СПОСОБ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ НЕСИММЕТРИЧНОГО ДИМЕТИЛГИДРАЗИНА Российский патент 1997 года по МПК A62D3/00 

Изобретение относится к технике нейтрализации ядовитых и экологически вредных веществ, в частности, несимметричного диметилгидразина (далее -НДМГ), который может оставаться в емкостях, используемых при его производстве и транспортировке, в баках отработавших ракет, а также на поверхности различных объектов при проливах.

Нейтрализацию баков, содержавших НДМГ, осуществляют, например, перегретым паром /1/, который частично нейтрализует НДМГ, а частично переводит его в водный раствор, который затем уничтожают дожиганием или другими способами, что требует дополнительных значительных затрат.

Известен способ нейтрализации НДМГ формальдегидом /2/, но этот способ требует содержания запаса формальдегида в месте нейтрализации, а чтобы сделать запас этого реактива, его необходимо производить на химическом заводе и затем транспортировать к местам нейтрализации, что связано с большими расходами.

Известны способы нейтрализации токсичных веществ и НДМГ хлорсодержащими препаратами: растворами кашицы ДТС-ГК, воздействием раствора хлорамина-Т, хлорной извести /3/. Для нейтрализации НДМГ необходимо хлорамин-Т произвести на заводе, а затем транспортировать к месту использования, где приходится держать необходимый запас. Со временем хранения препарат постепенно теряет свои нейтрализующие свойства, что требует его восполнения. Способ нейтрализации хлорсодержащими препаратами, в частности, хлорамином-Т принят за прототип. Недостатком прототипа, как и упомянутого выше аналога, является необходимость производства реагента на заводах с последующей транспортировкой и созданием его запаса в месте использования, что требует больших расходов.

Ввиду изложенных обстоятельств существует задача подбора такого реагента для нейтрализации НДМГ, который желательно производить не на химических заводах, а прямо на месте нейтрализации с помощью несложного, а в ряде случаев портативного оборудования, причем из широко распространенного и недорогого сырья.

Поставленная задача решается путем использования в качестве реагента для нейтрализации НДМГ электрохимически активированного водного раствора хлорида натрия (анолита), но не любого, а имеющего водородный показатель pH от 1,8 до 6,8 и концентрацию активного хлора от 50 до 800 мг/дм³.

Анолит используется в медицине для дезинфекции и стерилизации различных предметов. И есть различные установки для получения анолита, например, установка СТЭЛ-ЧН-60-02 /4/, содержащая электрохимические элементы, каждый из которых представляет собой диафрагменный электрохимический реактор с оксидно-рутениево-титановыми электродами и с разделяющей их кислотно-щелочестойкой диафрагмой из оксида циркония. Производительность установки 60 л/ч, потребляемая мощность 500 Вт. Масса установки 15 кг. Известен также аналогичный электроактиватор "Эсперо-1" /5/.

Технический результат, достигаемый с помощью предложенного способа, заключается в упрощении получения реактива для нейтрализации НДМГ, причем нередко анолит можно получить прямо на месте его использования с помощью небольшой установки, а сырьем служит вода и хлорид натрия. Указанный технический результат обеспечивает значительное сокращение затрат на нейтрализацию НДМГ.

Возможность использования анолита для нейтрализации НДМГ и оценка эффективности такого использования по сравнению с хлорамином-Т была подтверждена экспериментально в лабораторных условиях. В эксперименте на порции водного раствора НДМГ, имеющего концентрацию 40 г/дм³ (40 мкг НДМГ растворялись в 1 мкл воды), воздействовали следующими растворами:
1) 100 мл анолита кислотностью PH 2 и с концентрацией активного хлора 100 мг/л (раствор был получен на электроактиваторе "Эсперо-1");
2) 10 мл анолита по п.1;
3) 1 мл анолита по п.1;
4) 100 мл 3-го раствора хлорамина-Т;
5) 100 мл 0,3-го раствора хлорамина-Т.

