Способ очистки фенольных сточных вод

 

Сущность изобретения: в сточные воды вводят хлорангидрид бензолсульфоновой кислоты и дополнительно хинолин и щелочной реагент при следующих соотношениях реагентов по отношению к фенолу, экв: хлорангидрид бензолсульфоновой кислоты 1,05 - 1,1, хинолин 0,015 - 0,03, щелочной реагент 1,1 - 1,2.3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 02 F 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ (21) 4850949/26 (22) 23.05.90 (46) 07.07.92. Бюл. N25 (71) Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР (72) Ю.Г.Скрыпник, В.П,Безродный, М.М.Гиленсон и С.H.Ëÿùóê (53) 628.349 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 937346; кл. С 02 F /58, 1980.

Изобретение относится к химической очистке водных стоков и может быть использованоо в химической, нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности.

Наиболее, близким по технической сущности к изобретению является, способ очистки сточных вод смесью хлорангидрида бенэолсульфоновой кислоты (БСХ), хлорангидрида дифенилфосфиновой кислоты (ДФФХ) и основного агента посредством перемешивания и обработки ультразвуком с интенсивностью 15 — 25 Вт/см . При этом

2 используют БСХ вЂ” 1,26- 1,42 экв. по отношению к фенолу, ДФ ФХ 2 — 16 % от массы БСХ, основный агент в 2 -3-хкратном избытке по отношению к содержанию фенола. Степень очистки фенолсодержащих сточных вод известнымм способом достигает 99,99 %, время очистки 4,5 — 6 мин при исходной концентрации фенола 10 г/л.

Однако известный способ имеет существенные недостатки. Во-первых, ДФФХ не выпускается в промышленном масштабе и является дефицитным материалом, Во-вторых, степень дефеноляции известным способом значительно уменьшается для стоков

5LJ 1745694 А1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ФЕНОЛЬНЫХ

СТОЧНЫХ ВОД (57) Сущность изобретения: в сточные воды вводят хлорангидрид бензолсульфоновой кислоты и дополнительно хинолин и щелочной реагент при следующих соотношениях реагентов по отношению к фенолу, экв: хлорангидрид.бензолсульфоновой кислоты 1,05 — 1,1, хинолин 0,015 — 0,03, щелочной реагент 1,1 — 1,2, 3 табл. с концентрацией фенола более 40 — 50 г/л.

В-третьих, применение известного способа связано с использованием значительных избыточных количеств БСХ и основного агента, что приводит к вторичному загрязнению воды солями бензолсульфоновой кислоты и повышению основности сточных вод. Так, например, при исходной концентрации фенола в сточной воде 50 г/л избыток бензолсульфохлорида .в 0,3 экв. составит 53 г/л.

Это приводит к вторичному загрязнению стоков натриевой солью бензоасульфокис- фь лоты порядка 55 г/л, что требует дополни- (Л тельной очистки другими методами. О,, Цель изобретения - повышение степе-: ни обесфеноливания вод и снижение расхода обесфеноливающих агентов. укаэанная цель достигается тем, что в известном способе обесфеноливания с использованием хлорангидридов бензолсульфоновой и дифенилфосфиновой кислат вместо последнего вводится хинолин, Обработку стоков ведут при перемешивании (с применением либо без применения ультразвука) в присутствии основного агента. например концентрированного раствора йа2СОэ или щелочи NaOH. в количестве 1,1

1745694

10

30

55 — 1,2 экв, rio отношению к фенолу. Причем использование хинолина --слабого основания, беэ сочетания с применением NaOH, Ма СОз — сильных оснований, не дает значительного эффекта при обесфеноливании (не более 85 ). Совместное применение хинолина и сильных неорганических оснований (NaOH, Na2COз) приводит к явлению каталитического синергизма. Это достигается за счет активации обоих компонентов процесса обесфеноливания — фенола и бензолсульфохлорида. Фенол под действием йаОН (NazCOz) превращается в фенолятион, гораздо более сильный нуклеофильный реагент, чем исходное вещество. Бензо- 15 лсульфохлорид при взаимодействии с хинолином образует сульфониламмониевую сол ь — (CeHgSOgNCgHyj+СГ, значительно превосходящую по реакционной способности .исходный хлорангидрид, Совместное использование NaOH, йарСОз и хинолина приводит к резкому возрастанию скорости и глубины конверсии фенола, причем результат обесфеноливания в 2 — 3 раза превышает арифметическую сумму результатов при их раздельном применении.

