Опасность нафталина: признаки отравления
Нафталин представляет собой органическое соединение. Это углеводород ароматического ряда, он твердый, кристаллический и бесцветный, данный продукт имеется в составе каменноугольной смолы. Его используют при производстве взрывчатых веществ, красителей, а также в качестве инсектицида.
Нафталин имеет чрезвычайно резкий запах, его получают из каменноугольной смолы методом перегонки, в ней его содержание может варьироваться в пределах от 8 до 10%, нафталин можно выделить и из продуктов пиролиза нефти, который в значительной степени чище, чем каменноугольный.
Нафталин был открыт миру в 1820 году Гарденом в каменноугольной смоле. В том же году изучением его физических характеристик занялся Дж. Кидд, который и предложил ныне известное название. В 1826 году Фарадей установил эмпирическую формулу вещества C5H4, а в 1866 году Эрленмейер предложил структуру из пары бензольных конденсированных колец.
Применение нафталина
Так как нафталин характеризуется отличными антисептическими свойствами, его используют в хирургии. Помогает он и при болезнях кишечника, воспалении мочевого пузыря, при борьбе с глистами и брюшным тифом, зарекомендовал он себя еще и в роли жаропонижающего. Сегодня нафталин уступил место в борьбе с молью наиболее эффективным инсектицидам.
Нафталин способен предохранять от укусов насекомых, среди которых: мухи, оводы, слепни и др. Его часто используют в качестве предохранительного средства при ухаживании за скотом, страдающим сибирской язвой.
Химические и физические свойства
По своим химическим характеристикам нафталин схож с бензолом: он столь же легко сульфируется и нитруется, а также взаимодействует с галогенами. В качестве отличия от бензола можно выделить то, что нафталин легче способен вступать в реакции.
Его плотность равна 1,14 г/см?, вещество начинает плавиться при отметке в 80,26°C, температура его кипения равна 217,7°C, в воде его растворимость равняется 30 мг/л, самовоспламеняется он при 525°C, а температура его вспышки равна диапазону от 79 до 87°C, молярная масса составляет 128,17052 г/моль.
Влияние нафталина на здоровье человека
Длительное воздействие вещества способствует повреждению или разрушению красных кровяных телец, которые называются эритроцитами. Сотрудники IARC определеяют вещество в качестве возможного канцерогена, который способен привести к раковым заболеваниям у людей и животных.
В человеческом организме нафталин, как правило, скапливается в жировой ткани, где концентрируется до того момента, пока она не начнет сжигаться, а яд не станет проникать в кровь, что станет способствовать отравлению организма, которое может проявиться в виде кровотечений, образования опухолей и пр.
Основные направления применения нафталина представлены на схеме (рис. 16).
Одной из важнейших областей промышленного использования нафталина является окисление до фталевого ангидрида. Окисление нафталина проводится парофазным способом на вана - дий-калийсульфатном катализаторе в стационарном или псевдо - ожиженном слое :
4-502 - а: > +2С02 + 2Н20
Выход фталевого ангидрида на этом катализаторе составляет
86- 89 %, производительность по продукту 40 кг/ч на 1 м3 катализатора. Побочными продуктами процесса являются 1,4-наф - тохинон, малеиновый ангидрид, С02.
Модифицирование катализатора позволило повысить его производительность до 50-55 кг/(ч м3) и выход фталевого ангидрида до 90-94 %. Процесс окисления происходит при массовом соотношении нафталин: воздух = 1: 35 и температуре 360-370°С. Расход нафталина составляет 1.05-1.1 т на 1 т фталевого ангидрида.
Фирма «Badger» разработала процесс окисления нафталина при более высокой его концентрации (массовом соотношении нафталин: воздух - 1: 12) в псевдоожиженном слое катализатора.
Парофазным окислением нафталина воздухом при 250-450°С в присутствии катализаторов V205, V205-A1203, Zr02, Si02-W03, B203, фосфатов щелочных металлов получают также 1,4-наф - тохинон . В качестве катализатора возможно использование V205-K2S04, модифицированного оксидами Fe, Sn, Si, Ti, Al.
