Basmaterial - Kemilärarnas Resurscentrum - Stockholms universitet

Anläggningen - vinylkloridfabriken Hög / Gym
destillationstorn 3 dras väteklorid från toppen och leds till oxikloreringen, medan
bottenflödet går till destillationstorn 4. Där kokar vinylkloriden av i toppen medan
oreagerad dikloroetan samt biprodukter från krackern kommer ut i botten.
Bottenflödet leds tillbaka till destillationstorn 2, där biprodukterna går till förbränning
och dikloroetanet får passera krackugnen igen.
Oxikloreringen tar hand om de sista kloratomerna…
För att inga kloratomer ska
gå till spillo leds den
avspjälkade vätekloriden
från krackern till en serie
reaktorer som i figuren är
ritad som en reaktor. Här
H H
H Cl + C C +
H
H
låter man väteklorid reagera med syre och eten (i överskott) och bilda ny dikloroetan
som sedan kan spjälkas i krackern. Dessutom bildas vatten. Överskottet av eten
destilleras bort (ej i figuren) och leds till specialkloreringsreaktorn.
På så sätt kommer mer än hälften av alla kloratomer att passera krackugnen minst
två gånger, vissa passerar ännu fler. Det är miljöhänsyn som ligger bakom denna
omständliga hantering, med ständiga överskott av eten för att få så många
kloratomer som möjligt på rätt plats, och inte hamna som biprodukt i
förbränningsugnen.
PVC-fabriken
Den vinylklorid som tillverkas i vinylkloridfabriken lagras och går vidare till PVCfabriken,
där den polymeriseras till PVC-plast av olika kvalité - grovkornig och
finkornig.
Reaktioner i eller utanpå dropparna
Det är intressant att jämföra polymerisation av eten med polymerisation av vinylklorid.
På Borealis är man tvungen att använda extremt höga tryck eller katalysatorer
för att få etenmolekylerna att reagera med varandra. Tack vare kloratomen är
vinylkloridmolekylerna mycket lättare att polymerisera. Därför behövs inte lika höga
tryck i PVC-fabriken som i Borealis högtrycksanläggning och heller ingen katalysator.
Dessutom kan reaktionerna ske i vatten, vilket ger en effektiv kylning. Läs mer i
fördjupningsdelen Eten vs vinylklorid.
Vinylkloriden leds in i vattenfyllda reaktorer och slås till droppar med hjälp av
omrörare. När man tillverkar grovkornig PVC vispar man kraftigt så att vinylkloriden
bildar små, små droppar i vattnet (suspension). För att hindra dessa droppar från att
klumpa ihop sig tillförs polyvinylalkohol - en vattenlöslig polymer som lägger sig som
en hinna kring vinylkloriddropparna. För att polymerisationsreaktionerna ska komma
igång i dropparna tillsätter man peroxider som är lösliga i vinylkloriddropparna.
Peroxiderna sönderfaller lätt till radikaler (reaktiva molekyler) som bryter
dubbelbindningen i vinylkloriden. Tusentals vinylkloridmolekyler kopplas på detta sätt
ihop till långa, ogrenade kedjor.
För att tillverka finkornig PVC måste man göra vinylkloriddropparna nästan tusen
gånger mindre än den grovkorniga PVC:n. Då hjälper det inte att vispa kraftigt, utan
man måste använda ytaktiva ämnen som skapar en emulsion av vinylklorid i vattnet.
PVC-tillverkning hos Hydro Polymers 84
2
½ O 2
H H
Cl C C Cl + H2O Figur 39 Oxiklorering. Väteklorid, som bildas i krackern, reagerar
med eten och syre och bildar ny dikloroetan plus vatten.
H
H