NaOH,C9H N

С6Н5ОН + С6Н5$0гО (СБН50 )Ма+

+ (СвНь$О ЙСоН Д С1 СвНь$02ОСвНв + йаС1+ СЯНГАН

В соответствии с изобретением для обесфеноливания предлагается применять: хлорангидрид бензолсульфоновой кислоты

1,05 — 1,1 экв. по отношению к фенолу; хинолин 0,015 — 0,04 экв. по отношению к фенолу; основный агент 1,1 — 1,2 экв. по отношению к фенолу.

Использовайие более высоких концентраций компонентов обесфеноливания приводит к вторичному загрязнению стоков обесфеноливающими агентами, Применение более низких концентраций обесфеноливающих агентов снижает эффективность дефеноляции.

В результате обесфеноливания сточных вод получают эфиры сульфокислот, которые после выделения могут найти применение в промышленности в качестве пластификато- 50 ров резин и пластмасс.

Пример 1. 1 л водного стока (рН 9), содержащего 94 r фенола (1 экв.) помещают в колбу, снабженную мешалкой и капельной воронкой, В колбу помещают 194 г (1,1 экв} хлоракгидрида бензолсульфокислоты

{6CX), 5 r (0,04 экв) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл водного раствора NaOH.

Обесфеноливание проводят при перемеши4 вании. Через 15 мин остаточная концентрация фенола составила 0,3 мг/л.

П риме р2. К1 л стока прибавляют194

r (1,1 экв.) 6CX, 4 г (0,03 экв.) хинолина и постепенно при перемешивании прибавляют 120 мл 40 -ного водного раствора

NaOH, Остаточная концентрация фенола 0,5 мг/л.

Пример 3. К 1 л стока прибавляют.194 г (1,1 экв,) БСХ, 2,5 г (0,02 экв,) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл 40 -ного водного раствора NaOH. Остаточная концентрация фенола 0,6 мг/л.

Пример 4, К 1 л стока прибавляют 194 г (1,1 экв.) БСХ, 2 г (0,015 экв,) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл 40 -ного водного раствора NaOH. Остаточная концентрация фенола 0,7 мг/л.

В табл,1 приведены результаты исследования влияния количества добавляемого хинолина на остаточное содержание фенола в воде. Исследование проводилось при 250С (примеры 1 — 4).

Пример 5. К 1 л стока прибавляют 230 г (1,3 экв.) БСХ, 2,5 г (0,02 экв.) хинолина и при перемешивании постепенно прибавляют 120 мл 40 -ного водного NaOH, Остаточная концентрация фенола 0,6 мг/л, Пример 6. К 1 л стока прибавляют 212, г (1,2 экв,) БСХ, 2,5 г (0,02 экв,) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл 40 -ного водного раствора NaOH; Остаточная концентрация фенола 0,7 мг/л, Пример 7. К 1 л стока прибавляют 185 г (1,05 экв;) БСХ, 2,5 r (0,02 экв.) хинолина и при перемешивании прибавляют 120 мл

40 -ного водного раствора NaOH; Остаточная концентрация фенола 0,9 мг/л.

В табл,2 приведены результаты исследования влияния количества добавляемого для обесфеноливания бензолсульфохлорида (БСХ) на остаточное содержание фенола в воде. Исследования проводились при 25 С (примеры 3, 5 — 7).

Пример 8, К t л стока прибавляют 194

r {1,1 экв.) БСХ, 2,5 г (0,02 экв.) хинолина и при перемешивании постепенно прибавляют 100 мл 40%-ного водного раствора

NaOH. Остаточная концентрация фенола 1,1 мг/л.

Пример 9. К 1 л стока прибавляют 194 г. (1,1 экв.) SCX, 2,5 г (0,02 экв.) хинолина ю постепенно прибавляют 110 мл 40 -ноге водного раствора NaOH. Остаточная концентрация фенола равна 0,8 мг/л, П р.и ме р10. К1 л стока прибавляет

194 г (1,1 экв.) БСХ, 2,5 r (0,02 экв.) хинолина и постепенно прибавляют 150 мл 40 -ного водного раствора NaOH. Остаточная концентрация фенола 0.5 мг/л.

1745694

В табл.3 приведены результаты исследования влияния количества добавляемого для обесфеноливания основного агента (NaOH) на остаточное содержание фенола в воде. Исследования проводились при 25ОC (примеры 3, 8 — 10).