Через 15 мин нейтрализации при температуре раствора 23 ^oC проводилось определение содержания НДМГ в упомянутых порциях раствора методом гамма-жидкостной хроматографии по стандартной методике с пределом обнаружения НДМГ 4 мкг/дм³ на приборе 1ТД-800 Finnigan МАТ ИСА с хроматографом Varian 3400. Эксперимент показал, что при воздействии растворами по пп. 1,2,4 происходит полная нейтрализация НДМГ, при воздействии раствором анолита по п. 3 остается 0,8 мкг НДМГ, а при воздействии хлорамином-Т по п. 5 остается 1,3 мкг НДМГ. Отсюда видно, что нейтрализующие свойства анолита в 10 раз превышают способность стандартного (используемого в прототипе) нейтрализующего вещества хлорамина-Т. Если учесть, что стоимость получения анолита во много раз меньше стоимости производства на заводе хлорамина, то использование анолита вместо хлорамина в сотни раз удешевит работу по нейтрализации НДМГ, например, при очистке баков ракет от остатков НДМГ.

Работают по предложенному способу следующим образом.

Подлежащий очистке от НДМГ объект, например, бак ракеты, промывают водой, а полученный раствор НДМГ сливают в емкость для последующей нейтрализации. Определяют концентрацию и количество НДМГ в упомянутой емкости и, исходя из количества НДМГ, рассчитывают необходимое для нейтрализации количество анолита в зависимости от величины водородного показателя PH (от 1,8 до 6,8) и концентрацию активного хлора (от 50 до 800 мг/дм³). Если, например, электроактиватор выдает анолит с PH 2 и с концентрацией активного хлора 100 мг/дм³, то для нейтрализации каждого килограмма НДМГ потребуется 25 дм³ анолита. Анолит получают в электроактиваторе, пропуская через раствор натрия хлорида постоянный или выпрямленный электрический ток. Этот анолит собирают в накопитель, из которого затем необходимое количество анолита подают в емкость с раствором НДМГ, перемешивая этот раствор с анолитом одним из известных способов, а затем выдерживают смесь до полной нейтрализации, что проверяется отбором проб и их анализом на содержание НДМГ. При положительных результатах анализов продукт нейтрализации поступает в канализацию или используется в технических целях.

О преимуществах предложенного способа в сравнении с прототипом и аналогами уже было сказано выше.

Если учесть, что НДМГ используется в качестве ракетного топлива не первый десяток лет, а проблема нейтрализации НДМГ возникла еще раньше, то можно считать, что в предлагаемом способе достигнут результат, удовлетворяющий давно существующую общественную потребность. Получение же такого результата, сочетающего эффективность нейтрализации с экономичностью получения реагента, долго не удавалось специалистам, что свидетельствует о соответствии преложенного способа изобретательскому уровню.

Источники информации:
1. А.С. СССР N 293825 от 03.05.89 г.

2. Патент РФ. Решение N 5048538/23/021874 от 06.05.92 г.

3. З.Франке, П.Франц, В.Варике. Химия отравляющих веществ. Т.2. Дегазация. М. Химия, 1973 г. (прототип).

4. Установка для электрохимического синтеза моющих, дезинфицирующих и стерилизующих растворов СТЭЛ-ЧН-60-02. НПО "Химавтоматика". 1994 г. Паспорт и инструкция по эксплуатации.

5. Биоэлектроактиватор "Эсперо-1", научно-производственная фирма "Эсперо", г. Ташкент, ул. Чимборот, 3, сертификат соответствия N 9820 от 20.03.95 г.

Использование: касается нейтрализации ядовитых и экологически вредных веществ, в частности, несимметричного диметилгидразина. Сущность: способ нейтрализации несимметричного диметилгидразина включает воздействие на объекты, загрязненные несимметричным диметилгидразином, нейтрализующим реагентом, в качестве которого используют электрохимически активированный водный раствор хлорида натрия, имеющий водородный показатель PH от 1,8 до 6,8 с концентрацией активного хлора от 50 до 800 мг/дм³.

Способ нейтрализации несимметричного диметилгидразина (НДМГ), включающий воздействие на объекты, загрязненные НДМГ, реагентом, нейтрализующим НДМГ, отличающийся тем, что в качестве реагента используют электрохимически активированный водный раствор натрия хлорида, имеющий водородный показатель pН 1,8 6,8 с концентрацией активного хлора 50 800 мг/дм³.