С6Н^П(С2Н5)„ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 16 (продолжение)
При температуре 430-480 °С окисление нафталина происходит с высокой конверсией, что позволяет исключить стадии отделения и рециркуляции сырья .
Возможно получение 1,4-нафтохинона окислением 1-нафтола кислородом с выходом 90 % в присутствии каталитического комплекса Со-салкомин в диметилформамиде .
1,4- Нафтохинон используется для синтеза антрахинона и его производных, красителей, антибактериальных препаратов и фунгицидов.
Алкилированием нафталина высшими линейными а-олефи - нами, содержащими 12-20 углеродных атомов, получают высшие алкилнафталины. В качестве катализаторов используются макропористые цеолиты типа Y с Н+ и NH4 обменными центрами , те же цеолиты, модифицированные рением , твердокислотные катализаторы на основе Zr02, модифицированного (NH4)6H4W1205. Полученные моноалкилнафталины используются в качестве смазочных масел и высокотемпературных теплоносителей с высокой теплопроводностью.
В качестве алкилирующего агента вместо оолефинов могут применяться спирты, алкилгалогениды. Фирма «Mobil Oil Corp.» запатентовала для алкилирования нафталина катализатор МСМ-49 состава Х203 пУ02, где п < 35, X - трехвалентный элемент (А1, В, Fe, Ga или их смесь), Y - четырехвалентный элемент (Si, Ti, Ge или их смесь) .
В 1975 г. разработан высокотемпературный теплоноситель Термолан на основе высших алкилнафталинов, выпускаемый ПО «Оргсинтез» (г. Новомосковск). Это жидкий продукт с температурой плавления -30-ь-45°С, температурой кипения 450-500°С и температурным диапазоном устойчивой работы от -35 до 350°С. Теплоноситель отличается невысокой токсичностью (ПДК = = З0мг/м3), низким давлением насыщенного пара (0.05-0.1 МПа при максимальной температуре использования), сравнительно невысокой вязкостью (60 мм2/с при 20 °С), малой коррозионной активностью, высокой радиационной стойкостью .
Алкилнафталины, полученные из нафталина и 1-эйкозена или 1-докозена, применяются в качестве рабочих жидкостей в вакуумных пароструйных насосах и обеспечивают создание ульт - равысокого вакуума (2.8-4.8) ■ 10“7 Па . Вместо индивидуальных а-олефинов для алкилирования нафталина может использоваться фракция С18-С20 крекинг-дистиллята твердого парафина. Алкилирование нафталина проводится в присутствии катализатора BF3-H3P04-S03 при 100 °С в течение 1 ч, выход алкилнафталинов составляет 50-55 %. Полученная вакуумная жидкость, 280
названная Алкарен-1, позволяет создавать в диффузионных насосах вакуум около 10“7 Па .
На базе фракции 180-240 °С крекинг-дистиллята, содержащей а-олефины С8-С20, и нафталина получена также вакуумная рабочая жидкость Алкарен-24 . Во избежание олигомеризации а-олефины предварительно гидрохлорировали в присутствии 1 % (мае.) гпС12 на силикагеле. Алкилирование нафталина алкилхлоридами проводилось в присутствии А1С13 при 20-100°С. Вакуумные масла получены также алкилированием дифенила алкилхлоридами С8-С12 (Алкарен Д24) и а-олефинами С12-С14 (Алкарен Д35). Технология получения вакуумных масел Алкарен отработана на опытно-промышленной установке ПО «Химпром» (г. Кемерово). Важное преимущество вакуумных масел на основе нафталина или дифенила и промышленных смесей а-олефинов по сравнению с зарубежными аналогами, полученными с использованием индивидуальных углеводородов, состоит в их значительно меньшей стоимости.
Алкилированием нафталина спиртами, например 2-бутано - лом, и одновременным сульфированием концентрированной Н2804 или слабым олеумом получают алкилнафталинсульфона - ты, применяющиеся в качестве ПАВ . Алкилнафталинсуль - фонаты применяются также в качестве антикоррозионных и моюще-диспергирующих присадок к смазочным маслам .
