СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ ЛЮИЗИТА Российский патент 1997 года по МПК A62D3/00 

Изобретение относится к уничтожению химического оружия, конкретно к уничтожению технического люизита.

Известно несколько способов уничтожения люизита. Одним из них является уничтожение люизита термоактивной серой при температуре 160^oC и атмосферном давлении.

Недостатками способа являются:
создание мощной системы для очистки и улавливания образов;
наличие большого объема сточных вод;
невозможность детоксикации тары, в которой хранят люизит (1).

Известен также метод хлорирования люизита, включающий насыщение газообразным хлором при соотношении хлор /люизит >1,8 в течение 2-х час.

Температура процесса 110-130^oC (1).

Описанный способ также не лишен ряда недостатков;
неполнота уничтожения остаточное содержание люизита реакционной массе 0,3-0,15%
использование дорогостоящей аппаратуры, вследствие повышенной коррозионной способности хлора;
наличие мышьяка и люизита в газовых выбросах и сточных водах, что также не решает проблемы локализации мышьяксодержащих соединений, а одновременно не исключает вероятность загрязнения окружающей среды.

Ранее проведенными исследованиями показана способность люизита к образованию полимера. Это устройство было использовано при разработке способа уничтожения, заключающего во взаимодействии люизита с эфиром метакриловой кислоты, который в присутствии акцептора соляной кислоты-трибутиламина и инициатора полимеризации динитрилазонзомасляной кислоты (азобиензобутиронитрил АИБН) образует с люизитом соединение полимерный блок, который подлежит захоронению. Процесс проводят при температуре 160^oC (1). Указанный способ более близок по технологии к предлагаемому способу и выбран авторами в качестве прототипа.

Однако, разработанный способ также не лишен недостатков:
экологическая опасность загрязнения грунтовых вод вследствие рыхлей структуры полученного полимера;
безвозвратная потеря мышьяка при захоронении;
повышенные затраты на энергоресурсы и использование дорогостоящих и дефицитных реагентов.

Указанный способ требует специального аппаратурного оформления.

Все вышеперечисленные недостатки в способах уничтожения люизита устраняются в заявляемом способе.

Целью настоящего изобретения является разработка экологически безопасного и не требующего затрат на энергоресурсы способа уничтожения технического люизита, а также возможность вторичного использования ценного сырья - металлического мышьяка, применение реакционной массы в качестве одного из компонентов необрастающих красок, биоцидных добавок и пластических масс. Заявляемый способ отличается от прототипа используемым дегазирующим компонентом, а также режимом обработки.

Алгоритм операций в заявляемом способе включает в себя:
смешение люизита с эпоксисоединениями: окисью этилена, окисью пропилена, эпихлоргидрином или эпоксидной смолой при мольном соотношении мышьяк: эпоксигруппа равном 1:2,8-3,0 и далее выдерживают реакционную массу при комнатной температуре в течение 18-22 суток.

Образующаяся в процессе уничтожения люизита реакционная масса может быть использована в качестве целевого продукта для получения необрастающих красок в судостроении и композиций, обладающих биоцидными свойствами или подвергнута дальнейшей переработке с целью получения металлического мышьяка и пластических масс.

Реакционная масса является малотоксичным соединением,
LD₅₀ 60 мг/кг.

Следует отметить, что люизит согласно классификации относится к классу токсичных веществ /2/.

Смертельная лоза при пероральном поступлении LD₅₀ 5 -10 мг/кг.

Критерием оценки степени опасности веществ по этой классификации является токсикологическая характеристика LD₅₀ летальная доза вещества, вызывающая гибель 50% животных при внутрижелудочном его введении.

