close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY3278

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 3278
(13)
C1
(51)
(12)
6
C 02F 1/58,
C 02F 1/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД,
СОДЕРЖАЩИХ ФОРМАЛЬДЕГИД И МЕТАНОЛ
(21) Номер заявки: 119
(22) 1993.01.29
(46) 2000.03.30
(71) Заявитель: Институт биохимии НАН Беларуси
(BY)
(72) Авторы: Арцукевич И.М., Опарин Д.А., Гуляй
И.Э., Степуро И.И., Пикуль Л.Я. (BY)
(73) Патентообладатель: Арцукевич
Ирина
Михайловна (BY)
(57)
Способ очистки сточных вод, содержащих формальдегид и метанол, включающий полимеризацию формальдегида в присутствии соединения кальция и отделение метанола, отличающийся тем, что в сточные
воды дополнительно вводят гликолевый альдегид в количестве 48 мг на 1 л стоков, d в качестве соединения
кальция используют оксид кальция берут из расчета 1 г на 2,6 г формальдегида, смесь нагревают 30 мин при
40 °С, после чего метанол отгоняют при пониженном давлении.
BY 3278 C1
(56)
1. SU 1699950 А1, МПК С 02F 1/58, 1991.
Фиг. 1.
Содержание формальдегида (а) и метанола (б)
при простой перегонке метанола из сточных вод
Изобретение относится к способам очистки сточных вод, содержащих формальдегид или смесь формальдегида и метанола, и может быть использовано в химических производствах для обезвреживания растворов
от этих двух токсических соединений.
BY 3278 C1
Сточные воды тех химических процессов, в которых одним из компонентов является формальдегид, всегда содержат в своем составе не только непрореагировавший формальдегид, но и значительное количество
метанола, т.к. метанол изначально добавляется в раствор формалина (37 % формальдегид) для предотвращения полимеризации формальдегида. Будучи инертным соединением, метанол целиком переходит в сточные
воды.
Проблема обезвреживания сточных вод от формальдегида и метанола на производствах до сих пор не
решена. В ряде случаев сточные воды сжигают, однако этот процесс требует использования значительного
количества газа. Кроме того, из-за неполноты сгорания часть токсических соединений попадает в воздух.
Другой способ - вывоз сточных вод на поля фильтрации для естественного удаления этих химических соединений. Испаряясь, проникая в почву, они, однако, загрязняют окружающую среду.
Наиболее близким по совокупности признаков и получению требуемого технического результата (прототипом) к заявляемому изобретению является способ очистки сточных вод, содержащих формальдегид и метанол [1]. Согласно известному способу, сточные воды подкисляют серной кислотой до рН 3-6,5, отгоняют
водно-метанольноформальдегидную фракцию простой перегонкой при 90-100 °С с последующей ее ректификацией с отделением метанола, а смесь кубовых остатков после простой перегонки и ректификации подвергают альдольной конденсации при 80-95 °С в течение 40-60 мин с введением гидроксида натрия в
количестве 12-14 мг/л.
Недостатком известного способа является его многостадийность, заключающаяся в отгонке воднометанольноформальдегидной фракции простой перегонкой на начальной стадии, а затем уже ее ректификации с отделением метанола, после чего проводится обезвреживание формальдегида из смеси кубовых остатков. Кроме того, процесс очистки является длительным с расходом значительного количества тепла. Т.е.
известный способ также, как и два выше описанных, весьма энергоемок. Известный способ требует также дополнительного расхода реактива - серной кислоты - для доведения рН до значения 3-6,5.
Заявленное изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в удешевлении процесса очистки сточных вод путем снижения энергоемкости процесса.
Установлено, что прямую отгонку метанола из смеси формальдегид и метанол произвести эффективно
невозможно из-за сильных межмолекулярных взаимодействий между этими компонентами среды с образованием полуацеталей. При перегонке, хотя температуры кипения метанола и формальдегида сильно различаются (64,5 °С и -19,2 °С соответственно), в конденсате присутствуют оба соединения (фиг. 1). Ввиду этого
в заявляемом способе тактика очистки сточных вод состоит в следующем: в начале обезвреживают формальдегид, а затем отгоняют метанол.
