, Etileno y finalmente el MVC. Esto indica que los riesgos químicos junto con los riesgos físicos (Ruido-Temperaturas extremas) son determinantes muy importantes al estudiar los efectos del Monocloruro de etileno (MVC). Puede potenciarse su acción tóxica con la asociación de otras sustancias químicas involucradas en el proceso industrial.



(ClCH=CH2)

La exposición al Cloruro de Vinilo ocurre principalmente en el

sitio de trabajo. El respirar altos niveles de MVC por cortos

períodos de tiempo puede causar vértigo, somnolencia e

inconciencia mientras que niveles altamente extremos

pueden causar la muerte.



(ClCH=CH2)

Efectos característicosSeres humanos/mamíferos: Este gas, muy inflamable, tóxico y de efectos narcóticos, irrita los ojos, la piel y las vías respiratorias. La exposición reiterada conduce a lesiones hepáticas, renales y esplénicas, pudiendo desarrollarse en algunos casos tumores malignos. Pueden existir concentraciones tóxicas en el aire sin que se perciba un olor alarmante. El cloruro de vinilo ejerce efectos cancerígenos y teratógenos (su inhalación produce malformaciones y distrofias esqueléticas) tanto en los animales como en el ser humano.Durante su descomposición térmica, se forman gases ácidos que producen irritación ocular, nasal y faríngea.



(ClCH=CH2)

COMPORTAMIENTO EN EL MEDIO AMBIENTE

Agua:El cloruro de vinilo es muy persistente en el agua, si no se evapora. Sin embargo, hasta el momento no se conocen efectos nocivos sobre organismos acuáticos. Es poco probable su acumulación en la cadena alimentaria acuática.

Aire:Cuando el gas puesto a presión se expande, se forman nieblas frías más pesadas que el aire. Éstas se evaporan fácilmente y se combinan con el aire originando mezclas tóxicas y explosivas. Debido a las propiedades físico-químicas del cloruro de vinilo, es probable que se acumule en la atmósfera.



(ClCH=CH2)


Tiempo de vida media:En condiciones ambientales normales, el cloruro de vinilo es extraordinariamente persistente. Su tiempo de vida media en el suelo en condiciones anaeróbicas asciende a más de 2 años.Su degradación aeróbica en instalaciones de clarificación y en aguas superficiales, así como en cultivos bacterianos aislados de 20-120 mg/l, requiere un período mínimo de 5 semanas.Con la participación de radicales oxhidrilos, el tiempo medio de vida media se reduce a 66 horas. En los casos de hidrólisis, el tiempo de vida media es inferior a 10 años (calculado para una temperatura de 25°C). En la troposfera, el tiempo de vida media es de 11 semanas (degradación abiótica). La BUA (1989) informa sobre un promedio de tiempo de vida media que oscila entre 2,2 y 2,7 días.



(ClCH=CH2)


Degradación / productos de la descomposición:Durante la oxidación fotoquímica, se forma ácido clorhídrico, óxido de carbono y formaldehído. No se produjo fotólisis en una concentración de 10 mg/l sometida a rayos de 300 nm de longitud de onda durante más de 90 h. La mineralización biótica es extremadamente lenta.

Efectos combinados:El cloruro de vinilo reacciona, desarrollando altas temperaturas, con el acetileno, el cloro, el flúor, los oxidantes y peróxidos, con los que forma polímeros.Los iniciadores de una polimerización son la luz, el calor y el ácido sulfhídrico.



(ClCH=CH2) MONOCLORURO DE VINILO

Obtención industrial del MVC:1. Adición de HCl a acetileno. Primer método empleado (1930)

http://www.psrc.usm.edu/spanish/pvc.htm


Así que en 1912 un químico alemán, Fritz Klatte, decidió intentar hacer algo con él, e hizo reaccionar un poco de acetileno con ácido clorhídrico (HCl). Esta reacción produce cloruro de vinilo, pero en aquella época nadie sabía qué hacer con él, así que lo dejó en un estante donde con el tiempo, se polimerizó. Sin saber qué hacer con el PVC que él acababa de inventar, le dijo a sus jefes en su compañía, Greisheim Electron, que tenía el material patentado en Alemania. Nunca imaginaron un uso para el PVC y en 1925 su patente expiró.

