DE69311493T2 - Process for the disposal of chlorinated organic products by oxidation - Google Patents

Process for the disposal of chlorinated organic products by oxidation

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von chlorierten organischen Produkten. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Entsorgung von chlorierten organischen Produkten durch eine Oxidationsbehandlung mit Wasserstoffperoxid (H&sub2;O&sub2;) in der Gegenwart von Fe(II)-Ionen, gegebenenfalls unter Miteinbeziehung anderer Übergangsmetallionen, und einem Phasentransferreagenz.The present invention relates to a process for disposing of chlorinated organic products. In particular, the present invention relates to a process for disposing of chlorinated organic products by an oxidation treatment with hydrogen peroxide (H₂O₂) in the presence of Fe(II) ions, optionally with inclusion of other transition metal ions, and a phase transfer reagent.

Die chlorierten organischen Produkte sind eine Substanzklasse, welche auf verschiedenen technischen Gebieten in weitem Umfang verwendet werden. Darunter sind am gebräuchlichsten die Verbindungen mit einer Alkylstruktur, einer aromatischen oder alkylaromatischen Struktur, wie polychlorierte Biphenyle (PCBs), 1,1,1-Trichlor-2,2-bis(p- chlorphenyl)ethan (DDT), Tetrachlorethan, Dichlorbenzole, Chlorphenole, Hexachlorcyclohexan, oder olefinische Struktur wie Trichlorethylen.Chlorinated organic products are a class of substances that are widely used in various technical fields. The most common of these are compounds with an alkyl structure, an aromatic or alkylaromatic structure, such as polychlorinated biphenyls (PCBs), 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane (DDT), tetrachloroethane, dichlorobenzenes, chlorophenols, hexachlorocyclohexane, or olefinic structure such as trichloroethylene.

Im allgemeinen sind sie toxische und im hohen Maße umweltverschmutzende Produkte, deren Entsorgung nach dem Gebrauch viele Probleme mit sich bringt. In der Praxis ist es notwendig ein Entsorgungsverfahren zu verwenden, welches auch in einem großen Maßstab anwendbar ist, welches so weit als möglich wirksam, wirtschaftlich und frei von Risiken für die Umwelt ist. Es ist besonders schwierig, dieses optimale Ziel zu erreichen, da die chlorierten organischen Produkte eine hohe Stabilität besitzen und wenn sie mit chemischen und/oder physikalischen Mitteln behandelt werden, im hohen Maße umweltverschmutzende Nebenprodukte bilden.In general, they are toxic and highly polluting products, the disposal of which after use presents many problems. In practice, it is necessary to use a disposal process that can be used on a large scale and that is as effective, economical and free of risks to the environment as possible. It is particularly difficult to achieve this optimal objective because chlorinated organic products are very stable and, when treated with chemical and/or physical means, they form highly polluting by-products.

Zum Beispiel sind polychlorierte Biphenyle (PCBs) in hohem Maße toxische und cancerogene aromatische Chlorverbindungen, welche bis vor kurzem auf Grund ihrer dielektrischen Eigenschaften in großem Umfang als Öle für elektrische Ausrüstungen und insbesondere für Kondensatoren verwendet wurden. wegen ihrer hohen Toxizität verordnen die derzeit gültigen Reglementierungen die Entfernung von PCBs und ihren Ersatz durch Kohlenwasserstoffmineralöle. Dies macht es notwendig, große Mengen an PCBs zu entfernen, welche für gewöhnlich entweder in organischen Lösungsmitteln (zum Beispiel Hexachlorbenzol) aufgelöst oder in Isolierungs- und/oder Trägermaterialien wie Papier, Pappe, Holz usw. imprägniert sind. Es ist ferner oft notwendig die PCBs aus Mineralölen zu entfernen, welche als Folge von einer nicht vorschriftsmäßigen Reinigung der elektrischen Ausrüstung vor dem Austausch kontaminiert sein können.For example, polychlorinated biphenyls (PCBs) are highly toxic and carcinogenic aromatic chlorine compounds which, until recently, were widely used as oils for electrical equipment and in particular for capacitors due to their dielectric properties. Due to their high toxicity, current regulations require the removal of PCBs and their replacement with hydrocarbon mineral oils. This makes it necessary to remove large quantities of PCBs which are usually either dissolved in organic solvents (e.g. hexachlorobenzene) or impregnated in insulating and/or support materials such as paper, cardboard, wood, etc. It is also often necessary to remove PCBs from mineral oils which may be contaminated as a result of improper cleaning of electrical equipment before replacement.

Die am meisten verwendete Behandlung für die Entsorgung von chlorierten organischen Produkten ist das Verbrennen, welches in geeignet ausgerüsteten Anlagen durchgeführt wird, um die Bildung von äußerst toxischen chlororganischen Verbindungen wie Parachlordibenzodioxine, Parachlordibenzofurane und dergleichen zu verhindern. Außer der Tatsache, daß dies nicht nur die Entsorgung von lediglich den chlorierten Verbindungen, sondern ebenfalls von den damit verschmutzten Materialien mit sich bringt, ist dies auf jeden Fall ein teures Verfahren, welches nicht frei von Risiken für die Umwelt ist.The most commonly used treatment for the disposal of chlorinated organic products is incineration, which is carried out in suitably equipped plants to prevent the formation of highly toxic chlorinated organic compounds such as parachlorodibenzodioxins, parachlorodibenzofurans and the like. In addition to the fact that this involves the disposal not only of the chlorinated compounds but also of the materials contaminated with them, this is in any case an expensive process which is not free of risks for the environment.

In US-A-5 004 551 werden chlorierte Phenole unter Einsatz eines Oxidationsmittels in der Gegenwart einer katalytischen Menge eines Protoporphyrinkomplexes mit Fe³&spplus; behandelt, um die gefährlichen Chlorphenole für einen Abbau umzuwandeln, wobei die gefährlichen Produkte durch Mikroorganismen abgebaut werden.In US-A-5 004 551, chlorinated phenols are treated using an oxidizing agent in the presence of a catalytic amount of a protoporphyrin complex with Fe³⁺ to convert the hazardous chlorophenols to degradation, with the hazardous products being degraded by microorganisms.

Der Anmelder hat nun ein Verfahren zur Entsorgung von chlorierten organischen Produkten entdeckt, welches das Oxidieren solcher Produkte mit H&sub2;O&sub2; in Gegenwart von geeigneten Katalysatoren und Phasentransferreagenzien umfaßt, mit einer Bildung von nichttoxischen Substanzen und einer Möglichkeit der Rückführung der verschmutzten Materialien, mit deutlichen Vorteilen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit und der Umwelt als im Vergleich mit den bis jetzt verwendeten Verfahren.The Applicant has now discovered a process for the disposal of chlorinated organic products, which comprises oxidizing such products with H₂O₂ in the presence of suitable catalysts and phase transfer reagents, with a formation of non-toxic substances and a possibility of recycling the contaminated materials, with clear economic and environmental advantages compared with the processes used up to now.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Entsorgung von chlorierten organischen Produkten zur Verfügung zu stellen, welches das Behandeln dieser Produkte mit einer wäßrigen H&sub2;O&sub2;-Lösung in Gegenwart von Fe(II)-Ionen, welche gegebenenfalls mit einem oder mehreren Übergangsmetallionen assoziiert sein können, ausgewählt aus Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) und Mo(IV), und in Gegenwart eines Phasentransferreagenz umfaßt.It is therefore an object of the present invention to provide a process for the disposal of chlorinated organic products which comprises treating these products with an aqueous H₂O₂ solution in the presence of Fe(II) ions, which may optionally be associated with one or more transition metal ions, selected from Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) and Mo(IV), and in the presence of a phase transfer reagent.

