CS241562B1

CS241562B1 - A method of disposing of exhalations containing pairs of toxic organic solvents

Info

Publication number: CS241562B1
Application number: CS8310136A
Authority: CS
Inventors: Stefan Kulla; Helena Vallova
Original assignee: Stefan Kulla; Helena Vallova
Priority date: 1983-12-29
Filing date: 1983-12-29
Publication date: 1986-03-13
Also published as: CS1013683A1

Abstract

Vynález rieši zneškodňovanie exhalátov obsahujúcich páry toxických organických rozpúšťadiel, ako trichlóretylén, perchlóretylén, benzen alebo toluén, vznikajúcich pri priemyselnom používaní značných množstiev předmětných rozpúšťadiel vyskytujúcich sa v procesoch čistenia roznych látok. Očelom vynálezu je dosiahnúť zníženie obsahu organického rozpúšťadla v plynnej zmesi pod hodnoty najvyšších přípustných koncentrácii pri súčasne vytvorenej možnosti spatného získania rozpúšťadla. Podstatou vynálezu je absorpcia pár organických rozpúšťadiel obsiahnutých v exhalátoch za absolútneho tlaku 90 kPa až 200 kPa, do vodného roztoku o teplote —20 °C až +60 °C obsahujúceho 30 až 80 % hmotnostných 6-kaprolaktámu. Fyzikálně vlastnosti použitého absorpčného činidla umožňujú za přijatelných energetických nákladov spatné získat naabsorbované organické rozpúšťadlo známým postupom heteroazeotropickej destilácie za použitie vodnej páry. SpQsobu zneškodňovania exhalátov podlá vynálezu bude pravděpodobně možné využiť i v prípadoch, ak v exhaláte bude obsiahnutá iná organická látka v kvapalnom stave obmedzene miešatelná s vodou.The invention solves the disposal of exhalates containing vapors of toxic organic solvents, such as trichloroethylene, perchloroethylene, benzene or toluene, arising from the industrial use of significant amounts of the solvents in question occurring in the processes of purification of various substances. The purpose of the invention is to achieve a reduction in the content of the organic solvent in the gas mixture below the values of the highest permissible concentrations while simultaneously creating the possibility of recovering the solvent. The essence of the invention is the absorption of vapors of organic solvents contained in exhalates at an absolute pressure of 90 kPa to 200 kPa, into an aqueous solution at a temperature of -20 °C to +60 °C containing 30 to 80% by weight of 6-caprolactam. The physical properties of the used absorption agent allow for the recovery of the absorbed organic solvent by the known process of heteroazeotropic distillation using water vapor. The method of disposing of exhalates according to the invention will probably be possible to use also in cases where the exhalate contains another organic substance in a liquid state with limited miscibility with water.

Description

Predmetom vynálezu je spósob zneškodňovania exhalátov obsahujúcičh páry toxických organických rozpúšťadiel, ako trichlóretylén, perchlóretylén, benzén alebo toluén.It is an object of the present invention to provide a process for the disposal of fumes containing vapors of toxic organic solvents such as trichlorethylene, perchlorethylene, benzene or toluene.

V technickej praxi sa poměrně často používá toxických organických rozpúšťadiel, ako čistiacich prostriedkov v procesoch extrakcie organických látok, odolejovania kovových súčiastok, připadne odmasťovania textilií.Toxic organic solvents are quite often used in technical practice as cleaning agents in the processes of organic matter extraction, de-oiling of metal parts, or degreasing of textiles.

Pre vysokú prchavosť organických rozpúšťadiel dochádza v priebehu pracovných operách prevádzaných i pri normálnej teplote k odparovaniu rozpúšťadiel do okolitého priestoru za vzniku toxických exhalátov.Due to the high volatility of the organic solvents, the solvents evaporate into the surrounding area during operations carried out even at normal temperature to form toxic fumes.

Na zabránenie prekračovania najvyšších dovolených koncentrácii pár organických rozpúšťadiel v pracovnom ovzduší sa často používá odsávacích zariadení. Odsávanie exhalátov však podporuje odparovanie organických rozpúšťadiel a vedie k vyššiemu znečisťovaniu vonkajšej atmosféry.Suction devices are often used to prevent the maximum permissible concentrations of organic solvent vapors in the working atmosphere from being exceeded. However, the extraction of exhales promotes the evaporation of organic solvents and leads to higher pollution of the external atmosphere.

Správnějším postupom je uzatváranie aparatúr a pracovných priestorov s ciefom dosiahnúť menšieho výskytu exhalátov za cenu vyššieho obsahu pár organického rozpúšťadla v exhaláte. V tomto případe sa nielen znižuje hnacia sila odparovania, ale sú vytvořené i priaznivejšie podmienky pre operácie umožňujúce spatné získavanie rozpúšťadla z exhalátov.A more appropriate procedure is to close the apparatus and work areas in order to achieve a lower incidence of exhalates at the cost of a higher organic solvent vapor content in the exhalate. In this case, not only is the evaporative driving force reduced, but more favorable conditions are created for the operations allowing for the poor recovery of the solvent from the fumes.