En 1926, justamente al año siguiente, un químico norteamericano, Waldo Semon, trabajaba en B.F. Goodrich cuando independientemente inventó el PVC. Pero a diferencia de los químicos anteriores, cayó en la cuenta que este nuevo material haría una perfecta cortina para baño. Él y sus jefes en B.F. Goodrich patentaron el PVC en los Estados Unidos (los jefes de Klatte al parecer nunca presentaron una patente fuera de Alemania). Luego siguieron toneladas de nuevas aplicaciones para este material impermeable maravilloso y en esta segunda vez, el PVC fue un gran éxito.

http://www.psrc.usm.edu/spanish/pvc.htm


Obtención industrial del MVC:

2. Adición de cloro a etileno, seguido por el craqueo del dicloro etano para formar cloruro de vinilo y HCl. Método empleado en los años 50

C2H4 + Cl2 C2H4Cl2 FeCl3

Cl – CH2 – CH2 – Cl CH2 = CH2 – Cl + HCl


Obtención industrial del MVC:

3. Usando el etileno y el acetileno (esquema “balanceado”). Este proceso busca evitar la formación de HCl como sub-producto

4. Por oxiclorinación de etileno desarrollado en los años 50. Posiblemente combinado con la clorinación de eltineo en un esquema llamado “ integrado”

C2H4 + 2HCl + ½ O2 C2H4Cl2 + H2OCuCl2



HCl

C2H4 + Cl2 C2H4Cl2

C2H4 + 2HCl+1/2O2 C2H4Cl2 +H2O


MATERIA PRIMA

1. Cloro, suministrado por tubería, desde la unidad electrolítica del Complejo.

2. Etileno, suministrado por tubería desde la planta de olefinas.

3. El oxígeno, obtenido del aire


T: 500 – 600° C ; P: 25 – 35 barsEl EDC debe ser de alta pureza porque las impurezas pueden inhibir la termólisis

Hº298= +70 kJ/mol


EL PROCESO

La fabricación de cloruro de vinilo monómero (VC) en Solvay Martorell consta de tres unidades fundamentales:

1. La Unidad de Cloración del etileno, donde se mezcla el cloro y el etileno, produciéndose una reacción espontánea y exotérmica, y obteniéndose el 1,2 - dicloroetano.

2. La Unidad de Pirólisis del dicloroetano, en la que se produce el craking de la molécula, formándose una molécula de cloruro de vinilo y otra de cloruro de hidrógeno.

3. La Unidad de Oxicloración, en la que el cloruro de hidrógeno formado en la pirólisis, se hace reaccionar con etileno y oxígeno, obteniéndose de nuevo 1,2 - dicloroetano para el proceso.

Importancia del EDC y MVCImportancia del EDC y MVC

La destacada importancia del MVC como monómero

universal en la obtención de homo- y co- polímeros se

refleja en el crecimiento de su producción industrial que

comenzó en los años 30 y alcanzó en 1976 capacidades de

producción de 3.5 millones de toneladas en los EE.UU. Por

lo cual el MVC y su producto de partida EDC han llegado a

ser los mayores consumidores de cloro.

U.S. Producers of Ethylene Dichloride and Vinyl Chloride

Production capacity in million lbs/yr (1995)Company Location EDC VCM

Borden Chemical Geismar, LA 745 950

Dow Chemical Freeport, TX 2820 900

Dow Chemical Plaquemine, LA 2100 2150

Formosa Baton Rouge, LA 1195 1280

Formosa Pt Comfort, TX 1205 800

Geon LaPorte, TX 1705 1400

Georgia Gulf Plaquemine, LA 2075 1280

Occidental Convent, LA 800 ND

Oxymar Ingleside, TX 2310 1400

PPG Lake Charles, LA 2700 625

Vista Chemical Lake Charles, LA 1250 900

Vulcan Chemical- Geismar, LA 300 ND

Westlake Calvert City, KY 1300 1000

TOTAL 22092 13785

Source: SRI 1992 and Chemical Week 1995http://www.greenpeaceusa.org/media/publications/dioxins/dcgrectext.htm

EDC y MVCEDC y MVC

EDC y MVCEDC y MVC

1996 1997 1999 2000

EDC 217 246 93 98

MVC 144 154 108 108

Producción de EDC y MVC en Venezuela (MTMA)

Dicloruro de EtanoC2H4Cl2

Propiedades Físicas

Peso molecular: 98.96 g/mol.Punto Flash: 13 °C.Temperatura de ignición: 413 °C.Presión de vapor: 64 mmHg a 20 °C.Solubilidad en agua: 0.1-1 g/ 100 ml.En caso de incendio extinguir con:• Espuma. • Dióxido de carbono o químico seco.