Unter den chlorierten Produkten, auf welche das Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann, können wir beispielhaft solche nennen, welche folgendes besitzen:Among the chlorinated products to which the process of the present invention can be applied, we can mention by way of example those which have:

(a) eine aromatische Struktur, wie Polychlorbiphenyle (PCBs), Chlorbenzole (zum Beispiel ortho- und meta- Dichlorbenzol), Chlorphenole (zum Beispiel para-, Triund Pentachlorpenol) usw.;(a) an aromatic structure, such as polychlorobiphenyls (PCBs), chlorobenzenes (for example ortho- and meta- dichlorobenzene), chlorophenols (for example para-, tri- and pentachlorophenol), etc.;

(b) eine alkylaromatische Struktur, wie 1,1,1-Trichlor-2-2- bis(p-chlorpenyl)ethan (DDT) und andere;(b) an alkyl aromatic structure such as 1,1,1-trichloro-2-2-bis(p-chlorophenyl)ethane (DDT) and others;

(c) eine olefinische Struktur, wie Trichlorethylen, Perchlorbutadien usw.;(c) an olefinic structure such as trichloroethylene, perchlorobutadiene, etc.;

(d) eine aliphatische oder cycloaliphatische Struktur, wie Tetrachlorethan, Hexachlorcyclohexan, hydriertes Chloral, Hexachlorethan, Perchloraceton usw.(d) an aliphatic or cycloaliphatic structure such as tetrachloroethane, hexachlorocyclohexane, hydrogenated chloral, hexachloroethane, perchloroacetone, etc.

Die in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung beteiligte Reaktion ist eine Oxidationsreaktion in heterogener Phase, da die chlorierten organischen Produkte in der wäßrigen Phase, welche das H&sub2;O&sub2;/Fe²&spplus;-Oxidationssystem enthält, nicht löslich sind. Daher ist die Gegenwart eines Phasentransferreagenz notwendig, d.h. eines Produkts, welches als eine "Brücke" zwischen den Molekülen des chlorierten organischen Produkts und dem Oxidationssystem wirkt. Fur eine erschöpfende Diskussion solcher Produkte siehe C. Starks, C. Liotta, "Phase transfer catalysts", Academic Press (1978).The reaction involved in the process of the present invention is a heterogeneous phase oxidation reaction since the chlorinated organic products are not soluble in the aqueous phase containing the H2O2/Fe2+ oxidation system. Therefore, the presence of a phase transfer reagent is necessary, i.e. a product which acts as a "bridge" between the molecules of the chlorinated organic product and the oxidation system. For an exhaustive discussion of such products see C. Starks, C. Liotta, "Phase transfer catalysts", Academic Press (1978).

Unter den nach dem Stand der Technik als Phasentransferreagenzien bekannten Produkten sind diejenigen, welche vorteilhaft im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, die Ammonium-, Phosphonium- oder Arsoniumsalze der allgemeinen Formel: Among the products known in the art as phase transfer reagents, those which can be advantageously used in the process of the present invention are the ammonium, phosphonium or arsonium salts of the general formula:

wobei:where:

Q aus N, P und As ausgewählt ist;Q is selected from N, P and As;

R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder voneinander verschieden sind und aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub3;&sub5;-,vorzugsweise C&sub1;-C&sub1;&sub2;-Alkylgruppen, C&sub6;-C&sub1;&sub0;-Arylgruppen, C&sub7;-C&sub3;&sub0;-, vorzugsweise C&sub7;-C&sub1;&sub2;-Arylalkyl- oder Alkylarylgruppen ausgewählt sind, vorausgesetzt, daß mindestens ein R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; von Wasserstoff verschieden ist; X&supmin; aus OH&supmin;, Cl&supmin;, Br&supmin;, I&supmin; und BH&sub4;&supmin; ausgewählt ist.R₁, R₂, R₃ and R₄ are the same or different from one another and are selected from hydrogen, C₁-C₃₅, preferably C₁-C₁₂ alkyl groups, C₆-C₁₀ aryl groups, C₇-C₃₀, preferably C₇-C₁₂ arylalkyl or alkylaryl groups, provided that at least one of R₁, R₂, R₃ and R₄ is other than hydrogen; X⁻ is selected from OH⁻, Cl⁻, Br⁻, I⁻ and BH⁻⁻.

Eine andere Klasse von Phasentransferreagenzien, welche im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, wird durch die Pyridiniumsalze der Formel: Another class of phase transfer reagents useful in the process of the present invention is represented by the pyridinium salts of the formula:

dargestellt, wobei R eine C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppe ist, während X&supmin; wie oben definiert ist.where R is a C₁-C₂₀ alkyl group, while X⁻ is as defined above.

Eine weitere Klasse an Produkten, welche als Phasentransferreagenzien im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind die der Ephedrinsalze, mit der allgemeinen Formel: Another class of products which can be used as phase transfer reagents in the process of the present invention are those of ephedrine salts, having the general formula:

wobei: R&sub5; gleich oder voneinander verschieden C&sub1;-C&sub6;-Alkylgruppen sind; X&supmin; wie oben definiert ist. Solche Produkte werden von Gani V., Tapinte C., Viout P. in "Tetrahedron Letters", Seite 4435, 1983, und von Bunton C., Robinson L., Stam M. in "Tetrahedron Letters", Seite 121, 1971, beschrieben.where: R₅ are the same or different C₁-C₆ alkyl groups; X⁻ is as defined above. Such products are described by Gani V., Tapinte C., Viout P. in "Tetrahedron Letters", page 4435, 1983, and by Bunton C., Robinson L., Stam M. in "Tetrahedron Letters", page 121, 1971.

Es ist ebenfalls möglich Mischungen von verschiedenen Phasentransferreagenzien zu verwenden, um so auf die beste Weise die Charakteristiken eines jeden Typs an Transferreagenz zu kombinieren, um eine gute Mineralisierung der Chloratome ebenso wie eine vollständige Eliminierung der chlorierten organischen Produkte zu erhalten.It is also possible to use mixtures of different phase transfer reagents in order to best combine the characteristics of each type of transfer reagent in order to obtain a good mineralization of the chlorine atoms as well as a complete elimination of the chlorinated organic products.

Beispiele von Phasentransferreagenzien, welche im Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendbar sind, sind die folgenden:Examples of phase transfer reagents which can be used in the process of the present invention are the following:

(C&sub4;H&sub9;)&sub4;N&spplus; X&supmin;; (C&sub1;&sub0;H&sub2;&sub1;)&sub3;N&spplus;C&sub3;H&sub7; X&supmin;; (C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;)&sub3;N&spplus;CH&sub3; X&supmin;;(C4 H9 )4 N+ X⁻; (C10 H21 )3 N+ C3 H7 X⁻; (C18 H37 )3 N+CH3 X⁻;

(C&sub1;&sub8;H&sub3;&sub7;)&sub2;N&spplus; (CH&sub3;)&sub2;X&supmin;; (C&sub4;H&sub9;)&sub3;P&spplus;C&sub1;&sub6;H&sub3;&sub3; X&supmin;;(C18 H37 )2 N+ (CH 3 ) 2 X - ; (C4 H9 )3 P+ C16 H33 X⁻;

(C&sub7;H&sub1;&sub5;)&sub3;N&spplus;CH&sub3; X&supmin;; (C&sub6;H&sub5;)&sub3;As&spplus;CH&sub3; X&supmin;; (C&sub6;H&sub5;CH&sub2;)N&spplus; (CH&sub3;)&sub3; X&supmin;; (C7 H15 )3 N+CH3 X⁻; (C6 H5 )3 As+CH3 X⁻; (C6 H5 CH2 )N+ (CH3 )3 X⁻;

Für die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Tetraalkylammoniumsalze besonders bevorzugt, in welchen die Alkyle gleich oder voneinander verschieden 1 bis 35 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 1 bis 12 Kohlenstoffatome besitzen.For the embodiment of the present invention, the tetraalkylammonium salts are particularly preferred in which the alkyls, identical or different, have 1 to 35 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms.

