Патент на изобретение №2273506

(54) СПОСОБ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ЖИДКОФАЗНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ ТРИБУТИЛФОСФАТА И ЕГО РАСТВОРОВ В ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

(57) Реферат:

Изобретение относится к охране окружающей среды от загрязнения объектов окружающей среды токсичными соединениями и продуктами их взаимодействия. Описывается способ окислительного жидкофазного обезвреживания трибутилфосфата и его растворов в органических растворителях, включающий разложение трибутилфосфата в среде серной кислоты, при этом генерируют окислитель путем пропускания электрического тока (с плотностью тока 0,1-1 А/см²) через эмульсию сернокислотного раствора трибутилфосфата (концентрация серной кислоты 30-70 мас.%), процесс проводят в бездиафрагменном электролизере при атмосферном давлении и температуре 10-70°С. Технический результат – разработанный способ окислительной деструкции трибутилфосфата позволяет достичь полного окисления как самого трибутилфосфата и его растворов в органических растворителях, так и продуктов их деструкции. 1 табл.

(56) (продолжение):

CLASS=”b560m”В.А. и др. Методы уничтожения фосфорорганических ОВ. Российский химический журнал. 1993, т. XXXVII, №3, с.23.

Изобретение относится к охране окружающей среды от загрязнения объектов окружающей среды токсичными соединениями и продуктами их взаимодействия.

Разработан и запатентован способ очистки отработанного экстрагента на основе ТБФ от продуктов гидролиза и иттрия промывкой водным раствором щелочи, который дополнительно содержит этилендиаминтетраацетат Na (I) и карбонат щелочи металла в концентрации 0,6-0,8 моль/дм³. Процесс ведут при температуре порядка 20°С в объемном соотношении органической и водной фаз, равном 1:1-2, до конечной концентрации щелочи 0,6-0,8 моль/дм³ [А.с. СССР 1249911, МКИ⁶ С 07 F 9/09 /Способ очистки оборотного электролита на основе ТБФ от продуктов гидролиза и иттрия/ Кубашев А.П., Ланин В.П. и др. – №3786595/04; Заявл. 01.09.84. Опубл. 15.10.93., Бюл №37-38].

Однако при использовании данного метода обезвреживания ТБФ происходит образование большого количества жидких токсичных отходов.

Известен способ обезвреживания ТБФ 1,5-2,5 моль/дм³ раствором NaOH или КОН, содержащий многоатомный спирт жирного ряда C₅-C₆ [Пат. РФ 2117010, МПК⁶ С 07 F 9 /11/ Способ регенерации ТБФ / Флейтлих И.Ю., Зубарева А.П. и др.; Институт неорганической химии СО РАН. – №96102889/04; Заявл. 14.02.96; Опубл. 10.08.98. Бюл. №22]. В качестве многоатомного спирта предлагается использовать отходы ксилита. Щелочной реэкстракт подкисляется минеральной кислотой до выпадения осадка, который затем отделяют. В реэкстрактор вводят NaOH или КОН до исходной концентрации и возвращают в начало процесса регенерации.

Основным недостатком метода является большой расход щелочи, которая используется для регенерации ТБФ.

При реализации данного метода возникают некоторые трудности при регенерации отработанного адсорбента.

Был также предложен метод утилизации ТБФ путем микробиологического разложения [Пат. РФ 2089515, МКИ⁶ С 02 F 3/34, В 09 С 1/10. Способ утилизации ТБФ. Беляев С.С. и др.; ВНИИ неорг. материалов – №93038398/1. Заявл. 27.07.93; Опубл. 10.09.93. Бюл. №25]. Для этого предлагалось смешать ТБФ с водной средой, содержащей микроорганизмы, минеральные соли и углеводороды C₈-C₃₀.

Особые условия проведения процесса, такие как рН и температура (15-30°С), ограничивают широкое применение микробиологического метода утилизации ТБФ.

