Проблема ликвидации и переработки отходов производства - одна из важных задач современной промышленности. Одно из основных направлений утилизации хлорорганических отходов и предотвращения ущерба окружающей среде и здоровью населения - гидрогенолиз.
При низкой оригинальности работы "Экзотермический эффект при восстановительном пиролизе хлорорганических соединений", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Отходы хлорорганических производств - винилхлорида, эпихлоргидрида, дихлорэтана и других продуктов - представляют собой трудноразделимую, а иногда и неразделимую смесь токсичных коррозионно-активных веществ.Часть таких отходов подвергается высокотемпературной окислительной деструкции в среде хлора (хлоринолизу) с получением хлорорганического растворителя-1,1,2,2-тетрахлорэтилена [3, 4]. Метод переработки хлорорганических отходов, основанный на термическом сжигании, приводит к образованию таких высокотоксичных продуктов, как хлор, оксиды азота, фосген и диоксины. Процессы гидрогенолиза можно представить как замещение атома хлора на водород в молекулах хлорорганических соединений: отходы хлорорганический переработка гидрогенолиз В процессе каталитического гидродехлорирования отходы могут быть использованы только в осветленном виде. При производстве одной тонны винилхлорида образуется около 30 кг хлорорганических отходов, представляющих многокомпонентную смесь хлорпроизводных этана и этилена и смолистых веществ (состава А).Отходы хлорорганических производств - винилхлорида, эпихлоргидрида, дихлорэтана и других продуктов - представляют собой трудноразделимую, а иногда и неразделимую смесь токсичных коррозионно-активных веществ. В последнее время все большее внимание уделяется исследованию пиролиза хлорорганических отходов, позволяющего получать безводный хлористый водород, хлорорганические и некоторые другие продукты ? 2? . Для анализа были взяты все вещества, для которых в [7,8] приведена энтальпия образования, их комбинационные смеси с водородом, углеводородом и друг с другом. В таблице 1 приведены смеси, соединения и чистые вещества, конечными продуктами которых при полном разложении в стандартных условиях (Т=298К, р=0,1 МПА) являются конденсированный углерод (C) и хлористый водород (HCL). Эта температура рассчитывалась по программе ASTRA-4/pc ? 9? , которая позволяет найти температуру равновесия данной реакции по заданным теплоте образования вещества и давлению.Наиболее универсальным и перспективным методом переработки хлорорганических отходов считается гидрогенолиз, так как этот метод наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к способам переработки отходов, таким как: - возобновляемость углеродсодержащего сырья или коммерческая ценность образующихся продуктов; При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, который выражается в возможности: - организации переработки хлорорганических отходов в промышленном масштабе; Указанный выше технический результат достигается особенностью способа переработки хлорорганических отходов, заключающейся в том, что гидрогенолиз осуществляют в среде инертного высококипящего углеводородного растворителя при 10-20-кратном его избытке по отношению к массе хлорорганических отходов и при мольном соотношении водорода и хлорорганических отходов, равном 20-40: 1, с дальнейшим отделением газообразных продуктов реакции известными методами и рециклом непрореагировавших отходов в растворителе. Переработка хлорорганических отходов гидрогенолизом в среде инертного высококипящего углеводородного растворителя обеспечивает возможность организации этого процесса в промышленном масштабе, т.к. растворитель регенерирует катализатор за счет смывания с поверхности носителя катализатора смолообразных и коксообразных побочных продуктов. Водород и раствор или раствор и тонкодисперсная суспензия хлорорганического отхода в 10-20-кратном избытке высококипящего растворителя по отношению к массе хлорорганического отхода при мольном соотношении водород: хлорорганический отход 20-40:1 параллельными потоками подают в верхнюю часть реактора.
Список литературы
1. Бернардинер М.Н., Шургин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов. М.: Химия, 1990.
2. Абрамова В.И., Крашенинникова А.А. Переработка, использование и уничтожение отходов в производстве хлорорганических продуктов: Обзор. М.: НИИТЭХИМ, 1977.
3. Карташов Л.М., Занавескин Л.Н., Трегер Ю.А. и др. Научные труды НИИ "Синтез". М., 1996.