Die zu entfernenden chlorierten organischen Produkte sind für gewöhnlich in Mengen von 100 bis 5000 ppm vorhanden, während das Phasentransferreagenz in Konzentrationen verwendet wird, welche bezogen auf die wäßrige Phase von 20 bis 500 ppm, vorzugsweise von 100 bis 300 ppm, reichen.The chlorinated organic products to be removed are usually present in amounts of 100 to 5000 ppm, while the phase transfer reagent is used in concentrations ranging from 20 to 500 ppm, preferably from 100 to 300 ppm, based on the aqueous phase.

Neben den Phasentransferreagenzien umfaßt das Verfahren der vorliegenden Erfindung die Verwendung von Fe(II)-Ionen als Katalysatoren, welche gegebenenfalls mit einem oder mehreren Übergangsmetallionen, ausgewählt aus Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) und Mo(IV) assoziiert sind. Darunter sind Cu(II)-Ionen bevorzugt. Metallionen werden in Mengen zugegeben, welche für gewöhnlich von 50 bis 1000 ppm für die Fe(II)-Ionen und von 0 bis 400 ppm für die anderen oben angegebenen Übergangsmetallionen reichen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden Mischungen aus Fe(II)-Ionen und Cu(II)-, Ti(IV)-, Mn(II)-, Co(II)-, Ni(II)-, W(IV)- oder Mo(IV)-Ionen in äquimolaren Mengen verwendet, wobei jede derer Konzentrationen von 50 bis 400 ppm, vorzugsweise von 150 bis 250 ppm reicht.In addition to the phase transfer reagents, the process of the present invention comprises the use of Fe(II) ions as catalysts, optionally associated with one or more transition metal ions selected from Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) and Mo(IV). Among these, Cu(II) ions are preferred. Metal ions are added in amounts usually ranging from 50 to 1000 ppm for the Fe(II) ions and from 0 to 400 ppm for the other transition metal ions specified above. In a preferred embodiment, mixtures of Fe(II) ions and Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) or Mo(IV) ions are used in equimolar amounts, each of whose concentrations ranges from 50 to 400 ppm, preferably from 150 to 250 ppm.

Die oben erwähnten Metallionen werden in Form von löslichen Salzen zugegeben. Insbesondere bei Fe(II)-Ionen ist es möglich, zum Beispiel Eisen(II)sulfat, Eisen(II)chlorid, Eisen(II)nitrat, Ammoniumeisen(II)sulfat usw. zu verwenden. Aus arbeitstechnischen und wirtschaftlichen GesichtspunktenThe metal ions mentioned above are added in the form of soluble salts. In particular, with Fe(II) ions it is possible to use, for example, iron(II) sulfate, iron(II) chloride, iron(II) nitrate, ammonium iron(II) sulfate, etc. From a work-related and economic point of view

ist Eisen(II)sulfat-heptahydrat FeSO&sub4; 7H&sub2;O besonders bevorzugt. Unter den Kupfersulfaten kann zum Beispiel Kupfersulfat-pentahydrat CuSO&sub4; 5H&sub2;O verwendet werden.Iron(II) sulfate heptahydrate FeSO₄ 7H₂O is particularly preferred. Among the copper sulfates, for example, copper sulfate pentahydrate CuSO₄ 5H₂O can be used.

Im Hinblick auf Wasserstoffperoxid wird dieses in der Form einer wäßrigen Lösung verwendet, in solchen Mengen, daß das Molverhältnis an zugegebenem H&sub2;O&sub2; zu anfänglich vorhandenem chlorierten Produkt im allgemeinen von 0,2 bis 100, vorzugsweise von 0,2 bis 30 reicht. Die Konzentration der wäßrigen Wasserstoffperoxidlösung ist kein einschränkender Parameter; zur Vereinfachung der Arbeitsbedingungen werden im allgemeinen Wasserstoffperoxidlösungen mit 30 bis 50 Vol.-% verwendet. Die Wasserstoffperoxidlösung wird vorzugsweise schrittweise und kontinuierlich zu der Reaktionsmischung zugegeben, um leichter die Reaktionsbedingungen zu steuern, insbesondere die Temperatur und den pH Die Zugabegeschwindigkeit erreicht im allgemeinen von 0,2 bis 3 ml/min, jedoch kann sie über einen weiten Bereich variiert werden, abhängig von den spezifischen Reaktionsbedingungen.With regard to hydrogen peroxide, it is used in the form of an aqueous solution, in such quantities that the molar ratio of H₂O₂ added to chlorinated product initially present generally ranges from 0.2 to 100, preferably from 0.2 to 30. The concentration of the aqueous hydrogen peroxide solution is not a limiting parameter; to simplify the working conditions, hydrogen peroxide solutions of 30 to 50% by volume are generally used. The hydrogen peroxide solution is preferably added gradually and continuously to the reaction mixture in order to more easily control the reaction conditions, in particular the temperature and the pH. The rate of addition generally ranges from 0.2 to 3 ml/min, but it can be varied over a wide range depending on the specific reaction conditions.

Die Reaktionstemperatur kann über einen weiten Bereich im allgemeinen von 40 bis 200ºC, vorzugsweise von 70 bis 120ºC variiert werden. Der pH reicht im allgemeinen von ungefähr 2 bis 7, vorzugsweise von ungefähr 3 bis 4, und wird während der Reaktion durch die Zugabe geringer Mengen einer wäßrigen Lösung einer Säure (H&sub2;SO&sub4;) oder einer Base (z.B. NaOH) in solchen Bereichen gehalten.The reaction temperature can be varied over a wide range, generally from 40 to 200°C, preferably from 70 to 120°C. The pH generally ranges from about 2 to 7, preferably from about 3 to 4, and is maintained in such ranges during the reaction by the addition of small amounts of an aqueous solution of an acid (H₂SO₄) or a base (e.g. NaOH).

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung führt zu einer quantitativen Umwandlung der chlorierten organischen Produkte zu nichttoxischen Produkten, begleitet von einem guten Grad der Mineralisation der Chloratome, d.h. Umwandlung des organischen Chlors zu Chlorionen.The process of the present invention leads to a quantitative conversion of the chlorinated organic products to non-toxic products, accompanied by a good degree of mineralization of the chlorine atoms, i.e. conversion of the organic chlorine to chlorine ions.

In dem Fall, indem das zu entsorgende chlorierte Produkt in einem organischen Lösungsmittel oder in einem Mineralöl vom Kohlenwasserstofftyp aufgelöst ist, wird die Reaktionsmischung auf eine voreingestellte Reaktionstemperatur erwärmt und dann intensiv verrührt, um die beiden Phasen in einen innigen Kontakt miteinander zu bringen, um dadurch eine Wasser/Öl-Makroemulsion (die vorherrschende Phase ist die organische Phase) zu erhalten.In the case where the chlorinated product to be disposed of is dissolved in an organic solvent or in a mineral oil of the hydrocarbon type, the reaction mixture is heated to a preset reaction temperature and then stirred intensively to bring the two phases into intimate contact with each other, thereby obtaining a water/oil macroemulsion (the predominant phase is the organic phase).

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele, welche lediglich zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung des Umfangs der Erfindung gegeben werden, ausführlicher veranschaulicht werden.The present invention will be illustrated in more detail by the following examples which are given merely for illustration and not to limit the scope of the invention.

