СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА Российский патент 1999 года по МПК C07C323/03 C07C319/20 

Описание патента на изобретение RU2139855C1

Изобретение относится к химии сероорганических соединений, а именно к разработке способа утилизации бис(2-хлорэтил) сульфида - иприта.

Дезактивация иприта затрудняется его практической нерастворимостью в растворителе, в котором он является потенциально наиболее реакционноспособным - в воде.

В известных методах детоксикации иприта, протекающих в водных средах, предусматривается окисление [RU 2034833 (1-3) C 07 C 317/04. Заявл. 09.03.93. Опубл. 10.05.95. Бюл. N 13. Пат. 20339039. МКИ6 C 07 C 319/20. Заявл. 3.08.93. Опубл. 09.07.95. Бюл. N 19. РЖхим., 6 H 53П (1996).] или дегидрохлорирование [Поконова Ю.В. "Галоидсульфиды", г.Ленинград, 1977 г., с. 148-149] . Интенсификация процессов достигается использованием растворителей [Bales S.H., Nickelson S.A., J.Chem.Soc., 1922, p.2137-2139. Щербакова Л. Ф., Шантроха А.В., Гормай В.В. и др. В сб. Экологические проблемы уничтожения химического оружия. Тез. докл. научи.-конф. (10-11 июня 1993 г.). Вольск 1993, с. 13-14], применением межфазного катализа или микроэмульсионного метода [Menger F.M., Elrington A.R., J.Am.Chem., Soc., 1990, v.112, N22, p.8201-8203]. Однако каждый из этих приемов обладает своими недостатками, которые не позволяют их рассматривать в плане разработки высокоэффективных технологий дезактивации.

Прототипом изобретения является метод детоксикации иприта путем обработки его водным раствором щелочи в среде гидрофобного растворителя с участием катализаторов межфазного переноса [Щербакова Л.Ф., Шантроха А.В., Гормай В. В. и др. В сб. Экологические проблемы уничтожения химического оружия. Тез. докл. научн.-конф. (10-11 июня 1993 г.). Вольск, 1993, с. 13-14]. Процесс проводят при 40-60oС при перемешивании посредством вибрации. Указывается, что детоксикация в зависимости от соотношения щелочь: вода: катализатор, заканчивается через 5-30 минут.

Недостатком прототипа является то, что при указываемой авторами высокой степени конверсии иприта (99,999%) основным продуктом реакции (46%) является - 2-хлорэтилвинилсульфид - продукт полупревращения иприта, а также необходимость использования катализатора межфазного переноса.

Цель изобретения - разработка высокоэффективной технологии переработки иприта в безопасные продукты.

Цель достигается обработкой иприта водным раствором щелочи (KOH или NaOH) в среде гидрофильного растворителя - диметилсульфоксида (ДМСО) или гексаметилтриамидофосфата (ГМФТА) - в условиях ультразвукового воздействия (частота 22 кГц) при мольном соотношении компонентов щелочь: иприт: вода = 1: 0,5: (1,6-3) в течение не более 30 минут в зависимости от типа щелочи и растворителя.

Нижний предел по количеству воды в системе определяется достаточностью для растворения в ней щелочи, используемой в реакции для облегчения условий взаимодействия щелочь : иприт. При наличии более трех молей воды существенно снижается скорость реакции. В приведенных условиях обработки конверсия иприта достигает 99,999%, а органическим продуктом реакции является дивинилсульфид, что установлено масс- спектрометрическим анализом органической части, полученной по окончании реакции после отделения выделившего осадка KCl. Полученные данные свидетельствуют, что взаимодействие протекает в направлении дегидрохлорировании иприта:
2MOH + [ClCH2CH2]2S = CH2=CH]2S + 2MCl | + 2H2O,
где M=K, Na.

Предложенный способ дезактивации иприта обладает следующими достоинствами:
- обеспечивает максимально высокую и отвечающую современным требованиям детоксикации степень конверсии иприта,
- отличается высокой скоростью дезактивации и избирательностью процесса,
- исключается нагревание и перемешивание извне, так как данные факторы обеспечиваются самим озвучиванием реакционной смеси,
- данным методом достигается нужный эффект относительно небольшим (3-4 кратный объем) количеством реагентов,
- предполагается использование крупнотоннажно производимого сырья.

