JP3678738B2 - Method for dechlorination of polychlorinated biphenyls - Google Patents

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本発明は、ポリ塩化ビフェニール(以下PCBと略称することがある。)を脱塩素化して無害化する方法に関する。   The present invention relates to a method for dechlorinating polychlorinated biphenyl (hereinafter sometimes abbreviated as PCB) to render it harmless.

各種ハロゲン化有機化合物のなかでも、PCBは人体を含む生体に極めて有害であることから、1973年に特定化学物質に指定され、その製造、輸入、使用が禁止されている。しかし、その後適切な廃棄方法が決まらないまま数万トンのPCBが未処理の状態で放置されている。PCBは、高温(30〜750℃)分解では強毒性のダイオキシン類である塩素化ジベンゾ−p−ダイオキシン(PCDD)とジベンゾフラン(PCDF)が副生することから、技術的にPCBを安全に分解することが難しく、永年にわたりPCBの安全で効率的な各種分解法が検討されている。   Among various halogenated organic compounds, PCB is extremely harmful to living organisms including the human body. Therefore, it was designated as a specific chemical substance in 1973, and its manufacture, import and use are prohibited. However, after that, tens of thousands of tons of PCBs are left untreated without determining an appropriate disposal method. PCB decomposes PCB safely technically because chlorinated dibenzo-p-dioxin (PCDD) and dibenzofuran (PCDF), which are highly toxic dioxins, are by-produced at high temperature (30 to 750 ° C) decomposition. This is difficult, and various safe and efficient decomposition methods for PCBs have been studied for many years.

例えば、特開2001−19646号公報には、白金を担持した活性炭と芳香族塩素化合物(パラクロロフェノール)を含む混合系に、水素ガスを吹き込みながらマイクロ波を照射することにより、有害有機塩素化合物を脱塩素化する方法が提案されている(特許文献1参照)。   For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-19646 discloses harmful organic chlorine compounds by irradiating microwaves while blowing hydrogen gas into a mixed system containing activated carbon supporting platinum and an aromatic chlorine compound (parachlorophenol). Has been proposed (see Patent Document 1).

また、特開平6−25691号公報には、ハロゲン化芳香族化合物を少量含む炭化水素油(PCBを含む回収トランス油)を、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)を溶媒として、ナトリウムエトキシドやNaOH等のアルカリ物質の存在下で100℃以上300℃以下で加熱した後、炭化水素油を分離することにより、ハロゲン化芳香族化合物を除去する方法が提案されている(特許文献2参照)。   JP-A-6-25691 discloses a hydrocarbon oil containing a small amount of a halogenated aromatic compound (recovered trans oil containing PCB) and 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) as a solvent. In addition, a method of removing a halogenated aromatic compound by separating hydrocarbon oil after heating at 100 ° C. to 300 ° C. in the presence of an alkaline substance such as sodium ethoxide or NaOH has been proposed (patent) Reference 2).

一方、特開平8−266888号公報には、芳香族ハロゲン化合物を、第2アルコール中で分解触媒とアルカリ化合物の存在下に、30〜100℃に加熱して分解する方法が提案されている(特許文献3参照)。   On the other hand, JP-A-8-266888 proposes a method in which an aromatic halogen compound is decomposed by heating to 30 to 100 ° C. in the presence of a decomposition catalyst and an alkali compound in a second alcohol ( (See Patent Document 3).

更に、特開平4−202500号公報(特許第1982066号)には、有機塩素化合物を含有する電気絶縁油にゼオライト・ニッケル触媒等の卑金属触媒を添加し、水素ガス雰囲気中、加熱温度条件下で水素化することにより、脱塩素化する方法が提案されている(特許文献4参照)。   Furthermore, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-202500 (Patent No. 1982066), a base metal catalyst such as a zeolite / nickel catalyst is added to an electrical insulating oil containing an organic chlorine compound, and the heating gas is heated in a hydrogen gas atmosphere. A method for dechlorination by hydrogenation has been proposed (see Patent Document 4).

