СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИИ МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩЕЙ 10-ХЛОР-5,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИН Российский патент 2015 года по МПК A62D101/22 A62D3/34 

Описание патента на изобретение RU2567313C1

Изобретение относится к способам обезвреживания отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), а именно к способам утилизации композиции мышьякорганических соединений, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин (адамсит).

Известны способы уничтожения композиций с 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазином, основанные на окислительных и термических процессах. Способ прямого сжигания [Гормай В.В., и др. Проблема уничтожения и утилизации адамсита / Жур. Рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева. - 1994. - Т. 38. - №2. - С. 39-42] с точки зрения экологической безопасности не отвечает современным требованиям. Предложенный шведскими учеными способ окисления 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина смесью азотной и серной кислот [Andersson J.O., Bylund J., Jonsson Η., Grandbom P.O. Destruction of phenar-sazinechloride (adamsite) by oxidation With nitric acid/sulfuric acid. Pilot plant. (Foersvarets, Forskning sants., Stockholm, Swed.) // Report 1984, FOA-C-40192-C2; Order NO. PB84-197102, 38pp (Swed.) Avail N TIS From Gov. Rep/ Announce. Index (US) 1984, 84 (17), 154] был использован на опытной установке по уничтожению запасов адамсита. Способ позволил решить задачу обезвреживания отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), но утилизацию образующихся продуктов реакции не решает.

Описан способ утилизации 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина сплавлением с серой, позволяющий получать практически нерастворимые в воде и многих органических растворителях полимеры. Недостатками данного способа являются образование больших количеств реакционных масс, подлежащих захоронению, его энергозатратность, а применение высоких температур является существенным недостатком и ограничением применения этого способа уничтожения композиций с 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина [Гормай В.В., и др. Проблема уничтожения и утилизации адамсита / Жур. Рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева. - 1994. - Т. 38. - №2. - С. 39-42].

К технологически оправданным методам детоксикации композиций с 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина следует отнести методы, в которых используются реакции, позволяющие решать наряду с основной задачей получать химические продукты, применимые в хозяйственной деятельности.

Наиболее близким к заявленному является способ утилизации композиции, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина, с применением реакции деструкционного гидрохлорирования адамсита при температуре 170-215°C с отгонкой хлорида мышьяка (III), с последующим дегидрохлорированием оставшейся реакционной массы и отгонкой дифениламина [Пат. RU №2129455, МПК7 A62D 3/00. Заявл. 10.01.1997; опубл. 27.04.1999. Бюл. №12].

Существенными недостатками данного способа являются:

- обратимость реакции гидрохлорирования адамсита, затрудняющая количественное превращение 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина;

- высокая энергозатратность всех стадий, используемых в способе процессов;

- достижение высоких степеней превращения 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина (более 95%) возможно только в зоне высоких температур и при сочетании температурно-временного диапазона и удельного потока хлористого водорода, что серьезно усложняет управляемость процесса;

- использование высококоррозионных компонентов (хлористый водород) и необходимость поддержания высокой температуры (170-215°C) в реакционной зоне требует использования специальных и дорогостоящих конструкционных материалов при изготовлении и монтаже технологического оборудования.

Данный способ принят за прототип.

Целью изобретения является разработка способа утилизации композиции содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина, сочетающего в себе низкотемпературную деструкцию адамсита с высокой степенью конверсии, и получения в этих условиях химических продуктов, представляющих хозяйственный интерес.

Указанная цель достигается применением в качестве реагента, воздействующего на адамсит, пероксида кальция (восьмиводного), а взаимодействие осуществляют обработкой его пероксидом кальция в водной среде в присутствии катализатора - хлорида четвертичного триалкиламмониевого соединения, при температуре до 50°C. Протекающая гидролитическая деструкция и окисление приводят к образованию арсената кальция и дифениламина. Образовавшуюся реакционную массу обрабатывают едким натром, отделяют на фильтре водный раствор арсената натрия, который передается на дальнейшую переработку или утилизацию. Осадок, содержащий дифениламин и гидроокись кальция обрабатывают для разделения изопропиловым спиртом. Гидроокись кальция повторно используется для получения пероксида кальция (восьмиводного).

Последовательность добавления реагентов в воду (пероксида кальция (восьмиводного), хлорида четвертичного триалкиламмониевого соединения) позволяет использовать тепловые эффекты происходящих физико-химических процессов для проведения уничтожения адамсита без дополнительного обогрева реакционной массы. Реакции гидролитического и окислительного воздействия пероксида кальция на адамсит в условиях межфазного катализа, протекающие в щелочной среде, обеспечивают в этих условиях необратимую деструкцию адамсита и приводят к получению менее токсичных водорастворимых соединений мышьяка (V).