Нитрованием нафталина смесью концентрированных НЖ)3 и Н2в04 при 50-60°С получают 1-нитронафталин. Примеси 2-нитронафталина составляют 4-5 % (мае.) и динитронафталинов - около 3 % (мае.). При дальнейшем нитровании 1-нитронафталина образуется смесь 1,5- и 1,8-динитронафталинов .
Гидрированием 1-нитронафталина в присутствии № или Си получают 1-нафтиламин, сульфированием которого производится нафтионовая кислота :
Перегруппировка гидросульфата 1-нафтиламина проводится в среде о-дихлорбензол а при 175-180 °С.
Сульфирование нафталина концентрированной H2S04 при температуре около 80 °С приводит к образованию 1-нафталин - сульфокислоты, а при температуре свыше 150 °С - к 2-нафта - линсульфокислоте .
Фирма «Chemie AG Bitterfeld-Wolfen» запатентовала способ получения нафтионовой кислоты взаимодействием 1 моль
1- нафтиламина и 1-1.2 моль 95-100 %-й H2S04 с образованием нафтиламингидросульфата и последующим его спеканием с
1- 1.3 моль мелкокристаллической амидосульфокислоты при 160-200 °С. Нафтионовую кислоту выделяют нагреванием реакционной смеси с 1 н. НС1 до кипения и очищают через нафтионат натрия с использованием активированного угля. Очищенная нафтионовая кислота пригодна для получения пищевых красителей .
Взаимодействием 1-нафтиламина с анилином в жидкой фазе при 230-250 °С в присутствии 12 или /г-толуолсульфокислоты или в паровой фазе при 800 °С над гелем А1203 получают N-фе - нил-1-нафтиламин (неозон А), применяющийся в производстве арилметановых красителей .
При нитровании 1-нафталинсульфокислоты получается смесь 5- и 8-нитронафталин-1-сульфокислот, восстановлением которых чугунными стружками получают соответствующие аминопроизводные :
Аналогичным путем из 2-нафталинсульфокислоты получают кислоты Клеве - смесь 5- и 8-аминонафталин-2-сульфокислот. Нафтиламиносульфокислоты применяются в производстве красителей, а также в качестве реагентов для кинофотопромышленности.
При двухстадийном сульфировании нафталина сначала 20%-м олеумом при температуре не выше 35°С, затем 65 %-м олеумом 282
При 55 °С получают нафталин-1,5-дисульфокислоту (кислоту Армстронга) с примесью нафталин-1,6-дисульфокислоты .
Щелочным плавлением нафталин-2-сульфокислоты при 300- 315 °С получают 2-нафтол с выходом до 82 % . Возможно получение 2-нафтола гидроксилированием нафталина 28 % - м раствором Н202 сначала при 50 °С, затем при 80 °С в присутствии катализатора - тетракис(декахлор)фталоцианина меди. Конверсия нафталина составляет 22.3 %, селективность образования 2-нафтола - 90 % .
Алкилированием нафталина 2-пропанолом в присутствии мор - денита при 250 °С получают 2-изопропилнафталин , окислением которого до гидропероксида и кислотным разложением также возможно получение 2-нафтола и ацетона. Максимальный выход 2-нафтола - 61 % достигнут при использовании в качестве катализатора НС104 в растворе уксусной кислоты .
При алкилировании нафталина 2-пропанолом на цеолитах Н - У и ЬаН-У образуется в основном 1-изопропилнафталин , из которого может быть получен 1-нафтол. В промышленности 1- нафтол производится щелочным плавлением нафталин-1-сульфокислоты с КаОН при 300 °С с выходом около 93 % или гидролизом 1-нафтиламина под действием 20%-й Н2804 при 185- 240 °С .
