DE1517633A1

DE1517633A1 - Verfahren zum gefahrlosen Eindampfen von Abwassern der Trinitoluol-(TNT)-Herstellung mittels Tauchbrennern od.dgl.

Info

Publication number: DE1517633A1
Application number: DE19641517633
Authority: DE
Inventors: Kurmeier Dr Hans
Original assignee: ADOLF PLINKE CHEMISCH TECH BUE
Current assignee: ADOLF PLINKE CHEMISCH TECH BUE
Priority date: 1964-04-11
Filing date: 1964-04-11
Publication date: 1970-10-08

Description

Verfahren zum gefahrlosen Eindampfen von Abwassern der Trinitoluol- (TNT) - Herstellung mittels Tauchbrennern oder der- gleichen.
Y Bei der Herstellung von TNT wird eine Reihe von Reinigungsver- fahren angewandt, die in ,Aasserwäschen bestehen. Oabei wird das Naschwasser zunächst mit Alkalien, wie Soda, Natriumbikarbonat und/oder NaOH versetzt und anschließend rein verwendet. Diese Jasserwäschen dienen in der Hauptsache der Entfernung überschüssiger Säure. Sie vermögen jedoch nicht, die bei der Nitrierung des Toluols anfallenden Isomeren zu beseitigen.
Bei der Nitrierung des Toluols entsteht zu etwa 95 w das sym- metrische Produkt:i. 2. 4. 6. TNT oder Alpha TNT von der For- mel: weiches einen Erstarrungspunkt von etwa 8o,6oC aufweist und deneigentlichen Sprengstoff darstellt.
Ferner entstehen Isomeren, und zwar: 1. 3. 4. 6. TNT (ca. 3;6), 1. 2. 3. 4. TNT (1,5 ') und 1. 2. 3. 6. TNT (o95 ;ö). Diese Isomeren haben die Eigenschaft, sich in Lösungen von Salzen der schwefligen Säure zu lösen, während das :klpha TNT kaum ange- griffen wird.

In der Praxis bedient man sich heißer Lösungen von Natriumsulfit in Nasser (vo$ 5 bis zu 2o r'6-ig), mit denen das vorgewasche- ne TNT bei ca. 7o C behandelt und anschließend mehreren Sasserwäschen unterzogen wird. Das bei dieser biaschfolge anfallende 4asser macht eine lienge aus, die im Verhältnis zum gewaschenen TNT sich wie 1,6 : 1 verhält, dh. bei einer Produktion von 3o tons TNT fallen etwa 48 cbm Abwasser an. Dieses ist von bor- deauxroter Farbe und typischem Geruch. raus die#:etrt Grunde wird es als rotes jlbwasser bezeichnet. Es enthält die asymmetrischen TNT-Verbindungen zum größten Teil in echter Lösung, wobei die- se Löslichkeit offenbar durch Ersatz einer Nitrogruppe durch ei- ne S03Na Gruppe erzielt wird. Dabei entstehen Verbindungen vom Typ: die man als Dinitrotoluolsulfonsaures Natrium bezeichnen kann. Daneben scheinen Reduktionsvorgänge eine gewisse Rolle zu spie- len, die Anilin bzw. azofarbstoffe erzeugen und die für die ty- pische und intensive rote Farbe verantwortlich zu machen sind. Die Durchschnittsanalyse solcher roter Abwässer ist etwa folgen- de:

pII : 798 - 99o

Gesamttrockenrückstand: 7,o - 1490 x

.,ulfatgehalt . : 2,o ö als Na2S04 berechnet

Nitrokörper : 4,o - logo ;94 als 1)initrotoluolsuÄfon-

saures Natrium berechnet.

Beim Eindampfen die@-.es Abwassers erhält man eine Trockensubstanz von großer Schlag- und Hitzeempfindlichkeit, wobei heftige Ver- puffung auftritt. Hierin unterscheidet sich der Rückstand von normalen TNT, das zwar hitzeempfindlich ist, jedoch sehr robust gegen Schläge reagiert.

