CS263818B1

CS263818B1 - Způsob zpracování kyselých odpadních vod z výroby silikonových přípravků

Info

Publication number: CS263818B1
Application number: CS874174A
Authority: CS
Inventors: Stanislav Ing Csc Scholle; Zdenek Ing Csc Zadak; Ludmila Ing Dolezalova; Miloslav Hromadka; Stanislav Ing Ml Scholle
Original assignee: Stanislav Ing Csc Scholle; Zadak Zdenek; Ludmila Ing Dolezalova; Miloslav Hromadka; Stanislav Ing Ml Scholle
Priority date: 1987-06-08
Filing date: 1987-06-08
Publication date: 1989-05-12
Also published as: CS417487A1

Abstract

Způsob zpracování kyselých odpadáních vod z výroby silikonových přípravků, zaměřený na výrobu technicky čisté kyseliny chlorovodíkové a alkoholu, popřípadě technicky čisté kyseliny chlorovodíkové a alkylchloridu spočívající v tom, že se z kyselých odpadních vod s obsahem 15 až 30% hmot. HC1 a 15 až 30 % hmot. alkoholu oddestiluje alkohol, spontánně vzniklý alkylchlorid a voda, vzniklá směs se rozdělíTrakční kondenzací nebo destilací na alkohol a vodu a z patního podílu destilace se vydestiluje technicky čistá kyselina chlorovodíková s obsahem 15 až 21 % hmot. HC1, popřípadě se z kyselých odpadních vod oddéstiluje alkohol, část chlorovodíku a vody a spontánně vzniklý podíl alkylchloridu, tato směs par se uvede do styku s roztokem chloridu zinečnatého nebo železitého s koncentrací 50 až 80 % hmot. účinné složky při teplotě 110 až 150 °C, která je blízká teplotám varu těchto koncentrovaných roztoků, následující trakční kondenzací se oddělí voda od par alkoholu a alkylchloridu a postupně se kondenzují alkohol a alkylchlorid.

Description

Vynález se týká způsobu zpracování kyselých odpadních vod z výroby silikonových přípravků, obsahujících kyselinu chlorovodíkovou, alkohol a popřípadě alkylchlorid a stopy silikonů na technicky čistou kyselinu chlorovodíkovou a alkohol nebo alkylchlorid.

Při výrobě silikonových přípravků vznikají odpadní vody, obsahující 15 až 30 % hmot. HC1 a 15 až 30 % hmot. alkoholu (methanolu nebo ethanoluj, stopy silikonů neurčitého či neznámého složení a organických rozpouštědel. Jak známo; přítomný alkohol (obecně R.OH) se chlorovodíkem snadno esterifikuje na odpovídající alkylchlorid dle rovnovážné rekace

R . OIl + HC1 — R . Cl + HzO

Alkoholická kyselina chlorovodíková je velmi koroživni. Přítomná, byl¹ jen stopová množství silikonů výrazně ovlivňují povrchové napětí a tím i smáčivost vznikajících roztoků, a to i po mnohanásobném zředění kyseliny. Roztoky nelze vypouštět do veřejných toků. Biologické odbourávání silikonů je, jak známo, problematické.

Starší postupy likvidace kyselin tohoto typu navazovaly na výrobu alkylchloridů dle zmíněné rovnice tak, že se z odpadní kyseliny vytěsňuje chlorovodík působením koncentrované kyseliny sírové. Vzniklá přiměřeně zředěná kyselina sírová se využívá k výrobě superfosfátu, při čemž se toxicita doprovázející kyseliny alkylsírové nesledovala.

V současné době se ze známých agrochemických i ekologických důvodů upouští od používání superfosfátu jako hnojivá, čímž naznačený postup likvidace odpadní kyseliny ztrácí význam.

Nyní bylo zjištěno, že kyselé odpadní vody z výroby silikonových přípravků, obsahující kyselinu chlorovodíkovou, alkohol a popřípadě alkylchlorid a stopy silikonů a organických rozpouštědel, lze účinně zpracovat způsobem podle vynálezu na kyselinu chlorovodíkovou a alkohol nebo na kyselinu chlorovodíkovou a alkylchlorid.