上記技術のうち特許文献1と3は、100%有機塩素化合物の脱塩素化に関する技術であり、特許文献2と4は、有機塩素化合物を含有する絶縁油などの脱塩素化に関する技術であり、有害有機塩素化合物の無害化技術は、前者の高濃度系と後者の低濃度系に大別される。後者の技術として、最近では、特開2004−34015号公報には、PCBを含むコンデンサーやトランス等を、アルカリ化合物、アルミ片やカーボン片などの発熱促進物と共に、高周波誘導加熱炉に入れ、窒素などの不活性ガスを前記加熱炉に吹き込み、無酸素雰囲気で1000℃以上に加熱することにより、PCBを無害化する方法が提案されている(特許文献5参照)。   Among the above technologies, Patent Documents 1 and 3 are technologies related to dechlorination of 100% organic chlorine compounds, and Patent Documents 2 and 4 are technologies related to dechlorination of insulating oils containing organic chlorine compounds, The detoxification technology for harmful organic chlorine compounds is roughly divided into the former high concentration system and the latter low concentration system. As the latter technique, recently, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-34015 discloses that a capacitor, a transformer, or the like containing PCB is placed in a high-frequency induction heating furnace together with a heat generation promoting substance such as an alkali compound, an aluminum piece, or a carbon piece. A method of detoxifying PCB by blowing an inert gas such as the above into a heating furnace and heating to 1000 ° C. or more in an oxygen-free atmosphere has been proposed (see Patent Document 5).

また、特開2004−141815号公報には、アルカリ金属分散体、有機ハロゲン化合物及び水素供与体とを、リアクタのマイクロチャンネル(微細流路)内で脱ハロゲン化処理を行う方法が提案されている(特許文献6参照)。この方法は、Na分散体でPCBを脱塩素処理する場合、Na粒子や生成重合物がリアクタのマイクロチャンネル内に存在して流路閉塞する現象を防止したものであり、煩雑な温度制御が不要で、省エネ、省スペースで脱ハロゲン化が可能で、変圧器保管現場で処理することも可能である点で優れた方法と言える。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-141815 proposes a method for dehalogenating an alkali metal dispersion, an organic halogen compound, and a hydrogen donor in a microchannel (fine channel) of a reactor. (See Patent Document 6). In this method, when PCB is dechlorinated with Na dispersion, Na particles and polymer products are present in the microchannel of the reactor, preventing the phenomenon of clogging the flow path, and no complicated temperature control is required. Therefore, it can be said that it is an excellent method in that it can be dehalogenated in an energy-saving and space-saving manner, and can also be processed at the transformer storage site.

特開2001−19646号公報(請求項1、段落番号0009)JP 2001-19646 A (Claim 1, paragraph number 0009) 特開平6−25691号公報(請求項1、請求項5、段落番号0004、第3頁表1、段落番号0011等)JP-A-6-25691 (Claim 1, Claim 5, Paragraph No. 0004, Table 3 on page 3, Paragraph No. 0011, etc.) 特開平8−266888号公報(請求項1、段落番号0011等)JP-A-8-266888 (Claim 1, paragraph number 0011, etc.) 特開平4−202500号公報(第2頁右下欄第7行〜第3頁左上欄第8行等)JP-A-4-202500 (page 2, lower right column, line 7 to page 3, upper left column, line 8, etc.) 特開2004−34015号公報(請求項1、第2頁第46行〜48行、第3頁第31行〜49行等)JP 2004-34015 A (Claim 1, page 2, lines 46 to 48, page 3, lines 31 to 49, etc.) 特開2004−141815号公報(請求項1、段落番号0134〜0136の試験例等)JP 2004-141815 A (Claim 1, test examples of paragraph numbers 0134 to 0136, etc.)

しかしながら、上記特開2001−19646号公報及び特開平4−202500号公報記載の方法では、水素ガスを芳香族塩素系化合物を含む反応系に外部から供給する必要があり、防爆装置等も必要とされるため、実用的な手法としては好ましくない。また、特開平6−25691号公報記載の方法で使用されている溶媒DMIは2000円/kgと高価であり、また、該方法では残存PCB割合が多く、脱塩素化を十分行うためには反応時間を長くする必要があるため、PCBの大量処理には不向きである。   However, in the methods described in JP-A-2001-19646 and JP-A-4-202500, it is necessary to supply hydrogen gas from the outside to a reaction system containing an aromatic chlorine compound, and an explosion-proof device is also required. Therefore, it is not preferable as a practical method. Further, the solvent DMI used in the method described in JP-A-6-25691 is as expensive as 2000 yen / kg, and in this method, the residual PCB ratio is large, and a reaction is required for sufficient dechlorination. Since it is necessary to lengthen the time, it is not suitable for mass processing of PCBs.

