Хлор жидкий и его производные: свойства и применение / Статьи

Хлор (Cl₂) — один из важнейших продуктов основной химической промышленности, занимающий ключевое место в производстве полимеров, дезинфекции и органическом синтезе. При нормальных условиях хлор представляет собой газ зеленовато-жёлтого цвета с резким раздражающим запахом, примерно в 2,5 раза тяжелее воздуха. При охлаждении и сжатии хлор легко переходит в жидкое состояние, образуя жидкость янтарного цвета, примерно в 1,5 раза тяжелее воды. Молекулярная масса хлора составляет 70,90, атомная масса — 35,45.

Физико-химические свойства

Хлор относится к галогенам и является сильным окислителем. Температура кипения жидкого хлора составляет минус 34,1 °C, температура плавления — минус 101 °C (по другим данным, минус 102 °C). Критическая температура — 144 °C, критическое давление — 77,1 бар. При 15 °C и 760 мм рт. ст. 1 кг жидкого хлора даёт 314 литров газообразного хлора. Плотность газообразного хлора при 0 °C и 760 мм рт. ст. составляет 3,214 г/л. Хлор малорастворим в воде, но хорошо растворим в органических растворителях. В присутствии влаги хлор образует соляную и хлорноватистую кислоты, что обусловливает его высокую коррозионную активность.

Хлор негорюч, но является сильным окислителем и может поддерживать горение некоторых материалов. В смеси с водородом при определённых условиях образует взрывоопасные смеси.

Технология производства

Промышленное производство хлора основано на электролизе водного раствора хлорида натрия (поваренной соли). В процессе электролиза одновременно образуются газообразный хлор, гидроксид натрия (каустическая сода) и водород. После конденсации хлор загружается в упаковку под давлением. Основные промышленные методы электролиза включают мембранный, диафрагменный и ртутный. В современной промышленности ртутный метод постепенно вытесняется мембранным, обеспечивающим высокую чистоту продукта и низкое энергопотребление.

Производные хлора

Хлор является сырьём для получения широкого спектра производных, важнейшими из которых являются соляная кислота и хлорная известь.

Соляная кислота (HCl) — водный раствор хлористого водорода, образующийся при взаимодействии хлора с водородом или как побочный продукт хлорирования органических соединений. Это сильная одноосновная кислота, широко применяемая в металлургии для травления металлов, в нефтегазовой отрасли для кислотной обработки скважин, в химической промышленности для производства хлоридов, а также в водоподготовке.

Хлорная известь (белильная известь, Ca(ClO)₂·CaCl₂ или CaOCl₂) — смешанная соль соляной и гипохлористой кислот, образующаяся при взаимодействии хлора с гашёной известью (гидроксидом кальция). Представляет собой белый порошок с сильными окислительными свойствами, применяется для отбеливания тканей, дезинфекции и дегазации. Требования к хлорной извести в России регламентируются ГОСТ Р 54562-2011.

Другие производные. Хлор используется для производства хлорорганических соединений, включая винилхлорид (мономер для ПВХ), хлорметаны, хлорсодержащие растворители, пестициды и фармацевтические препараты. Соединения хлора применяются в антисептических средствах и лекарственных препаратах.

Области применения

Хлор является основным элементом для химической и фармацевтической промышленности. Крупнейшим потребителем хлора является производство поливинилхлорида (ПВХ) — на этот сегмент приходится около 33–34% мирового потребления хлора в 2025 году. Хлор также используется в производстве этилендихлорида (EDC), винилхлоридного мономера (VCM) и других хлорорганических соединений.

Другие важные направления применения хлора включают:

Дезинфекция питьевой воды и воды в бассейнах — хлорирование остаётся наиболее распространённым методом обеззараживания воды в мире.
Целлюлозно-бумажная и текстильная промышленность — беление целлюлозы и тканей.
Производство отбеливающих средств и бактерицидных препаратов.
Металлургия — извлечение металлов (медь, свинец, цинк, никель, золото) из руд.
Органический синтез — хлорирование органических соединений, производство растворителей, красителей, пестицидов и фармацевтических препаратов.
Производство соляной кислоты и хлорной извести.