Токсикологическая характеристика реакционной массы, полученной в результате детоксикации люизита позволяет отнести ее к классу умеренно токсичных веществ LD₅₀ 60 мг/кг.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обладает следующими преимуществами:
экологическая безопасность способа;
проведение процесса при комнатной температуре, что исключает возможность использования энергоносителей и спецоборудования;
возможность использования полученной реакционной массы в качестве одного из компонентов при производстве необрастающих покрытий в судостроении, биоцидных добавок, а также для получения металлического мышьяка высокой чистоты (99,9999%);
возможность уничтожения люизита непосредственно в хранилищах;
использование более доступных дешевых реагентов.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается использованием нового химического реагента сравнительно дешевого и других эпоксисоединений, а также режимом обработки.

Использование предлагаемого способа позволяет существенно упростить процесс уничтожения химического оружия в связи с разработкой экологически безопасного и не требующего затрат на энергоресурсы способа уничтожения технического люизита, а также возможность вторичного использования ценного сырья металлического мышьяка и применение реакционной массы в народном хозяйстве при производстве необрастающих покрытий в судостроении, биоксидных добавок в кабельной промышленности, для сохранения древесины и т.д.

Существенным преимуществом предлагаемого способа является возможность уничтожения технического люизита в хранилищах непосредственно как в бочках так и цистернах, исключая перемешивание, т.к. идет взаимное растворение люизита и эпоксисоединения.

Таким образом отсутствие газовых выбросов, (выделение хлористого водорода является недостатком почти всех известных способов уничтожения люизита, в том числе и прототипа и соответственно необходимость его улавливания), а также образование мышьяксодержащих сточных вод делает процесс экологически безопасным.

По существующим методикам ИК- и ЭПР-спектра реакционной массы, а также ацетиленидный метод анализа показали отсутствие люизита. Минимальная чувствительность метода 1•10^-4% /2, 3, 4/. При нагревании люизита в течение 4-х часов при температуре 100^oC остаточные количества люизита в реакционной массе также не были обнаружены. Заявляемый способ может быть проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1. Уничтожение люизита осуществляли эпихлоргидрином в стеклянном реакторе, снабженном мешалкой, термометром, обратным холодильником и капельной воронкой.

Соотношение люизит/эпихлоргидрин брали из расчета на 1 грамм-моль мышьяка, содержащегося в молекуле люизита, три грамм-моля эпихлоргидрина.

Отмечен незначительный тепловой эффект (температура в реакторе поднялась до 35^oC). Остаточная концентрация люизита в реакционной массе определялась ацетиленидным методом, а также методами ИК- и ЭПР-спектроскопии. Через 20 сут люизит в реакционной массе не был обнаружен.

Пример 2. В аналогичных условиях проведен опыт без перемешивания. Через 20 сут люизит не был обнаружен.

По аналогичной методике проведены эксперименты, представленные примерами (см. табл.), в которых варьировались предлагаемые параметры процесса.

Из представленных в табл. данных следует, что способ уничтожения люизита позволяет получить реакционную массу, в которой полностью отсутствует люизит.

Реакционная масса может быть вторично использована для получения металлического мышьяка, а также в качестве целевого продукта для необрастающих красок и композиций, обладающих биоцидными свойствами. Реакционная масса может быть и захоронена (пример с эпоксидной смолой), когда в результате детоксикации получен твердый образец. Использование предлагаемого способа позволяет существенно упростить, обезопасить и удешевить процесс уничтожения химического оружия за счет разработки безотходного и экологически безопасного метода уничтожения люизита.

Сущность изобретения: люизит обрабатывают эпихлоргидрином или окисью этилена, или окисью пропилена, или эпоксидной смолой в мольном соотношении 1: 2, 8-3,0 и выдерживают при комнатной температуре в течение 18-22 сут. Способ экологически безопасен и не требует затрат на энергоресурсы. 1 табл.

Способ уничтожения люизита, включающий обработку химическим реагентом, отличающийся тем, что люизит смешивают с эпихлоргидрином, либо окисью этилена, ил окисью пропилена, или эпоксидной смолой в молярном соотношении 1 2,8
3,0 и выдерживают при комнатной температуре в течение 18 22 сут.