СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫХ Российский патент 1997 года по МПК C07C17/25 A62D3/00 

Изобретение относится к обезвреживанию соединений, входящих в состав многотоннажных отходов таких производств, как производство хлористого аллила, эпилохлоргидрата, глицерина, окисей этилена и пропилена по хлорному методу, а также таких, как производство хлорметанов, трихлорэтилена, дихлорэтана, хлорвинила, винилиденхлорида, хлоропрена, хлористого бензила. Некоторые из них, как, например, 1,2-дибром-3-хлорпропан или немагон, представляют собой запрещенные к употреблению ядохимикаты, либо другие токсичные продукты, подлежащие уничтожению по международным конвекциям.

из аналогов известен способ огневого обезвреживания, описанный в [1] Способ огневого обезвреживания характеризуется как универсальный и достаточно надежный. Указанный способ включает следующие стадии: высокотемпературную огневую обработку отходов галогенпроизводных; закалку дымовых газов; улавливание хлористого водорода из дымовых газов. Товарную соляную кислоту из дымовых газов можно получить при концентрации хлора в хлорсодержащих отходах более 60% При более низком содержании хлора газообразный хлористый водород обычно улавливают нейтрализацией.

Недостатками указанного метода являются имеющие место образование высокотоксичных полихлордибензодиоксинов и дибензофуранов и активная коррозия аппаратуры, имеющая место под действием хлористого водорода.

Примером обезвреживания отходов хлорпроизводных с одновременным получением полезных продуктов является хлоролиз [2] Указанный способ позволяет фракцию отходов хлорэтиленов и хлорэтанов превратить в смесь трихлорэтилена и перхлорэтилена, а фракцию дихлорпропанов-дихлорпропенов в смесь перхлорэтилена-четыреххлористого углерода.

Недостатком хлоролиза является то, что, наряду с образованием вышеуказанных полезных продуктов, имеет место и образование таких вредных побочных продуктов, как гексахлорэтан, гексахлорбензол, гексахлорбутадиен.

Особую проблему в настоящее время представляет необходимость уничтожения накопленных запасов химического оружия. Большинство типов химического оружия, разработанных в 20 50-ых годах, представляют собой галогенпроизводные.

Для решения этой проблемы в качестве способа обезвреживания также предлагается сжигание [3]
Недостатками этого способа обезвреживания отравляющих веществ (ОВ) являются сложность аппаратурного оформления и необходимость размещения объекта в удаленных малонаселенных районах, что, в свою очередь, приводит к необходимости опасных перевозок ОВ.

Наряду со сжиганием предлагаются комбинированные способы химического и огневого обезвреживания. Из аналогов известен способ обезвреживания иприта, зарина обработкой смесью моноэтаноламина и этиленгликоля [4] Полученные при химическом обезвреживании реакционные смеси далее подвергают огневой обработке. Из аналогов известен также способ обезвреживания иприта щелочным гидролизом в присутствии специальных межфазных катализаторов [5] Продукты обезвреживания затем подвергают огневой обработке.

Для осуществления вышеприведенных химических способов обезвреживания требуются дефицитные реагенты.

Известны способы химического обезвреживания высокотоксичных полихлордифенилов.

Из аналогов известен способ, заявленный в [6] Согласно указанному способу примеси полихлор- и полибромдифенидов, содержащихся в трансформаторных маслах (до 50 ^oC 100 частей на миллион), обезвреживают контактированием с алкоголятами щелочных металлов при температуре 50 ^oC 250^oC.

Указанный способ сложен в аппаратурном оформлении, требует предварительной осушки обезвреживаемого продукта и не пригоден для обезвреживания водных сред.

Известен также способ, заявленный в [7] Согласно указанному способу поставленную задачу решают контактированием галогенпроизводных с натриевым или калиевым производным полиэтиленгликолей при 20 ^oC 160^oC.

Способ пригоден лишь для обезвреживания малых количеств полихлорпроизводных (до 50 ^oC 100 частей на миллион). При осуществлении способа используют дефицитные полиэтиленгликоли.

Как видно из приведенных выше примеров, химические способы обезвреживания галогенпроизводных требуют для своего осуществления дорогостоящих и дефицитных реагентов, что может быть оправдано только в случае высокотоксичных и особоопасных галогенпроизводных.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, изложенный в [8] Согласно указанному способу обезвреживание отходов галогенпроизводных, в том числе O, N, S-одержащих, перхлорированных и полихлордифенилов, достигают контактированием галогенпроизводных с резиновой крошкой. Полученный при этом промежуточный продукт затем подвергают огневой обработке.

Способ предполагает использование доступных промышленных отходов и позволяет обезвреживать различные галогенпроизводные в значительных количествах, а также удалять токсичные галогенпроизводные из водных сред.

Недостатком данного способа является необходимость последующего сжигания промежуточного продукта.

Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи разработать простой технологичный способ, обеспечивающий эффективное обезвреживание галогенпроизводных.

