(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ обработки значительно снижается при повьпиенной температуре. В результате последующего контак рования обработанного таким образом газового потока с водой или щелочным или кислотным водным раствором в нем значительно снижается количество хло углеводородов. Было найдено, что ЭНХУ взаимодействует с озоном в газовой фазе. Реак ция при повышенных температурах протекает с высокой скоростью. Реакция ЭНХУ с озоном в газовой фазе может быть использована в процессе очистки выхлопных газов - отходов хлорорганических производств. Этот процесс простой, требует минимальных затрат на оборудование и позволяет существенно снизить количество ЭНХУ в выхлопных газах. После взаимодействия с озоном выхлопные газы содержат хлористый во дород, кислородсодержащие соединения такие как двуокись углерода и вода, и могут содержать фосген и частично окисленные углеводороды, такие как метанол и т.п. Если выхлопные газы содержат только небольшие количества ЭНХУ, то количество хлористого водорода будет небольшим и выхлопные газы могут быть выпущены непосредствен но в атмосферу без дополнительной об работки. Если выхлопные газы содержат относительно большое количество ЭНХУ, то после реакции с озоном они могут содержать относительно большие количества продуктов реакции - хлористого водорода, кислородсодержащих продуктов. Эти продукты реакции могут быть легко извлечены из прореагировавших с озоном выхлопных Газов путем контакта с родой или водным раствором. Выхлопные газы, подлежащие обрабо ке, могут содержать помимо ЭНХУ обыч ные составляющие таких газов, напримерэзот, кислород, пары воды, закис углерода, углекислый газ, также они могут содержать органические соединения, отличные от ЭНХУ, которые могут и не реагировать, с озоном. .Если в выхлопных газах присутствует какВе-то количество этиленненасыщенных алифатических, циклических и арома тичёских углеводородов, то оно может быть снижено, поскольку известно, чт эти соединения взаимодействуют с озо .ном. О3bW должен подаваться в количестве, достаточно для обеспечения его взаимодействия с такими углеводо рЪЯами, в результате чего должно сни зйться количество. Для ЭНХ:У наблю дается тенденция реагировать с меньшей сКороЬТью по Сравнению с этиленнёнасыщенными соединениями, не содер жащими галогенов. . Предлагаемый способ, осуществляе,май при .низких температурах мало зат рагивает насыщенные алифатические хлоруглеводороды. В незначительной степени реакция их с озоном также протекает при повышенных температурах. Температура оказывает непосредственное влияние на скорость протекания реакции. Скорость взаимодействия между ЭНХУ и озоном увеличивается по мере повышения температуры. Предпочтительными являются температуры, лежащие в области 0-25с. Наиболее предпочтительный температурный интервал составляет 10-leoc. Концентрация ЭНХУ и озона влияет на скорость, при которой происходит снижение количества ЭНХУ. Высокие концентрации озона и низкие концентрации ЭНХУ способствуют быстрому снижению количества ЭНХУ в выхлопных газах.Высокие концентрации ЭНХУ и низкие концентрации озона приводят к замедлению скорости реакции ЭНХУ. Количество озона, необходимое для процесса, зависит от состава выхлопных газов, количества кислорода. В общем для удаления 1 моль ненасыщенного этиленхлорида требуется менее 1 моль озона. Избыток озона не оказывает вредного влияния на протекание всего процесса, но увеличивает стоимость извлечения ЭНХУ. Скорость реакции озона с зтиленхлоридами зависит от положения атома хлора относительно двойной связи и некоторых стерических факторов. Негалогенированные этиленненасыщенные углеводороды, такие как этилен или пропилен, взаимодействуют с озоном быстрее по сравнению с хло.рпроизводными. Хлорсодержащие углеводороды, такие как 3-хлорпропилен, которые содержат атом хлора на углеродном атоме, непосредственно не связанным с двойной связью, взаимодействуют с озоном быстрее, чем соединения, такие как хлористый винил, которые содержат атом хлора, на атоме углерода с двойной связью. Хлористый винил взаимодействует с озоном с большей скоростью, чем дихлорэтилен. Дихлорэтилен взаимодействует с озоном с большей скоростью по сравнению с трихлорэтиленом. Из хлорированных этиленов перхлорэтилен взаимодействует с озоном с самой маленькой скоростью. Давление мало влияет на протекание процесса. Весь процесс может проводиться в диапазоне давлений: от давлений