Usos

Con altas P y exceso de NH3(ac), forma etilendiamina (producto intermedio): Caucho, medicamentos y el complejo aglutinante Ácido Etilendiaminotetracético. También se pueden obtener la dietilenamina y trietilenamina.


Usos

Es utilizado principalmente en la producción de cloruro de vinilo (Producto de partida para la obtención del MVC) y de otros compuestos químicos.

Es utilizado como un dispersante en caucho y plásticos.

Disolvente de resinas, asfalto, bitumen y caucho, así como extractor de grasas y aceites

En combinación con 1,2-dibromoetano y combinado con plomotetrametilo o plomotetraetilo como antidetonante de motores, para transformar los compuestos de Pb casi no volátiles en fácilmente volátiles.


Daños a la salud

Moderado: Una exposición corta puede provocar un daño menor, el cual puede ser permanente o temporario.

Grado de inflamabilidad

Severo: El material puede arder en condiciones de normal temperatura.

ReactividadNinguna: Normalmente estable aún bajo exposiciones al fuego; no reacciona con agua.

Riesgos en la salud

Tóxicos.Otras víasIrritantePielOjos

Otros efectos:

Riesgo de cáncer. Peligros de efectos acumulativos. Sustancia que afecta al sistema nervioso.


Almacenamiento y manipulación

Material inflamable. Separar de oxidantes y de fuentes de combustión. No almacenar cerca de agentes oxidantes. Ejemplos: nitratos, clorato, etc. El vapor es más pesado que el aire y puede viajar a través del piso; si se inflama, alejar todo lo que pueda encenderse. Debido a la baja conductividad eléctrica, la sustancia puede generar cambios electrostáticos como un resultado de la agitación fluida. No usar aire comprimido para el llenado, vaciado y manejo. Ataca a muchos plásticos. La sustancia descompone en calor, formando gases y vapores corrosivos. No almacenar cerca de bases fuertes (cáusticas).


Primeros auxilios

Ojos.Si el químico penetra en los ojos, inmediatamente lavar los ojos con abundante agua; ocasionalmente levantar el párpado superior y el inferior. Tomar asistencia médica inmediatamente. Las lentes de contacto no deben ser usados cuando se trabaja con este químico.

Piel.Si este químico toma contacto con la piel, prontamente lavar la piel contaminada con jabón o detergente suave y agua. Si este químico se absorbe por la ropa, rápidamente sacársela y lavar la piel con jabón o detergente suave y agua. Reciba atención médica rápidamente.


Primeros auxilios

Inhalación.Si una persona aspira en grandes cantidades este químico, llevar a la persona expuesta a un lugar con aire limpio en forma inmediata. Si la respiración se ha parado, practicar respiración artificial. Mantener a la persona afectada caliente, y en reposo. Recibir atención médica tan rápido como sea posible.

Ingestión.Cuando este químico ha sido ingerido, inmediatamente recibir atención médica. Si la persona no es asistida rápidamente, hacer que vomite tocándose el fondo de la garganta con sus dedos o dándole jarabe vomitivo en su envase directamente. En caso de no obtener resultado, asistir a la asistencia médica para el jarabe vomitivo que solo en los institutos de urgencia para niños y adultos se suministra. No hacer que una persona inconsciente vomite.



Adición de cloro al etileno

Dicloroetano. El etileno reacciona con el cloro cuando se encuentra en presencia de un catalizador de cloruro férrico y una temperatura de 40-50 °C y 15 atmósferas de presión.

El principal producto de la reacción es el dicloroetano, que encuentra su aplicación en la fabricación de cloruro de vinilo que sirve para hacer polímeros usados para cubrir los asientos de automóviles y muebles de oficina, tuberías, recubrimientos para papel y materiales de empaque, fibras textiles, etc.

El dicloroetano también se utiliza para fabricar solventes como el tricloroetileno, el percloroetileno y el metilcloroformo, que se usan para desengrasar metales y para el lavado en seco de la ropa.


Adición de cloro al etileno

Otras de las múltiples aplicaciones del dicloroetano son la fabricación de cloruro de etilo, tetraetilo de plomo (TEP), etilendiamina y otros productos aminados.

En el terreno de la medicina, el dicloroetano sirve como solvente para la extracción de esteroides.


Métodos de obtención del EDC: 1. Cloración directa de etileno 2. Oxiclorinaión del etileno por HCl en presencia de O2


CLORINACION DIRECTA

ADICIÓN ELECTROFILICA DEL Cl2 AL HC=CH


Hº298 -185 kJ/mol


FeCl3

Induce la reacción selectiva del cloro y etileno hacia EDC disminuyendo la cantidad de subproductos

Se adiciona NaCl en polvo para formar tetracloroferrato de Na (NaFeCl4), para mejorar la selectividad del catalizador e inhibir la corrosión


Oxiclorinación

Catalizador de cloruro cúprico soportado en alúmina

C2H4 + 2HCl + ½ O2 C2H4Cl2 + H2OCuCl2

Reacción ocurre en un lecho fijo o fluidizado

Exotérmica, DH reacción = -239 KJ/mol EDC producido

Requiere la remoción del calor por medio del control de la T para tener una producción eficiente de EDC


Oxiclorinación

T muy altas en el reactor podrían generar más subproductos, incrementar la oxidación del etileno a óxidos de C e incrementar el craqueo de EDC. Múltiples pasos de oxihidroclorinación y craqueo pueden generar subproductos con altos niveles de sustitución de Cl; además de desactivar el catalizador por incremento de la sublimación del CuCl2.

Subproductos: 1,1,2-tricloroetano; cloroformo; CCl4,Etilcloruro,, 2-cloroetanol, todos los cloroetilenos y compuetos de alto punto de ebullición

DIAGRAMA GENERAL DEL PROCESO DE LA PLANTA DE MVC II

Vacío

Pesad

os

Secad

o

T-831Etileno

Cloro

R-101

MV

C

Desp

oja

dor

Oxir

eacto

r

Oxígeno +Gas de reciclo

Etileno

HCl

Cloración de Bencenoy Cloropreno

HCl

R-401

Purificación de MVC

Purificación de EDC

Subproducto

Agua

ReactorCloración Directa

R-201

CLORACIÓN DIRECTA

T: 115-120° CP: 2,5 bar

Nivel de EDC líquido: 80%

Etileno

Cloro

R-101

R-102

E-105

D-1

02

D-1

01

Nitrógeno

Cloro

T: 45-60° CP: 0,5 bar

Evaporación de EDCT: 97° CP: 0,58 bar

E-102Elimina excedente de calor E-304

EDC gaseosoA la columna de pesados C-302

Rehervidor de columna de

pesados C-302

CLORACIÓN DIRECTA

Pared interna del reactorPared interna del reactor

EDC EDC succionadsuccionado por las o por las bombasbombas

Medio de EDC Medio de EDC líquido donde líquido donde reaccionan el reaccionan el cloro y etilenocloro y etileno

Evita la salida de los reactantes con el EDC productoEvita la salida de los reactantes con el EDC producto

PURIFICACIÓN DE EDC

OXICLORINACIÓN

CRAQUEO DE EDC

PURIFICACIÓN DE MVC

Cinética de las reacciones

Reacción DC1: Cloración Directa de EtilenoC2H4 + Cl2 C2H4Cl2

R1 = k1 [C2H4] [Cl2] k1 = 0,132 m3 mol-1s-1

Reacción DC2: Oxicloración de EtilenoC2H4 + Cl2 C2H4--Cl + Cl.

Cl. + C2H4Cl2 C2H3Cl2 . + HCl C2H3Cl2 . + Cl2 C2H3Cl3 + Cl. C2H3Cl2 . + Mi deactivate

Cl. + Mi deactivate R2 = k2 [C2H4] [Cl2]2 k2 = 0,0239 m6 mol-2s-1

Reacción DC3: pirolisis de EDCC2H4Cl2 + Cl2 C2H3Cl3 + HCl

R3 = k3 [C2H4 Cl2] [Cl2] k3 = 6,12 *10-9 m3 mol-1s-1

mvc

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