Спосіб переробки хлорорганічних відходів шляхом співполімеризації продуктів їх дегідрохлорування з ненасиченими мономерами в присутності каталізаторів

1. Спосіб переробки хлорорганічних відходів виробництва 1,2-дихлоретану та вінілхлориду шляхом співполімеризації продуктів їх дегідрохлорування з ненасиченими мономерами в присутності каталізаторів, який включає каталітичну співполімеризацію ненасичених компонентів в 3 24612 установки з утилізації ХОВ є економічно недоцільним. 3. Спосіб є фактично вторинним джерелом відходів, оскільки одержані смолоподібні речовини сильно забруднені хлорорганічними речовинами, сірчаною кислотою, і їх застосування у будівництві доріг викликає сумніви, та створює екологічну небезпеку. 4. Даний метод є складним та багатостадійним, оскільки включає наступні стадії: 1) приготування сульфомаси (реакція між сірчаною кислотою та піроконденсатом) 2) стадію поліконденсації 3) стадію відгонки 1,2-ДХЕ 4) повинна включати стадію очистки одержаного 1,2-ДХЕ. Найближчим до запропонованого нами способу є «Способ утилизации хлорорганических отходов производства хлоропрена из бутадиена» [Авторское свидетельство СССР SU 1608201 А1, від 23.11.1990]. По цьому способу легку фракцію відходів зі стадій хлор ування бутадієну та ізомеризації полімеризують в атмосфері азоту при 0-60°С на протязі 1,0-2,5 годин в середовищі органічного розчинника, вибраного з групи, що включає: бензол, толуол, ксилол при об'ємному співвідношенні ХОВ: розчинник як 2-5:1. В якості каталізатора використовується 1,5-3,0% мас. АІСl3 в перерахунку на ХОВ. Утворені при цьому полімерні продукти пропонується використати в якості складової антикорозійних покрить. До недоліків описаного способу відносяться: 1. Даний спосіб підходить до утилізації тільки легкої фракції, що складається з ненасичених ХОВ, тому не підходить для більшості промислових ХОВ насиченого складу. 2. Використання значної кількості токсичного та дорогого розчинника (тонна розчинника на 2-5 тон ХОВ), при цьому виникає потреба у складному та небезпечному у екологічному відношенні вузлі регенерації розчинника. Одержаний полімерний продукт також буде забруднений розчинником. 3. Вміст вологи у ХОВ приводить до гідролізу і дезактивації каталізатора, і робить неефективним утилізацію ХОВ даним способом. 4. Вихід полімерів не перевищує 15-30% від маси ХОВ. В основу запропонованої корисної моделі поставлене завдання ефективної утилізації як легкокиплячих ненасичених, так і висококиплячих насичених поліхлорованих ХОВ. При цьому метод утилізації повинен забезпечувати високу екологічну безпеку. Поставлена задача досягається тим, що одержані в результаті лужного дегідрохлорування ненасичені компоненти сополімеризують з фракцією С5-С9 з виробництва етилен-пропілену, а в якості каталізаторів полімеризації беруть ініціатори вільно-радикальної полімеризації, пероксідикарбонати. Фракція С5-С9 є побічним продуктом, що утворюється при піролізі дизельного палива, на виробництві олефінів. Вона утворюється у вигляді дистиляту при розділенні пірогазу при його охолодженні та компримуванні. Фракція С5-С9 містить значні кількості цінних дієнових мономерів: ізопре 4 ну до 20-25%, циклопентадієну 20-25%, інших пентадієнів 10-14%. В якості пероксідикарбонатів використовують 0,01-1% пероксиду лаурилу. Полімеризацію проводять при t = 50-80°С, тиску 1-9 атм, на протязі 24 годин. Суттєвими ознаками корисної моделі, що забезпечують досягнення задачі і відрізняються від відомого способу (найближчого аналога) є: 1. Попередня хімічна обробка ХОВ, в результаті якої 1,2-дихлоретан та 1,1,2-трихлоретан перетворюються у вінілхлорид і вініліденхлорид з конверсіями 98 і 99%. Це дає змогу утилізувати як насичені, так і ненасичені компоненти ХОВ. 2. Використання в якості додаткового ненасиченого компоненту фракції С 5-С9, побічного продукту виробництва етилен-пропілену. 3. Відсутність додаткових дорогих та токсичних ароматичних розчинників спрощує і здешевлює процес, та значно зменшує екологічні ризики. 4. В якості каталізаторів процесу використовуються пероксідикарбонати, які на відміну від хлористого алюмінію більш ефективні, та працюють у вологому середовищі ХОВ. Ознаками пропонованого способу, які співпадають із суттєвими ознаками відомого способу, є використання в процесі каталітичної співполімеризації в розчині ненасичені хлорвугле водневі фракції і ХОВ. Ознаками, достатніми у всіх випадках, на які поширюється обсяг правової охорони, є те, що ХОВ виробництва 1,2-дихлоретану та вінілхлориду на першій стадії обробляються сумішшю лугів [«Спосіб виділення вінілхлориду та вініліденхлориду з хлорорганічних відходів лужним дегідрохлоруванням.» Курти С.А., Закржевського О.Ю., Хабера М.В., Курти М.С., №а200603302 від 27.03.2006.]