Aus diesen Eigenschaften des im roten Abwasser gelösten Nitrokörpers geht hervor, daß ein Eindampfen mit nachfolgender oder gleichzeitiger Verbrennung, wie z.0. in Zerstäubungstrocknern und Brennern oder auch nur in Vakuunverdanpfern mit Risiken ver- bunden ist.
Selbstverständlich ist das gleiche beim Eindampfen des roten Abwassers mit Milfe der sogenannten Tauchbrenner der Fall.
tjei Vakuumverdampfung lassen sich Bildungen gefährlicher, weil schlagempfindlic?cer Krusten nicht vermeiden.
Bei Tauchbrennern, welche mit Hilfe eines Tauchrohres die hei-Ilen Verbrennungsgast> einer Heizquelle direkt in die einzudampfen- de Flüssigkeit einführe% werden sich Krusten in Inneren und an heilten oberen Teil des Rohres, der nicht in die Flüssigkeit ein- taucht, bilden, die dann verpuffen. Auf diese Weise ist bei unbehandeltem roten lbwasser stets mit Gefahren zu rechnen, die in keinen der genannten Jearbeitungsfälle eingegangen werden kön- nen.

Auf der anderer: Seite ist die Beseitigung des roten Abwassers für äprengstofffabrikation ein schwerwiegendes Problem geworden. Das Einleiten dieses giftigen und gefährlichen Abwassers in Vorfluter gleich werlcher Art verbietet sich angesichts der steigenden Anforderungen von Stellen, die für die Reinhaltung des Wassers verantwortlich sind.

Es sind Vorschläge gemacht worden, dieses Abwasser iet Mischung

mit brennbaren Substanzen oder Inertstoffen zu verbrennen. Auch

hat man bereits Brenakasusern vorgeschlagen, in die das Abwasser

hioeinsedüat werden und der sich bildende Trockenrückstand ver-

brennen soll.

Es kam von hieraus nicht festgestellt werden, in welchem Um-

fange solche Anlagen sich heute in Betrieb befinden. Sicher ist

jedoch, das diese Arbeitsweise nicht ohne Gefahren ist und ein

sehr unbehagliches Gefühl bei ihren Betrieb erzeugen nuß.

Der Zweck der vorliegenden Lrfindung ist nun der, jegliches Ri-

siko auszuschließen und die, für die Geführen geschilderter Art

verantwortlichen Nitrokörper des roten Abwassers so zu v<-rändern,

daß es gefahrlos eingedampft, verbrannt oder sonstwie manipu-

liert werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren zielt besonders darauf ab, die

Aofarbeitoaa des roten Abwassers mittels Tauchbrennern mit nach-

folgender Yerbrennung der erhaltenen Konzentrate gefahrlos durch-

führen zu können. Wie es sich seit langem in der Praxis erwie-

sen hat, bedeutet die Verdampfung mittels Tauchbrennern eine be-

sonders wirtschaftliche Arbeitsweise, insbesondere dann, wenn man

den primär ent tehenden Drüden in nachgeschalteten Stufen aus-

wertet. Auf diese Weise können 4o itr. dasser und mehr mit Ikg

Reizöl (Ba 1o ooo Kal/kg) verdampft werden. Da bei der Beseiti-

gung den vorliegenden Abwassers keine zu großen Unkusten entste-

hen dürfen, scheint das Tauchbrennerverfahren für diesen Fall

ganz besonders zweckmäßig zu sein.

Es wurde nun beobachtet, daß sich die Nitrogruppen, so wie sie

im roten Abwasser vorliegen, verhältnismäßig leicht reduzieren

oder durch ungefährliche Gruppen substituieren lassen. Solche

Reduktionsvorgänge sind z.B, mit nascierendem Wasserstoff in hei-

ßen Abwasser derart durchzuführen, daß man es in Gegenwart von

Ustallspänen z.B. Ciseadrehspünen oder sonstigen Metallabfällen

mittels (Abfall) Schwefelsäure ansäuert. Solche Abfallschwefel-

säuren stehen in Spren#stofifabriken reichlich und billig zur Ver-

fügung. Das so-behandelte Wasser hat infolge der sauren Reaktion

eine hellrote Farbe und liefert beim Lindanpfen Trockenrückstän-

de, die nicht verpuffen, sondern ruhig veraschen. Offenbar durch

die geschilderte Reaktion die NOZ - zu N82 Gruppen reduziert.

Unter den zahlreichen weiteren Möglichkeiten der Reduktion sei

das Einleiten von SO in das heiße Abwasser bis zur sauren Reak-

tion genannt. Schweflige Säure ste!it in den meisten Sprengstoff-

tabriken aus der werkeigenen schwefelsäureerzeugung durch Ab-

rösten von Schwefelkiesen etc. zur Verfügung.