Приведенные в табл,1 — 3 результаты свидетельствуют, что оптимальным является использование для обесфеноливания следующих количеств реагентов из расчета на 1 экв. фенола в стоке, экв.; хлорангидрид бенэолсульфоновой кислоты 1,05 — 1,1; гидроксид натрия 1,1.— 1,2; хинолин 0,03—

0,015.

Пример 11. К 1 л стока прибавляют

221 r (1,25 экв,, 84%) Б СХ и 42 ДФ ФХ (16 %).

Затем постепенно при перемешивании прибавляют 200 мл 40%-ного водного раствора

NaOH. Остаточная концентрация фенола 27 мг/л.

Пример 12. К.1 л стока прибавляют

194 г БСХ (1,1 экв.) 2,5 г (0,02 экв,) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл 40%-ного водного раствора NaOH. Обесфеноливание проводят при перемешивании, реакционную смесь подвергают ультразвуковой обработке с интенсивностью 20 Втlсм, Через

5 мин остаточная концентрация фенола составила 0,01 мг/л, Пример 13. К 1 л стока прибавляют 194 г БСХ(1,1 экв,) 2.5 г(0,02 экв.) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл 40%-ного водного раствора NaOH. Обесфеноливание проводят при перемешивании, реакционную смесь подвергают ультразвуковой обработке с интенсивностью 15 Вт/см . Через

5 мин остаточная концентрация фенола со.ставила 0,02 мг/л, . Пример 14. К 1 л стока прибавляют

БСХ 194 г. (1,1 экв.) 2,5 r (0,02 экв) хинолина и постепенно прибавляют 120 мл 40%-ного водного раствора NaOH. Обесфеноливание ведут при перемешивании, реакционную .смесь подвергают ультразвуковой обработке с интенсивностью 25 Втlсм . Через 5 мин остаточная концентрация фенола составила

0,01 мг/л.

Пример ы 12 — 14 свидетельствуют, что наиболее оптимальным является использование для обесфеноливания ультразвуковой. обработки реакционной смеси интенсивностью 20 Вт/см .

40 Формула изобретения

Способ очистки фенольиых сточных вод . путем обработки хлорангидридом бемзотем, что, с целью повышения степени обесфе45 ноливания и уменьшения расхода обесфеноливающих реагентов, в сточные воды

5

Пример 15. К 1 л стока прибавляют

221 r БСХ (1,25 экв., 84 ) и 42 г ДФФХ (16

%). Затем постепенно прибавляют 200 мл

40%-ного водного раствора NaOH. Обесфеноливание ведут поддействием ультразвука (пример 12). Остаточная концентрация.фенола 1,мг/л.

Пример 16. К 1 л стока прибавляют

194 г БСХ (1;1. экв., 84 %) и 37 г ДФФХ (16

%), Затем постепенно при перемешивании прибавляют 120 мл 40%-ного водного раствора NaOH, Остаточная концентрация фенола 830 мг/л.

Пример ы 11, 12, 15 и 16 свидетельствуют, что предлагаемый способ очистки высокококцентрированных фенольных стоков более, чем на два порядка эффективнее известного способа обесфеноливания с ис-. пользованием ДФФХ в равных условиях применения.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным заключаются в повышении степени очистки концентрированных фенольных стоков (выше 99 %) при одновременном снижении. расхода обесфеноливающих агентов — хлорангидрида бензолсульфоновой кислоты на 15 —. 20 %. основного агента — на 25 — 40 %, что приводит к соответствующему снижению вторичного загрязнения стоков.

- Положительный эффект от использования изобретения усматривается не только в высокой степени очистки фенольных стоков и его универсальности, но и в возможности утилизации продуктов очистки — сульфозфи-. ров в качестве пластификаторов резин и пластмасс и повторном использовании очищенной воды в технологическом цикле. лсульфоновой кислоты; от л и ч а ю щий с я дополнительно вводят хинолин и щелочной реагент при следующих соотношениях реагентов по отношению к фенолу, экв.. хлоренгидрид бензолсулъфоновой кислоты 1,05—

1,1; хинолин 0,015 — 0,03; щелочной реагент

1,1 — 1,2.

1745694

Таблица1

Тэблица2

Таблица3

Составитель В,Безродный

Техред M.MopieHTan Корректор 3.Лончакова

Редактор H.ßöîëà

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2361 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушскав наб., 4f5