4. Занавескин Л.Н., Аверьянов В.А., Трегер Ю.А. Перспективы развития методов переработки галогенорганических отходов. Закономерности каталитического гидрогенолиза галогенсодержащих соединений // Успехи химии. 1996. Т. 65. № 7.
5. Занавескин Л.Н., Конорев О.А., Аверьянов В.Н. Окислительные методы переработки и детоксикации хлорорганических отходов. Курс на ресурсосбережение и экологическую безопасность. // Химическая промышленность. 2002. №2.
6. Мишаков И.В., Буянов Р.А., Чесноков В.В. Способ утилизации хлоруглеводородов на никель- и кобальтсодержащих катализаторах. // Катализ в промышленности. 2002. № 4.
7. Генцлер А.Г., Симапша В.И., Нецкина О.В., Комова О.В., Цыбуля СВ., Абросимов О.Г. Исследование закономерностей каталитического гидродехлорирования на палладийсодержащих катализаторах // Кинетика и катализ. 2007. Т. 48. № 1.
6. Шмыков Ю.И., Шорин С.Н., Сурис А.Л. // Химия высоких энергий. 1977. Т.11. №4. С.371-375.
7. Сталл Д., Вестрам Э., Зинке Г. Химическая термодинамика органических соединений. М.: Мир, 1971.- 807с.
8. Гурвич Л.В., Вейтс И.В., Медведев В.А. и др. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. М.: Наука, 1979. Т.2, кн.2.- 344с.
9. Трусов Б.Г. Моделирование химических и фазовых равновесий при высоких температурах (АСТРА-4/рс). М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1994.- 50с.
Задачей заявляемого изобретения является разработка промышленного способа переработки хлорорганических отходов методом каталитического гидрогенолиза.
Одной из наиболее острых проблем создания и организации малоотходных, экологически безопасных производств галогеноорганических продуктов является переработка и обезвреживание отходов таких производств.
Неприятная особенность хлорорганических отходов заключается в том, что все они являются ксенобиотиками и у природы нет естественных средств борьбы с ними. В то же время не всякий способ превращения галогенорганических соединений может быть использован для их утилизации, что было рассмотрено выше.
Наиболее универсальным и перспективным методом переработки хлорорганических отходов считается гидрогенолиз, так как этот метод наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к способам переработки отходов, таким как: - возобновляемость углеродсодержащего сырья или коммерческая ценность образующихся продуктов;
- экономичность переработки;
- высокая степень превращения; универсальность способа;
- отсутствие среди продуктов, образующихся в результате переработки отходов, высокотоксичных веществ.
При осуществлении изобретения может быть получен технический результат, который выражается в возможности: - организации переработки хлорорганических отходов в промышленном масштабе;
- переработки широкого спектра хлорорганических продуктов;
- получения целевых продуктов, которые могут быть возвращены в технологический цикл.
Указанный выше технический результат достигается особенностью способа переработки хлорорганических отходов, заключающейся в том, что гидрогенолиз осуществляют в среде инертного высококипящего углеводородного растворителя при 10-20-кратном его избытке по отношению к массе хлорорганических отходов и при мольном соотношении водорода и хлорорганических отходов, равном 20-40: 1, с дальнейшим отделением газообразных продуктов реакции известными методами и рециклом непрореагировавших отходов в растворителе. В качестве инертного высококипящего углеводородного растворителя используют жидкие смеси алефатических, ароматических и циклических углеводородов с температурой кипения 250-350OC (трансформаторное масло АМТ-300, вазелиновое масло).
Переработка хлорорганических отходов гидрогенолизом в среде инертного высококипящего углеводородного растворителя обеспечивает возможность организации этого процесса в промышленном масштабе, т.к. растворитель регенерирует катализатор за счет смывания с поверхности носителя катализатора смолообразных и коксообразных побочных продуктов.