Термохимическое окисление вызывает трудности в управлении процессом, так как некоторые реакции деструкции ТБФ могут развиваться в режиме теплового взрыва.

Использование данного метода для обезвреживания ТБФ приводит к образованию вторичных загрязняющих веществ, содержащих ионы хрома.

Задачей предлагаемого изобретения является обезвреживание отработанного экстрагента ТБФ за счет его анодного и жидкофазного окисления.

Поставленная задача решается тем, что процесс жидкофазного окисления ТБФ проводят окислительной системой, вырабатываемой электрохимическим путем пропускания электрического постоянного тока (с плотностью тока от 0,1 до 1 А/см²) через сернокислотный раствор ТБФ (с концентрацией серной кислоты 30-70 мас.%). Выбор концентрации кислоты обусловлен необходимостью обеспечения низкого давления паров растворителя. ТБФ и промежуточные продукты его окисления в аппарате находятся в виде эмульсии в растворе серной кислоты.

Другое отличие состоит в том, что процесс ведут при температуре не ниже 10°С с целью предотвращения накопления промежуточных пероксидных соединений процесса окисления ТБФ и не выше 70°С. Проведение процесса при температуре более 70°С является нецелесообразным, так как из-за образования большого количества газообразных соединений происходит унос части непрореагировавших веществ из реактора.

Кроме того, процесс глубокого жидкофазного окисления ТБФ окислительной системой генерируемой электрохимически ведут в бездиафрагменном электролизере, что позволяет одновременно деструктировать отдельные фрагменты молекулы ТБФ за счет их окисления на аноде и в объеме электролита. Для увеличения скорости окисления и предотвращения образования застойных зон в реакторе применяется интенсивное перемешивание.

Принципиальное отличие предлагаемого процесса обезвреживания ТБФ от прототипа состоит в синтезе окислительной системы при пропускании электрического постоянного тока (с плотностью тока от 0,1 до 1 А/см²) через водные растворы серной кислоты (с концентрацией 30-70 мас.%) при атмосферном давлении и температуре 10-70°С и параллельным анодным окислением органических составляющих растворов ТБФ.

Пример.

Раствор ТБФ в органическом растворителе объемом 5 мл растворяют в 50 мл раствора серной кислоты (с концентрацией 40 мас.%) и переносят в аппарат.

С помощью термостата устанавливают температуру 25°С в объеме реактора и подают напряжение на электроды (значение плотности тока устанавливают на отметке 0,75 А/см²) от регулируемого источника постоянного тока.

Через заданные промежутки времени производят отбор проб для анализа. Анализ за ходом деструкции ТБФ проводили, определяя содержание фосфат ионов в неорганической фазе в виде комплексного соединения, образованного с молибдатом в кислой среде, колориметрическим методом.

Процесс окислительной деструкции исследовали на экстрагенте, представляющем собой раствор 30% ТБФ в керосине (см. таблицу).

Разработанный способ окислительной деструкции позволяет достичь глубокого окисления трибутилфосфата в виде эмульсии в растворе серной кислоты, помещенной в электролизер.

Выбранные технологические условия позволяют с достаточной скоростью проводить процесс при атмосферном давлении.

Набор операций для осуществления разработанного процесса обезвреживания трибутилфосфата и его растворов в органических растворителях можно реализовать как на мобильной, так и стационарной установке.

Формула изобретения

Способ окислительного жидкофазного обезвреживания трибутилфосфата и его растворов в органических растворителях, включающий разложение трибутилфосфата в среде серной кислоты, отличающийся тем, что генерируют окислитель путем пропускания электрического тока (с плотностью тока 0,1-1 А/см²) через эмульсию сернокислотного раствора трибутилфосфата (концентрация серной кислоты 30-70 мас.%, процесс проводят в бездиафрагменном электролизере при атмосферном давлении и температуре 10-70°С.

MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 15.12.2006

Извещение опубликовано: 27.08.2008 БИ: 24/2008