ниже атмосферного до давлений выше атмосферного. Процесс легко осуществляется простым смешением озона с выхлопными газами, содержащими ЭНХУ, или смешением газового потока, содержащего ЭНХУ, с газовым потоком, содержащим озон. Если газовый поток содержит кислород, то можно также обеспечить образование озона in situ в газовом потоке при помощи высокомощного облучения при длинах волн менее примерно 2100 А, Однако предпочтительно получать газовый поток, содержащий озон, при п мощи обычных способов, известных в этой области. Такими способами яв ются коронный или тихий электрическ разряд. Затем содержащий озон газовый поток смешивается с газовым потоком, содержащим ЭНХУ. При практическом осуществлении способа реакционная зона может пред ставлять собой трубки, каналы, каме ры или реактор, через которые пропускают выхлопные газы, содержащие ЭНХУ. Образуется смесь выхлопных г зов с озоном и озон взаимодействует с ЭНХУ. Пример 1. Была определена скорость реакции хлористого винила газовой смеси, содержащей азот, кислород, озон и хлористый винил (ВХМ). Поток воздуха, в котором содержится примерно 1% озона, получ-аю путем пропускания воздуха через озо 8 натор типа Велсбач Стайл Т-816. Поток воздуха, содержащий озон, измеряют при помощи расходомера и подают в стеклянный тройникчерез тюбинг. В стеклянном тройнике пары хлористого винила смешивают с газовым потоком, содержащим озон. Газовую смесь, содержащую кислород, азот, озон и хлористый винил, пропускают через стеклянную трубку, снабженную рубашкой, с внутреннем диаметром 0,25 см и длиной 35 см. Стеклянная трубка полая. Трубка Снабжена устройством для обогрева, осуществляемым при конденсации пара при атмосферном давлении в рубашке. На выходе стеклянной трубки берут пробы газа путем наполнения шприца реакционной смесью. Проба реакционной смеси находится в шприце в течение требуемого промежутка времени, а затем инжектируется в газовый хроматограф с ионизационным детектором. Данные опытовпредставлены в таблице.
Расход воздуха в озонаторе, л/мин
Моль озона/ /моль ВХМ Температура, G Концентрация хлористого винила, об.ч. на млн, при времени нахождения пробы в шприце, мин:
контрольный
опыт
0,1
0,2 0,3 0,4 0,6 1,00 2,00 3,00 4,00
- не фиксируется, менее 1 ч. на млн. Озонатор обеспечивает номинально 1% озона. Стеклянная трубка, обогреваемая снаружи путем конденсирования пара при атмосферном давлении (100°С).
Указанное время приближенное; действительно измеренное время изменяется примерно от 0,07 до 0,12 мин. Измеренное время не включает время нахождения смеси в стеклянной трубке.
5,0 5,0 5,0 1,0
4,6
0,9
4,6
8,3 24. 24 24
2200
1200 2200
80 35
11000 88 290 64 1100
22 160
590
1 1
13
98
НФ
230
34
НФ
89
17
НФ в опыте б внутренняя част стекля ной трубйй покрывается каплями сконденсированной воды йскоре после введения хлористого винила в газовый noTOk, содержащий озон. - -Прй -ерЖ нёнйи дайных опытов 5 и 6 вйдйо, чТо повыиёниё температуры за кб1р6ткий промежуток времени приводит к существенному повышению скорости (Цйи между хлористым винилом и озоном. Пример 2. Используя аппаратуру, описанную в примере 1, определяют скорость реакции винилиденхлорида в газовой смеси, содержащей азо кислород, озон и винилиденхлррид. Га зовую смесь, содержащую 1000 об.ч. на млн винйлиденхлорида и 1 об.% озо ffa; ГЬтовят путем введения винйлиден хлорида в озонированый поток воздух выходящий из озонатора Велсбач. Для Определения реакции винйлиденхлорида использован метод, описанный в приме ре 1 . В опыте получены следующие резуль таты: Расход воздуха в озонаторе, л/мин . 5 Моль озона/моль винилиденхлсридаЮТемпература,С24 Концентрация винйлиденхлорида, об.ч. 88 на млн, при времени нахождения пробы в шприце, мин: О 1000 контрольная 0,4 294 1,0 247 4,0 179 8 123 16 89 Из примера видно, что винилиденхлорид взаимодействует с озоном медленнее, чем хлористый винил.Скорость реакции существенно возрастает при увеличении температуры до 100ISOC. Формула изобрет ия 1.Способ очистки выхлопных газов - отходов хлорорганических производств от ненасыщенных этиленхлоридов, л и ч ающий с я тем, tTO, с целью упрощения и повышения эффективности процесса, исходные выхлопные газы обрабатывают озоном при О-160 с в течение 0,1-20 мин при молярном соотношении озона и ненасыщенного этиленхлорида 0,9110:1. 2.Способ по П.1, отлича ющ и и с я тем, что процесс ведут при молярном соотношении озона и ненасыщенного этиленхлорида 0,5-2:1.