ПРИМЕР 1. В колбу, снабженную обратным холодильником и зонтичным ультразвуковым излучателем, помещали растворы 0,36 г (1,2 кратный избыток от расчетного) KOH в 0,29 г H2O и 0,4253 г иприта в 1,2 мл ДМСО (мольное соотношение компонентов - KOH: иприт: H2O = 1:0,5:3). Реакционную смесь подвергали озвучиванию в течение двух минут, после чего отделяли выпавший солевой осадок, который промывали ДМСО и полученную органическую часть анализировали методом масс-спектрометрии (прибор MAT-212 фирмы "Finnigan").

ПРИМЕР 2. Аналогично примеру 1 обрабатывали в течение 10 минут смесь, содержащую 0,36 г NaOH в 0,27 г воды и 0,5964 г иприта в 1,9 мл ДМСО (мольные соотношения компонентов - NaOH: иприт: H2О =1:0,5:2). Органическую часть анализировали методом масс-спектрометрии.

ПРИМЕР 3. Аналогично примеру 1 обрабатывали в течение 20 минут смесь 0,36 г KOH в 0,155 г H2O и 0,4253 г иприта в 2 мл ГМФТА (мольные соотношения компонентов - KOH: иприт: вода = 1:0,5:1,6). Органическую часть анализировали методом - масс-спектрометрии.

ПРИМЕР 4. Аналогично примеру 1 обрабатывали в течение 30 минут смесь 0,36 г NaOH в 0,27 г H2O и 0,5964 г иприта в 2 мл ГМФТА (мольное соотношение компонентов - NaOH: иприт: H2O = 1: 0,5:2). Полученную органическую смесь анализировали методом масс-спектрометрии.

Строение продуктов реакции установлено методом масс- спектрометрии. В органической части обнаружены интенсивные пики ионов m/z 86 и 78, что относится к молекулярным ионам (М+) молекул дивинилсульфида (CH2=CH)2S и диметилсульфоксида (CH3)2SO соответственно.

Для количественной оценки остаточного содержания иприта в органической части был использован стандартный р-р иприта в диметилсульфоксиде (1•10-5 г/мл); в качестве аналитического пика использовался пик с m/z -158 иона (М+) молекулы иприта (CICH2CH2)2S. По результатам анализа конверсия иприта в исследуемой реакции составляет 99,999%.

Похожие патенты RU2139855C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА 1998
  • Кибардин А.М.
  • Лукашенко С.С.
  • Усольцева А.А.
  • Мосин И.П.
  • Коновалов А.И.
  • Тугушов В.И.
  • Марченков Ю.А.
  • Сологубова Л.И.
  • Шангараев Н.Г.
RU2139856C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА 1998
  • Кибардин А.М.
  • Лукашенко С.С.
  • Усольцева А.А.
  • Шангараев Н.Г.
  • Коновалов А.И.
RU2141945C1
СПОСОБ ДЕСТРУКЦИИ ИПРИТА 2003
  • Злобин В.С.
  • Слободяник В.А.
  • Федоров А.Ф.
RU2248967C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АМИННЫХ СОЛЕЙ ДИЭФИРОВ ДИТИОФОСФОРНЫХ КИСЛОТ 1998
  • Иванов Б.Е.
  • Крохина С.С.
  • Бадеева Е.К.
  • Платова Е.В.
RU2136690C1
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ИПРИТА, ЛЮИЗИТА И ИХ СМЕСЕЙ 1992
  • Ларина А.Н.
  • Плотникова Г.Д.
  • Белолипецкая Л.А.
RU2071799C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭФИРОВ КИСЛОТ ФОСФОРА 2001
  • Будникова Ю.Г.
  • Каргин Ю.М.
  • Синяшин О.Г.
  • Ромахин А.С.
RU2199545C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФОСФОРИСТОЙ КИСЛОТЫ (ВАРИАНТЫ) 2000
  • Батыева Э.С.
  • Платова Е.В.
  • Бадеева Е.К.
RU2179152C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКТИНА ИЗ НАДЗЕМНЫХ ЧАСТЕЙ АМАРАНТА 1995
  • Коновалов А.И.
  • Офицеров Е.Н.
  • Соснина Н.А.
  • Хазиев Р.Ш.
  • Цепаева О.В.
  • Лапин А.А.
RU2101294C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 1,4-ДИАЗОБИЦИКЛО [2,2,2]ОКТАНА 1999
  • Кибардин А.М.
  • Лукашенко С.С.
  • Селиванов А.В.
  • Ленский Б.В.
  • Володина Т.И.
  • Кибардина Л.К.
RU2160738C2
НЕПОДВИЖНАЯ ФАЗА ДЛЯ КАПИЛЛЯРНОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 1991
  • Мухина В.П.
  • Левин Я.А.
  • Березкин В.Г.
  • Королев А.А.
RU2018822C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА

Изобретение относится к химии сероорганических соединений, а именно к разработке способа утилизации бис (2-хлорэтил)сульфида-иприта. Способ заключается в обработке иприта водным раствором щелочи в среде гидрофильного растворителя - диметилсульфоксида либо гексаметилтриамидофосфата. Взаимодействие осуществляют в условиях ультразвукового воздействия при частоте 22 кГц. При соотношении компонентов щелочь: иприт : вода = 1: 0,3: (1,6-3) оно реализуется в интервале 2-30 мин в зависимости от типа щелочи и растворителя с конверсией иприта 99,999% и образованием дивинилсульфида. Способ позволяет при высокой скорости и избирательности процесса добиться глубокой отвечающей современным требования дезактивации иприта. 1 з.п. ф-лы.

Формула изобретения RU 2 139 855 C1

1. Способ утилизации иприта обработкой его водным раствором щелочи в среде растворителя при перемешивании путем вибрации, отличающийся тем, что обработку проводят в среде гидрофильного растворителя путем ультразвукового воздействия при частоте 22 кГц в течение не более 30 мин, при мольном соотношении компонентов щелочь : иприт : вода = 1 : 0,5 : (1,6-3). 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного растворителя используют диметилсульфоксид или гексаметилтриамидофосфат.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2139855C1

Сб
экологичесткие проблемы уничтожения химического оружия
Печь-кухня, могущая работать, как самостоятельно, так и в комбинации с разного рода нагревательными приборами 1921
  • Богач В.И.
SU10A1
- Вольск, 1993, с
Насос 1917
  • Кирпичников В.Д.
  • Классон Р.Э.
SU13A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИС(2-ХЛОРЭТИЛ)СУЛЬФОКСИДА 1993
  • Трофимов Б.А.
  • Гусарова Н.К.
  • Чернышева Н.А.
  • Дорофеев И.А.
  • Хилько М.Я.
  • Рахматулина Т.Н.
  • Новиков В.К.
  • Кротович И.Н.
  • Гормай В.В.
  • Долгов Н.Ф.
  • Шантроха А.В.
  • Денисеня А.Н.
RU2034833C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА 1993
  • Трофимов Б.А.
  • Гусарова Н.К.
  • Дорофеев И.А.
  • Хилько М.Я.
  • Доленко Г.Н.
  • Новиков В.К.
  • Кротович И.Н.
  • Гормай В.В.
  • Фокин В.Н.
  • Долгов Н.Ф.
  • Шантроха А.В.
  • Холстов В.И.
RU2039039C1
Поконова Ю.В
Галоидсульфиды
- Ленинград, 1977, с
Раздвижной паровозный золотник с подвижными по его скалке поршнями между упорными шайбами 1922
  • Трофимов И.О.
SU148A1
Bales S.H., Nickelson S.A
J.Chem.Soc., 1922, 2137 - 39
Menger F.M.Elrington A.R
J
Am Chem
Soc., 1990, 112, № 22, p.8201-8203.

RU 2 139 855 C1

Авторы

Кибардин А.М.

Лукашенко С.С.

Усольцева А.А.

Мосин И.П.

Коновалов А.И.

Тугушов В.И.

Марченков Ю.А.

Сологубова Л.И.

Шангараев Н.Г.

Даты

1999-10-20Публикация

1998-03-31Подача