เตตราฟลูออโรอีเทน

คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี

1, 1, 1, 2-เตตราฟลูออโรอีเทนเป็นที่รู้จักกันทั่วไปในชื่อ R134a, HFC134a และ HFC-134a เป็นสารเคมีที่ไม่มีสี ปลอดสารพิษ และไม่เผาไหม้ ไม่ละลายในน้ำ (67 มก./ลิตร 25 องศา ) แต่ละลายได้ในอีเทอร์โดยมีค่าศักยภาพในการทำลายโอโซนอยู่ที่ 0 คุณสมบัติทางอุณหพลศาสตร์มีความคล้ายคลึงกับ CFC-12 มาก ในขณะที่มีความปลอดภัยเทียบเท่ากับ CFC-12 ดังนั้นจึงได้รับการยอมรับว่าเป็นสิ่งทดแทน CFC ได้ดีที่สุด-12 แม้ว่าจะมีปรากฏการณ์เรือนกระจกบ้างสำหรับ HFC-134a (HGWP=0.28) แต่ก็ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อการกลายเป็นสารทดแทน ODS (สารทำลายโอโซน) ที่เป็นทางเลือกหลัก 1, 1, 1, 2-tetrafluoroethane (HFC-134a หรือ HFA-134a) เป็นสารประกอบที่ไม่ใช่คลอโรฟลูออโรคาร์บอนรุ่นใหม่ที่ใช้เป็นสารเพิ่มปริมาณทางเภสัชกรรม ส่วนใหญ่จะใช้เป็นสารขับเคลื่อนที่มีอยู่ในสารหมอกในระหว่างการรักษาโรคหอบหืดและโรคระบบทางเดินหายใจเรื้อรัง เมื่อเปรียบเทียบกับสารขับดันทางเภสัชกรรมระดับ CFC แบบดั้งเดิม ข้อดีของ HFC-134a คือปราศจากอะตอมของคลอรีน จึงมีค่า ODP (ศักยภาพในการทำลายโอโซน) และค่า GWP (ศักยภาพในการเกิดภาวะโลกร้อน) เป็นศูนย์ โดยไม่ทำลายโอโซนและสร้างหมอกควันจากโฟโตเคมีคอล และเป็นสารเคมีเฉื่อยและปลอดภัยทางพิษวิทยา นอกจากนี้ยังเป็นสารเพิ่มปริมาณทางเภสัชกรรมที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และปัจจุบันยังใช้แทนสาร CFC ที่สำคัญในละอองลอยที่ทำลายโอโซน

สารทำความเย็นที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

Tetrafluoroethane (R-134a) เป็นสารทำความเย็นอุณหภูมิต่ำหรือปานกลางที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด เนื่องจากประสิทธิภาพโดยรวมที่ยอดเยี่ยมของเตตราฟลูออโรอีเทน (HFC-134a) จึงกลายมาเป็นสิ่งทดแทนผลิตภัณฑ์ CFC-12 ที่มีประสิทธิภาพและปลอดภัยมาก ส่วนใหญ่จะนำไปใช้กับพื้นที่ต่างๆ โดยใช้ประโยชน์จากสารทำความเย็น R-12 (R12, ฟรีออน 12, F-12, CFC-12, ฟรีออน 12, ไดคลอโรดิฟลูออโรมีเทน) รวมถึง: ตู้เย็น ตู้แช่แข็ง ตู้กดน้ำ , เครื่องปรับอากาศอัตโนมัติ, เครื่องปรับอากาศส่วนกลาง, เครื่องลดความชื้น, ห้องเย็น, เครื่องทำความเย็นเชิงพาณิชย์, เครื่องทำน้ำแข็ง, เครื่องทำไอศกรีม, เครื่องทำความเย็นแบบควบแน่นและอุปกรณ์ทำความเย็นอื่น ๆ นอกจากนี้ยังสามารถนำไปใช้กับพื้นที่ต่างๆ ของสารขับดันละอองลอย, ละอองลอยทางการแพทย์, สารขับดันยาฆ่าแมลง, สารสร้างฟองทางกายภาพของโพลีเมอร์ (พลาสติก) และก๊าซป้องกันของโลหะผสมแมกนีเซียม

