Получение пероксидов кальция и циклогексанона на основе пероксидсодержащих сточных вод производства стирола и оксида пропилена

• Автор: Гайфуллин, Руслан Анварович
• Шифр специальности: 05.17.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 158 с. : ил.

Содержание

Перечень условных сокращений

Введение

Глава 1. УТИЛИЗАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ

ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

1.1. Разложение пероксидиых соединений

1.1.1. Разложение пероксидов без участия катализаторов

1.1.2. Влияние раствора на разложения пероксидных соединений

1.1.3. Каталитическое разложение пероксидов

1.1.4. Щелочное разложение пероксидов

1.1.5. Разложение пероксидов в среде сточных вод

1.2. Пероксид водорода исходное сырь для получения пероксидных
соединений
1.2.1. Применение Н2 для получения пероксида кальция
1.2.1.1. Влияние параметров процесса на выход пероксида кальция
1.2.1.2. Применение пероксида кальция
1.2.2. Перекисные производные циклогексанона
1.2.2.1. Применение пероксида циклогексанона для отверждения ненасыщенных полиэфирных смол
Глава 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Характеристика объекта исследования
2.1.1. Характеристика исходного сырья й реагентов
2.2. Методики проведения экспериментов
2.3. Методы анализа
2.4. Метрологическая проработка результатов исследования
Глава 3. РАЗРАБОТКА ПРОЦЕССОВ УТИЛИЗАЦИИ
ПЕРОКСИДСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД ПРОИЗВОДСТВА
3.1. Освобождение сточных вод от пероксидных соединений путем разложения.
3.1.1. Скрининг методов разложения пероксидных соединений в среде сточных вод Н
3.1.1.1. Трмическое разложение
3.1.1.2. Применение катализаторов
3.1.1.3. Обезвреживание реагентами
3.1.1.4. Разложение под действием ультрафиолетового излучения
3.1.1.5. Разложение озоном
3.1.1.6. Электрохимическое разложение
3.1.1.7. Щелочное разложение
3.1.2. Выбор приемлемого технологического решения
3.1.3 .Оптимизация процесса разложение пероксидных соединений
в щелочной среде
3.1.4. Разложение остаточного количества пероксидов после
щелочной очистки.
3.2. Получение товарных продуктов на основе пероксидсодержащих сточных вод
3.2.1. Получение пероксида кальция
3.2.2. Синтез пероксида циклогексанона
3.2.2.1. Определение роли органических кислот в синтезе пероксида 2 циклогексанона
3.2.2.2. Влияние концентрации пероксида водорода на образование 2 пероксида циклогексанона
3.2.2.3. Концентрирование перекисных соединений в среде сточных 3 вод
3.2.2.3.1. Концентрирование пероксидов методом естественного 6 испарения воды
3.2.2.3.2. Концентрирование пероксидов методом перегонки
Глава 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ.
4.1. Процесс разложение пероксидов в среде сточных вод
4.2. Процесс получения пероксида кальция
4.3. Процесс получение пероксида циклогексанона
4.4. Расчет ориентировочной стоимости 1 тонны пероксида 5 кальция и 1 т раствора пероксида циклогексанона в трихлорэтилфосфате.
Выводы
Список литературы


В четвертой главе выполнены тепловые расчеты и предложены технологические схемы процессов разложения пероксидных соединений и получения пероксидов кальция и циклогексанона. Автор выражает признательность доценту кафедры Общей химической технологии КГТУ, кандидату химических наук Преображенской Татьяне Николаевне за ценные советы и критические замечания но работе. Глава 1. УТИЛИЗАЦИЯ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ПЕРОКСИДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ В России задачу утилизации промышленных отходов решают четырьмя различными способами: обезвреживанием, извлечением и использованием полезных веществ, уничтожением и захоронением. В нашей работе рассмотрены два аспекта утилизации сточных вод — обезвреживание или устранение токсичного действия пероксидов на микрофлору биоочистньтх сооружений путем их разложения и полезное использование пероксида водорода в качестве исходного сырья для получения пероксидных соединений. Разложение пероксидных соединений Химия пероксидных соединений возникла в начале XIX века, когда А. Гумбольд открыл пероксид бария, Ж. Гей-Люссак и Г. Деви - пероксид натрия, а Л. Тенар - пероксид водорода [1, 2, 4]. В течение двух столетий закладывался фундамент химии пероксидных соединений, однако, и сегодня в ней остается достаточно нерешенных вопросов. На данный момент наиболее изучены кинетика и механизм термического, фотохимического разложения пероксида водорода, а также его диспронорционирование в присутствии ряда катализаторов. Способность пероксида водорода разлагаться на кислород и воду обнаружена почти одновременно с его открытием. Эту реакцию формально можно отнести к окислительно—восстановительным реакциям диспропор-ционирования, так как половина атомов кислорода восстанавливается до О2-, а другая половина окисляется до нулевой валентности. Длительное время считалось, что этот процесс протекает самопроизвольно, являясь неотъемлемым свойством пероксида. В настоящее время установлено, что очень чистый пероксид водорода является стабильным веществом; разложение начинается лишь при наличии катализаторов, повышении температуры или под воздействием различного вида излучения. Механизм реакций разложения ПВ и ГПЭБ весьма сложен и является предметом длительного и последовательного изучения многих исследователей. Х=Я или Н. Реакции (4-6) относятся к реакциям ионного типа. Энергия активации термического саморазложения молекулы ПВ, обладающей высокими энергиями диссоциации связей (9, кДж/моль для связи Н-ООН и 7, кДж/моль для связи НО-ОН) должны превышать 0 кДж/моль [1]. Это означает, что термическое саморазложение ПВ должно происходить при температурах, которые невозможно достигнуть в жидкой фазе. Важнейшее различие между реакциями ПВ и органических пероксидов (ГПЭБ в том числе) заключается в значительно меньшей величине энергии, необходимой для диссоциации ЯО-ОН на свободные радикалы за счет разрыва связи О-О. Дж/моль меньше, чем в случае ПВ, в связи с чем для них наиболее предпочтительнее оказываются термически инициируемые свободнорадикальные механизмы. Вместе с тем, гидропероксиды, как и другие органические пероксидные соединения, в жидкой фазе могут участвовать в реакциях ионного типа. Определяющими факторами при переходе от одного механизма к другому являются температура, наличие катализаторов и их природа, полярность растворителя и другие факторы. Влияние pH раствора на разложение пероксидных соединений Распаду пероксида водорода способствует щелочная среда. Каталитическое действие щелочи сводится к увеличению электролитической диссоциации пероксида водорода, что содействует образованию свободного гидроксил-иона и ускорению распада пероксида. Кислая среда затрудняет распад пероксида водорода, поэтому при хранении его водный раствор подкисляют серной или фосфорной кислотой. Независимо от концентрации Н2О2 минимуму скорости разложения отвечает pH 4,0-4,5 [1] (рис. Рис. Молекулярные продукты разложения ГПЭБ определяются условиями проведения реакции [3]. В присутствии кислот алкилароматические гидропероксиды разлагаются на фенолы и карбонильные соединения. О- ?