способ очистки масел или ароматических углеводородов

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ МАСЕЛ ИЛИ АРОМАТИЧЕСКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ от полихлорированных ароматических углеводородов путем взаимодействия с гидридом щелочного или щелочноземельного металла, отличающийся тем, что в качестве гидрида металла используют смешанный гидрид NaH(LiAlH₄)_1/2 или композицию хлористого никеля с указанным гидридом при молярном соотношении хлористого никеля и смешанного гидрида NiCl₂ : NaH(LiAlH₄)_1/2, равном 1 : 5, и процесс ведут при 22 - 80^oС.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам очистки от высокотоксичных полихлорорганических соединений.

Результаты интенсивных исследований, проведенных в различных странах мира, свидетельствуют о большой экологической опасности применения в народном хозяйстве продукции хлорной промышленности.

Многие хлорорганические соединения, а особенно полихлорированные ароматические соединения являются сами по себе высокотоксичными, а также прямыми предшественниками образующихся в природе диоксинов.

Диоксины признаны глобальными загрязнителями окружающей среды, ядами онкологического и генетического действия [1]

В нашей стране полихлорированные ароматические соединения, а именно трихлорбензол, полихлорбифенилы, используют в трансформаторах и конденсаторах. Сегодня практически все страны мира отказались от использования этих соединений и заняты проблемой их уничтожения.

Необходимо отметить, что полихлорированные ароматические соединения являются самыми стабильными среди большого класса хлорорганических соединений и для их детоксикации используют высокореакционноспособные вещества.

Известен способ восстановительного дегалогенирования [2] который заключается во взаимодействии тетрахлорбифенилов с измельченными натрием или литием в тетрагидрофуране и в присутствии соли аммиака (фосфат, формиат, ацетат). Обработку ведут в несколько стадий. Вначале компоненты смешивают при охлаждении льдом, затем перемешивают в течение 4-24 ч в атмосфере азота при 18-24^оС, затем вновь охлаждают и осторожно по каплям приливают 10 мл метилового спирта. Затем вновь перемешивают, добавляют воду и разделяют водный и органический слои. Степень конверсии хлорорганических соединений составляет 100%

Известен способ [3] уничтожения полихлорированных бифенилов, который заключается во взаимодействии с кислотами Льюиса (FeCl₃, AlCl₃) в присутствии щелочи в метиловом спирте.

Следует отметить, что данные способы характеризуются сложностью выполнения, наличием ряда стадий и многих компонентов, использованием токсичного растворителя метилового спирта. Имеет место и протекание побочных реакций, приводящих к нежелательным продуктам.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату может служить способ [4] который заключается в том, что в трансформаторное масло добавляют гидрид щелочного или щелочноземельного металла, нагревают до 160^оС и тщательно перемешивают, при этом происходит образование бифенила и хлорида металла, который выпадает в осадок и легко отделяется.

Недостатки прототипа заключаются в том, что данный способ осуществляется при содержании очень малых количеств полихлорбифенилов (2200 м.д. или 0,22%) в минеральных маслах, используется повышенная температура 160^оС. Кроме того, хотя в прототипе указывается, что применяются высокодисперсные гидриды, однако не указан ни размер частиц, ни способ, которым достигается высокая дисперсность. Воспроизведение экспериментальных данных по этому способу не привело к достижению высоких степеней конверсии полихлорбифенилов.

Цель изобретения разработка простого и удобного способа, позволяющего проводить процесс при 22-80^оС, при достижении высоких степеней конверсии (80-100%) достаточно больших количеств (1-5%) полихлорароматических соединений.

Цель достигается проведением очистки от полихлорароматических соединений с использованием смешанного гидрида NaH(LiAlH₄)_1/2 при 80^оС или с использованием хлористого никеля и смешанного гидрида NaH(LiAlH₄)_1/2 при комнатной температуре (22^оС) в течение 8 ч при перемешивании магнитной мешалкой. Данный способ позволяет достигать высоких степеней превращения токсикантов (80-100%).

Таким образом отличительными признаками являются проведение реакции при 22-80^оС; использование каталитической комбинации, состоящей из смешанного гидрида и хлористого никеля, при этом могут применяться гидриды любой дисперсности.

Данный способ характеризуется высокой воспроизводимостью, при этом достигаются высокие степени конверсии (80-100%) при содержании полихлорароматических соединений (1-5%).

Во всех вышеприведенных примерах анализ исходных веществ и продуктов реакции осуществляют газохроматографическим методом на хроматографе ЛХМ-80 с использованием колонки НФЖ 5% 8Е 30/хроматон.

Используют растворы толуола, содержащие гексахлорбензол, тетрахлорбензол, а также трансформаторное масло, содержащее тетрахлорбифенил. Продуктом реакции при использовании тетрахлорбифенила является бифенил, а при использовании гексахлорбензола и тетрахлорбензола бензол.

П р и м е р 1 (по прототипу). В реактор помещают 40 мл трансформаторного масла, содержащего 0,2% тетрахлорбифенила. Затем добавляют алюмогидрид лития в количестве, превышающем на 10% необходимое по стехиометрии. Смесь нагревают до 160^оС и интенсивно перемешивают в течение 15 мин. После реакции реакционную смесь охлаждают, фильтруют и раствор анализируют. Степень конверсии тетрахлорбифенила 25%

П р и м е р 2. В реактор помещают 40 мл трансформаторного масла, содержащего 0,2% тетрахлорбифенила. Затем добавляют алюмогидрид лития в количестве, превышающем на 10% необходимое по стехиометрии. Смесь нагревают до 160^оС и интенсивно перемешивают в течение 8 ч. После реакции смесь охлаждают, фильтруют и раствор анализируют. Степень конверсии тетрахлорбифенила 47%

П р и м е р 3. В реактор помещают 40 мл трансформаторного масла, содержащего 2% тетрахлорбифенила. Затем добавляют 0,3 г смешанного гидрида NaH(LiAlH₄)_1/2. Смесь нагревают до 80^оС и перемешивают в течение 8 ч. Во время реакции происходит образование осадка, состоящего из смеси хлоридов натрия, лития и алюминия. После реакции смесь охлаждают, фильтруют и анализируют. Степень конверсии тетрахлорбифенила составляет 90%

П р и м е р 4. В реактор помещают 40 мл толуола, содержащего 5% гексахлорбензола. Затем добавляют 1,0 г смешанного гидрида NaH(LiAlH₄)_1/2. Смесь нагревают до 80^оС и перемешивают магнитной мешалкой в течение 8 ч. Во время реакции происходит образование осадка. После реакции смесь охлаждают, фильтруют и раствор анализируют. Степень конверсии гексахлорбензола 100%

П р и м е р 5. В реактор помещают 40 мл трансформаторного масла, содержащего 2% тетрахлорбифенила. Затем добавляют 0,3 г смешанного гидрида NaH(LiAlH₄)_1/2 и 1,3 г при комнатной температуре (22^оС) перемешивают магнитной мешалкой в течение восьми часов. Во время реакции происходит образование осадка. После реакции смесь фильтруют и раствор анализируют. Степень конверсии тетрахлорби- фенила 95%

П р и м е р 6. В реактор помещают 40 мл толуола, содержащего 5% тетрахлорбензола. Затем к раствору добавляют 0,75 г смешанного гидрида и 2,5 г хлористого никеля и после этого смесь перемешивают магнитной мешалкой при комнатной температуре (22^оС) в течение 8 ч. Во время реакции происходит образование осадка. После реакции смесь фильтруют и раствор анализируют. Степень конверсии тетрахлорбензола 100%

На основании вышеизложенных результатов можно заключить, что предлагаемый способ проведения реакции детоксикации полихлорароматических соединений обладает следующими преимуществами: проведение реакции при 22-80^оС, возможность обезвреживания более высоких концентраций полихлорароматических соединений, возможность использования гидридов любой дисперсности, воспроизводимость способа.