Bei dieser heaktion scheint neben der leduktion der NOe - zu NH@ Gruppen eine Substitution durch SO H Gruppen vor eich zu geien. Nach den Vergleich des itickstoifgehaltes der Trocken- substanz des unbehandelten mit der des so behandelten Abwgssers scheinen 4o 1 der NU;, Gruppen durch 10 H Gruppen ersetzt und der iest zu NH Gruppen reduziert zu sün. es werden also Liier völlig hainlose Verbindungen erzeugt. Tatsächlich verbren- nen die Trockenrückstände aus dem so behandeltem Abwßsser uhne die spur einer Verpuffung. In den meisten hüllen ist eine saure üeaktion der einzudampfen- den flüssigkcit wegen der damit verbundenen Korrosion und des abgehenden sauren drüdeas sehr unerwünscht. La hat sich gezeigt, daß die sauren Abwüsser nach vollendeter Umwandlung der Nitrogruppen sich nach dem Zusatz von Irdalkali - oder Alkalihydoxyden bzw. Karbonnten bis zum Neutralpunkt in gleichen leise gefahrlos eindampfen und verbrennen lassen wie dies bei den sauren, vorbehandelten Flüssigkeiten der Fall ist. Die folgenden Beispiele der erfindungsgemäßen Verfahren seien genannt, ohne dagidamit eine erschöpfende aarstellung aller. Möglichkeiten angegeben sei. Es wurde hier besonders die Wirt- schaftlichkeit berücksichtigt, die bei den Abwasser eine ent- scheidende Molle spielt. Beispiel 1 5 ltr. eines roten Abwassers, das heiß aus der TNT-Fabrikation entnommen wurde, enthält bei 1o 1 Trockensubstanz etwa 5 S Nitrokörper. Es wurde bis zum pH2 mit Abfallschwefelsäure ange- säuert, mit etga 16 gr Eisendrehspänen versetzt, wobei die Tem- peratur auf ?o C gehalten wurde.

Nach Aufhören der *asserstoffentwicklung, wurde das hellrote

Abwasser durch Zusatz von Magnesiurkarbonat neutralisiert und

in einem gasbeheizten Tauchbrenneraggregat auf etwa i kg ein-

gedampft. Der dickflüssige Rückstand wurde mit Sggesp#nen Ver-

mischt und verbrannt. Dieser Vorgang verlief" ohne Verpuffung.

Beispiel 2

@ wr@r

5 ltr. desgleichen Abwassers wie nach i wurden bis zum pHa mit-

tels frisch hergestellter 502 begast, wobei die dunkelrote Far-

be nach Hellrot hin unschlug . fier 30 Verbrauch betrug etwa

15 gr. Alsdann wurde durch @u,atz VOM Kalkhydrat auf den pU von

?,5 und die Flüssigkeit mittels Tauchbrenner auf etwa So x

Trockensubstanz gebracht. Das Konzentrat wurde über offener

Flamme verascht, wobei es ohpe Verpuffung abbrannte.

Claims

P a t e n t a n s ip"-r ü c h e Verfahren zum gefahrlosen Eindampfen von Abwässern der Trinitoluol- (TNT) - Herstellung mittels Tauchbrennern oder der- gleichen. Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrokörper vor dem Lindam;Jen durch iieduktion und/oder Substitution so verändert werden, dap die Eindampfung des Abwassers sowie die Verbrennung der Konzentrate-ohne Verpuffung vor sich geht. Anspruch 2 Verfahren nach 1 dadurch gekennzeichnet, dass für die Reduktion nascierender ,iasserstoff, erzeugt durch Metalle und ääuren, die in die abwaseer bis zur sauren Reaktion eingebracht werden, ver- wendet wird. Anspruch 3 rr m er wwrr,. Verfahren nach 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Reduk- tion und/oder Substitution dirch Einleiten gaslüriuiger :i0, in das Abwasser vollzogen wird. Anapru Verfahren nach 1 - 3 dadurch gekennzeichnet, dass die saure Lösung nach erfolgter Reduktion-Substitution mittels Erdalkali oder Alkalihydraten bsw. Karbonaten neutralisiert wird. AURruch 5 Verfahren nach 1 - 4 dadurcg gekennzeichnet, das:; zur Eindampfu; des behandelten Abwassers vorzugsweise Tauchbrenner ohne oder mit nachgeschalteten Vakuunstufen Verwendung finden. A@ts@@.ab _8 Verfahren nach 1 -- !f dadurch gekennzeichnet, dass die Konzen- trate für sich allein oder in Misahung mit anderen brennbaren Stoffee ohne Verpuffung verbrannt werden ]können.