Указанная выше задача решается за счет дополнительного введения в сточные воды гликолевого альдегида в количестве 48 мг на 1 л стоков, при этом для проведения полимеризации формальдегида берут оксид
кальция из расчета 1 г на 2,6 г формальдегида, затем смесь нагревают в течение 30 мин при 40 °С, после чего
производят отгонку метанола при пониженном давлении.
Заявляемое изобретение поясняется графиками.
На фиг. 1 представлено содержание во фракциях формальдегида и метанола при простой отгонке метанола из исходных сточных вод.
На фиг. 2 представлено содержание во фракциях и метанола при простой отгонке метанола из исходных
сточных вод, обработанных негашеной известью с добавлением катализатора - гликолевого альдегида.
На фиг. 3 представлено содержание во фракциях формальдегида и метанола при отгонке метанола при
давлении 0,75 кгс/см2 из сточных вод, обработанных негашеной известью с добавлением катализатора гликолевого альдегида.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Предложенный способ поясняется ниже.
К 1 л сточных вод, содержащих формальдегид или смесь формальдегида и метанола, добавляют негашеную известь из расчета 1 г извести на 2,6 г формальдегида. Известь предварительно мелко измельчают. Затем добавляют раствор гликолевого альдегида в воде из расчета 48 мг на 1 л стоков. Смесь при постоянном
перемешивании выдерживают 30 мин при 40 °С, после чего отгоняют метанол при пониженном давлении.
В предлагаемом способе очистки было установлено, что наилучший эффект регистрировался при использовании именно таких пороговых соотношений СаО и гликолевого альдегида (1 г извести на 2,6 г формальдегида и 48 мг гликолевого альдегида на 1 л сточных вод). В процессе экспериментов поставленная задача удаление формальдегида - достигалась также и при иных соотношениях этих компонентов. Однако снижение количества СаО требовало увеличения температуры процесса детоксикации сточных вод от формальдегида, а уменьшение количества гликолевого альдегида приводило к значительному удлинению времени.
Метод определения формальдегида.
1-й этап - построение калибровки.
Методом оксимирования определяли концентрацию формалина. Для этого к 1 мл раствора формалина
добавляли 50 мл 1н раствора гидрохлорида гидроксиламина и 100 мл воды. Колбу закрывали на 30 мин, а за2
BY 3278 C1
тем содержимое желтого цвета титровали 1н КОН в присутствии бромфенолового синего (1 мл) до появления розовой окраски. Для определения примеси кислоты, содержащейся в гидроксиламине, проводили контрольный опыт без формалина. В нашем случае концентрация формалина была равна 10,28М.
Для построения калибровки делали серию разведений с известными концентрациями формальдегида от 1
10-5М до 6 10-4М. Отбирали по 0,5 мл каждого из этих растворов, приливали по 0,2 мл 0,02М фосфатного
буфера рН 7,6 и по 0,5 мл раствора Нэша, в состав которого входит (на 250 мл воды): ацетат аммония 37,5 г, ледяная уксусная кислота - 0,75 мл, ацетилацетон - 0,5 мл. Пробы помещали в водяной термостат на
10 мин при температуре 60 °С. После охлаждения пробы спектрофотометрировали при 412 нм. В контрольную пробу вместо раствора формальдегида добавляли такое же количество воды.
2-й этап - определение формальдегида в сточных водах.
После разбавления сточных вод в 5000 раз отбирали 0,5 мл этого раствора, добавляли 0,02 мл 0,02М
фосфатного буфера рН 7,6 и 0,5 мл раствора Нэша. После 10-минутной экспозиции при температуре 60 °С
пробы спектрофотометрировали при 412 нм. Концентрацию раствора определяют, пользуясь калибровочным
графиком. Анализ на формальдегид после реакции обезвреживания сточных вод проводят также, как и до
обезвреживания, только разбавление раствора проводят не в 5000 раз, а в 50.