Мировой рынок

Мировой рынок хлора демонстрирует устойчивый рост. По данным Mordor Intelligence, объём рынка в физическом выражении в 2025 году составил 83,98 млн тонн, в 2026 году оценивается в 87,45 млн тонн, а к 2031 году прогнозируется 107,06 млн тонн при среднегодовом темпе роста 4,13%. В денежном выражении, по данным Fortune Business Insights, объём рынка в 2025 году оценивался в 51,95 млрд долларов США, в 2026 году прогнозируется 54,13 млрд долларов, а к 2034 году — 76,12 млрд долларов при CAGR 4,3%.

Азиатско-Тихоокеанский регион является крупнейшим рынком хлора, что обусловлено масштабным производством ПВХ, развитием строительной отрасли и инфраструктурными проектами. Китай остаётся крупнейшим производителем и потребителем хлора, а также наращивает экспортный потенциал. Ключевыми драйверами роста рынка являются рост спроса на ПВХ в строительстве и упаковке, инвестиции в муниципальную и промышленную водоочистку, а также развитие фармацевтической промышленности.

Производство хлора в России

Производство хлора в России в 2025 году составило 405,7 тыс. тонн, снизившись на 11,5% по сравнению с предыдущим годом. Южный федеральный округ обеспечил 50,8% общего объёма выпуска. Средние цены производителей на жидкий хлор за 2023–2025 годы выросли на 51,5% — с 27 212,8 руб. за тонну до 41 231,2 руб. за тонну. В июне 2026 года средняя цена производителей составила 38 830,0 руб. за тонну, снизившись на 2,9% относительно предыдущего месяца.

Снижение производства хлора в 2025 году обусловлено торможением в отраслях-потребителях продуктов передела хлора, в частности на рынке ПВХ, а также влиянием импорта и ситуации в строительном секторе. Крупнейшие производители хлора в России — предприятия, выпускающие каустическую соду и ПВХ, включая АО «КАУСТИК», АО «БСК» и другие.

Безопасность и хранение

Хлор является токсичным, коррозионно-активным и опасным веществом. Он относится к высокоопасным веществам (2-й класс опасности). Вдыхание хлора вызывает раздражение дыхательных путей, кашель, удушье, а при высоких концентрациях — отёк лёгких. Жидкий хлор вызывает химические ожоги кожи и слизистых оболочек.

Требования к жидкому хлору в России регламентируются ГОСТ 6718-93 «Хлор жидкий. Технические условия», который распространяется на жидкий хлор, применяемый для производства отбеливающих средств, солей, хлорорганических соединений, а также для очистки и стерилизации питьевой воды. Транспортирование и хранение хлора осуществляются в соответствии с правилами перевозки опасных грузов. Жидкий хлор транспортируется в железнодорожных цистернах, контейнерах и баллонах под давлением. Хранение осуществляется в герметично закрытых ёмкостях из совместимых материалов (сталь, платина). Не допускается совместное хранение хлора с органическими веществами. При работе с хлором необходимо использовать средства индивидуальной защиты, включая противогазы и защитную одежду, а помещения должны быть оборудованы эффективной вентиляцией и системами контроля утечек.

Заключение

Хлор остаётся одним из ключевых продуктов мировой химической промышленности, обеспечивая производство ПВХ, хлорорганических соединений, дезинфекцию воды и множество других процессов. Рост спроса на ПВХ в строительстве и упаковке, развитие водоочистки и фармацевтической промышленности формируют устойчивый спрос на этот важнейший химикат. Китай, США и страны Европы остаются ведущими игроками мирового рынка хлора, а переход на мембранные технологии электролиза и ужесточение экологических требований определяют дальнейшие перспективы отрасли. Россия, обладая значительными производственными мощностями, сохраняет позиции одного из ведущих игроков рынка хлора и его производных.