Спосіб знешкодження сульфідно-лужних стоків

1.Спосіб знешкодження сульфідно-лужних стоків шляхом каталітичного окислення сульфідів кисневмісним реагентом при температурі, який відрізняється тим, що як кисневмісний реагент використовують пероксид водню, як каталізатор використовують водний розчин фосфонатного комплексу заліза і процес окислення здійснюють при температурі 5-70 °С. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як фосфонатний комплекс заліза використовують сіль тривалентного заліза і фосфонометилгліцину (іміно-N-oцтової N-метиленфосфонової кислоти) U 2 (13) 1 3 Недоліком наведеного вище способу є те, що каталітичне окислення сірководню і меркаптанів здійснюють до утворення елементної сірки. В зв'язку з цим виникають проблеми, зв'язані з посиленням корозії технологічного обладнання та наступним виділенням сірки з нафти. Крім того, здійснення процесу при низьких температурах дуже сповільнює окислення, а підвищення температури з метою прискорення процесу потребує більш високих витрат основного і/або лужного реагенту та пероксиду водню. В процесі окислення відпрацьованих водних сульфідно-лужних розчинів утворюються проміжні продукти окислення: тіосульфіт, сульфіт та політіонати. Ці сполуки споживають кисень, отже при попаданні цих розчинів у водоймища концентрація розчиненого кисню знижується, що шкідливо впливає на біологічні процеси у водоймищах. Для зниження шкідливого впливу проміжних продуктів окислення рекомендується проводити окислення до утворення сульфатів, які не є токсичними. Але процес окислення сірководню в сильно лужних розчинах (рН> або =11) при температурах 20-80 °C і тиску повітря 0,1-1 ОМПа є надто довгим навіть при використанні каталізаторів, внаслідок стримання процесу продуктами окислення (Кундо Н. Н., Кейер Н. П. Каталитическое действие фталоцианинов в реакции окисления сероводорода в водных растворах // Кинетика и катализ. - 1970, Т.11. - Вып.1. - С.91-99). Найбільш близьким за технічною суттю і досягнутому результату є спосіб знешкодження сульфідно-лужних стоків каталітичним окисленням сульфідів кисневмісним реагентом, при температурі. В цьому способі сульфіди окислюються до сульфату киснем повітря під тиском до 4,8 МПа в температурному інтервалі від 100 °C до 130 °C з використанням каталізатора пористого графітоподібного матеріалу - сибуніту, який дозволяє конвертувати Na2S на 99,95 % при селективності по Na2SO4 - 97 % та запобігає утворенню побічних продуктів - сульфіту та тіосульфіту. (Добрынкин Н.М., Батыгина М.В., Бальжинимаев Б.С, Елин О.П., Рахимов Х.Х., Носков А.С. Окислительное обезвреживание щелочных сульфидных стоков: Докл. на 16 Всероссийской конференции по химическим реакторам (Химреактор-16), Казань, 17-20 июня, 2003. // Катализ в промышленности, 2004 - Спецвыпуск; С.32-40.) Спосіб характеризується значними енергетичними витратами на створення тиску кисню до 1 МПа, а в перерахунку на повітря до 4,8 МПа, а також витратами на підігрів та підтримання високих температур реакційного середовища. Цe викликає інтенсивну корозію обладнання та викликає необхідність видалення летючих сполук, які необхідно знешкодити перед викидом в атмосферу. В основу запропонованої корисної моделі поставлена задача удосконалення відомого способу знешкодження сульфідно-лужних стоків, в якому шляхом зміни температурного режиму процесу окислення, а також заміни окислювального і каталітичного реагентів новими, але самими по собі відомими в техніці реагентами, забезпечується можливість зниження енергетичних витрат. 