Алкилирование нафталина пропиленом или 2-пропанолом в присутствии нанесенной на морденит Н-типа с мольным соотношением 8Ю2/А1203 свыше 15, при конверсии нафталина 95.2% сопровождается образованием 2,6-диизопропилнафтали - на с селективностью 61.9 % . При алкилировании нафталина на том же морденитовом цеолите с 0.5 % (мае.) Р1 в присутствии добавок воды конверсия повышается до 97.5 % и селективность образования 2,6-диизопропилнафталина - до 67.3 % . Пропитка Н-морденита нитратом церия (при 30 % (мае.) Се) приводит к повышению селективности по тому же изомеру до 70 %
Компьютерный поиск оптимального катализатора синтеза
2,6- диизопропилнафталина также подтвердил выбор морденита
При каталитическом взаимодействии нафталина с ди - и три - метилнафталинами в присутствии цеолитов протекают одновременно реакции трансметилирования и изомеризации с обогащением реакционной смеси 2,6-диметилнафталином .
При алкилировании нафталина метанолом с использованием цеолита Н-гвМ-б происходит образование 2-метилнафталина. Механизм Р-селективного метилирования объясняется тем, что молекулы 1-метилнафталина, имеющие больший объем, не проникают в каналы цеолита . При дальнейшем метилировании 2-метилнафталина на цеолите ZSM-5, особенно при отравлении его внешней поверхности с помощью 2,4-диметилхинолина, селективно образуется 2,6-диметилнафталин .
Аналогичные методы могут быть использованы и для получения 2,6-диэтилнафталина. Алкилированием нафталина этиленом или этилгалогенидом в присутствии цеолитов получают преимущественно 2,6-диэтилнафталин, который очищают кристаллизацией или хроматографией на цеолите типа Y, модифицированном ионами Na, К или Ва .
Фирма «Nippon Steel Chemical Со.» запатентовала процесс получения 2,6-диэтилнафталина взаимодействием нафталина или 2-этилнафталина с полиэтилбензолами в присутствии цеолита У. Так, при взаимодействии 2-этилнафталина с тетраэтил - бензолами при 80 °С через 2 ч достигнута конверсия 2-этилнафталина 82.7 %, выход диэтилнафталинов 62.3 %, их состав, %:
2,6- 50.1; 2,7- 24.8; 1,6- 15; 1,7- 5.3; прочие изомеры 4.8 . Окислением 2,6-диалкилнафталинов получают 2,6-нафталинди- карбоновую кислоту.
Гидрирование нафталина в присутствии никелевых катализаторов при 150°С приводит к образованию тетралина, а при 200 °С - к смеси цис - и транс-декалинов . Выход декалинов составляет около 95 % при гидрировании тетралина на платино - алюмофосфатном катализаторе, нанесенном на А1203, при температуре процесса 220 °С и давлении 5.17 МПа . Эффективный катализатор гидрирования нафталина до декалинов - 0.1 % (мае.) Ru на смешанных оксидах Mn203-Ni0 .
Гидрирование тетралина до цис - и mpawc-декалина проходит с высоким выходом в двухфазной системе, включающей катализатор - димер хлор(1,5-гексадиен)родия и водный буферный раствор с ПАВ. Катализатор сохраняет высокую активность после 8 циклов .
Тетралин и декалин рекомендуется использовать вместо 100-200 ароматических растворителей - опасных загрязнителей атмосферы. Они применяются в красках и чернилах, фармацевтических препаратах, в производстве агрохимикатов. Тетралин и декалин выпускает, в частности, американская фирма «Koch Specialty Chemicals» на заводе г. Корпус-Кристи, шт. Техас . В России тетралин производит ОАО «Торжокский завод полиграфических красок» в Тверской области .
На основе алкилтетралинов получают среднещелочные сульфонатные присадки к моторным маслам .
Жидкофазным хлорированием нафталина в присутствии FeCl3 получают 1-хлорнафталин с примесями 2-хлор-, 1,4- и 1,5-ди - хлорнафталинов. Хлорированием расплавленного нафталина производится также смесь три - и тетрахлорнафталинов - гало - вакс. Галовакс применяется в качестве флегматизатора, заменителя воска и смол при пропитке тканей, изоляции проводов, изготовлении конденсаторов .