Najbežnejším sposobom znižovania obsahu pár organických rozpúšťadiel v plynnej zmesi je chladenie plynnej zmesi spojenej s kondenzáciou pár organických rozpúšťadiel.The most common way to reduce the vapor content of organic solvents in a gas mixture is to cool the gas mixture associated with the condensation of organic solvent vapors.

Pre bežnú přítomnost vodnej páry v exhalátoch však ich ochladzovanie na teploty nižšie ako 0°C naráža na problém vytvárania ladu na chladenýcli plochách. Ochladzovaním exhalátov na teploty nad 0 °C zase nie je možné dosiahnúť potřebného zníženia obsahu pár v exhalátoch. Tak například ochladením exhalátov obsahujúcičh páry trichlóretylénu na teplotu 0 °C možno znížiť obsah trichlóretylénu v plynnej zmesi na 0,6 % obj., resp. 35 g/m³, čo podstatné převyšuje najvyššiu prípustnú koncentráciu — 250 mg trichlóretylénu na m³ vzduchu.However, due to the normal presence of water vapor in the fumes, cooling them to temperatures below 0 ° C encounters the problem of ice formation on the cooling surfaces. By cooling the exhalates to temperatures above 0 ° C, it is not possible to achieve the desired reduction in the vapor content of the exhalates. For example, cooling the trichlorethylene vapor exhales to 0 ° C can reduce the trichlorethylene content of the gas mixture to 0.6 vol. 35 g / m ³ , which significantly exceeds the maximum permissible concentration - 250 mg trichlorethylene per m ^{3 of} air.

Lepších výsledkov možno dosiahnuť chladením exhalátov po ich predchádzajúcej kompresii, resp. adsorpciou pár organických rozpúšťadiel na vhodnom adsorbente — například aktívnom uhlí. Známe sú i spósoby zachytávania pár organických rozpúšťadiel z ich plynných zmesi za použitia absorpčných činidiel, ako metanol, etanol alebo pyridin.Better results can be obtained by cooling the exhalates after their previous compression, respectively. by adsorption of a pair of organic solvents on a suitable adsorbent such as activated carbon. Methods for capturing vapors of organic solvents from their gaseous mixtures using absorbents such as methanol, ethanol or pyridine are also known.

Každý z uvedených postupov umožňuje za vhodných podmienok dosiahnuť významné zníženia obsahu pár organických rozpúšťadiel v plynných zmesiach.Each of these processes makes it possible, under appropriate conditions, to achieve a significant reduction in the vapor content of the organic solvents in the gas mixtures.

Vysoké energetické náklady, problematické spatné získavanie organických rozpúšťadiel z adsorpčného, resp. absorpčného činidla však bránla širšiemu využitiu uvedených technických možností.High energy costs, problematic poor recovery of organic solvents from adsorption, resp. however, the absorbent has prevented a wider use of the technical possibilities.

Bolo teraz nájdené, že zneškodňovanie exhalátov obsahujúcičh páry toxických organických rozpúšťadiel, ako trichloretylén, perchlóretylén, benzén alebo toluén možno dosiahnúť technicky i ekonomicky efektivnějším postupom, ktorý je predmetom tohoto vynálezu.It has now been found that the disposal of fumes containing vapors of toxic organic solvents, such as trichlorethylene, perchlorethylene, benzene or toluene, can be achieved by the technically and economically more efficient process of the present invention.

Podstatou předmětného vynálezu je uvádzanie plynnej zmesi obsahujúcej páry organických rozpúšťadiel do kontaktu s vodným roztokom o teplote —20 °C až +60 °C obsahujúcim 30 až 80 % hmotnostných 6-kaprolaktámu za absolútneho tlaku v rozsahu 90 kPa až 200 kPa.It is an object of the present invention to contact a gaseous mixture comprising organic solvent vapors with an aqueous solution at a temperature of -20 ° C to + 60 ° C containing 30 to 80% by weight of 6-caprolactam at an absolute pressure in the range of 90 to 200 kPa.

Spracovaním exhalátov obsahujúcičh páry organických rozpúšťadiel postupom podfa vynálezu možno dosiahnúť zníženia obsahu pár organických rozpúšťadiel pod dovolené hranice najvyšších přípustných koncentrácií, a tak odstrániť ich toxicitu.By treating the organic solvent vapor exhales by the process of the invention, it is possible to reduce the organic solvent vapor content below the permissible limits of maximum permissible concentrations and thus eliminate their toxicity.

Nájdené absorpčně činidlo umožňuje použitie v poměrně širokom teplotnom rozmedzí a ekonomická výhodnost jeho· volby vyplývá z jednoduchej možnosti spatného získavania absorbovaného organického rozpúšťadla známými postupmi heteroazeotropickej destilácie za použitia vodnej páry.The absorbent agent found allows use over a relatively wide temperature range and the economic advantage of its choice results from the simple possibility of poor recovery of the absorbed organic solvent by known methods of heteroazeotropic distillation using water vapor.

