Каталитическое разложение хлорпроизводных углеводородов на массивных металлах и сплавах

• Автор: Бауман, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 02.00.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 174 с. : ил.

Оглавление
Список сокращений
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
I. Методы обезвреживания хлорорганических отходов
А. Некаталитические способы
1. Процессы термического обезвреживания отходов
1Л. Огневое обезвреживание хлорорганических отходов
1.2. Процессы пиролиза и плазмохимические методы утилизации хлорорганических отходов
2. Электрохимические методы
3. Реагентные методы обезвреживания ХО
4. Деструктивная сорбция галогенуглеводородов
5. Способы очистки окружающей среды от хлоруглеводородов
5.1. Биохимические методы
5.2. Метод радиационного дехлорирования
Б. Каталитические методы обезвреживания хлорорганических отходов
1. Каталитический пиролиз
2. Каталитическое окисление
3. Дегидрохлорирование хлоруглеводородов
4. Гидродехлорирование хлорзамещённых углеводородов
4.1. Жидкофазное гидродехлорирование
4.2. Газофазное гидродехлорирование
5. Другие способы переработки хлорорганических отходов

5.1. Исчерпывающее хлорирование
5.2. Каталитический гидролиз
5.4. Замещение атомов хлора на другие функциональные группы
5.5. Переработка хлорорганических отходов в серосодержащие полимеры
6. Каталитическое разложение хлорзамещённых углеводородов по механизму карбидного цикла
7. Способы синтеза катализаторов переработки хлорорганических отходов
II. Углеродная эрозия массивных металлов и сплавов
1. Общие представления об углеродной эрозии массивных металлов и сплавов
2. Способы подавления углеродной эрозии
3. Направленный синтез углеродного продукта с использованием углеродной эрозии массивных металлов и сплавов
III. Заключение к литературному обзору и постановка задачи
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Реактивы и материалы
2.2. Оборудование
2.2.1. Конструкция реактора с весами Мак-Бена
2.2.2. Конструкция демонстрационной установки разложения хлоруглевдородов
2.3. Методика эксперимента
2.3.1. Предварительная активация образцов массивных металлов (сплавов)
2.3.2. Методика исследования кинетических закономерностей УЭ
2.4. Физико-химические методы анализа
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ПРОЦЕССА УГЛЕРОДНОЙ ЭРОЗИИ МАССИВНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ ПРИ РАЗЛОЖЕНИИ ХЛОРУГЛЕВОДОРОДОВ
3.1. Оценка термодинамических расчётов углеродной эрозии в среде 1,2-дихлорэтана

3.2. Исследование кинетических закономерностей реакции разложения 1,2-дихлорэтана на массивных металлах и сплавах
3.2.1. Исследование процесса активации поверхности массивных металлов и сплавов
3.2.2. Влияние кислотной обработки поверхности массивных сплавов на процесс УЭ
3.2.3. Исследование кинетических закономерностей разложения 1,2-дихлорэтана на никелевой фольге
3.2.4. Исследование кинетических закономерностей разложения 1,2-дихлорэтана на никель-хромовом сплаве
3.2.4.1 Влияние температурного режима
3.2.4.2. Влияние водорода
3.2.4.3. Влияние состава массивных никелевых сплавов на закономерности протекания углеродной эрозии в парах 1,2-дихлорэтана
3.3. Заключение к Главе
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ УГЛЕРОДНОЙ ЭРОЗИИ МАССИВНЫХ НИКЕЛЬ - И ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ СПЛАВОВ
4.1. Исследование методом рентгенофазового анализа
4.2. Исследование методом сканирующей электронной микроскопии
4.3. Исследование методом просвечивающей электронной микроскопии
4.4. Исследование активных центров
4.5. Исследование процесса дезинтеграции никелевых сплавов методом ферромагнитного резонанса
4.6. Заключение к Главе
ГЛАВА 5. АПРОБАЦИЯ РАЗРАБОТАННЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
5.1. Ресурсные испытания катализаторов разложения хлоруглеводородов
5.2. Каталитическое разложение углеводородов и их галогенпроизводных
5.2.1 Разложение незамещённых углеводородов

Несмотря на очевидные преимущества метода гидродехлорирования существует один серьёзный недостаток - сложный состав ХО. В результате переработки смесей хлоруглеводородов методом ГДХ образуется смесь незамещённых углеводородов, которая может быть использована, например, в качестве топлива. Однако в этом случае, теряется ресурсосберегающий характер подхода утилизации ХО.
5. Другие способы переработки хлорорганических отходов
5.1. Исчерпывающее хлорирование
Другим известным способом переработки хлорорганических отходов СГС3 является метод высокотемпературного (до 600°С) хлорирования в присутствии или отсутствии катализатора (или теплоносителя). В результате переработки ХО исчерпывающим хлорированием образуются товарные продукты - хлорорганические растворители [120].
Процесс каталитического хлорирования осуществляется в «кипящем» слое катализатора (силикагеля) при температуре 400-500°С. В результате такой переработки, например, отходов винилхлорида, товарными продуктами являются трихлорэтилен и ПХЭ. Метод хлорирования был усовершенствован за счёт введения стадии окислительного хлорирования, протекающей при 350-450°С на каталитических системах, содержащих хлориды меди и калия [121].
Недостатками метода являются ограниченность видов перерабатываемых отходов и образование «вторичных» хлорорганических отходов (гексахлорэтан, гексахлорбензол, гексахлорбутадиен). Кроме того, рынок хлорорганических растворителей практически насыщен [122], по причине чего данный метод не представляется перспективным.
5.2. Каталитический гидролиз
Каталитический гидролиз по сути является усовершенствованным реагентным методом утилизации хлорсодержащих углеводородов. В работе [123] рассматривается переработка СС14 до углекислого газа и хлористого водорода.