При ацетилировании нафталина уксусным ангидридом в среде дихлорэтана или хлорбензола получают с выходом 98 %
1- ацетилнафталин, а при проведении реакции в среде нитробензола - 2-ацетилнафталин с выходом около 70 % . 2-Ацетил - нафталин применяется как душистое вещество и фиксатор запаха при составлении отдушек для мыла и парфюмерных композиций.
При взаимодействии 1-ацетилнафталина с полисульфидом натрия получают тиоиндигоидный краситель красно-коричневый Ж :
Тиоиндигоидные красители более стойки, чем индигоидные, к действию окислителей, щелочей и применяются для печати по хлопку, льну, вискозе, для кубового крашения шерсти и меха, как пигменты в полиграфии.
Cтраница 1
Применение нафталина в качестве средства, отпугивающего моль, и инсектицида, значительно сократилось из-за появления более эффективный, средств - производных п-дихлорбензола. Жидкие гидрированные производные нафталина, такие, как 1 2 3 4-тетрагадронафтали.
Применение нафталина ограничивается обработкой кондиционных семян пшеницы, ржи, ячменя, овса и овощных культур против мучных клещей, гороха - против гороховой зерновки. Для этого нафталин в мешочках равномерно закладывают в толщу слоя семян.
Применение нафталина в качестве средства, отпугивающего моль, и инсектицида, значительно сократилось из-за появления более эффективных средств - производных n - дихлорбензола. Жидкие гидрированные производные нафталина, такие, как 1 2 3 4-тетрагидронафталин (тетралин) и дека-гидропроизводное (декалин), используются в качестве моторного топлива, смазочных масел и растворителей.
При применении нафталина в качестве исходного ароматического компонента для получения смазочного масла, по вязкости равноценного получаемому на основе ксилола, можно применять хлоркогазин со значительно меньшей степенью хлорирования.
При применении нафталина с различными концентрациями асфальтенов в растворе были получены достаточно постоянные значения молекулярного веса.
При применении нафталина в качестве средства от моли тщательное удаление сернистых соединений является не только ненужным, но даже вредным. В настоящее время установлено, что уничтожающим моль средством является не сам нафталин, а то незначительное количество тионафтена, которое в нем содержится.
Основная область применения нафталина - производство фталевого ангидрида.
Домашних средств защиты от моли известно очень много, начиная от применения нафталина, семян лаванды, камфары и скипидара до завертывания одежды в газетную бумагу, но все они малоэффективны.
Способ получения р-нафтальдегида, предложенный А. С. Султановым, В. М. Родионовым и М. М. Шемякиным, окислением р-метилнафта-лина двуокисью селена улучшен применением нафталина в качестве растворителя.
Ознакомление с возгонкой нафталина важно как с одним из возможных способов очистки веществ от примесей и как с явлением, объясняющим применение нафталина в качестве дымообразующего средства. Если в качестве исходного вещества взять неочищенный нафталин, то в одном опыте можно наблюдать и то, и другое.
Для улучшения технико-экономических показателей производства фталевого ангидрида следует также повсеместно внедрить полную механизацию приема и складирования нафталина, которая достигается перевозкой его в цистернах-термосах, разработать новые конструкции испарителей для применения нафталина пониженных кондиций, технически совершенные реакторы большой производительности как со стационарным, так и с кипящим слоем катализатора, полную автоматизацию технологического процесса с дистанционным управлением.
К качеству нафталина предъявляют жесткие требования, если его используют для синтеза тетралина или декалина гидрированием на никельсодержащих катализаторах или подвергают сульфированию либо нитрованию. Применение нафталина, содержащего примеси тионафтена или метилнафталинов, приводит к отравлению катализатора (при гидрировании) или к образованию веществ, с большим трудом отделяющихся от продуктов превращения нафталина. Поэтому для указанных процессов используют нафталин так называемых очищенных сортов.
Однако применение этих углеводородов по ряду соображений мало перспективно. При их частичном окислении выделяется намного больше тепла, чем при применении нафталина, что усложняет отвод тепла. Кроме того, эти виды сырья дают меньший выход фталевого ангидрида, и ресурсы их, в конечном счете, не так уже велики.