แม้ว่าสารทำความเย็นเตตราฟลูออโรอีเทน (R-134a) เป็นตัวเลือกที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเพื่อใช้เป็นทางเลือกแทน feron R12 สำหรับการนำไปใช้กับอุปกรณ์ทำความเย็นที่ติดตั้งใหม่ เนื่องจาก R134a นั้นแตกต่างจาก R12 ในด้านคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี ประสิทธิภาพของวงจรทางทฤษฎี เช่นเดียวกับน้ำมันคอมเพรสเซอร์ที่ใช้สำหรับการซ่อมหลังการขายอุปกรณ์ทำความเย็นด้วยการติดตั้งครั้งแรกของการซ่อมแซมอุปกรณ์ทำความเย็นสารทำความเย็น R12 หากคุณต้องการเพิ่มหรือเปลี่ยนสารทำความเย็นคุณก็ไม่มีทางเลือกนอกจากยังคงเติม R12 โดยปกติแล้ว ผู้คนไม่สามารถใช้สารทำความเย็นเตตราฟลูออโรอีเทน (R-134a) เพื่อแทนที่ R12 ได้โดยตรง (ซึ่งมักเรียกว่า "ไม่มีการทดแทนที่รุนแรง")

การสังเคราะห์เฟสก๊าซ-ของเหลวและการสังเคราะห์เฟสแก๊สของเตตร้า-ฟลูออโรอีเทน

ข้อดีของวิธีแก๊ส-ของเหลวคือในปฏิกิริยาขั้นตอนแรก เกือบจะสามารถใช้ประโยชน์จากอุปกรณ์และเทคโนโลยีทั้งหมด การล้างด้วยเฟสของเหลว กระบวนการล้างด้วยอัลคาไลน์ และการทำให้แห้งสำหรับการผลิตผลิตภัณฑ์ฟรีออนดั้งเดิม สิ่งนี้สามารถลดการใช้พลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ กระบวนการนี้สำหรับโรงงานเก่าที่ผลิตสารซีเอฟซีตั้งแต่แรกเริ่ม ถือเป็นแนวทางที่สามารถทำได้ อย่างไรก็ตาม ขั้นตอนที่สองคือปฏิกิริยาสมดุลที่มีอัตราการแปลงทางเดียวของก๊าซต่ำและอายุการใช้งานสั้นของตัวเร่งปฏิกิริยาและข้อบกพร่องอื่นๆ ดังนั้นขั้นตอนนี้จึงจำกัดกระบวนการระยะไอ-ของเหลวเพื่อนำไปใช้กับเส้นทางกระบวนการสำหรับการผลิตขนาดใหญ่

วิธีเฟสแก๊สใช้ไตรคลอเอทิลีน (TCE) และแอนไฮดรัสไฮโดรเจนฟลูออไรด์ (HF) สำหรับปฏิกิริยาในการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโครเมียม ขั้นตอนแรกของปฏิกิริยาการเติมและการแทนที่จะทำให้เกิด HCFC-133a จากนั้นจะทำปฏิกิริยาเพิ่มเติมกับ HF โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโครเมียมเป็นส่วนประกอบ เพื่อสร้างผลิตภัณฑ์สำเร็จรูป tetrafluoroethane (HFC-134a) ที่ อุณหภูมิ 350~380 องศา ปฏิกิริยาขั้นที่สองของวิธีเฟสก๊าซค่อนข้างยาก โดยโดยทั่วไปแล้วอัตราการแปลงจะอยู่ที่ประมาณ 20% เท่านั้น ดังนั้นในการผลิตภาคอุตสาหกรรม ผู้คนส่วนใหญ่ใช้วิธีการหมุนเวียนต่อเนื่องเพื่อให้วัตถุดิบจำนวนมากถูกรีไซเคิล เพื่อลดผลิตภัณฑ์ขั้นกลางที่เป็นพิษและเป็นอันตราย รวมถึงปรับปรุงผลผลิตโดยรวม