. Одержані в результаті лужного дегідрохлорування ненасичені компоненти (ВХ і вініліденхлорид) сополімеризують з фракцією С 5-С9 з виробництва етилен-пропілену, в якості каталізаторів полімеризації беруть ініціатори вільно радикальної полімеризації пероксідикарбонати. В якості пероксідикарбонатів використовують 0,01-1% пероксиду лаурилу. Полімеризацію проводять при t=50-80°С, тиску 1-9атм, на протязі 2-4 годин. Нові технологічні властивості корисної моделі досягаються за рахунок: 1. Можливості переробки як ненасичених, так і насичених висококонцентрованих рідких хлорорганічних відходів виробництва 1,2-дихлоретану і вінілхлориду. 2. Одержання з відходів, що на даний час спалюються, дешевих та нетоксичних полімерних продуктів, які можна використати в якості компонента антикорозійних покрить. 3. Низький розхід каталізаторів процесу - пероксідикарбонатів, що складає 0,01-1% від маси ХОВ. 4. Використання способу дає можливість утилізувати до 80-90% всіх рідких ХОВ, що утворюються при виробництві 1,2-дихлоретану і вінілхлориду. Спосіб здійснюється наступним чином. 5 24612 В металічний автоклав-реактор об'ємом 1л обладнаний мішалкою, термометром і сорочкою, в яку подається гаряча вода з в водяного термостата для підтримання необхідної температури завантажується розрахована кількість - 100г кубових неосвітлених хлорорганічних відходів, та суміш лугів. При температурі 50°-75° та інтенсивному перемішуванні проходить процес лужного дегідрохлорування ХОВ. Після цього до одержаних продуктів реакції дегідрохлорування ХОВ (вінілхлориду та вініліденхлориду) у реактор подається фракція С5-С9, (100г) у якій розчинено 2г пероксиду ла урилу. Температуру піднімають до 80°С і витримують 4 години. Роль розчинника відіграє залишок ХОВ, збіднений на 1,2-дихлоретан і 1,1,2трихлоретан. В результаті вихід полімеру складає 98%, конверсія ХОВ -80%. Приклад №1 В металічний автоклав-реактор об'ємом 1л обладнаний мішалкою, термометром і сорочкою, в яку подається гаряча вода з в водяного термостата для підтримання необхідної температури завантажується розрахована кількість - 100г кубових неосвітлених хлорорганічних відходів, та суміш лугів. При температурі 50°-75° та інтенсивному перемішуванні проходить процес лужного дегідрохлорування ХОВ. Після цього до одержаних продуктів реакції дегідрохлорування ХОВ (вінілхлориду та вініліденхлориду) у реактор подається фракція С5-С9, (100г) у який розчинено 0,2г пероксиду лаурилу. Температур у встановлюють 50°С і витримують 2 години. В результаті ви хід полімеру складає 90%, конверсія ХОВ-50%. Приклад №2 В установку по прикладу №1 завантажується 100г кубових неосвітлених хлорорганічних відходів, та суміш лугів. При температурі 50°-75° та інтенсивному перемішуванні проходить процес лужного дегідрохлорування ХОВ. Після цього до одержаних продуктів реакції дегідрохлорування ХОВ (вінілхлориду та вініліденхлориду) у реактор 6 подається фракція С 5-С9, (200г) у який розчинено 1,5г пероксиду лаурилу. Температур у встановлюють 60°С і витримують 3 години. В результаті вихід полімеру складає 95%, конверсія ХОВ - 75%. Приклад №3 В установку по прикладу №1 завантажується 100г кубових неосвітлених хлорорганічних відходів, та суміш лугів. При температурі 50°-75° та інтенсивному перемішуванні проходить процес лужного дегідрохлорування ХОВ. Після цього до одержаних продуктів реакції дегідрохлорування ХОВ (вінілхлориду та вініліденхлориду) у реактор подається фракція С 5-С9, (100 г) у який розчинено 2г пероксиду лаурилу. Температуру встановлюють 80°С і витримують 4 години. В результаті вихід полімеру складає 98%, конверсія ХОВ-80%. Приклад №4 В установку по прикладу №1 завантажується 200г кубових неосвітлених хлорорганічних відходів, та суміш лугів. При температурі 50°-75° та інтенсивному перемішуванні проходить процес лужного дегідрохлорування ХОВ. Після цього до одержаних продуктів реакції дегідрохлорування ХОВ (вінілхлориду та вініліденхлориду) у реактор подається фракція С 5-С9, (100г) у який розчинено 0,24г пероксиду лаурилу. Температуру встановлюють 45°С і витримують 1 годину. В результаті вихід полімеру складає 30%, конверсія ХОВ-10%. Приклад №5 В установку по прикладу №1 завантажується 100г кубових неосвітлених хлорорганічних відходів, та суміш лугів. При температурі 50°-75° та інтенсивному перемішуванні проходить процес лужного дегідрохлорування ХОВ. Після цього до одержаних продуктів реакції дегідрохлорування ХОВ (вінілхлориду та вініліденхлориду) у реактор подається фракція С 5-С9, (300г) у який розчинено 4,8г пероксиду лаурилу. Температур у встановлюють 95°С і витримують 5 годин. В результаті вихід полімеру складає 70%, конверсія ХОВ-25%. Таблиця Основні результати проведення співполімеризації продуктів дегідрохлорування ХОВ і фракції С 5-С9 наведені в таблиці № синтезу 1. 2. 3. 4. 5. Співвідношення ХОВ: Вміст каталізатора, фр. С5-С9 % мас 1:1 0,1 1:2 0,5 1:1 1,0 2:1 0,08 1:3 1,2 Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Температура, °С Час, хв.. Конверсія ХОВ, % 50 60 80 45 95 120 180 240 60 300 50 75 80 10 25 Підписне Вихід полімеру, % 90 95 98 30 70 Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601