In jedem Beispiel wurde der Reaktionsverlauf nachvollzogen, indem nach einer programmierten Zugabe von Wasserstoffperoxid geringe Mengen der Reaktionsmischung entnommen und die folgenden Parameter davon bestimmt wurden.In each example, the course of the reaction was reproduced by taking small amounts of the reaction mixture after a programmed addition of hydrogen peroxide and determining the following parameters.

(a) Konzentration des chlorierten organischen Produkts(a) Concentration of chlorinated organic product

Sie wird durch eine gaschromatographische Analyse bestimmt (mit der festen Phase Tenax gepackte 2 Meter lange Säule; Trägergas: Stickstoff; Temperaturprogramm: während 2 Minuten isotherm bei 100ºC; Gradient mit 10ºC/min bis auf 180ºC; während 25 Minuten isotherm bei 180ºC). Jede Injektion (0,6 µl) wird mit einer Probe durchgeführt, welche mit CH&sub2;Cl&sub2; in einem 1:1-Verhältnis, zu dem CH&sub3;OH als ein interner Standard gegeben wurde, verdünnt ist.It is determined by gas chromatographic analysis (2-meter-long column packed with Tenax solid phase; carrier gas: nitrogen; temperature program: isothermal at 100ºC for 2 minutes; gradient at 10ºC/min up to 180ºC; isothermal at 180ºC for 25 minutes). Each injection (0.6 µl) is carried out with a sample diluted with CH₂Cl₂ in a 1:1 ratio to which CH₃OH has been added as an internal standard.

Im Hinblick auf die PCBs wurden alle Berechnungen auf die drei hauptsächlichen PCB-Isomeren bezogen, für welche die nachfolgenden Zusammensetzungen bestimmt wurden:With regard to PCBs, all calculations were based on the three main PCB isomers, for which the following compositions were determined:

C&sub1;&sub2;H&sub7;Cl&sub3; : 21,21 %C12 H7 Cl3 : 21.21%

C&sub1;&sub2;H&sub5;Cl&sub5; : 0,95 %C12 H5 Cl5 : 0.95%

C&sub1;&sub2;H&sub6;Cl&sub4; : 77,83 %C12 H6 Cl4 : 77.83%

Auf der Basis einer solchen Zusammensetzung wurde ein mittleres Molekulargewicht von 280,5 bestimmt, wobei die mittlere Zahl der Chloratome gleich 3,74 ist.On the basis of such a composition, an average molecular weight of 280.5 was determined, with the average number of chlorine atoms being 3.74.

(b) Chlorionenkonzentration(b) Chlorine ion concentration

Die Chlorionen werden mittels einer Extraktion mit H&sub2;O, welches mit 0,1%-iger HNO&sub3; angesäuert ist, rückgewonnen und durch eine voltammetrische Titration in einem sauren Medium mit AgNO&sub3; analysiert.The chlorine ions are recovered by extraction with H₂O acidified with 0.1% HNO₃ and analyzed by voltammetric titration in an acidic medium with AgNO₃.

(c) COD (chemischer Sauerstoffbedarf)(c) COD (chemical oxygen demand)

Er wird durch Oxidation mit Kaliumbichromat in einem sauren Medium und durch Titration mit Eisen(II)sulfat gemäß dem von N.W. Hanson in "Official, Standardized and Recommended Methods of Analysis" bestimmt (Seite 383, The Society for Analytical Chemistry, 1973).It is determined by oxidation with potassium bichromate in an acidic medium and by titration with iron(II) sulfate according to the method described by N.W. Hanson in "Official, Standardized and Recommended Methods of Analysis" (page 383, The Society for Analytical Chemistry, 1973).

BEISPIELE 1 BIS 3EXAMPLES 1 TO 3

In einem Reaktionskolben, welche mit einem Kühler, Tropftrichtern, einem pH-Meter und einem Magnetrührer ausgestattet war, wurden 455 ml eines Mineralöls gegeben, welches mit PCBs (3431 ppm) kontaminiert war. Dann wurde eine wäßrige Lösung zugegeben, welche aus 45 ml H&sub2;O bestand, in welchem folgendes aufgelöst war: FeSO&sub4; 7H&sub2;O und CuSO4 5H&sub2;O in solchen Mengen, um eine Konzentration von 200 ppm für sowohl die Fe²&spplus;-Ionen als auch die Cu²&spplus;-Ionen zu erhalten; Tetrabutylammoniumhydroxid (ITBA) in den folgenden Mengen:In a reaction flask equipped with a condenser, dropping funnels, a pH meter and a magnetic stirrer, 455 ml of a mineral oil contaminated with PCBs (3431 ppm) was added. Then an aqueous solution was added consisting of 45 ml of H₂O in which the following were dissolved: FeSO₄ 7H₂O and CuSO4 5H₂O in such amounts as to obtain a concentration of 200 ppm for both the Fe²⁺ ions and the Cu²⁺ ions; tetrabutylammonium hydroxide (ITBA) in the following amounts:

- 150 ppm (Beispiel 1);- 150 ppm (Example 1);

- 300 ppm (Beispiel 2);- 300 ppm (Example 2);

- 0 ppm (Beispiel 3, Vergleich).- 0 ppm (Example 3, comparison).

Die resultierende Mischung wurde in einem Ölbad auf 95ºC erwärmt, und der pH wurde mittels geringer Zugaben einer 10%-igen wäßrigen NaOH-Lösung oder einer 15%-igen wäßrigen H&sub2;SO&sub4;-Lösung eingestellt, bis ein Wert von ungefähr 3,0 erhalten wurde. Die Mischung wurde intensiv gerührt, um eine Wasser-in-Öl-Makroemulsion zu bilden. Dann wurde schrittweise mit einer Rate von ungefähr 0,6 ml/min eine wäßrige H&sub2;O&sub2;-Lösung (45 Vol.-%) zugegeben. Nach der programmierten Zugabe des Wasserstoffperoxids (wie in Tabelle I angegeben), wurden Proben der Reaktionsmischung (jeweils 5 ml) für die Analyse entnommen. Für jede Probe wurde gemäß den oben beschriebenen Vorgehensweisen die Konzentration an restlichem PCB ([PCB]) und die Konzentration an Chlorionen ([Cl&supmin;]) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle I aufgelistet, in welcher ebenfalls der Prozentwert der Mineralisation (%[Cl&supmin;])angegeben ist, ausgedrückt als das Verhältnis zwischen der tatsächlich erhaltenen Cl&supmin;Ionenkonzentration und der maximal erhaltbaren Cl&supmin;-Ionenkonzentration.The resulting mixture was heated to 95°C in an oil bath and the pH was adjusted by small additions of a 10% aqueous NaOH solution or a 15% aqueous H2SO4 solution until a value of approximately 3.0 was obtained. The mixture was stirred vigorously to form a water-in-oil macroemulsion. Then an aqueous H2O2 solution (45% by volume) was added stepwise at a rate of approximately 0.6 ml/min. After the programmed addition of hydrogen peroxide (as indicated in Table I), samples of the reaction mixture (5 ml each) were taken for analysis. For each sample, the concentration of residual PCB ([PCB]) and the concentration of chlorine ions ([Cl-]) were determined according to the procedures described above. The results are listed in Table I, which also gives the percentage of mineralization (%[Cl⊃min;]), expressed as the ratio between the actual Cl⊃min; ion concentration obtained and the maximum Cl⊃min; ion concentration obtainable.

Während der Umsetzung wird der pH durch geringe Zugaben (0,1 - 0,3 ml) der NaOH- oder H&sub2;SO&sub4;-Lösungen auf ungefähr 3,0 gehalten, whrend die Temperatur konstant auf 94ºC gehalten wurde.During the reaction, the pH was maintained at approximately 3.0 by small additions (0.1 - 0.3 ml) of the NaOH or H₂SO₄ solutions, while the temperature was kept constant at 94°C.