วิธีเฟสแก๊สมีข้อดีมากมาย รวมถึงกระบวนการทำปฏิกิริยาที่ควบคุมได้ง่าย มลพิษของเสียจำนวนเล็กน้อย และนำไปใช้กับการผลิตต่อเนื่องขนาดใหญ่ได้อย่างง่ายดาย ปัจจุบันวิธีเฟสก๊าซได้ค่อยๆ มาแทนที่วิธีเฟสของเหลว และวิธีเฟสแก๊ส-ของเหลว เพื่อให้กลายเป็นกระแสหลักในการผลิตเตตร้าฟลูออโรอีเทน (HFC{5}}a) ของโลก

ข้อควรระวังสำหรับการจัดการ

มาตรการทางเทคนิค: ควรจัดการในสถานที่ที่มีการระบายอากาศดี เมื่อเกิดสภาวะแรงดันสูง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงดันภายในของเครื่องปฏิกิริยาไม่เกินแรงดันกระบอกสูบ เพื่อความปลอดภัย ควรติดตั้งเส้นทางการไหลของก๊าซพร้อมเช็ควาล์ว อย่าถอดเช็ควาล์วออกก่อนที่เนื้อหาจะหมด สวมอุปกรณ์ป้องกันเมื่อใช้งาน ล้างมือและใบหน้าให้สะอาดหลังการใช้งาน

ข้อควรระวังในการใช้งาน: หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับผิวหนัง ดวงตา และเสื้อผ้า

สภาพการเก็บรักษา: หลีกเลี่ยงแสงแดด เก็บไว้ในที่อากาศถ่ายเทได้สะดวก อย่าให้สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่สูงกว่า 40 องศา ล็อคสถานที่ที่เก็บไว้ เก็บให้ห่างจากวัสดุที่เข้ากันไม่ได้ เช่น สารออกซิแดนท์

การใช้งาน

สามารถใช้เป็นสารทำความเย็นในตู้เย็นและตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศในรถยนต์ตลอดจนสารขับเคลื่อนสเปรย์ยาและเครื่องสำอาง

สามารถใช้เป็นยาปฏิชีวนะที่ใช้กับสัตว์ได้อย่างมีคุณภาพคงที่ ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะสร้างการดื้อยาและการดื้อยาข้ามและมีฤทธิ์ต้านเชื้อแบคทีเรียในร่างกายสูง ใช้เป็นหลักในการรักษาโรคอีโคไลในปศุสัตว์และสัตว์ปีก อหิวาตกโรค โรคบิด การติดเชื้อทางเดินหายใจเรื้อรัง และโรคอื่นๆ

วิธีการผลิต

Tetrafluoroethane สามารถเตรียมได้หลายเส้นทาง อย่างไรก็ตาม เส้นทางการเตรียมการต่อไปนี้แสดงวิธีการที่ใช้:

ไอโซเมอไรเซชัน/ไฮโดรฟลูออริเนชันของ 1,1,2-ไตรคลอโร-1,2,2-ไตรฟลูออโรอีเทน (CFC-113) ถึง 1,1-ไดคลอโร-1 ,2,2,2-เตตราฟลูออโรอีเทน (CFC-114a) ตามด้วยไฮโดรดีคลอริเนชันอย่างหลัง ไฮโดรฟลูออริเนชันของไตรคลอโรเอทิลีน โดยผ่าน 1-คลอโร-1,1,1- ไตรฟลูออโรอีเทน (HCFC-133a)