Způsob zpracování kyselých odpadních vod z výroby silikonových přípravků na technicky čistou kyselinu chlorovodíkovou a alkohol, popřípadě na technicky čistou kyselinu chlorovodíkovou a alkylchlorid spočívá podle vynálezu v tom, že se z kyselých odpadních vod s obsahem 15 až 30 % hmot. HC1 a 15 až 30 % hmot. alkoholu oddestiluje alkohol, spontánně vzniklý alkylchlorid a voda, vzniklá směs se rozdělí frakční kondenzací nebo destilací na alkohol a vodu a z patního podílu destilace se vydestiluje technicky čistá kyselina chlorovodíková s obsahem 15 až 21 % hmot. HC1, popřípadě se z kyselých odpadních vod oddestiluje alkohol, část chlorovodíku a vody a spontánně vzniklý podíl alkylchloridů, tato směs par se uvede do styku s roztokem chloridu zinečnatého nebo železitého, 50 až 80 % hmot., při teplotě blízké teplotě varu tohoto roztoku 110 až 150 C, následující frakční kondenzací se oddělí voda od par alkoholu a alkylchloridů a postupně se kondenzují alkohol a alkylchlorid.

V případě, kdy je výroba zaměřena na technicky čistou kyselinu chlorovodíkovou a alkohol, se oddestilovává v prvém destilačním stupni prakticky veškerý alkohol. Destilace je vedena tak, aby z paty kolony vytékal roztok o přibližně azeotropickém poměru chlorovodíku a vody; proto se dle okamžitých koncentračních poměrů vstupního roztoku zpracovávaná odpadní kapalina ředí další vodou, a to s výhodou pomocným skrápěním kolony parním kondenzátem, nebo naopak destiluje směs par alkoholu a vody. Páry z hlavy destilační kolony, popřípadě kapalina z odpovídajícího deflegmátoru, vstupují do kondenzační kolony skrápěné alkoholem a současně s výhodou i slabým roztokem hydroxidu sodného tak, aby nežádoucí alkylchlorid hydrolyzoval.

V případě, kdy je výroba vedena na technicky čistou kyselinu chlorovodíkovou a alkylchlorid, se oddestilovává v prvém destilačním stupni vedle spontánně vzniklého alkylchloridu prakticky veškerý alkohol a takové množství kyseliny chlorovodíkové, kolik vyžaduje následná esterifikace alkoholu. Směs par z hlavy kolony popřípadě kondenzát z deflegmace se uvádí ve styk s katalyzátorem, jak bylo- uvedeno. Po této operaci se přehřáté páry frakčně kondenzují, přičemž se v patě kondenzační kolony oddělí voda jako velmi slabá (cca 1 % hmot.) kyselina chlorovodíková a v deflegmátoru se zachytí alkohol pro skrápění této i vstupní destilační kolony. Alkylchlorid, který prošel deflegmátorem kondenzace jako plyn, se pak běžným způsobem pere, komprimuje a ochlazením zkapalní.

Oba naznačené technologické postupy zpracování odpadních vod, jejichž složení není definováno a náhodně se mění, jsou z hlediska řízení výroby velmi náročné. Je třeba trvale korigovat nástřiky zpracovávaného odpadního' roztoku, zřeďovací vody, refluxních kapalin i otopy vařáků kolon, a ío s výhodou dle hodnot teplot, sledovaných na vhodných místech- výrobní aparatury.

Teploty při výrobním postupu, vedoucím k přípravě kyseliny chlorovodíkové a alkoholu činí ve hlavě kolony 65 až 100 °C, při postupu přípravy kyseliny chlorovodíkové a alkylchloridů cca 105 °C a jsou závislé na obsahu minerálních solí v. odpadních vodách.

Požadovanou koncentraci vyráběné kyseliny chlorovodíkové ověřuje teplota ve hlavě kyselinové kolony, nejméně 107 °C. Volba a řízení technologického režimu je proto s výhodou dána vloženým programem ústředního členu regulátoru, který řídí aparaturu metodou, označovanou jako samoregulující

2S 3318 se systém, přičemž na vhodná místa zařízení jsou zapojena čidla pro měření teplot, průtoků a regulaci.

Výhodou způsobu zpracování kyselých odpadních vod podle vynálezu je nejen odstranění ekologických problémů, ale i technicky jednoduché využití přítomných složek k získání technicky čisté kyseliny chlorovodíkové a alkylchloridu nebo výchozího alkoholu.

Pro bližší objasnění podstaty vynálezu je na přiloženém výkresu znázorněno schéma zpracování kyselých odpadních vod z výroby silikonových přípravků podle vynálezu. Na zásobník 1 kyselých odpadních vod je napojen výměník tepla 2 pro předehřívání této kapaliny. Výměník tepla 2 je propojen se vstupní destilační kolonou 3, která je otápěna vařákem 4 a v horní části opatřena odtahem destilačních par do kontaktního reaktoru 5, propojeného s vařákem 6. Kontaktní reaktor 5 je v horní části opatřen trubkou pro odvod par do kondenzační kolony 7 s pomocným vařákem 8. Alkoholické páry kondenzují ve chladiči 9, propojeném se zásobníkem alkoholu 10 a současně se vstupní destilační kolonou 3. Pata vstupní destilační kolony 3 je propojena s kyselinovou kolonou 11, opatřenou vařákem 12, kde se z roztoku oddělují páry kyseliny chlorovodíkové, kondenzující ve výměníku tepla 2, napojeném na chladič 13 s alkalickou koncovou pračkou odplynů 15. Chladič 13 je současně napojen na zásobník 14 vyráběné kyseliny.