Die Reaktion mit 150 ppm an ITBA (Beispiel 1) und die ohne ITBA (Beispiel 3) dauerte 60 Minuten, während die Reaktion mit 300 ppm an ITBA (Beispiel 2) 95 Minuten dauerte.The reaction with 150 ppm of ITBA (Example 1) and without ITBA (Example 3) lasted 60 minutes, while the reaction with 300 ppm of ITBA (Example 2) lasted 95 minutes.

Aus einem Vergleich zwischen den erhaltenen Daten läßt sich zu allererst ableiten, daß ohne den Beitrag des Phasentransferreagenz keine PCB-Oxidation stattfindet. Mit der Zugabe des Phasentransferreagenz wird eine nahezu vollständige PCB-Eliminierung erhalten, mit einem zufriedenstellenden Mineralisationsgrad, insbesondere in dem Fall der Umsetzung mit einer geringen ITBA-Konzentration (Beispiel 1).From a comparison of the data obtained, it can be concluded first of all that without the contribution of the phase transfer reagent, no PCB oxidation takes place. With the addition of the phase transfer reagent, an almost complete PCB elimination is obtained, with a satisfactory degree of mineralization, especially in the case of the reaction with a low ITBA concentration (Example 1).

BEISPIELE 4 BIS 6EXAMPLES 4 TO 6

Derselben Vorgehensweisen wie in den Beispielen 1 bis 3 beschrieben folgend, wurde die Wirksamkeit eines anderen Phasentransferreagenz, Tetrabutylammoniumbromid (TBAB), durch Vergleich der nachfolgenden Umsetzungen überprüft:Following the same procedures as described in Examples 1 to 3, the effectiveness of another phase transfer reagent, tetrabutylammonium bromide (TBAB), was checked by comparing the following reactions:

- mit 150 ppm an TBAB (Beispiel 4);- with 150 ppm of TBAB (Example 4);

- mit 472 ppm an TBAB (Beispiel 5);- with 472 ppm of TBAB (Example 5);

- ohne TBAB (Beispiel 6, Vergleich).- without TBAB (Example 6, comparison).

Die erhaltenen Daten sind in Tabelle II aufgezeigt. Wie bei den Beispielen 1 bis 3 ist es möglich zu beobachten, daß ohne Phasentransferreagenz die Umsetzung nicht stattfindet, und daß die besten Ergebnisse hinsichtlich der PCB- Oxidation ebenso wie hinsichtlich der PCB-Mineralisierung mit niedrigen Konzentrationen an Phasentransferreagenz erhalten werden (Beispiel 4).The data obtained are shown in Table II. As in Examples 1 to 3, it is possible to observe that without phase transfer reagent the reaction does not take place and that the best results in terms of PCB oxidation as well as PCB mineralization are obtained with low concentrations of phase transfer reagent (Example 4).

BEISPIELE 7 BIS 9EXAMPLES 7 TO 9

Denselben wie in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Vorgehensweisen folgend, wurde die Wirksamkeit eines anderen Phasentransferreagenz, Tetrabutylammoniumiodid (TBAI), durch Vergleich der nachfolgenden Umsetzungen überprüft:Following the same procedures as described in Examples 1 to 3, the effectiveness of another phase transfer reagent, tetrabutylammonium iodide (TBAI), was checked by comparing the following reactions:

- mit 166 ppm an TBAI (Beispiel 7);- with 166 ppm of TBAI (Example 7);

- mit 460 ppm an TBAI (Beispiel 8);- with 460 ppm of TBAI (Example 8);

- ohne TBAB (Beispiel 9, Vergleich).- without TBAB (Example 9, comparison).

Die erhaltenen Daten sind in Tabelle III aufgezeigt.The obtained data are shown in Table III.

BEISPIELE 10 BIS 11EXAMPLES 10 TO 11

Den selben wie in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Vorgehensweisen folgend wurde die Wirksamkeit einer Phasentransferreagenzmischung (ITBA + TBAB) durch den Vergleich der nachfolgenden Umsetzungen überprüft:Following the same procedures as described in Examples 1 to 3, the effectiveness of a phase transfer reagent mixture (ITBA + TBAB) was checked by comparing the following reactions:

- mit 100 ppm an ITBA + 100 ppm an TBAB (Beispiel 10);- with 100 ppm of ITBA + 100 ppm of TBAB (Example 10);

- ohne Phasentransferreagenzien (Beispiel 11, Vergleich).- without phase transfer reagents (Example 11, Comparison).

Die erhaltenen Daten sind in Tabelle IV aufgezeigt.The obtained data are shown in Table IV.

Aus einem Vergleich der Ergebnisse der Beispiele 10 mit den in den Beispielen 1, 4 und 7 erhaltenen ist es offensichtlich, daß die Kopplung der beiden Phasentransferreagenzien aus Beispiel 10 es ermöglicht, am geeignetsten die im wesentlichen quantitative PCB-Oxidation mit einem guten Grad der PCB-Mineralisierung zu kombinieren.From a comparison of the results of Examples 10 with those obtained in Examples 1, 4 and 7, it is obvious that the coupling of the two phase transfer reagents of Example 10 makes it possible to combine most suitably the essentially quantitative PCB oxidation with a good degree of PCB mineralization.

BEISPIEL 12EXAMPLE 12

Derselbe für die vorherigen Beispiele verwendete Reaktor wurde mit 500 ml an H&sub2;O gefüllt, in welchem die folgenden Produkte aufgelöst waren: FeSO&sub4; 7H&sub2;O und CuSO&sub4; 5H&sub2;O in solchen Mengen, so daß eine 200 ppm Konzentration für sowohl Fe³&spplus;- als auch Cu²&spplus;-Ionen erhalten wird; Tetrabutylammoniumhydroxid (ITBA) in einer Menge von gleich 150 ppm.The same reactor used for the previous examples was filled with 500 ml of H₂O in which the following products were dissolved: FeSO₄ 7H₂O and CuSO₄ 5H₂O in amounts such that a 200 ppm concentration is obtained for both Fe³⁺ and Cu²⁺ ions; tetrabutylammonium hydroxide (ITBA) in an amount equal to 150 ppm.

Es wurden dann 20 g eines mit PCBs kontaminierten Papiers, welches zuvor in kleine Stücke geschnitten wurde, in den Reaktor gegeben. Die PCB-Konzentration in dem Papier war gleich 1060 ppm. Sie wurde mit einer kleinen Papierprobe (1 g) bestimmt, wobei bei Raumtemperatur während 14 Stunden mit 20 ml an CH&sub2;Cl&sub2; extrahiert wurde; das PCB-haltige Lösungsmittel wurde dann unter Verwendung von Methanol als internen Standard mittels Gaschromatographie analysiert.Then, 20 g of a paper contaminated with PCBs, previously cut into small pieces, were added to the reactor. The PCB concentration in the paper was equal to 1060 ppm. It was determined using a small paper sample (1 g) extracted at room temperature for 14 hours with 20 ml of CH₂Cl₂; the PCB-containing solvent was then evaporated using methanol. as an internal standard using gas chromatography.