一方、特開平8−266888号公報記載の方法ではPCB含有溶液を還流条件(78℃)下で加熱分解しているため反応速度が遅く、そのため副生物が生成する可能性があり、さらに、実際の柱上変圧器中絶縁油などに微量混入されるPCBの分解方法については一切言及していない。   On the other hand, in the method described in JP-A-8-266888, since the PCB-containing solution is thermally decomposed under reflux conditions (78 ° C.), the reaction rate is slow, so that by-products may be generated. No mention is made of a method for decomposing PCBs that are mixed in a small amount in insulating oil in a pole transformer.

特開2004−34015号公報記載の方法は、PCB含有電気機器の分解から抜き出し作業工程が不要になるため、PCB絶縁油と接触していた容器や内部部品の無害化処理工程が不要となる点で優れているが、高周波誘導加熱炉を1500℃の高温状態にし、コンデンサーの容器であるアルミや鉄製内部部品などの誘導加熱して一瞬のうちに加熱溶融するものである。従って、変圧器貯蔵所などの現場で簡易にPCBを無害化処理できる方法とは言い難い。   The method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-34015 eliminates the need for an extraction work step from the disassembly of the PCB-containing electrical device, and thus eliminates the need for a detoxification treatment step for containers and internal components that have been in contact with the PCB insulating oil. However, the high-frequency induction heating furnace is brought to a high temperature of 1500 ° C. and induction heating of aluminum and iron internal parts, which are condenser containers, is carried out and melted in an instant. Therefore, it is difficult to say that the PCB can be easily detoxified at a site such as a transformer storage.

更に、特開2004−141815号公報記載の方法は、金属Naを使用するため取扱いに注意が必要であり、また、特別なリアクタを新設する必要が生じるという問題点がある。   Furthermore, the method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-141815 has a problem in that it needs to be handled with care because it uses metallic Na, and a special reactor needs to be newly installed.

よって、安全、かつ、迅速に大量処理が可能で、しかも安価で分解処理が可能な方法の開発が望まれている。   Therefore, it is desired to develop a method that can perform a large amount of processing safely and quickly, and that can be decomposed at low cost.

そこで本発明は、前記従来の課題に鑑みてなされたものであり、脱塩素化が困難な柱上変圧器中絶縁油などに微量混入されるポリ塩化ビフェニールを、安全に、かつ迅速に大量に脱塩素化して無毒化することができ、より低コストで実用上可能な脱塩素化方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and a large amount of polychlorinated biphenyl mixed in a trace amount in insulating oil in a pole transformer that is difficult to dechlorinate safely and quickly. An object of the present invention is to provide a dechlorination method that can be dechlorinated and detoxified, and can be practically used at a lower cost.

本発明者らは、前記課題を解決するため鋭意検討した結果、ポリ塩化ビフェニールを微量含有する絶縁油に有機系水素供与体を混合して、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下に、マイクロ波を照射することにより、外部から水素及び熱を供給することなくポリ塩化ビフェニールの脱塩素化が可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have mixed an organic hydrogen donor with an insulating oil containing a trace amount of polychlorinated biphenyl, and in the presence of an alkali compound and an inorganic catalyst, It has been found that the polychlorinated biphenyl can be dechlorinated without supplying hydrogen and heat from the outside, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、ポリ塩化ビフェニールを微量含有する絶縁油に水素供与体を混合し、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下に、マイクロ波を照射することにより脱塩素化することを特徴とするポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法を提供するものである。本発明によれば、外部から水素及び熱を供給することなくPCBの脱塩素化が可能であるため、低コストで、迅速、かつ安全に大量のPCBを脱塩素化して無毒化することができる。さらに、外部から水素を供給することなく脱塩素化できるため、高温高圧反応容器を必要とせず、常圧で分解処理することをも可能としたものである。   That is, the present invention is characterized in that a hydrogen donor is mixed with an insulating oil containing a trace amount of polychlorinated biphenyl and dechlorinated by irradiation with microwaves in the presence of an alkali compound and an inorganic catalyst. A method for dechlorination of polychlorinated biphenyls is provided. According to the present invention, PCB can be dechlorinated without supplying hydrogen and heat from the outside, and therefore, a large amount of PCB can be dechlorinated and detoxified quickly and safely at low cost. . Furthermore, since it can be dechlorinated without supplying hydrogen from the outside, it does not require a high-temperature and high-pressure reaction vessel and can be decomposed at normal pressure.