คำอธิบายทั่วไป

ก๊าซไม่มีสีมีกลิ่นเล็กน้อย ไอระเหยหนักกว่าอากาศ จัดส่งให้เป็นของเหลวภายใต้แรงดันไอของตัวเอง จุดวาบไฟ 351 องศา F. การสูดดมที่ความเข้มข้นสูงเป็นอันตรายและอาจทำให้หัวใจผิดปกติ หมดสติ หรือเสียชีวิตโดยไม่มีการเตือนล่วงหน้า การสัมผัสของเหลวอาจทำให้เกิดอาการบวมเป็นน้ำเหลือง ไอระเหยสามารถทดแทนออกซิเจนที่มีอยู่ได้

ความไวไฟและการระเบิด

ไม่ติดไฟ

การใช้งานทางเภสัชกรรม

Tetrafluoroethane เป็นสารขับเคลื่อนละอองลอยของไฮโดรฟลูออโรคาร์บอน (HFC) หรือไฮโดรฟลูออโรอัลเคน (HFA) (ประกอบด้วยไฮโดรเจน ฟลูออรีน และคาร์บอน) ซึ่งต่างจาก CFC (คลอรีน ฟลูออรีน และคาร์บอน) การขาดคลอรีนในโมเลกุลและการมีอยู่ของไฮโดรเจนจะช่วยลดกิจกรรมการทำลายโอโซนจนเหลือศูนย์ ดังนั้น เตตราฟลูออโรอีเทนจึงเป็นทางเลือกแทนสาร CFC ในการกำหนดสูตรยาสูดพ่นแบบมิเตอร์ (MDI) โดยได้เปลี่ยน CFC-12 เป็นสารทำความเย็นและสารขับเคลื่อนเนื่องจากมีความดันไอเท่ากัน ค่า Kauri-บิวทานอลและพารามิเตอร์ความสามารถในการละลายที่ต่ำมากบ่งชี้ว่าไม่ใช่ตัวทำละลายที่ดีสำหรับสารลดแรงตึงผิวที่ใช้กันทั่วไปสำหรับ MDI ซอร์บิแทนไตรโอลีเอต ซอร์บิแทนเซสควิโอเอต กรดโอเลอิก และเลซิตินจากถั่วเหลืองแสดงความสามารถในการละลายที่จำกัดในเตตราฟลูออโรอีเทน และปริมาณของสารลดแรงตึงผิวที่ละลายได้จริงอาจไม่เพียงพอที่จะทำให้ยากระจายตัวได้ง่าย อาจใช้เอธานอลมากถึง 10% เพื่อเพิ่มความสามารถในการละลาย

เมื่อใช้เตตราฟลูออโรอีเทน (P-134a) สำหรับละอองลอยและ MDI ทางเภสัชกรรม จะต้องระบุเกรดทางเภสัชกรรม เกรดอุตสาหกรรมอาจไม่เป็นที่น่าพอใจเนื่องจากมีโปรไฟล์ที่ไม่บริสุทธิ์

ความปลอดภัย

Tetrafluoroethane ใช้เป็นสารทำความเย็นและเป็นตัวขับเคลื่อนที่ไม่ใช่ CFC ในละอองลอยต่างๆ รวมถึงยาเฉพาะที่และ MDI Tetrafluoroethane ถือว่าไม่เป็นพิษและไม่ระคายเคืองเมื่อใช้ตามคำแนะนำ ไม่มีอันตรายเฉียบพลันหรือเรื้อรังเมื่อการสัมผัสไอระเหยต่ำกว่าขีดจำกัดการรับสัมผัสที่ยอมรับได้ (AEL) ที่ 1,000 ppm, 8- ชั่วโมง และ 12- เวลาเฉลี่ยที่ชั่งน้ำหนัก (TWA) ในกรณีนี้ จะมีค่าเดียวกันกับค่าขีดจำกัดขีดจำกัด (TLV) สำหรับ CFC-12 การสูดดมไอระเหยของเตตราฟลูออโรอีเทนที่มีความเข้มข้นสูงอาจเป็นอันตรายได้ และคล้ายคลึงกับการสูดดมไอของ CFC-12 การสูดดมไอระเหยของเตตราฟลูออโรอีเทนโดยเจตนาอาจเป็นอันตรายและอาจทำให้เสียชีวิตได้ การติดฉลากเดียวกันที่จำเป็นสำหรับละอองลอย CFC นั้นจำเป็นสำหรับสารที่มีเตตราฟลูออโรอีเทนเป็นตัวขับเคลื่อน (ยกเว้นข้อกำหนดของ EPA)