Техническая суть заявляемого способа состоит в том, что обезвреживание галогенпроизводных общей формулы XCHR₁R₂ или их смесей, или сред их содержащих и общей формулы XCHR₃R₄, или сред их содержащих, достигают путем контактирования галогенпроизводных с промышленными отходами.

Промышленные отходы представляют собой лигнинсодержащие отходы предварительно обработанные водным раствором 0,5 ^oC 5,0 N щелочи.

Контактирование проводят при соотношении галогенпроизводное: щелочь лигнин по Класону как 1 ^oC 5 10 ^oC 50 молей на 1 кг лигнина по Класону.

Ниже приведено сопоставление данных по ближайшему аналогу и заявленному способу (таблица 1).

Как видно из таблицы 1, обработка по заявляемому способу обеспечивает эффективное обезвреживание галогенпроизводных по упрощенной технологии.

Авторы утверждают, что заявленное техническое решение соответствует критерию изобретения "изобретательский уровень", так как совокупность заявленных средств не выявлена из известных научно-технических и патентных источников и не может быть известна специалисту заявленной области техники.

Вариант выполнения 1.

1. В аппарат, снабженный перемешивающим устройством, помещают 1 л водно-щелочного раствора активированного лигнина, полученного щелочной активацией лигнинсодержащих отходов известным методом (М.И Чудаков. "Промышленное использование лигнина". Л, 1983, с. 140), содержащего 75 г лигнина по Класону и 2,8 моля щелочи на 1 л раствора.

2. К водно-щелочному раствору лигнинсодержащих отходов (по п. 1) добавляют 12,7 г (0,08 М) дихлордиэтилсульфида (ДХС).

3. Смесь (по п. 2) перемешивают с периодическим отбором проб для анализа на содержание ДХС методом ГЖХ до полного обезвреживания.

4. Полученную по п. 3 смесь нейтрализуют до pH≅4,0 серной кислотой и отстаивают без перемешивания.

5. Полученную по п. 4 жидкую и твердую фазы разделяют. Как в жидкой, так и в твердой фазах по данным ГЖХ исходный ДХС отсутствует.

6. Полученную по п. 5 жидкую фазу, представляющую собой раствор солей, нейтрализуют до pH 7,0.

7. Твердую фазу по п. 5 высушивают на воздухе или при t≅100^oC.

Вариант выполнения 2.

1. В аппарат, снабженный перемешивающим устройством, помещают 75 г лигнина и 1 л 2,8 молярного раствора щелочи (гидроокиси натрия) и перемешивают до гомогенизации при комнатной температуре.

2. К смеси по п. 1 добавляют 12,7 г (0,08 М ДХС.

3. Смесь по п. 2 перемешивают с периодическим отбором проб для анализа на содержание ДХС методом ГЖХ до полного обезвреживания.

Далее аналогично варианту исполнения 1. Остальные варианты исполнения аналогичны варианту 1, а их переменные параметры и показатели приведены в таблице 3, включая и приведенные выше варианты 1, 2.

Способ обезвреживания органических галогенопроизводных общей формулы XMR₁R₂ и/или их смесей или сред их содержащих, где при X=Cl, Br; M-CH; R₁- H; X; алкил, алкококси, C₆H₅; R₂-R₁; CH=CH₂; CH=CHX; CH=CXCH₃; CH=CHCH₂X; CHXCH₂; CH₂X; CHOHCH₂X; CH₂OCH₂CH₂; CH₂N(CH₂CH₂X)₂; CH₂SCH₂CH₂X;
COOH; COR₁; при X = F, Cl, Br; R₁ - X; C₁-C₆ алкил; C₁-C₆-алкокси; R₂-R₁; C(C₆H₅)= CHX; CH= CHX Использование: обезвреживание соединений, входящих в состав многотоннажных отходов. Сущность изобретения: обезвреживание галогенопроизводных осуществляют путем их контактирования с водно-щелочным раствором лигнинсодержащих отходов. 3 табл.

Способ обезвреживания органических галогенпроизводных общей формулы
XMR₁R₂
и/или их смесей, или сред, их содержащих,
где при X Cl, Br M CH;
R₁ H; X; алкил; алкокси; C₆H₅;
R₂ R₁; CH CH₂; CH CHX; CH CXCH₃; CH CHCH₂X; CHXCH₂; CH₂X; CHOHCH₂X; CH₂OCH₂CH₂X; CH₂N(CH₂CH₂X)₂; CH₂SCH₂CH₂X; COOH; COR₁;
при X f, Cl, Br R₁ X; C₁-C₆-алкил; C₁-C₆-алкокси; R₂ R₁; C(C₆H₅) CHX; CH CHX,
путем контактирования с промышленными отходами, отличающийся тем, что в качестве промышленных отходов берут лигнинсодержащие отходы, предварительно обработанные 0,5 5,0 N водным раствором щелочи при соотношении галогенпроизводное щелочь лигнин по Класону, равном (1 5) (10 50) молей на 1 кг лигнина по Класону.