Indem die Lösung unter intensivem Rühren gehalten wurde, wurde eine 45%-ige wäßrige Wasserstoffperoxidlösung schrittweise zugegeben, bis eine Gesamt-H&sub2;O&sub2;-Konzentration von gleich 127,5 g/l erhalten war. Am Ende der Umsetzung wurde die Chloridionenkonzentration in der wäßrigen Phase durch voltammetrischer Titration in einem sauren Medium mit AgNO&sub3; bestimmt. Die Rest-PCB-Konzentration in sowohl der wäßrigen Phase als auch in dem Papierbrei wurde nach Extraktion mit CH&sub2;Cl&sub2; wie zuvor beschrieben mittels Gaschromatographie bestimmt. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle V aufgeführt.Keeping the solution under intensive stirring, a 45% aqueous hydrogen peroxide solution was gradually added until a total H₂O₂ concentration equal to 127.5 g/l was obtained. At the end of the reaction, the chloride ion concentration in the aqueous phase was determined by voltammetric titration in an acidic medium with AgNO₃. The residual PCB concentration in both the aqueous phase and in the pulp was determined by gas chromatography after extraction with CH₂Cl₂ as previously described. The data obtained are shown in Table V.

BEISPIEL 13 (Oxidation von Hexachlorcyclohexan)EXAMPLE 13 (Oxidation of hexachlorocyclohexane)

In einem Reaktionsrundkolben mit einem Volumen von 250 ml, welcher mit Tropftrichtern, einem pH-Meter und einem Magnetrührer ausgestattet war, wurden 0,5 g an Hexachlorcyclohexan (ECE) gegeben. Anschließend wurden eine wäßrige Lösung zugegeben, welche aus 100 ml an H&sub2;O bestand, in welchem folgendes gelöst war: FeSO&sub4; 7H&sub2;O und CuSO&sub4; 5H&sub2;O in solchen Mengen, um eine Konzentration von gleich 200 ppm für sowohl Fe²&spplus;- als auch Cu²&spplus;-Ionen zu erhalten; Tetrabutylammoniumhydroxid (ITBA) in Mengen von gleich 500 ppm.In a round-bottomed reaction flask with a volume of 250 ml, equipped with dropping funnels, a pH meter and a magnetic stirrer, 0.5 g of hexachlorocyclohexane (ECE) was added. Then an aqueous solution was added consisting of 100 ml of H₂O in which the following were dissolved: FeSO₄ 7H₂O and CuSO₄ 5H₂O in such amounts as to obtain a concentration equal to 200 ppm for both Fe²⁺ and Cu²⁺ ions; tetrabutylammonium hydroxide (ITBA) in amounts equal to 500 ppm.

Die resultierende Mischung wurde in einem Ölbad von 95ºC erwärmt; der pH wurde durch geringe Zugaben einer 15%-igen wäßrigen H&sub2;SO&sub4;-Lösung oder einer 10%-igen wäßrigen NaOH-Lösung auf einen Wert von ungefähr 3,4 bis 3,5 eingestellt. Die Mischung wurde intensiv gerührt, um das gesamte ECE aufzulösen. Dann wurde schrittweise mit einer Rate von ungefähr 0,4 ml/min eine wäßrige H&sub2;O&sub2;-Lösung (56 Vol.-%) zugegeben. Nach den programmierten Zugaben von H&sub2;O&sub2; (wie in Tabelle VI angegeben), wurden Proben der Reaktionsmischung (jeweils 5 ml) zur Analyse entnommen. In Tabelle VI sind die zugegebenen Mengen an H&sub2;O&sub2; als Zahlen von stoichometrischen Äquivalenten ausgedrückt; wobei mit stoichometrischem Äquivalent die theoretische Menge an H&sub2;O&sub2; (100%) gemeint ist, welche für die vollständige Oxidation der organischen Sustanz zu CO&sub2; und H&sub2;O notwendig ist.The resulting mixture was heated in an oil bath at 95°C; the pH was adjusted to approximately 3.4 to 3.5 by small additions of a 15% aqueous H₂SO₄ solution or a 10% aqueous NaOH solution. The mixture was stirred vigorously to dissolve all of the ECE. Then an aqueous H₂O₂ solution (56 vol%) was added gradually at a rate of approximately 0.4 ml/min. After the programmed additions of H₂O₂ (as indicated in Table VI), samples of the reaction mixture were (5 ml each) were taken for analysis. In Table VI, the amounts of H₂O₂ added are expressed as numbers of stoichometric equivalents, where stoichometric equivalent is the theoretical amount of H₂O₂ (100%) necessary for the complete oxidation of the organic substance to CO₂ and H₂O.

Für jede Probe wurde gemäß den oben beschriebenen Vorgehensweisen die restliche ECE-Konzentration ([ECE]), der COD und die Chlorionenkonzentration ([Cl&supmin;]) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI dargelegt, in welcher ebenfalls der Prozentsatz der Mineralisation (%[Cl&supmin;]) angegeben ist, ausgedrückt als ein Verhältnis zwischen der tatsächlich erhaltenen Cl&supmin;-Ionenkonzentration und der maximal erhaltbaren Cl&supmin;-Konzentration.For each sample, the residual ECE concentration ([ECE]), the COD and the chlorine ion concentration ([Cl⊃min;]) were determined according to the procedures described above. The results are presented in Table VI, which also gives the percentage of mineralization (%[Cl⊃min;]), expressed as a ratio between the Cl⊃min; ion concentration actually obtained and the maximum Cl⊃min; concentration obtainable.

Während der Reaktion wurde der pH durch geringe Zugaben (0,1-0,2 ml) der NaOH- oder H&sub2;SO&sub4;-Lösungen auf ungefähr 3,4 gehalten, während die Temperatur konstant auf 97ºC gehalten wurde.During the reaction, the pH was maintained at approximately 3.4 by small additions (0.1-0.2 ml) of the NaOH or H₂SO₄ solutions, while the temperature was kept constant at 97°C.

BEISPIEL 14 (Oxidation von meta-Chlorbenzol)EXAMPLE 14 (Oxidation of meta-chlorobenzene)

In einen Reaktionsrundkolben von 500 ml, welcher mit Tropftrichtern, einem pH-Meter und einem Magnetrührer ausgestattet war, wurden 1 g (0,766 ml) an meta-Dichlorbenzol (MDB) gegeben. Anschließend wurde eine wäßrige Lösung zugegeben, welche aus 200 ml an H&sub2;O-Bestand, in welchem folgendes aufgelöst war: FeSO&sub4; 7H&sub2;O und CuSO&sub4; 5H&sub2;O in solchen Mengen, um eine Konzentration von gleich 200 ppm sowohl Fe²&spplus;- und Cu²&spplus;-Ionen zu erhalten; Tetrabutylammoniumhydroxid (ITBA) in Mengen von gleich 500 ppm.In a 500 ml round bottom reaction flask equipped with dropping funnels, a pH meter and a magnetic stirrer, 1 g (0.766 ml) of meta-dichlorobenzene (MDB) was added. Then an aqueous solution was added consisting of 200 ml of H₂O in which the following were dissolved: FeSO₄ 7H₂O and CuSO₄ 5H₂O in such amounts as to obtain a concentration equal to 200 ppm of both Fe²⁺ and Cu²⁺ ions; tetrabutylammonium hydroxide (ITBA) in amounts equal to 500 ppm.