Spojením absorpcie pár organických rozpúšťadiel s ich desorpciou známým postupom heteroazeotropickej destilácie za použitia páry možno vytvořit čistiacu jednotku, na ktorej sa za přijatelných energetických nákladov dosiahne rozdelenie exhalátov na zdraviu neškodnú plynnú zmes a organické rozpúšťadlo, ktoré možno opatovne použit.By combining the absorption of vapors of organic solvents with their desorption by a known heteroazeotropic distillation process using steam, a purification unit can be formed in which, at an acceptable energy cost, the distribution of the exhalates to the health harmless gas mixture and the organic solvent can be used cautiously.

V případe použitia předmětného postupu zneškodňovania exhalátov vznikajúcich v operáciach čistenia 6-kaprolaktámu, nie je potřebná spatná desorpcia pár organického rozpúšťadla z absorpčného roztoku, nakol'ko tento možno bez problémov použiť v. navazujúcich operáciach čistenia 6-kaprolaktámu.In the case of using the present process for the disposal of the exhalates resulting from the 6-caprolactam purification operations, there is no need for poor desorption of organic solvent vapor from the absorption solution, since this can be used without difficulty. subsequent purification of 6-caprolactam.

Příklad 1 lítrov vzduchu obsahujúceho páry trichlóretylénu bolo v priebehu 1 hodiny uvádzanej do· spodnej laboratórnej absoirpčnej kolony priemeru 28 mm o účinnej výške náplně 500 mm. Náplň kolony bola skrápaná prúdom 20 1/hodlnu vodného roztoku obsahujúceho 65 °/o hmotnostných 6-kaprolaktámu o teplote +30 °C.Example 1 Air trichlorethylene pairs of air were fed to a bottom laboratory absoirption column of 28 mm diameter with an effective packing height of 500 mm over 1 hour. The column packing was sprinkled with a stream of 20 L / h of an aqueous solution containing 65% by weight of 6-caprolactam at + 30 ° C.

Protiprúdnym prechodom vzduchu cez absorpčný systém došlo k poklesu obsahu trichlóretylénu vo vzduchu z povodných 4 600 mg/m³ na 150 mg/m³.Upstream of the absorption system, the trichlorethylene content in the air decreased from the floods of 4 600 mg / m ³ to 150 mg / m ³ .

Příklad 2 litrov plynnej zmesi s obsahom pár toluénu bolo v priebehu 1 hodiny uvádzané do spodnej časti laboratórnej absorpčnej kolony popísanej v příklade 1, skrápanej prúdomEXAMPLE 2 liters of a toluene vapor gas mixture were introduced into the bottom of a laboratory absorption column described in Example 1 over a period of 1 hour, sprayed with a stream.

1/hodinu vodného roztoku obsahujúceho 65 °/o hmotnostných 6-kaprolaktámu o teplote + 20 °C.1 hour of an aqueous solution containing 65% by weight of 6-caprolactam at + 20 ° C.

Protiprúdnym prechodom plynnej zmesi cez absorpčný systém došlo k poklesu obsahu toluenu v zmesi z povodných 3 600 kg/m³na 60 mg/m³.Upstream of the gas mixture through the absorption system, the toluene content of the mixture decreased from the flood of 3,600 kg / m ³ to 60 mg / m ³ .

Příklad 3 litrov plynnej zmesi s obsahom pár benzénu bolo v priebehu 1 hodiny uvádzané do spodnej časti laboiratórnej absorpčnej kotlány popísanej v příklade 1, skrápané] prúdom 30 l/hodinu vodného roztoku obsahujúceho 60 % hmotnostných 6-kaprolaktámu o teplote —15 °C.Example 3 liters of a benzene vapor gas mixture was introduced into the bottom of the laboiratory absorption boiler described in Example 1, over 1 hour, with a stream of 30 l / h of an aqueous solution containing 60% by weight of 6-caprolactam at -15 ° C.

Protiprúdnym prechodom plynov cez absorpčný systém došlo k poklesu obsahu benzenu v plynnej zmesi z póvodných 5 000 mg/ /m³ na 40 mg/m³.Upstream gas flow through the absorption system, the benzene content of the gas mixture decreased from the original 5000 mg / m ³ to 40 mg / m ³ .

Claims

241562 30 1 / hour of an aqueous solution containing 65% (by weight) of 6-caprolactam at a temperature of + 20 ° C. The countercurrent flow of the gaseous mixture from the absorption system resulted in a decrease in the toluene content of the flood mixture of 3,600 kg / m 3 and 60 mg / m 3. EXAMPLE 3 80 liters of gaseous benzene-containing vapor mixture was introduced into the lower part of the laboratory absorption pad described in Example 1, sprayed with a flow of 30 liters / hour of an aqueous solution containing 60% for 1 hour. 6-caprolactam by weight temperature -15 ° C. By countercurrent gas passage through the adsorption system, the benzene content of the gaseous mixture was reduced from about 5000 mg / m 3 to 40 mg / m 3. PRED Μ ET Disposal of Exhalations Containing Vapors of Toxic Organic Solvents such as Trichlorethylene, Perchlorethylene, Benzene, or Toluene, characterized in that a gaseous mixture containing organic solvent vapor is contacted with an aqueous solution at an absolute pressure of 90 kPa From about 60 ° C to about 60% by weight of 6-caprolactam.