Пример 1. В реактор емкостью 250 мл помещают 150 мл воды, 20 г пероксида кальция (восьмиводного), 3 г ТЭБАХ и 15,9 г адамсита (содержание основного вещества - 87%). Реакционную массу выдерживают в течение 6-10 ч при температуре до 50°C. Проводят анализ на содержание адамсита. Степень превращения 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина составляет более 99%. Содержание адамсита - менее 0,01 мг·мл-1, что подтверждается методом ВЭЖХ-МС анализа. Целевые продукты утилизации, содержащиеся в реакционной массе, разделяют в три этапа. На первом этапе разделения отфильтровывают осадок, промывают его дважды дистиллированной водой, а фильтрат, содержащий хлорид кальция, используют для получения пероксида кальция (восьмиводного). На втором этапе разделения промытый осадок помещают в реактор и приливают 60 мл раствора едкого натра с концентрацией 10%. Перемешивают в течение 60 мин и фильтруют. Фильтрат представляет собой водный раствор арсената натрия, соответствующий концентрации - 14,5% (подтверждено методом РФА). На третьем этапе разделения полученный осадок помещают в реактор и прибавляют 30 мл изопропилового спирта. Перемешивают в течение 120 мин при температуре от 30°C до 40°C. Полученную смесь фильтруют, осадок, содержащий гидроксид кальция и его соли, объединяют с фильтратом после первого этапа разделения и используют для получения пероксида кальция (восьмиводного). В фильтрат прибавляют 145 мл дистиллированной воды и выпавший кристаллический дифениламин отфильтровывают. Содержание основного вещества определяется хромато-масс-спектральным методом анализа и составляет 99,0%.

Пример 2. В реактор емкостью 250 мл помещают 150 мл воды, 16 г пероксида кальция (восьмиводного), 2 г Катамин Б и 15,9 г адамсита (содержание основного вещества - 87%). Реакционную массу выдерживают в течение 6-10 ч при температуре до 50°C. Проводят анализ на содержание адамсита. Степень превращения 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина составляет более 99%. Содержание адамсита - менее 0,01 мг·мл-1, что подтверждается методом ВЭЖХ-МС анализа. На первом этапе разделения отфильтровывают осадок, промывают его дважды дистиллированной водой, а фильтрат, содержащий хлорид кальция, используют для получения пероксида кальция (восьмиводного). На втором этапе разделения промытый осадок помещают в реактор и приливают 60 мл раствора едкого натра с концентрацией 10%. Перемешивают в течение 60 мин и фильтруют. Фильтрат представляет собой водный раствор арсената натрия, соответствующий концентрации - 13,8% (подтверждено методом РФА). На третьем этапе разделения полученный осадок помещают в реактор и прибавляют 30 мл изопропилового спирта. Перемешивают в течение 120 мин при температуре от 30°C до 40°C. Полученную смесь фильтруют, осадок, содержащий гидроксид кальция и его соли, объединяют с фильтратом после первого этапа разделения и используют для получения пероксида кальция (восьмиводного). В фильтрат прибавляют 145 мл дистиллированной воды и выпавший кристаллический дифениламин отфильтровывают. Содержание основного вещества определяется хромато-масс-спектральным методом анализа и составляет 98,7%.

Таким образом, предлагаемый способ уничтожения 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазина, с применением пероксида кальция (восьмиводного) и катализатора хлорида четвертичного триалкиламмониевого соединения, обеспечивает детоксикацию адамсита до содержания его в реакционных массах не более 0,01 мг·мл-1. Проведение технологического уничтожения адамсита обеспечивает высокую степень конверсии адамсита в условиях низкотемпературной деструкции и получение в этих условиях химических продуктов, представляющих хозяйственный интерес. Способ характеризуется низкой энергозатратностью, экономичностью и безопасностью. Способ применим для детоксикации адамсита в лабораторных, полевых условиях и в аварийных ситуациях.

