Катализатор для глубокого окисления органических веществ

 

Сущность изобретения: в качестве катализатора для глубокого окисления органических веществ предложено использовать твердые хромсодержащие отходы электроимпульсной очистки сточных вод гальванических производств, используемые ранее в качестве сырья для получения нанесенных хромовомедных катализаторов среднетемпературной конверсии оксида углерода 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1761253 А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4881749/04 (22) 21,08,90 (46) 15.09.92, Бюл. N 34 (71) Казахский государственный университет им. С.М.Кирова (72) О.Е,Лебедева, Н.С.Исабеков, К.А.Искакова, А.Г.Сармурзина, А,Н,Подгорный, В.Ф.Левченко и И.С.Толчеева (56) Афонский С.С, и др. Химическая технология, 1985, ¹ 22, с,11 — 13.

Афонский С.С, и др, Химическая технология, 1986, N 1, с.27 — 29.

Бабаян Е.А, и др, Химическая промышленность, 1990, N 4, с.24 — 26.

Изобретение относится к химической экологии, а именно к утилизации отходов гальванических производств, в частности, полученных при электроимпульсной очистке сточных вод гальванических цехов.

Отходами гальванических производств являются отработанные растворы. содержащие в качестве основных компонентов соединения хрома и примеси меди, цинка и т.п., а также промывные воды. в которых присутствуют те же компоненты, но в меньших концентрациях, Задачу утилизации отходов следует решать комплексно: не только не допустить попадания в окружающую среду токсичных соединений хрома, но и обеспечить дальнейшее использование ценного хромсодержащего сырья, Известно применение жидких отходов гальванических производств для приготовления хромовомедных катализаторов. Приготовление катализаторов осуществляется путем пропитки носителя оксида алюминия отработанными растворами травления меди (s1>s В 01 J 23/86, В 01 D 53/36 (54) КАТАЛИЗАТОР ДЛЯ ГЛУБОКОГО

ОКИСЛЕНИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ (57) Сущность изобретения; в качестве катализатора для глубокого окисления органических веществ предложено использовать твердые хромсодержащие отходы электроимпульсной очистки сточных вод гальванических производств, используемые ранее в качестве сырья для получения нанесенных хромовомедных катализаторов среднетемпературной конверсии оксида углерода.

3 табл, и ее сплавов в концентрированных растворах хромовой кислоты. Однако в таком процессе полное извлечение ионов тяжелых металлов из воды не обеспечивается, и стоки производства нуждаются в дополнительной очистке.

Известно также применение твердых отходов гальванических производств в качестве сырья для получения нанесенных хромовомедных катализаторов.

Твердые осадки образуются в ходе очистки с целью регенерации отработанных растворов травления меди и состоят, в основном, из гидроксидов или основных солей тяжелых металлов, Приготовление катализаторов заключается в растворении твердых отходов и пропитке полученным раствором носителя — j-оксида алюминия.

Однако данное решение требует дополнительных операций растворения труднорастворимых с уединений и пропитки, сопряженных с затратами времени и реактивов. !761253

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является приготовление катализаторов среднетемпературной конверсии оксида углерода путем сливания отработанных хромсодержащих растворов электролитов и раствора сульфата железа с последующим осаждением гидроксидных и карбонатных соединений железа и хрома щелочным осадителем.

К недостаткам данной методики следует отнести необходимость использования вредных реагентов (щелочь), значительное увеличение объемов растворов в ходе сливания реагентов. Кроме того не исключается возможность неполного осаждения токсичных ионов хрома, и, следовательно. проблема очистки стоков в рамках способа не решается.

Целью изобретения является утилизация отходов электроимпульсной технологии очистки сточных вод гальванических производств.

Поставленная цель достигается поименением твердых хромсодержащих отходов электроимпульсной очистки стоков гальванических производств s качестве катализаторов глубокого окисления органических соединений, Отличием предлагаемого подхода является сочетание в одной стадии очистки хромсодержащих сточных вод и получения массивного катализатора, Для приготовления катализаторов отходы электроимпульсной очистки хромсодержащих стоков гальванических производств состава, FexOy — основа, Сг — 0,5+1,5 мас., Мп — до 0,1 мас,, А! — 0,5 мас, / — высушивают на воздухе, подвергают фракционированию (размер зерна 2 — 3 мл), а затем прокаливают в муфельной печи при 600 С в течение 3 ч.

Каталитическую активность в реакциях глубокого окисления органических соединений определяют на примере этанола, н-гептана и о-ксилола в условиях микропотока при атмосферном давлении в избытке кислорода. Продукты реакции анализируют методом газожидкостной хроматографии, Активность .катализаторов оценивают по степени превращения органического вещества.

Пример 1. Г!рименение отходов электроимпульсной очистки сточных вод гальванических производств в качестве катализатора глубокого окисления этанола.

Навеску катализатора 0,5 г помещают в каталитический реактор, через который пропускают пары этанола в потоке газа — носителя — воздуха. Нагрузка на катализатор

5 составляет 4 10 ммоль/г с по этанолу, Изучают степень превращения этанола в интервале температур 250 — 300 С, Резул ьтаты опытов приведены в табл.1.

Пример 2. Применение отходов элек10 троимпульсной Очистки сточных вод гальванических производств в качестве катализатора окисления о-ксилола, Исследование степени превращения оксилола на образце отходов проводится

15 аналогично описанному в примере 1 за тем исключением, что нагоузка на катализатор составляет 1 10 ммоль/г с,атемпературный интервал 350-400 С, Данные по степени превращения о-ксилола приведены в

20 табл.2.

Пример 3. Применение отходов электроимпульсной очистки сточных вод гальванических производств в качестве катализатора глубокого окисления н-гепта25 на.

Исследование степени превращения нгептана производится аналогично описанному в примерах 1 — 2 за тем исключением, что в качестве газа-носителя используется

ЗО кислородо-воздушная смесь, нагрузка на катализаторсоставляет1,2 10 ммоль/г с, а температурный интервал — 300 — 350 С, Результаты опытов представлены в табл,3, Из приведенных примеров видно, что

35 катализатор на основе отходов электроимпульсной очистки обладает значительной активностью в реакциях глубокого окисления этанола, и-гептана и о-ксилола, По сравнению с прототипом предлага40 емое изобретение позволяет непосредственно использовать твердые отходы электроимпульсной очистки стоков гальванических производств в качестве катализаторов, Кроме того, сочетание

45 электроимпульсной технологии и предлагаемого способа применения твердых отходов позволяет достигнуть эффективной очистки стоков (дополнительной очис.гки не требуется) и утилизации ценного хромсодержащего

50 сырья, Формула изобретения

Применение твердых хромсодержащих отходов электроимпульсной очистки сточных вод гальванических производств в каче55 стве катализатора для глубокого окисления органических веществ, 1761253

Таблица 1

Степень превращения этанола

Таблица 2

Степень превращения о-ксилола

Таблица 3

Степень превращения н-гептана

Составитель О.Лебедева

Техред М.Моргентал Корректор O.Густи

Редактор А,Бер

Заказ 3209 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

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