สารก่อมะเร็ง

มีการเผยแพร่ผลลัพธ์จากการศึกษาการก่อมะเร็งโดยการสูดดมตลอดชีวิตด้วย HFC 134a จำนวน 3 ครั้ง การทดลองแรกเกี่ยวข้องกับการให้หนูตัวผู้ 80 ตัวและตัวเมีย 80 ตัวสัมผัสกับระดับน้อยกว่าหรือเท่ากับ 50,000 ppm 6 ชั่วโมง/วัน 5 วัน/สัปดาห์เป็นเวลา 2 ปี พบการเพิ่มขึ้นของเนื้องอกในเซลล์ Leydig ในหนูตัวผู้ที่ 50,000 ppm (30%) เปรียบเทียบกับกลุ่มควบคุมที่สัมผัสอากาศ (12%) ในทำนองเดียวกัน มีการเพิ่มขึ้นของเซลล์ Leydig มากเกินไป ไม่เห็นผลใดๆ ที่ 10,000 ppm (370) การศึกษาครั้งที่สองกับหนูเกี่ยวข้องกับการสัมผัสทางจมูกเพียงอย่างเดียวโดยสูดดมในระดับน้อยกว่าหรือเท่ากับ 50,000 ส่วนในล้านส่วน 1 ชั่วโมง/วัน 7 วัน/สัปดาห์ เป็นเวลา 108 สัปดาห์ ผู้ตรวจสอบคนเดียวกันได้ทำการศึกษาตลอดชีวิตกับหนู ในการศึกษานี้ กลุ่มของหนูสัมผัสกับระดับเฉพาะทางจมูกที่น้อยกว่าหรือเท่ากับ 75,000 ppm 1 ชั่วโมง/วัน 7 วัน/สัปดาห์เป็นเวลา 104 สัปดาห์ ไม่พบผลข้างเคียงในหนูหรือหนูเมาส์ เนื่องจากขนาดยาทั้งหมดที่หนูได้รับในระดับการสัมผัสสูงของการศึกษานี้ต่ำกว่าการศึกษาของ Collins รายงานนี้จึงสนับสนุนการสังเกตว่า 10,000 ppm, 6 ชั่วโมง/วัน, 5 วัน/สัปดาห์สำหรับ 2 ปีคือ NOEL หนูได้รับ HFC 134a 300 มิลลิกรัมในน้ำมันข้าวโพด 5 วัน/สัปดาห์เป็นเวลา 52 สัปดาห์และคงไว้เป็นเวลาทั้งหมด 125 สัปดาห์ ไม่มีหลักฐานการก่อมะเร็ง

ความไม่เข้ากัน

ความไม่เข้ากันที่สำคัญของเตตราฟลูออโรอีเทนคือการขาดความสามารถในการผสมกับน้ำ เนื่องจากมีค่า Kauri-butanol ต่ำมาก tetrafluoroethane จึงถือเป็นตัวทำละลายที่แย่มากสำหรับยาส่วนใหญ่ที่ใช้ในสูตร MDI นอกจากนี้ยังแสดงความสามารถในการละลายต่ำสำหรับสารลดแรงตึงผิว MDI บางชนิดที่ใช้กันทั่วไป

สถานะการกำกับดูแล

รวมอยู่ในฐานข้อมูลส่วนผสมที่ไม่ใช้งานของ FDA (สูตรละอองลอยสำหรับการสูดดมและการใช้จมูก) รวมอยู่ในยาที่ไม่ต้องใช้หลอดเลือดที่ได้รับอนุญาตในสหราชอาณาจักร