Определение метанола.
Метанол определяли методом газовой хроматографии. Пробы вносили в пенициллиновые флаконы. Флаконы закрывали резиновыми пробками и алюминиевыми колпачками. Флаконы инкубировали 15 мин при
65 °С, отбирали 1 мл паро-газовой фазы и вводили в хроматограф ЛХМ 8 МД с пламенно-ионизационным
детектором. Использовали стальную колонку с внутренним диаметром 3 мм и длиной 1,5 м, заполненную
"Полисорбом-1" с параметром гранул 0,25-0,5 мм. Анализ проводили при температуре испарителя хроматографа 150 °С, температуре термостата колонок - 125 °С; расход газа-носителя (азота) - 30, водорода - 30,
воздуха - 300 мл/мин. Время удерживания метанола - 65 сек. Концентрацию метанола рассчитывали по калибровочному графику по площади метанола; предел обнаружения - 0,05 мг/л.
Нижеследующие примеры иллюстрируют возможность осуществления изобретения.
Пример 1.
К 1000 мл сточных вод, полученных в процессе вакуумирования мочевино-формальдегидного клея, содержащих 41,6 г формальдегида и 180 г метанола, добавляют 16 г СаО, предварительно мелко измельченного, и 40 мл 0,02М гликолевого альдегида. Смесь при постоянном перемешивании нагревают при 40 °С в
течение 30 мин. Через 30 мин процесс завершался, конечная концентрация формальдегида уменьшилась по
сравнению с исходной в 3000 раз и составила 13,5 мг на 1 л сточных вод. Затем производят отгонку метанола при давлении 0,75 кгс/см. Через 6 мин процесс отгонки метанола завершался, конечная его концентрация
по сравнению с исходной уменьшилась в 600 раз и составила 10-2M (фиг. 3).
Методики определения формальдегида и метанола описаны выше.
Пример 2.
К 1000 мл сточных вод, полученных в процессе вакуумирования мочевино-формальдегидного клея,
добавляли 14 г СаО, предварительно мелко измельченного, и 40 мл 0,02М гликолевого альдегида, т.е. 48 мг
на 1 л сточных вод. Смесь при постоянном перемешивании нагревали. В данном случае для достижения аналогичного эффекта требовалось больше времени, а именно, не 30, а 40 мин, или увеличение температуры
процесса до 45 °С.
Пример 3.
К 1000 мл сточных вод, полученных в процессе вакуумирования мочевино-формальдегидного клея, добавляли 16 г СаО (из расчета 1 г на 2,6 г формальдегида), предварительно мелко измельченного, 30 мл 0,02М
гликолевого альдегида (т.е. 38,4 мг альдегида на 1 л сточных вод). Смесь при 40 °C при постоянном перемешивании нагревали. Время удаления формальдегида в данных условиях резко увеличивалось и составляло 2 часа.
Затем производили отгонку метанола при 0,75 кгс/см2.
Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает, по сравнению с прототипом, значительное снижение
энергоемкости процесса очистки сточных вод от формальдегида благодаря снижению температуры с более
80 °С до 40 °C.
3
BY 3278 C1
Фиг. 2.
Содержание формальдегида (а) и метанола (б) во фракциях,
полученных после перегонки 1 л сточных вод, обработанных
16 г негашеной извести и 48 мг гликолевого альдегида.
Объем одной фракции - 100 мл
Фиг. 3.
Содержание формальдегида (а) и метанола (б) во фракциях,
полученных после перегонки 1 л сточных вод при пониженном давлении
(0,75 кгс/cм2), обработанных 16 г негашеной извести и 48 мг гликолевого альдегида.
Объем одной фракции - 100 мл
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
1
Размер файла
139 Кб
Теги
by3278, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа