Без рубрики

Фреоны и их воздействие на человека

Во время ходовых испытаний на атомной субмарине
“Нерпа” произошло несанкционированное срабатывание
автоматизированной системы пожаротушения и выброс фреона,
используемого в системе. Жертвами аварии стали 20 человек –
трое военнослужащих и 17 гражданских специалистов.
В 1928 году американский химик корпорации
“Дженерал Моторс” (“General Motors Research”)
Томас Мидглей младший (Thomas Midgley, Jr.) впервые выделил и
синтезировал в своей лаборатории химическое соединение, названное
впоследствии “фреон” (от латинского frigor – холод). Позже была
синтезирована целая группа подобных соединений; для их обозначения
использовалась латинская буква R и цифровой код.

Фреоны (другое их название – хлорфторуглероды)
представляет собой бесцветные газы или жидкости, без запаха, как
правило, хорошо растворимые в органических растворителях, а также
во многих смазочных маслах и практически нерастворимые в воде.
Фреоны – это смесь метана и этана, в которых атомы водорода
замещаются атомами фтора и хлора.

Известно более 40 различных фреонов, большинство из
которых выпускается промышленностью. Среди них существует несколько
типов фреона, отличающихся химическими формулами и физическими
свойствами.

Наиболее распространены следующие соединения:

  • трихлорфторметан (t кипения – 23,8°C) – Фреон R-11;
  • дифтордихлорметан (t кипения – 29,8°C) – Фреон R-12
  • трифторхлорметан (t кипения – 81,5°C) – Фреон R-13;
  • тетрафторметан (t кипения – 128°C) – Фреон R-14;
  • дифторхлорметан ( t кипения – 40,8°C) – Фреон R-22;
  • хлорофторокарбонат (t кипения – 51,4°C) – Фреон R-410A.

Благодаря своим термодинамическим свойствам, фреоны
нашли широкое практическое применение как хладоносители в холодильных
машинах, в кондиционерах, в парфюмерии и медицине для создания
аэрозолей. Все хладагенты, используемые в бытовых приборах, являются
негорючими и безвредными для людей веществами. Помимо использования в
качестве хладоносителей, фреоны применяют в качестве пропелантов, для
тушения пожаров (например, фреон 13В1). В промышленности чаще всего
используются фреоны R-12, R-22, R-134a, R-407C, R-410A.

В 1987 году в соответствии с Программой ООН по окружающей
среде (ЮНЕП) вступил в действие “Монреальский протокол по веществам,
разрушающим озоновый слой”, предусматривающий постепенное сокращение
производства и потребления ряда хлорфторуглеродов. В частности в
соответствии с этим протоколом фреон R-12 (как наиболее способствующий
разрушению озонового слоя) и R-22, а также другие фреоны, разрушающие
озоновый слой, перестали применяться в бытовой технике. Однако они
продолжают применяться при тушении пожаров.

По шкале “вредности” фреонов Хладон 22 (Фреон 22)
относится к веществам 4-го класса опасности. Эти вещества обладают
наркотическим действием, вызывает слабость, переходящую в возбуждение,
спутанность сознания, сонливость, при больших концентрациях – удушье.
При попадании на кожу жидкий фреон может вызвать “обморожение”
(пузыри, некроз).

Фреоны очень инертны в химическом отношении, поэтому они
не горят на воздухе, взрывобезопасны даже при контакте с открытым
пламенем. Однако при нагревании фреонов свыше 250 °C образуются весьма
ядовитые продукты, например фосген СОСl2, который в годы первой мировой
войны использовался как боевое отравляющее вещество.

Под действием температур свыше 400 °C фреон может
разлагаться с образованием высокотоксичных продуктов: тетрафторэтилена
(4-ый класс опасности), хлористого водорода (2-ой класс опасности),
фтористого водорода (1-ый класс опасности).

При определении токсической опасности хладонов учитываются
два основных аспекта: токсичность самого хладона и токсичность продуктов
его разложения. Степень разложения хладонов при тушении пожара в
значительной мере зависит от фазы развития пожара и времени подачи
хладона. Использование хладонов при тушении пожаров практически безопасно,
так как огнетушащие концентрации по хладонам 23, 318 и 218 на порядок
меньше смертельных концентраций при длительности воздействия до 4 часов.