Знание особенностей поведения насекомых имеет важное практическое значение. Так, на использовании положительного хемотаксиса основан вылов многих бабочек на бродящую патоку, а отрицательного хемотаксиса - применение нафталина для отпугивания бабочек платяной моли.
Применяется в основном для производства фталевого ангидрида - важнейшего полупродукта при производстве пластических масс и различных красителей. Кроме того, в больших количествах нафталин применяется непосредст-венйо для производства красителей. Общеизвестно, наконец, применение нафталина для сохранения тканей и мехов от моли.
Что такое нафталин? Вещество представляет собой химический состав, который выступает продуктом переработки кокса и нефти. Внешне имеет вид твердых кристаллов. Обладает углеводородной структурой. Представленная субстанция не растворяется в воде, однако разрушается под воздействием бензолов.
Сферы применения
Что такое нафталин? Это субстанция, известная своей высокой химической активностью. Вещество находит широкое применение в металлургической и текстильной промышленности. Известны также полезные качества нафталина, которые используются в народной медицине. Применяют вещество и в быту. В частности, таблетки нафталина выступают эффективным инсектицидом.
Народная медицина
Что такое нафталин и какими целебными свойствами обладает вещество? Положительный терапевтический эффект на организм средство оказывает при различного рода инфекциях, заболеваниях дыхательных органов. В данных целях кристаллы нафталина помещают в кипяченую воду и прибегают к ингаляциям. Подобные методы лечения нередко практикуются в санаториях. Ингаляции с использованием нафталина оказывают антибактериальное воздействие на слизистые оболочки легких, ротовой полости, носоглотки. Главной целью подобных мероприятий выступает активизация отделения слизи из бронхов.
Нафталин используют для устранения инфекционных поражений органов желудочно-кишечного тракта. Антисептические свойства вещества способствуют восстановлению нормальной работы пищеварительной системы. Облегчение применение нафталина приносит также при развитии энтероколитов и диареи.
Издавна народным средством на основе нафталина лечили подагру. Для его приготовления порядка 25 граммов растертых в порошок кристаллов смешивали с молоком. Состав подвергали кипячению, а затем на 10-15 минут оставляли на водяной бане, периодически помешивая. Полученное лекарство помещали в холодное место. Средство применяли для смазывания участков тела, в которых наблюдались воспалительные процессы.
В народной медицине вещество используют для устранения патологических проявлений на коже. Нафталин оказывает положительный эффект при лечении псориаза и экземы. Измельченные кристаллы обладают обеззараживающим действием на незаживающие раны.
Использоваться химическая субстанция может при ухудшении зрения. В прошлом офтальмологи и гомеопаты рекомендовали применять нафталин в случае развития катаракты, а также отслоениях тканей сетчатки.
Применение нафталина в онкологии
Вещество известно своими чудодейственными свойствами в борьбе со злокачественными опухолями. Химическая субстанция оказывает деструктивное воздействие на новообразования ракового характера. Для приготовления лекарства чайная ложка нафталина соединяется со 100 граммами кипяченой воды. На протяжении дня средство принимают внутрь по одному глотку через каждый час. Продолжительность терапии зависит от индивидуальных особенностей организма и характера заболевания.
Нафталин от моли
Само по себе химическое вещество не приводит к уничтожению насекомых, не вредит кладкам их яиц и личинкам. Зато запах нафталина прекрасно отпугивает моль. Интенсивный аромат не позволяет бабочкам таких насекомых размножаться в одежде, всевозможных тканях.
Предостережения
Нафталин выступает токсичным веществом. При его употреблении в количестве более 10 граммов возникает сильное отравление организма, что ведет к летальному исходу. Навредить человеку могут также пары химической субстанции. Продолжительное вдыхание аромата вещества способно повлечь за собой нарушение координации движений, обморочные состояния, проблемы с функционированием почек. Поэтому применять нафталин в терапевтических целях рекомендуется исключительно под контролем врача.