Die erhaltene Mischung wurde in einem Ölbad auf 95ºC erwärmt; der pH wurde durch geringe Zugaben einer 15%-igen wäßrigen H&sub2;SO&sub4;-Lösung oder einer 10%-igen wäßrigen NaOH-Lösung auf einen Wert von ungefähr 3,5 eingestellt. Die Mischung wurde intensiv gerührt, um das gesamte MDB aufzulösen. Dann wurde schrittweise mit einer Rate von ungefähr 0,44 ml/min eine wäßrige H&sub2;O&sub2;-Lösung (60 Vol.-%) zugegeben. Nach den programmierten Zugaben von H&sub2;O&sub2; (wie in Tabelle VI angegeben) wurden Proben der Reaktionsmischung (jeweils 20 ml) zur Analyse entnommen. Für jede Probe wurde gemäß den oben beschriebenen Vorgehensweisen die restliche MDB-Konzentration ([MDB]) und die Chlorionenkonzentration ([Cl&supmin;]) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VI aufgelistet, worin ebenfalls der Prozentsatz der Mineralisation (%[Cl&supmin;]) angegeben ist, ausgedrückt als ein Verhältnis zwischen der tatsächlich erhaltenen Cl&supmin;-Ionenkonzentration und der maximal erhaltbaren Cl&supmin;-Ionenkonzentration.The resulting mixture was heated to 95°C in an oil bath; the pH was adjusted by small additions of a 15% aqueous H₂SO₄ solution or a 10% aqueous NaOH solution was adjusted to a value of approximately 3.5. The mixture was stirred vigorously to dissolve all the MDB. An aqueous H2O2 solution (60 vol%) was then added gradually at a rate of approximately 0.44 ml/min. After the programmed additions of H2O2 (as indicated in Table VI), samples of the reaction mixture (20 ml each) were taken for analysis. For each sample, the residual MDB concentration ([MDB]) and the chlorine ion concentration ([Cl⁻]) were determined according to the procedures described above. The results are listed in Table VI, which also gives the percentage of mineralization (%[Cl⁻]), expressed as a ratio between the Cl⁻ ion concentration actually obtained and the maximum Cl⁻ ion concentration obtainable.

Während der Umsetzung wurde durch geringe Zugaben (0,1- 0,2 ml) der NaOH- oder H&sub2;SO&sub4;-Lösungen der pH auf ungefähr 3,5 gehalten, während die Temperatur konstant auf 97ºC gehalten wurde.During the reaction, the pH was maintained at approximately 3.5 by small additions (0.1-0.2 ml) of the NaOH or H₂SO₄ solutions, while the temperature was kept constant at 97°C.

BEISPIELE 15 - 17 (Oxidation von Chlorphenolen)EXAMPLES 15 - 17 (Oxidation of chlorophenols)

In einem Reaktionsrundkolben von 500 ml, welcher mit Tropftrichtern, einem pH-Meter und einem Magnetrührer ausgestattet war, wurden 6,25 g an para-Chlorphenol (PCF) (Beispiel 15) oder 0,25 g an Trichlorphenol (TCF) (Beispiel 16) oder 0,25 g an Pentachlorphenol (PECF) (Beispiel 17) zugegeben. Anschließend wurde eine wäßrige Lösung zugegeben, welche aus 250 ml H&sub2;O bestand, in welchem folgendes aufgelöst war: FeSO&sub4; 7H&sub2;O und CuSO&sub4; 5H&sub2;O in solchen Mengen, um eine Konzentration von gleich 200 ppm für sowohl Fe²&spplus;- als auch Cu²&spplus;-Ionen zu erhalten; Tetrabutylammoniumhydroxid (ITBA) in Mengen von gleich 500 ppm.In a 500 ml round bottom reaction flask equipped with dropping funnels, a pH meter and a magnetic stirrer, 6.25 g of para-chlorophenol (PCF) (Example 15) or 0.25 g of trichlorophenol (TCF) (Example 16) or 0.25 g of pentachlorophenol (PECF) (Example 17) were added. Then an aqueous solution was added consisting of 250 ml of H₂O in which the following were dissolved: FeSO₄ 7H₂O and CuSO₄ 5H₂O in such amounts as to obtain a concentration equal to 200 ppm for both Fe²⁺ and Cu²⁺ ions; tetrabutylammonium hydroxide (ITBA) in amounts equal to 500 ppm.

Die erhaltene Mischung wurde in einem Ölbad auf 95ºC erwärmt; der pH wurde durch geringe Zugaben einer 15%-igen wäßrigen H&sub2;SO&sub4;-Lösung oder einer 10%-igen wäßrigen NaOH-Lösung auf ungefähr 3,0 eingestellt. Die Mischung wurde intensiv gerührt, um das gesamte PCF, TCF oder PECF aufzulösen. Dann wurde schrittweise bei einer Rate von ungefähr 0,2 ml/min eine wäßrige H&sub2;O&sub2;-Lösung (50 Vol.-%) zugegeben. Nach den programmierten Zugaben von H&sub2;O&sub2; (wie in Tabelle VII angegeben) wurden Proben der Reaktionsmischung (jeweils 5 ml) zur Analyse entnommen. Für jede Probe wurde gemäß den oben beschriebenen Vorgehensweisen die Restkonzentration von PCF, TCF oder PECF ([PCF], [TCF], [PECF]), der COD und die Chlorionenkonzentration ([Cl&supmin;]) bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII dargelegt, in welcher ebenfalls der Prozentsatz der Mineralisation (%[Cl&supmin;]) angegeben ist, ausgedrückt als ein Verhältnis zwischen der tatsächlich er haltenen Cl&supmin;-Ionenkonzentration und der maximal erhaltbaren Cl&supmin;-Ionenkonzentration.The resulting mixture was heated to 95ºC in an oil bath; the pH was adjusted by small additions of a 15% aqueous H₂SO₄ solution or a 10% aqueous NaOH solution to approximately 3.0. The mixture was stirred vigorously to dissolve all of the PCF, TCF or PECF. An aqueous H₂O₂ solution (50 vol. %) was then added gradually at a rate of approximately 0.2 ml/min. After the programmed additions of H₂O₂ (as indicated in Table VII), samples of the reaction mixture (5 ml each) were taken for analysis. For each sample, the residual concentration of PCF, TCF or PECF ([PCF], [TCF], [PECF]), COD and chlorine ion concentration ([Cl⁻]) were determined according to the procedures described above. The results are presented in Table VII, which also gives the percentage of mineralization (%[Cl⊃min;]), expressed as a ratio between the actual Cl⊃min; ion concentration obtained and the maximum Cl⊃min; ion concentration obtainable.

Während der Umsetzung wurde der pH durch geringe Zugaben (0,1-0,2 ml) der NaOH- oder H&sub2;SO&sub4;-Lösungen auf ungefähr 3,0 gehalten, während die Temperatur konstant auf 97ºC gehalten wurde. Tabelle I During the reaction, the pH was maintained at approximately 3.0 by small additions (0.1-0.2 ml) of the NaOH or H₂SO₄ solutions while the temperature was kept constant at 97 °C. Table I

* maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionen Tabelle II * maximum achievable concentration of Cl⊃min; ions Table II

* maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionen Tabelle III * maximum achievable concentration of Cl⊃min; ions Table III

* maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionen Tabelle IV * maximum achievable concentration of Cl⊃min; ions Table IV

* maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionen Tabelle V * maximum achievable concentration of Cl⊃min; ions Table V

* maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionen Tabelle VI * maximum achievable concentration of Cl⊃min; ions Table VI

maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionen Tabelle VII maximum achievable concentration of Cl⊃min; ions Table VII

maximal erreichbare Konzentration an Cl&supmin;-Ionenmaximum achievable concentration of Cl⊃min; ions

Claims (12)