Похожие патенты RU2567313C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИИ МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО МОГИЛЬНИКА, СОДЕРЖАЩЕЙ 10-ХЛОР-5,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИН 1998
  • Гормай В.В.
  • Алимов Н.И.
  • Сафронов В.В.
  • Шаповалов В.Н.
RU2172195C2
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИИ МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО МОГИЛЬНИКА, СОДЕРЖАЩЕЙ 10-ХЛОР-5,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИН 1997
  • Гормай В.В.
  • Князев Б.А.
  • Сафронов В.В.
  • Вахер В.Ф.
  • Грибова Е.Д.
  • Шаповалов В.Н.
RU2129456C1
СПОСОБ ДЕСТРУКЦИИ АДАМСИТА 1996
  • Сахаровский В.Г.
  • Старовойтов И.И.
  • Кашпаров К.И.
  • Зякун А.М.
  • Тугушов В.И.
  • Кузьмин Н.П.
  • Кочергин А.И.
  • Воронин А.М.
RU2117507C1
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИИ МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО МОГИЛЬНИКА, СОДЕРЖАЩЕЙ 10-ХЛОР-5,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИН 1997
  • Алимов Н.И.
  • Гормай В.В.
  • Поторопин Е.Б.
  • Кучинский Е.В.
  • Шаповалов В.Н.
  • Кротович И.Н.
RU2129455C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО МЫШЬЯКА ИЗ ВОДНЫХ И ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРОВ МЫШЬЯКСОДЕРЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ 2008
  • Шелученко Владислав Викторович
  • Уткин Антон Юрьевич
  • Корольков Максим Владимирович
  • Павличенко Владимир Федорович
  • Макарочкина Светлана Михайловна
RU2371391C1
СПОСОБ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ 10-ХЛОР-9,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИНА В РАСТВОРЕ МЕТОДОМ РЕАКЦИОННОЙ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ С АТОМНО-ЭМИССИОННЫМ ДЕТЕКТИРОВАНИЕМ 2000
  • Алимов Н.И.
  • Павлов А.Ю.
  • Шантроха А.В.
  • Митрофанов Д.А.
  • Белоусов Е.Б.
  • Лобур А.Ю.
  • Лапко Е.Ю.
RU2187105C2
СПОСОБ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ГРУНТА, ЗАГРЯЗНЕННОГО АДАМСИТОМ И ПРОДУКТАМИ ЕГО ТРАНСФОРМАЦИИ 1999
  • Гормай В.В.
  • Алимов Н.И.
  • Букреев С.Н.
  • Прокопенко В.А.
  • Головков В.Ф.
RU2185902C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РЕАКЦИОННЫХ МАСС, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ПРИ ЩЕЛОЧНОМ ГИДРОЛИЗЕ ЛЮИЗИТА, В ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОДУКТЫ 2009
  • Растегаев Олег Юрьевич
  • Чупис Владимир Николаевич
RU2396099C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПРОДУКТОВ ЩЕЛОЧНОГО ГИДРОЛИЗА ЛЮИЗИТА В ТОВАРНУЮ ПРОДУКЦИЮ 2008
  • Демахин Анатолий Григорьевич
  • Никифоров Александр Юрьевич
  • Олискевич Владимир Владимирович
  • Мишин Владимир Николаевич
  • Швейкин Всеволод Александрович
RU2389526C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО МЫШЬЯКА И ХЛОРИДА НАТРИЯ ИЗ ПРОДУКТОВ ЩЕЛОЧНОГО ГИДРОЛИЗА ЛЮИЗИТА 2009
  • Демахин Анатолий Григорьевич
  • Кузнецов Николай Николаевич
  • Олискевич Владимир Владимирович
  • Мишин Владимир Николаевич
  • Швейкин Всеволод Александрович
RU2412734C2

Реферат патента 2015 года СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИИ МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩЕЙ 10-ХЛОР-5,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИН

Изобретение относится к способам обезвреживания отравляющих веществ раздражающего действия (ирритантов), а именно к способам утилизации композиции мышьякорганических соединений, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин (адамсит). Способ утилизации заключается во взаимодействии композиции, содержащей адамсит, с реагентом, в качестве которого используют пероксид кальция (восьмиводный). При этом обработку пероксидом кальция осуществляют в водной среде в присутствии катализатора - хлорида четвертичного триалкиламмониевого соединения, при температуре до 50°C до образования арсената кальция и дифениламина. Образовавшуюся реакционную массу обрабатывают едким натром, отделяют на фильтре водный раствор арсената натрия. Осадок, содержащий дифениламин и гидроокись кальция, обрабатывают для разделения изопропиловым спиртом. Гидроокись кальция повторно используется для получения пероксида кальция (восьмиводного). Способ обеспечивает высокую степень конверсии адамсита в условиях низкотемпературной деструкции и получение в этих условиях химических продуктов, представляющих хозяйственный интерес. 2 пр.

Формула изобретения RU 2 567 313 C1

Способ утилизации композиции мышьякорганических веществ, содержащей 10-хлор-5,10-дигидрофенарсазин, путем взаимодействия композиции с реагентом, отличающийся тем, что в качестве реагента используют пероксид кальция (восьмиводный), а взаимодействие осуществляют обработкой композиции пероксидом кальция в водной среде в присутствии катализатора - хлорида четвертичного триалкиламмониевого соединения, при температуре до 50°C с образованием арсената кальция и дифениламина, образовавшуюся реакционную массу обрабатывают едким натром, отделяют на фильтре водный раствор арсената натрия, осадок, содержащий дифениламин и гидроокись кальция, обрабатывают для разделения изопропиловым спиртом.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2567313C1

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ КОМПОЗИЦИИ МЫШЬЯКОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ ИЗ ГОСУДАРСТВЕННОГО МОГИЛЬНИКА, СОДЕРЖАЩЕЙ 10-ХЛОР-5,10-ДИГИДРОФЕНАРСАЗИН 1997
  • Гормай В.В.
  • Князев Б.А.
  • Сафронов В.В.
  • Вахер В.Ф.
  • Грибова Е.Д.
  • Шаповалов В.Н.
RU2129456C1

RU 2 567 313 C1

Авторы

Красильников Валерий Владимирович

Серебренников Борис Васильевич

Поторопин Евгений Борисович

Полякова Галина Юрьевна

Даты

2015-11-10Публикация

2014-10-14Подача