Органический синтез

В некоторых процессах органического синтеза образуются концентрированные солесодержащие сточные воды, которые обычно сбрасывают в канализацию, резко повышая минерализацию общего потока сточных вод, поступающих на внеплощадочные очистные сооружения, что препятствует их дальнейшему использованию в производстве. Такие сточные воды образуются, например, в производстве некоторых красителей при их высаливании из растворов, во многих производствах хлорорганического синтеза, при различных переработках хлорпроизводных и ряде других.

Рассол производства фенилэтилового спирта кроме органических примесей содержит алюминат натрия, поэтому его рекомендуется предварительно нейтрализовать соляной кислотой. Образующуюся гидроокись алюминия отделяют, растворяют в горячем растворе NaOH и направляют па получение алюмината натрия. Очищенный от алюминия рассол проходит абсорбер, в который поступают абгазы от реакторов и фильтра, подогреватель (где рассол нагревается до 60 – 70° С) и поступает в реактор, в который дозируются катализатор, NaOH для поддержания рН = 9 ¸ 10 и хлор. Реактор работает в периодическом режиме. После окончания хлорирования реакционную смесь перемешивают и течение 30 – 40 мни для полного разложения активного хлора. Выделение и регенерация катализатора производятся согласно схеме, приведенной на рис. 2.

Результаты испытаний очищенных рассолов показали, что эти рассолы могут быть использованы в производстве хлора и каустика методом диафрагменного электролиза. Первые опыты по очистке рассола производства п-фенилендиамина обработкой гипохлоритом натрия подтвердили перспективность способа для подготовки рассола к использованию в производстве хлора и каустика методом электролиза.

Рис. 2. Принципиальная технологическая схема очистки рассолов NaCl производства фенилэтилового спирта. Сооружения: I — сборник рассола, очищенного от алюминия; II — абсорбер; III — подогреватель: IV — реактор; V — отстойник; VI — фильтр; VII — аппарат регенерации катализатора: VIII — сборник регенерированного катализатора. Потоки: / — рассол, очищенной от алюминия; 2 — абгазы; 3 — хлор; 4 — едкий натр; 5 — соляная кислота; 6 — очищенный рассол; 7 — катализатор

Разработанная комплексная схема очистки сточных вод в производстве катионных красителей (рис. 3) включает: предварительное извлечение хлористого цинка из рассолов I группы и последующее использование этих рассолов в производстве, выделение солянокислого фенилгидразина и сульфата натрия из рассолов II группы и последующую совместную очистку рассолов II и III группы от органических соединений. Для очистки рассолов от органических соединений использован метод их обработки гипохлоритом натрия. При соблюдении оптимальных условий процесса.хлористый цинк извлекается на 90—95%, фенилгидразин — на 90—92%, а сульфат натрия — на 83—85%; остаточная ХПК рассола, возвращаемого в производство, не превышает 400 мг/л, содержание хлористого натрия — 8—10%.

Разработанная и испытанная в промышленных условиях схема использования воды в производстве катионных красителей позволяет исключить сброс высокоминерализованных сточных вод в водоем и вернуть в производство 0,17 т хлористого цинка, 0,2 т фенил гидразина, 7,5 т сульфата натрия и 14 т хлорида натрия в сутки.

Рис. 3. Принципиальная схема использования воды в замкнутом цикле в производстве катионных красителей

B некоторых технологических процессах органического синтеза в качестве побочных продуктов образуются летучие органические соединения, которые удаляются из зоны реакции вместе с парами воды. Обычно такие конденсаты отличаются высокой концентрацией органических соединений, сложностью и многокомпонентностью химического состава, поэтому переработка их в товарные продукты не рациональна и их направляют на сжигание.

В таких случаях наиболее целесообразно образующиеся летучие органические соединения подвергать термокаталитическому окислению, что обеспечит экономию энергозатрат и получение чистой обессоленной воды, которая может быть использована для питания паровых котлов.

Метод термокаталитического окисления не является новым. Специфика же рассматриваемого процесса состоит в том, что окисление протекает в присутствии воды и что при любом химическом составе парогазовой смеси необходимо обеспечение глубокого окисления всех присутствующих в ней органических соединений; кроме того, не исключается присутствие и тяжелокипящих органических соединений, образующих с водой азеотропные смеси.

Применение метода термокаталитического окисления для очистки парогазовой смеси в производстве сложных полиэфиров позволило использовать воду в замкнутом цикле. Согласно схеме, разработанной ВНИИ ВОДГЕО совместно с ВНИИ синтетических смол, из конденсатов стадий синтеза полиэфиров при атмосферном давлении и под вакуумом выделяются диолы, которые возвращаются в производство, а парогазовые смеси, содержащие легколетучие органические соединения, совместно с газовыми выбросами системы азотного дыхания подвергаются очистке методом термокаталитического окисления (рис. 4).

Процесс окисления осуществляется при температуре 300° С, условной продолжительности контакта 0,9 с, линейной скорости 1,6 м/с. Очищенный конденсат имеет ХПК 50—100 мг/л и рН = 6,5-7,5.

Полученный в процессе очистки конденсатов этиленгликоль содержит 99,6% основного продукта, 0,2% 1,4-бутандиола, 0,2% неидентифицированных примесей, 0,001% влаги; он используется для синтеза полиэфиров.

Рис. 4. Принципиальная схема очистки сточных вод и газовых выбросов производства сложных полиэфиров дива