СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОАГУЛЯНТА Российский патент 1997 года по МПК C01F7/56 B01J14/00 

Способ относится к получению коагулянта на основе раствора хлористого алюминия, образующегося при разложении каталитического комплекса производства алкилбензолов, а именно этиленбензола и изопропилбензола.

Наиболее распространенным способом получения алкилбензолов является алкилирование бензола олефинами в присутствии комплекса хлористого алюминия, полученного за счет его взаимодействия с полиалкилбензолами, водой или хлорэтилом /1/. После проведения реакции алкилирования часть комплекса уносится реакционной массой и должна быть отмыта от нее и нейтрализована. Обычно осуществляют трехступенчатую отмывку с образованием большого количества сточных вод. На первой стадии отмывку производят большим количеством воды, в результате чего образуется слабоконцентрированный раствор хлористого алюминия и хлористого водорода, который затем нейтрализуют щелочью с последующим отделением гидроокиси алюминия и отправкой воды на очистку. В то же время известно, что концентрированные 25-20%-ные растворы хлористого алюминия являются эффективным коагулянтом сточных вод нефтехимических производств. Получение такого раствора затруднено, т.к. с повышением концентрации хлористого алюминия растет и концентрация хлористого водорода в растворе, что делает данный раствор чрезвычайно коррозионно-активным и не пригодным для использования.

Известен способ получения коагулирующего раствора разложением каталитического комплекса на основе хлористого алюминия для проведения алкилирования бензола путем гидролиза алкилата с последующим разделением слоев, в котором гидролиз осуществляют водным раствором основного хлорида алюминия в смеси с хлоридами натрия, кальция или аммония при соотношении алкилат: раствор 1: (0,5-2,0) с последующим разделением слоев /2/.

Внесение дополнительных солей увеличивает коагулирующую способность раствора. Недостатком способа является повышенное содержание хлористого водорода в растворе.

Задачей изобретения является получение раствора коагулянта с повышенной коагулирующей способностью и низкой коррозионной активностью.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения коагулянта по известному способу путем гидролиза алкилата раствором основного хлорида алюминия с последующим разделением слоев раствор коагулянта дополнительно обрабатывают аминами (например, аммиаком, моноэтаноламином) в массовом соотношении раствор: амин 100:(0,05-0,5).

Способ осуществляется следующим образом.

В емкость помещают алкилат, содержащий 0,5-0,7 мас. каталитического комплекса на основе хлорида алюминия следующего состава, мас. хлорид алюминия 10-12; полиалкилбензол 25-30; бензол 50-60; к которому добавляют эквимолярное по отношению к хлориду алюминия количество хлорэтила. В смесь вводят водный раствор основного хлорида алюминия (ОХА), содержащий 5 мас. Al₂(OH)₅Cl при соотношении алкилат: раствор ОХА, равном 1:(0,5-2), тщательно перемешивают и оставляют для расслоения. Затем нижний слой, представляющий собой раствор ОХА, смешивают с новой порцией алкилата, исходя из того же соотношения, и проводят все операции несколько раз, пока концентрация хлорида алюминия в нем не достигнет 18-25 мас. Полученный раствор ОХА обрабатывают газообразным аммиаком или другим амином, например моноэтаноламином, в соотношении раствор: амин, равном 100: (0,05-0,5).

Примеры 1-3 (по прототипу).

В колбу с мешалкой помещают в равном соотношении алкилат, содержащий 0,5-0,7 мас. каталитического комплекса на основе хлорида алюминия, и водный раствор ОХА, содержащий 5 мас. Al₂(OH)₅Cl и 4,2 мас. хлорида натрия или 0,7 мас. хлорида кальция, или 3,7 мас. хлорида аммония, соответственные примерам 1-3 (таблица), и перемешивают. После отстаивания и разделения слоев в делительной воронке нижний слой отделяют и смешивают с новой порцией алкилата в том же соотношении и повторяют операции, пока концентрация хлорида алюминия в нем не достигнет 18-25 мас.

Примеры 4-13 (по данному способу).

Как и в предыдущих примерах смешивают равные количества алкилата и водного раствора ОХА, но не содержащего хлоридов других металлов, и проводят те же операции по разделению слоев и промывке новых порций алкилата до достижения концентрации хлорида алюминия 18-25 мас. Полученный раствор обрабатывают газообразным аммиаком (пример 4-8, см. таблицу) или другим амином, например моноэтаноламином (примеры 9-13, см. таблицу), в массовом соотношении раствор: амин, равном 100:(0,05-0,5).

Полученный коагулянт испытывают на коагулирующую способность (степень снижения органических и механических примесей в очищенной воде) известными способами. Степень загрязнения сточных вод органическими соединениями оценивают по количеству химически израсходованного кислорода (Мк) на их окисление в 1 л испытуемой воды бихроматом калия в кислой среде. Степень загрязнения механическими примесями определяют фотоколориметрически в приходящем свете путем сравнения со стандартными образцами.

По отношению этих величин до и после очистки определяют коагулирующую способность коагулянта:

где А содержание механических примесей или количество кислорода, израсходованного на окисление органических соединений до очистки;
В то же после очистки.

Проводят испытания коагулянта на коррозионную активность. Обезжиренные спиртом, хорошо взвешенные металлические пластинки (сталь 20) помещают в коагулянт на 48-72 ч, после чего их обрабатывают вначале сухой содой, затем водой, ингибированной соляной кислотой, снова водой и этиловым спиртом, высушивают и снова взвешивают. Скорость коррозии определяют в г/м.кв. х год по формуле

где потеря массы образца в процессе испытания (среднее из трех опытов), г; S площадь образца, м; t время испытания, ч; Коррозионную активность мм/год, рассчитывают по формуле:
П=К•1,11
Степень разложения каталитического комплекса определяют как долю уменьшения содержания хлорида алюминия в реакционной массе:

где С₁ и C₂ соответственно остаточное и начальное до отмывки содержание AlCl₃ в реакционной массе.

Результаты испытания показывают, что водный раствор хлористого алюминия, обработанный аммиаком или моноэтаноламином, обладает большей коагулирующей и меньшей коррозионной активностью по сравнению с прототипом. Увеличение расхода аммиака или амина выше 0,5 частей на 100 частей раствора не приводит к дальнейшему улучшению этих показателей (примеры 8-13), а уменьшение соотношения ниже 0,05 частей на 100 частей раствора не позволяет в достаточной степени снизить коррозионную активность коагулянта (пример 4 и 9).

Использование: получение коагулянта для очистки сточных вод. Сущность изобретения: коагулянт получают путем гидролиза каталитического комплекса процесса производства алкилбензолов раствором основного хлорида алюминия с последующим разделением слоев и отделением нижнего слоя, содержащего коагулянт. Отделенный нижний слой обрабатывают газообразным аммиаком или амином, в частности моноэтаноламидом, в количестве 0,05-0,5 мас.% и используют в качестве эффективного коагулянта. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения коагулянта путем гидролиза каталитичеcкого комплекса процесса производства алкилбензолов раствором основного хлорида алюминия c последующим разделением слоев и отделением нижнего слоя, отличающийся тем, что отделенный нижний слой дополнительно обрабатывают газообразным аммиаком или амином в количестве 0,05 0,5 мас. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве амина используют моноэтаноламин.