Способ утилизации иприта

 

Использование: уничтожение химического оружия путем переработки в полезные продукты, используемые в промышленности, в частности в реагенты для металлургической переработки платино- и золотосодержащего сырья. Сущность изобретения: иприт обрабатывают избытком воды в течение 6 - 8 ч, реакционную массу нейтрализуют, отгоняют воду, продукт гидролиза кипятят с алифатическими спиртами С₄ - С₁₆ в течение 5 - 6 ч в присутствии пара-толуолсульфокислоты и используют при получении благородных металлов методом экстракции.

Изобретение относится к химической технологии утилизации отравляющих веществ, в частности иприта.

Известно, что методы уничтожения химического оружия путем затопления или сжигания оказались экологически опасными. Созданные к настоящему времени технологии уничтожения ОВ дорогостоящи, трудоемки, требуют подготовки высококвалифицированного персонала и сложного оборудования. По мнению специалистов затраты на уничтожение химического оружия могут быть в несколько раз выше, чем затраты на его производство.

В связи с этим представляется целесообразным рассматривать данную проблему с точки зрения не уничтожения, а переработки ОВ в продукты, используемые в промышленности, т.е. утилизация ОВ.

Иприт представляет собой 2,2'-дихлорди(этилсульфид или смесь 2,2'-дихлордиэтилсульфида и 2,2'-дихлорди(метил(этил- сульфида, количество которых определяется содержанием пропилена и этилена в исходном промышленном сырье.

Известны методы уничтожения иприта, но большинство из них было разработано применительно к детоксикации малых его количеств в боевых условиях и, следовательно, не пригодны для промышленных условий [1] Известны способы утилизации иприта, например получение на его основе полисульфидных полимеров, близких по строению к известным полисульфидным каучукам [2] Известен также путь утилизации, в основе которого лежит реакция нуклеофильного замещения атомов хлора в его молекуле гидролиз, алкоголиз, реакции с функционально замещеными фенолами и т.д.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа утилизации иприта.

Технический результат, который достигается при реализации заявленного способа, состоит в: снижении затрат на уничтожение запасов иприта за счет выпуска имеющих самостоятельную коммерческую ценность промышленных реагентов для гидрометаллургической переработки платино- и золотосодержащего сырья; уменьшении экологической нагрузки за счет со здания малоотходного и эффективного процесса утилизации, расширении сырьевой базы для получения диалкоксиэтилсульфидов, увеличении ассортимента диалкоксиэтилсульфидов за счет использования спиртов с различным строением алкильных радикалов, в том числе содержащих функциональные группировки, создании новых процессов гидрометаллургического получения благородных металлов особой чистоты за счет использования селективных серусодержащих экстрагентов, вовлечении в переработку бедных руд, содержащих благородные металлы и золото, за счет снижения дефицита в экстрагентах, необходимых в больших количествах.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе утилизации иприта его обрабатывают в течение 6-8 ч избытком воды, которую после нейтрализации отгоняют в виде азеотропа с растворителем, а реакционную массу кипятят со спиртами С₄-С₁₆, в присутствии пара-толуолсульфокислоты 5-6 ч. Полученный продукт представляет собой 2,2'-диалкоксидиэтилсульфид, который может быть использован при получении благородных металлов методом экстракции. Водную фазу и растворитель после разделения азеотропа возвращают в следующий цикл утилизации иприта.

Оптимальные результаты при экстракции благородных металлов достигаются при использовании алифатических спиртов С₄-С₁₆, так как спирты меньшей молекулярной массы образуют водорастворимые реагенты, непригодные для использования в процессах экстракции, а спирты с большей молекулярной массой придают продуктам реакции повышенную эмульгирующую способность. Заявляемый интервал алкильных радикалов позволяет получать водонерастворимые диалкоксиэтилсульфиды, которые не требуют перегонки, так как легко отделяются от примесей промывкой или фильтрацией и могут использоваться в промышленности в виде растворов необходимой концентрации, которая задается добавлением растворителя в процессе синтеза, что значительно упрощает и удешевляет процесс утилизации иприта.

П р и м е р 1. 16 г иприта помещают в 160 мл воды и перемешивают 6 ч при комнатной температуре. Реакционную смесь нейтрализуют, добавляют 300 мл толуола и отгоняют воду, используя насадку Дина-Старка. К реакционной массе приливают 37 г Н-бутилового спирта, 3,4 г пара-толуолсульфокислоты в 50 мл толуола и кипятят в течение 5-6 ч до прекращения выделения азеотропа толуол-вода. В реакционной массе по данным ПМР и ГЖХ иприт отсутствует. Полученный раствор 2,2'-дибутоксидиэтилсульфида в толуоле может быть использован при получении благородных металлов, в частности палладия высокой степени чистоты (99,99%).

Для получения индивидуального целевого продукта раствор промывают 100 мл 5% -ного бикарбоната натрия, толуол отгоняют, остаток перегоняют в вакууме. Получают 16 г 2,2'-дибутоксидиэтилсульфида. Выход 74% Т.кип. 161-162^оС при 18 мм рт.ст.

Найдено, C 61,25, 61,38; H 10,97, 11,04; S 13,48, 13,63; C₁₂H₂₆O₂₅.

Вычислено, C 61,51; H 11,11; S 13,68.

Литературные данные [3] Т.кип. 162-164^оС при 20 мм рт.ст.

П р и м е р 2. 22,5 г иприта помещают в 140 мл воды и перемешивают 8 ч при комнатной температуре, нейтрализуют 20% гидроокиси натрия, добавляют 200 г н-бутилового спирта и отгоняют воду, используя насадку Дина-Старка. К остатку приливают 3,5 г пара-толуолсульфокислоты в 25 мл н-бутанола, кипятят в течение 5-6 ч до прекращения выделения азеотропа бутанол-вода (Т.кип. 92,7^оС, 42,5% воды, 57,5% бутанола) и фильтруют от твердых примесей. Полученный технический продукт содержит 91-93% 2,2'-дибутилоксидиэтилсульфида и может быть использован при получении благородных металлов.

П р и м е р 3. 20 г иприта в течение 6 ч перемешивают с 200 мл воды при комнатной температуре, раствор нейтрализуют, добавляют 300 мл пара-ксилола и отгоняют азеотроп ксилол-вода, используя насадку Дина-Старка. К остатку добавляют 90 г смеси промышленных спиртов фракции С₁₂-С₁₆, 3 г пара-толуолсульфокислоты в 50 мл ксилола и кипятят 5-6 ч до прекращения выделения азеотропа ксилол-вода. Органический слой промывают водой, отделяют и используют при получении благородных металлов методом экстракции.

Предложенный способ утилизации иприта позволяет уничтожить имеющиеся в большом количестве его запасы с получением продуктов, необходимых при разделении благородных металлов, в частности платины и палладия. Предлагаемый процесс создает более низкую экологическую нагрузку по сравнению с процессами сжигания, так как является малоотходным и практически исключает образование диоксинов.

Формула изобретения

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА, отличающийся тем, что иприт обрабатывают избытком воды в течение 6 - 8 ч, реакционную массу нейтрализуют, отгоняют воду, продукт гидролиза кипятят 5 - 6 ч с алифатическими спиртами С₄ - С₁₆ в присутствии паратолуолсульфокислоты и используют при получении благородных металлов.