1. Verfahren zur Entsorgung von chlorierten organischen Produkten, welches das Behandeln der Produkte mit einer wäßrigen H&sub2;O&sub2;-Lösung in Gegenwart von Fe(II)-Ionen, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehreren Übergangsmetallionen, welche aus Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) und Mo(IV) ausgewählt sind, und in Gegenwart eines Phasentransferagens, welches aus Ammonium-, Phosphonium- oder Arsoniumsalzen, Pyridiniumsalzen oder Ephedrinsalzen, ausgewählt ist, umfaßt. Die Ammonium-, Phosphonium- oder Arsoniumsalze haben die allgemeine Formel: 1. A process for the disposal of chlorinated organic products, which comprises treating the products with an aqueous H₂O₂ solution in the presence of Fe(II) ions, optionally in association with one or more transition metal ions selected from Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) and Mo(IV), and in the presence of a phase transfer agent selected from ammonium, phosphonium or arsonium salts, pyridinium salts or ephedrine salts. The ammonium, phosphonium or arsonium salts have the general formula: wobei:where: Q aus N, P und As ausgewählt ist;Q is selected from N, P and As; R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder voneinander verschieden sind und aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub3;&sub5;-Alkylgruppen, C&sub6;-C&sub1;&sub0;-Arylgruppen, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Arylalkyl- oder Alkylarylgruppen ausgewählt sind, vorausgesetzt, daß mindestens ein R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; von Wasserstoff verschieden ist;R₁, R₂, R₃ and R₄ are the same or different from one another and are selected from hydrogen, C₁-C₃₅ alkyl groups, C₆-C₁₀ aryl groups, C₁-C₁₀ arylalkyl or alkylaryl groups, provided that at least one of R₁, R₂, R₃ and R₄ is other than hydrogen; X&supmin; aus OH&supmin;, Cl&supmin;, Br&supmin;, I&supmin; und BH&sub4;&supmin; ausgewählt ist.X⊃min; is selected from OH⊃min;, Cl⊃min;, Br⊃min;, I⊃min; and BH₄⊃min;. Die Pyridiniumsalze besitzen eine allgemeine Formel: The pyridinium salts have a general formula: wobei R für eine C&sub1;-C&sub2;&sub0;-Alkylgruppe steht, während X&supmin; wie oben definiert ist. Die Ephedrinsalze besitzen die allgemeine Formel: where R represents a C₁-C₂₀ alkyl group, while X⊃min; is as defined above. The ephedrine salts have the general formula: wobei:where: R&sub5; gleich oder voneinander verschieden ist und für C&sub1;-C&sub6;-Alkylgruppen steht; X&supmin; wie oben definiert ist.R₅ is the same or different and represents C₁-C₆ alkyl groups; X⁻ is as defined above. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die chlorierten organischen Produkte eine aromatische, alkylaromatische, olefinische, aliphatische oder cycloaliphatische Struktur besitzen.2. Process according to claim 1, wherein the chlorinated organic products have an aromatic, alkylaromatic, olefinic, aliphatic or cycloaliphatic structure. 3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei die chlorierten organischen Produkte ausgewählt sind aus: polychlorierten Biphenylen (PCBs), Chlorbenzolen, Chlorphenolen, 1,1,1-Trichlor-2,2-bis(p-chlorphenyl)ethan (DDT), Trichlorethylen, Perchlorbutadien, Tetrachlorethan, Hexachlorcyclohexan, hydratisiertem Chloral, Hexachlorethan, Perchloraceton.3. Process according to claim 2, wherein the chlorinated organic products are selected from: polychlorinated biphenyls (PCBs), chlorobenzenes, chlorophenols, 1,1,1-trichloro-2,2-bis(p-chlorophenyl)ethane (DDT), trichloroethylene, perchlorobutadiene, tetrachloroethane, hexachlorocyclohexane, hydrated chloral, hexachloroethane, perchloroacetone. 4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Phasentransferagens ausgewählt ist aus Ammonium-, Phosphonium- oder Arsoniumsalzen, Pyridiniumsalzen oder Ephedrinsalzen der allgemeinen Formel: 4. A process according to any one of the preceding claims, wherein the phase transfer agent is selected from ammonium, phosphonium or arsonium salts, pyridinium salts or ephedrine salts of the general formula: wobei:where: Q aus N, P und As ausgewählt ist;Q is selected from N, P and As; R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; gleich oder voneinander verschieden sind und aus Wasserstoff, C&sub1;-C&sub3;&sub5;-Alkylgruppen, C&sub6;-C&sub1;&sub0;-Arylgruppen, C&sub1;-C&sub1;&sub0;-Arylalkyl- oder Alkylarylgruppen ausgewählt sind, vorausgesetzt, daß mindestens ein R&sub1;, R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; von Wasserstoff verschieden ist;R₁, R₂, R₃ and R₄ are the same or different from one another and are selected from hydrogen, C₁-C₃₅ alkyl groups, C₆-C₁₀ aryl groups, C₁-C₁₀ arylalkyl or alkylaryl groups, provided that at least one of R₁, R₂, R₃ and R₄ is other than hydrogen; X&supmin; aus OH&supmin;, Cl&supmin;, Br&supmin;, I&supmin; und BH&sub4;&supmin; ausgewählt ist.X⊃min; is selected from OH⊃min;, Cl⊃min;, Br⊃min;, I⊃min; and BH₄⊃min;. 5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei das Phasentransferagens aus Tetraalkylammoniumsalzen ausgewählt ist, in welchem die Alkyle gleich oder voneinander verschieden sind und 1 bis 35 Kohlenstoffatome enthalten.5. The process according to claim 4, wherein the phase transfer agent is selected from tetraalkylammonium salts in which the alkyls are the same or different and contain 1 to 35 carbon atoms. 6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Phasentransferagens in einer auf die wäßrige Phase bezogenen Konzentration im Bereich von 20 bis 500 ppm verwendet wird.6. Process according to one of the preceding claims, wherein the phase transfer agent is used in a concentration in the range of 20 to 500 ppm based on the aqueous phase. 7. Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei das Kettenübertragungsagens in einer auf die wäßrige Phase bezogenen Konzentration im Bereich von 100 bis 300 ppm verwendet wird.7. A process according to claim 6, wherein the chain transfer agent is used in a concentration in the range of 100 to 300 ppm based on the aqueous phase. 8. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fe(II)-Ionen in einer auf die wäßrige Phase bezogenen Konzentration im Bereich von 50 bis 1000 ppm verwendet werden.8. Process according to one of the preceding claims, wherein the Fe(II) ions are used in a concentration in the range of 50 to 1000 ppm, based on the aqueous phase. 9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) oder Mo(IV)-Ionen in einer auf die wäßrige Phase bezogenen Konzentration im Bereich von 0 bis 400 ppm verwendet werden.9. Process according to one of the preceding claims, wherein the Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) or Mo(IV) ions are used in a concentration in the range of 0 to 400 ppm, based on the aqueous phase. 10. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fe(II)-Ionen und ein oder mehrere Übergangsmetallionen, welche aus Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) und Mo(IV) ausgewählt sind, in äquimolaren Mengen jeweils in einer Konzentration im Bereich von 50 bis 400 ppm verwendet werden.10. A process according to any one of the preceding claims, wherein the Fe(II) ions and one or more transition metal ions selected from Cu(II), Ti(IV), Mn(II), Co(II), Ni(II), W(IV) and Mo(IV) are used in equimolar amounts, each in a concentration ranging from 50 to 400 ppm. 11. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wäßrige H&sub2;O&sub2;-Lösung in solchen Mengen verwendet wird, daß das molare Verhältnis von zugegebenem H&sub2;O&sub2; zu anfänglich vorhandenen chlorierten organischen Produkten im Bereich von 0,2 bis 100 liegt.11. A process according to any preceding claim, wherein the aqueous H₂O₂ solution is used in such amounts that the molar ratio of added H₂O₂ to chlorinated organic products initially present is in the range of 0.2 to 100. 12. Verfahren gemäß Anspruch 11, wobei das molare Verhältnis von zugegebenem H&sub2;O&sub2; zu anfänglich vorhandenen chlorierten organischen Produkten im Bereich von 0,2 bis 30 liegt.12. The process of claim 11, wherein the molar ratio of added H₂O₂ to chlorinated organic products initially present is in the range of 0.2 to 30.
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