65651 4 Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі знешкодження сульфідно-лужних стоків, який включає каталітичне окислення сульфідів кисневмісним реагентом, при температурі, згідно з запропонованою корисною моделлю, як кисневмісний реагент використовують пероксид водню, як каталізатор використовують водний розчин фосфонатного комплексу заліза, і процес окислення здійснюють при температурі 5-70 °C. Як фосфонатний комплекс заліза використовують сіль тривалентного заліза і фосфонометилгліцину (іміно-N-оцтової N-метиленфосфонової кислоти) [ФМГК], імідоди(метиленфосфонової) кислоти [ІДФК], N-гiдpoкcieтилiмiнo-N, Nди(метиленфосфонової) кислоти [ГЕІДФК], гліцинN, N-ди(метиленфосфонової) кислоти [iмiнo-Noцтової-N, N-ди(метиленфосфонової) кислоти] [ГФК], іміно-N, N-діоцтової-N-метиленфосфонової кислоти [ІДОМФК], нітрилтри(метиленфосфонової) 1 кислоти [НТФК], етилендіамін-N, Nди(метиленфосфонової) кислоти [ЕДДФК], етиле1 ндіамін-N,N -ді(ізопропiлфосфонової) кислоти 1 1 [ЕДДІФК], етилендіамін-N,N,N ,N -тетрa (метиленфосфонової) кислоти [ЕДТФК], етилендіамін1 1 N,N -діоцтової-N,N -ди(метиленфосфонової) кис1 1 лоти [ЕДДФК], гідроксипропілендіамін-N,N,N ,N тетра(метиленфосфонової) кислоти [ДПФК], дигід1 1 роксибутилен-1,4-діамін-N,N,N ,N ,триоцтової(метиленфосфонової) кислоти [ДБТФК], 1 1 діетилентриамін-N,N,N ,N пента(етиленфосфонової) кислоти [ДТПФК], 1 11 111 1,4,7,10-тетраазациклододекан-N,N ,N ,N тетра(метиленфосфонової) кислоти [ДОТФК], 1гідроксіетилідендифосфонової кислоти [ОЕДФК]. Запропонована корисна модель забезпечує можливість значного зниження енергетичних витрат за рахунок виключення необхідності використання тиску та зменшення температурного інтервалу процесу. Крім цього, корисна модель дозволяє знешкоджувати сульфідно-лужні стоки не тільки від сульфідів, але й від меркаптидів, які знаходяться в лужних стоках нафтопереробних заводів в межах від 10 до 20 мг/л. Технічний результат запропонованої корисної моделі полягає в зниженні енергетичних витрат та забезпеченні можливості знешкодження стоків від меркаптидів. Запропонований спосіб здійснюють шляхом обробки сульфідно-лужних стоків водним розчином пероксиду водню в присутності комплексного каталізатора - фосфонатного комплексу заліза, який отримують простим змішуванням водного розчину сульфату заліза та водного розчину фосфонових кислот, взятих в мольному співвідношенні, з розрахунку 1:(0,5-2,0). Процес окислення здійснюють при температурі 5-70 °C, переважно при 10-40 °C. Окислення постійно контролюють автоматичним вимірюванням електричного потенціалу реакційного середовища - Е мВ. В процесі окислення потенціал реакційного середовища змінюється від 750-800 мВ до 200 мВ. При досягненні стабільного потенціалу середовища в межах 200 мВ процес окислення сульфідно-лужних стоків припиняють, виключаючи дозування пероксиду водню. Спосіб забезпечує високий рівень очистки 5 стоків від сірководню і меркаптидів - до загального вмісту сульфід-іонів в стоках - до 96 мг/л вільного сірководню та гідросульфід-іона в перерахунку на 2 S- . Загальний вміст сульфід-іонів зменшується в 10-14 разів. Найбільший рівень окислення сульфід-іонів досягається при використанні фосфонатного комплексу сульфату заліза з 1гідроксіетилідендифосфоновою кислотою (ОЕДФК). Запропонований спосіб пояснюється конкретним прикладом здійснення способу та графіком динаміки зміни потенціалу реакційного середовища окислення сульфідно-лужних стоків водним розчином пероксиду водню в присутності каталітичного комплексу сульфату заліза та ОЕДФК. Приклад. Приготування каталітичного комплексу ОЕДФК з сульфатом заліза: беруть 10,3 г ОЕДФК розчи Комп’ютерна верстка М. Ломалова 65651 6 няють в 50 мл води та змішують з розчином сульфату заліза - 12,5г в 50 мл води. До 50 мл сульфідно-лужних стоків з рН 13,1 додають 0,05 мл приготовленого каталітичного комплексу і при перемішуванні додають 20 %-ний водний розчин пероксиду (перекису) водню до зниження потенціалу середовища від 800 мВ до 200 мВ. Процес проводять при температурі 1040 °C. З досягненням сталого значення потенцілу середовища - 200мВ дозування перекису водню припиняють. Аналіз сульфідно-лужних стоків до і після їх окислення показує, що вміст сульфід-іона вільного сірководню і гідросульфід-іона в перерахунок на S2 знижується в 14 разів - з 1344,0 мг/л до 96,0 мг/л. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601