Способ гидрогенолиза реальных хлорорганических отходов производства эпихлоргидрина, перхлоруглеводородов и винилхлорида в жидкой фазе осуществляется в реакторе проточного типа со стационарным слоем катализатора, проактивированного по известной методике. В качестве катализатора используют окись алюминия и активированный уголь, пропитанный солями палладия и с содержанием палладия 0,4-1,8 мас.% соответственно.
Водород и раствор или раствор и тонкодисперсная суспензия хлорорганического отхода в 10-20-кратном избытке высококипящего растворителя по отношению к массе хлорорганического отхода при мольном соотношении водород: хлорорганический отход 20-40:1 параллельными потоками подают в верхнюю часть реактора. Температура проведения процесса 250-350OC.
Продукты реакции, представляющие собой смесь хлоруглеводородов в растворителе, непрореагировавший водород и выделевшийся хлористый водород выводят из нижней части реактора и подвергают разделению известными методами.
Высококипящий углеводородный растворитель с непрореагировавшими отходами возвращают в процесс.
Ввиду получения удовлетворительных результатов и большой доступности для опытной проверки была использована каталитическая система на основе палладия и окиси алюминия или активированного угля.
Способ подтверждается примерами.
Пример 1. В реактор проточного типа со стационарным слоем катализатора, содержащего 0,4% палладия на оксиде алюминия подают хлорорганический отход в количестве 2,5 г/ч (0,0187 мол/ч) в инертном высококипящем растворителе в соотношении хлорорганический отход:растворитель, равном 1:10.
В качестве хлорорганического отхода используют отходы производства винилхлорида следующего состава: 1,2-дихлорэтан - 12,2%; высококипящие - 72,9%, в том числе 1,1,2-трихлорэтан - 42,4%, перхлорэтилен - 14,4%, 1,1,2,2- и 1,1,1,2-трихлорэтан-14,9% (Состав А).
В качестве инертного высококипящего растворителя используют трансформаторное масло АМТ-300.
Водород подают в реактор прямотоком в мольном соотношении к хлорорганическому отходу, равном 1: 40. Гидрогенолиз осуществляют при температуре 295-300ОС.
Конверсия исходных хлоруглеводородов составляет 88,7%.
Состав полученных продуктов: этан и этилен - 0,35 г/ч (0,012 мол/ч); хлористый этил и хлористый винил - 0,28 г/ч (0,0045 мол/ч); хлористый водород - 1,67 г/ч (0,045 мол/ч); непрореагировавшие отходы - 0,20 (0,0015 мол/ч).
Пример 2. Аналогично примеру 1, гидрогенолиз осуществляют при температуре 250OC.
Пример 3. Аналогично примеру 1, гидрогенолиз осуществляют при температуре 330OC.
Пример 4. Аналогично примеру 1, в процессе используют в качестве катализатора активированный уголь с содержанием 1,8% палладия.
Пример 5. Аналогично примеру 1, гидрогенолиз осуществляют при 20-кратном избытке водорода.
Пример 6. Аналогично примеру 1, гидрогенолизу подвергают хлорорганические отходы производства эпихлоргидрина следующего состава (Состав Б): дихлорпропан - 36,4%, дихлорпропены - 13,5%, монохлорпропены - 18,5%, трихлорпропан - 26,0%, высококипящие (осмолы) - 5,6%.
Пример 7. Аналогично примеру 1, гидрогенолизу подвергают отходы производства перхлоруглеводородов следующего состава (Состав В): гексахлорбензол - 35,5%, гексахлорбутадиен - 36,3%, гексахлорэтан - 24,1%, осмолы - 4,1%.
Результаты примеров даны в таблице.
Использование предлагаемого способа переработки хлорорганических отходов методом гидрогенолиза дает возможность организации ее в промышленном масштабе.
В отличии от метода обезвреживания отходов хлорорганических производств (по прототипу), где в процессе использовались отходы предварительно осветленные, рекомендуемый способ предполагает переработку реальных отходов в широком диапазоне как по составу, так и по физическому состоянию (от жидких до твердых).
Очевидным достоинством предлагаемого метода переработки хлорорганических отходов является вариант превращения их в смесь продуктов, утилизация которых не вызывает затруднений.
Размещено на http://www..ru/
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