Příklad 1

Uvažované odpadní vody se zpracovávají na technicky čistou kyselinu chlorovodíkovou a methanol.

Ze zásobníku 1 se odebírá 0,2 m³. h¹ odpadního roztoku, který obsahuje 24,6 % hmot. FICI, 18,7 % hmot. CH3OH a 56,7 % hmot. vody a zbytků nečistot. Do vstupní kolony 3 se nastřikuje 214 kg.h^-1 předehřátého roztoku, z toho 53 kg. h^_1 HC1, 40 kg .

. h“¹ CH3OH a 121 kg . h“¹ vody včetně zbytků. Methanolem skrápěnou kolonu 3 doplňuje nástřik 100 kg . h^-1 horkého parního kondenzátu, který brání průniku kyselých par do kolony 7. Vstupní kolonu 3 opouští směs par methanolu, vody a spontánně vzniklého chlormethanu. Refluxem kolony 7 je methanol a současně se skrápí slabým (cca 2 % hmot.) roztokem hydroxidu sodného, rozkládajícího chlormethan na methanol a chlorid sodný. Kondenzační kolona 7 produkuje asi 35 kg. Ir¹ methanolu. Z paty vstupní destilační kolony 3 se odpouští 265 kg. h^_1 kyseliny chlorovodíkové, z toho 53 kg. h^1- HC1 a 212 kg. Ir¹ vody a zbytků. V kyselinové koloně 11 se oddestiluje 242 kg. h^-1 kyseliny chlorovodíkové cca 20 % hmot. a odpadá 23 kg.h^-1 nečistého roztoku.

Technologický režim je ovládán řídicím počítačem. Hlavními měřicími body z hlediska regulace nástřiku a skrápění kolony 3 jsou teplotní údaje, snímané ve z hlediska methanolu obohacovací části kolony 3 a ve hlavě kolony 7. Vyráběná kyselina se odebírá z kolony 11 pouze při teplotě ve hlavě nad 107 °C; v opačném případě automatika vrací kondenzát do kolony 3.

Příklad 2

Sledované odpadní vody se přepracovávají na čistou kyselinu chlorovodíkovou a chlormethan.

Ze zásobníku 1 se odebírá a do kolony 3 nastřikuje odpadní roztok v množství a složení, uvedeném v příkladu 1. Methanolem skrápěnou kolonu 3 opouštějí páry HC1, CH3OH a H2O. Přecházejí reaktorem 5, který je skrápěn roztokem 70 % hmot. ZnCl2, předehřátého ve vařáku S na 130 °C. Vytvořený chlormethan, přebytečný methanol a voda vstupují jako páry do kondenzační kolony 7. Z paty kolony odtéká odpadní voda a deflegmátor 9 zachycuje nadbytečný methanol pro skrápění kolon 3, 7. Z paty kolony 3 se odpouští 71 kg. bto zahuštěné kyseliny jako nástřik kolony 11.

Claims

Způsob zpracování kyselých odpadních vod z výroby silikonových přípravků, zaměřený na výrobu technicky čisté kyseliny chlorovodíkové a alkoholu, popřípadě technicky čisté kyseliny chlorovodíkové a alkylchloridu vyznačený tím, že se z kyselých odpadních vod s obsahem 15 až 30 % hmot. HC1 a 15 až 30 % hmot. alkoholu odestiluje alkohol, spontánně vzniklý alkylchlorid a voda, vzniklá směs se rozdělí trakční kondenzací nebo destilací na alkohol a v.cdu a z patního podílu destilace se vydestiluje technicky čistá kyselina chlorovodíková s vynalezu obsahem 15 až 21 % hmot. HC1, popřípadě se z kyselých odpadních vod oddestiluje alkohol, část chlorovodíku a vody a spontánně vzniklý podíl alkylchloridu, tato směs par se uvede do styku s roztokem chloridu zinečnatého nebo železitého s koncentrací 50 až 80 °/o hmot.účinné složky při teplotě 110 až 150 °C, která je blízká teplotám varu těchto koncentrovaných roztoků, následující trakční kondenzací se oddělí voda od par alkoholu a alkylchloridu a postupně se kondenzují alkohol a alkylchlorid.