Термическому разложению подвергаются примерно 5% массы
хладона, поданного на тушение пожара. Поэтому токсичность среды,
образующейся при тушении пожара хладонами, будет намного ниже
токсичности продуктов пиролиза и разложения.

Токсичность существенно зависит также от степени очистки
фреонов от примесей химических веществ, загрязняющих основное вещество
при производственных процессах, которые представляют наибольшую опасность.
При температурах 180-380°С и выше за счет термоокислительной деструкции
фреонов в окружающую среду выделяются сопутствующие примеси: фтороводород,
тетрафторэтилен, 2-трифторметил, пентафторпропен и пр., которые определяют
картину интоксикации.

По токсикокинетике хладоны аналогичны инертным газам. Лишь
при длительном вдыхании хладоны низких концентраций могут оказывать
неблагоприятное влияние на сердечно-сосудистую, центральную нервную
системы, легкие. При ингаляционном воздействии высоких концентраций
хладонов токсический эффект – кислородное голодание – развивается в
результате вытеснения кислорода. Время безопасного воздействия хладонов
R-125, R-227еа и др. при концентрациях в атмосфере закрытых помещений
9-10.5% составляет 5 минут.

RIAN.RU

Производство фреона.

Выдержки из Предисловия книги “Альтернативные
хладагенты и сервис холодильных систем на их основе”
(Бабакин Б.С., Стефанчук В.И. Ковтунов Е.Е.), М.: Колос, 2000

С середины XVIII и до начала XX в. в качестве
хладагентов для холодильных систем применяли различные вещества:
воду, диэтиловый и метиловый эфиры, аммиак, диоксид углерода,
сернистый ангидрид, метилхлорид и др. Первым хладагентом стала
вода – в 1755 г. ее использовали в этом качестве в лабораторной
установке, которую создал Вильям Галлен.
Позднее, в 1834., Якоб Перкинс изготовил компрессионную машину, работавшую на диэтиловом
эфире, а в 1844 г. Джон Горри – машину со сжатием и расширением
воздуха. В 1859 г. Фердинанд Карре создал абсорбционную
холодильную машину, работавшую на аммиаке, а четыре года спустя
Чарлз Теллер испытал компрессор, работавший на метиловом эфире.

В связи с активной организацией в США серийного производства
бытовых холодильников, в качестве хладагентов до конца 20-х
годов XX в. Широко использовали сернистый ангидрид и аммиак.
После выпуска в 1930 г. компанией “Кинетик Кемикалз
Инк” (США) первых партий дихлордифторметана, относящегося к
группе хлорфторуглеродов (ХФУ), и организации его промышленного
производства в 1932 г. многие рабочие вещества, кроме аммиака,
почти полностью исчезли с рынка хладагентов. Эта же компания
ввела в обращение торговое наименование фреон R-12. Обозначение
хладагента буквой R, также как и наименование фреон, стало
общепринятым.

В середине 30-х годов было налажено производство
в промышленных масштабах хладагентов R11, R113 и R114. Хладагент
R11 в дальнейшем начали широко применять в системах
кондиционирования воздуха. С 1935 г. был организован выпуск
хладагента R22, относящегося к группе гидрохлорфторуглеродов
(ГХФУ). Применяли R22 в низкотемпературных холодильных
установках. В 1952 г. был получен хладагент R502, заменивший
R22 в низкотемпературных холодильных установках, что позволило снизить
температуру нагнетания в компрессорах, характерную для R22. Для
получения очень низких температур затем были разработаны хладагенты
R13, R503 и R13B1.

Начиная с 60-х годов хладагенты R22 и R502 стали
одними из основных хладагентов в промышленных и торговых средне-
и низкотемпературных холодильных установках, кондиционерах
и тепловых насосах.

Для замены R12 с начала 90-х годов основными
мировыми производителями химической продукции были разработаны
и выпускаются однокомпонентный озонобезопасный хладагент R134a
и альтернативные сервисные (переходные) смеси (R401A и др.)

Рекомендуем также прочитать: