Снижение содержания загрязняющих веществ в сточных водах производств полисульфидных каучуков окислительными методами

• Автор: Павлова, Татьяна Павловна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Очистка от неорганических соединений серы

1.1.1 Химические реагентные методы очистки

1.1.2 Физические методы очистки

1.1.3 Методы биохимической очистки.

1.2 Очистка от органических соединений серы

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1 Проведение процесса очистки сточных вод
2.1.1 Приготовление го раствора Са0С122Н
2.1.2 Проведение процесса окисления
2.1.3 Проведение процесса окисления сточной жидкости
кислородом воздуха
2.1.4 Проведение процесса окисления смесевой комбинацией
жидкофазных окислителей.
2.2 Определение состава фильтрата
2.2.1 Приготовление образцов для хроматомасс спектрометрии
2.2.2 Анализ сложных смесей на хроматомасс спектрометре.
2.3 Определение класса опасности.
2.4 Определение состава осадка.
2.4.1 Определение содержания органических веществ в осадке.
2.4.2 Методики приготовления образцов для ИКспектров
2.5 Использование осадка в качестве наполнителя эластомерных композиций
2.5.1 Изготовление резиновых смесей
2.5.2 Определение кинетики изометрической вулканизации на
вибрационном реометре Монсанто0
2.5.3 Методы испытаний каучуков, резиновых смесей
2.6 Метрологическая проработка результатов экспериментов
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.
3.1 Очистка щелочных сточных вод производства полисульфидных каучуков
традиционными окислителями.
3.2 Исследование хлорсодержащих окислителей для очистки щелочных
сточных вод производства тиоколов
3.3 Изучение возможности применения жидкофазных окислителей.
3.4 Изучение возможности применения композиции смесевых окислителей
3.5 Изучение возможности применения кислорода воздуха в качестве окислителя
3.6 Изучение возможности применения фталоцианина кобальта в
качестве катализатора при окислении кислородом воздуха
3.7 Изучение влияния поверхностноактивных веществ на эффективность очистки и свойства образующихся осадков при окислительных процессах.
3.8 Исследование применения додецилсульфата натрия в сточных водах производства тиоколов различной степени загрязненности
3.9 Определение состава щелочных сточных вод производства тиоколов
4 ИЗУЧЕНИЕ ОБЛАСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ОСАДКОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ В РЕЗУЛЬТАТЕ ОБРАБОТКИ ОКИСЛИТЕЛЯМИ ЩЕЛОЧНЫХ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА ТИОКОЛОВ
4.1 Определение состава образующихся осадков
4.2 Исследование осадка в рецептуре эластомерных композиций.
5 Экологоэкономический расчет предотвращенного ущерба
5.1 Экологоэкономический эффект очистки по предлагаемой
технологии
6 ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЛОКАЛЬНОЙ СТАДИИ ОЧИСТКИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Образование нерастворимых сульфидов металлов или обесцвечивания фталоцианинов после окончания реакции не наблюдалось. Высокая каталитическая активность фталоцианинов кобальта объясняется специфической электронной структурой кобальта в молекуле фталоцианина. У кобальта из пяти 31орбиталей четыре заполнены парами электронов и одна орбиталь имеет один неспаренный электрон. До полного заполнения ЗсКоболочки и принятия устойчивого состояния кобальту не хватает одного электрона, что, повидимому, является причиной сильно выраженных окислительных свойств у фталоцианинов кобальта. Высокую активность, имеют также тетрасульфофталоцианин железаН и дисульфофталоцианин меди. Значительно меньше выражены окислительные свойства у фталоцианинов металлов, содержащих атом хлора. Найдено, что основным продуктом реакции окисления сероводорода в присутствие тетрасульфофталоцианинов металлов до критической концентрации катализатора 7 мольл является тиосульфат. Элементарная сера при этом не образуется. Исследована возможность применения для очистки серосодержащих стоков гомогенного катализатора, представляющего собой смесь дисульфофталоцианата кобальта с содержанием динатриевой соли и тетрасульфофталоцианата кобальта с содержанием активного продукта . Однако использовать в указанных процессах гомогенные катализаторы экономически нецелесообразно изза непрерывного их расходования . Гетерогенные катализаторы, полученные адсорбционной пропиткой пористых носителей растворами фталоцианинов, неустойчивы в воднощелочных средах в режиме интенсивного барботажа окисляемого раствора кислородсодержащим газом. В качестве носителей могут быть использованы активированный уголь, кокс, БЮЬ, АЬОз, или другие подобные носители . Содержание фталоцианинов металлов на таких носителях составляет 0. Более устойчивы в этих условиях катализаторы, полученные прививкой фталоцианинов к полимерной основе. Разработан способ изготовления гетерогенных фталоцианиновых катализаторов, отличающихся высокой механической прочностью, с применением принципа крашения полимеров пигментами в массе. Вплавление частиц мелкодисперсного металлофталоцианина в полимер обеспечивает прочное удержание его на полимерном носителе. При этом частичное механическое изнашивание катализатора не сопровождается снижением его активности при длительной эксплуатации, так как при этом поверхность катализатора обновляется, и в работу вовлекаются частицы фталоцианина металла, расположенные в массе полимера. Активность катализатора возрастает с увеличением содержания каталитически активного компонента в полимере, но при содержании его выше заметно понижается механическая прочность вследствие повышения хрупкости . Наиболее активны катализаторы на основе растворимых полимеров, но, как указывается , достаточно активны и катализаторы на основе твердых носителей, таких как поперечносшитые полимеры или неорганические БЮз носители, модифицированные аминогруппами. С учетом вышеизложенного был разработан катализатор марки КС1, состоящий из фталоцианина кобальта, вплавленного в полиэтилен. Катализатор выпускается в виде гранул или же в виде колец Пааля. Применение катализатора КС1 для окислительной очистки сернистощелочных стоков и технологических конденсатов, образующихся на нефтеперерабатывающих заводах, позволило достичь степени очистки сточных вод от сульфидов более . Как отмечают авторы разработки, активность катализатора за 1,5 года практически не изменилась . Пилотными испытаниями катализатора на основе полиэтилена с фталоцианина кобальта установлено, что для окислительного обезвреживания концентрированных сернистощелочных стоков Туапсинского НПЗ 5иа 5 масс. Ка11. С, избыточном давлении 0. МПа и линейной скорости подачи воздуха 0. Отмечено, что путем обработки кислородсодержащим газом в присутствии катализаторов тетрасульфонатов фталоционатов кобальта и меди серосодержащих стоков при 13, происходит десульфирование и глубокая деструкция сероорганических производных имидазола и производных тритиоугольной кислоты .