前記絶縁油中のポリ塩化ビフェニール含有量は、50ppm以下であることが好ましく、より好ましくは20ppm以下、更に好ましくは5ppm以下であるのがよい。PCBを含有する殆んどの絶縁油が、PCB含有量50ppm以下であること、及びPCB含有量が少なくなる程短時間に分解処理することが可能になるからである。   The polychlorinated biphenyl content in the insulating oil is preferably 50 ppm or less, more preferably 20 ppm or less, and even more preferably 5 ppm or less. This is because most of the insulating oil containing PCB has a PCB content of 50 ppm or less and can be decomposed in a shorter time as the PCB content decreases.

本発明の脱塩素化方法においては、前記水素供与体の添加量が10〜50質量%(対絶縁油)であることが好ましく、前記アルカリ化合物の含有量が0.001〜5.0質量%(対絶縁油)、前記無機系触媒の含有量が0.001〜30質量%(対絶縁油)であることが好ましい。前記絶縁油には、さらに芳香族炭化水素が添加されていてもよい。   In the dechlorination method of the present invention, the addition amount of the hydrogen donor is preferably 10 to 50% by mass (with respect to insulating oil), and the content of the alkali compound is 0.001 to 5.0% by mass. It is preferable that the content of the inorganic catalyst (with respect to insulating oil) is 0.001 to 30% by mass (with respect to insulating oil). An aromatic hydrocarbon may be further added to the insulating oil.

また、脱塩素化時の反応温度は、50〜200℃であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the reaction temperature at the time of dechlorination is 50-200 degreeC.

前記ポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法においては、前記水素供与体が、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であることが好ましい。水素供与体のなかでもこれらの有機系水素供与体の一種又は二種以上の混合物を使用することにより、ポリ塩化ビフェニールの脱塩素化効率を高めることができる。   In the polychlorinated biphenyl dechlorination method, the hydrogen donor is at least one compound selected from the group consisting of heterocyclic compounds, amine compounds, alcohol compounds, ketone compounds and alicyclic compounds. It is preferable that Among the hydrogen donors, the use of one or a mixture of two or more of these organic hydrogen donors can increase the dechlorination efficiency of polychlorinated biphenyls.

また、前記ポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法においては、前記アルカリ化合物が、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であることが好ましい。アルカリ化合物のなかでもこれらの化合物の一種又は二種以上の化合物を使用することにより、PCBの脱塩素化効率を高めることができる。   In the polychlorinated biphenyl dechlorination method, the alkali compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of caustic soda, caustic potash, sodium alkoxide, potassium alkoxide, and calcium hydroxide. By using one or two or more of these compounds among the alkali compounds, the dechlorination efficiency of PCB can be increased.

また、前記ポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法においては、前記無機系触媒が、炭素結晶化合物及び金属担持炭素化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つ化合物であることが好ましい。無機系触媒のなかでもこれらの化合物の一種又は二種以上の化合物を使用することにより、PCBの脱塩素化効率を高めることができる。   In the polychlorinated biphenyl dechlorination method, the inorganic catalyst is preferably at least one compound selected from the group consisting of a carbon crystal compound and a metal-supported carbon compound. By using one or more of these compounds among inorganic catalysts, the dechlorination efficiency of PCB can be increased.

以上説明した通り、本発明によれば、PCBを微量含有する絶縁油に水素供与体を添加し、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下に、マイクロ波を照射することにより、高温高圧反応容器を必要とすることなく常圧で短時間に分解処理することができるので、柱上変圧器中絶縁油などを大量に、低コストで脱塩素化処理することができる。   As described above, according to the present invention, a hydrogen donor is added to an insulating oil containing a trace amount of PCB, and microwaves are irradiated in the presence of an alkali compound and an inorganic catalyst, whereby a high-temperature and high-pressure reaction vessel is formed. Since it can be decomposed at normal pressure in a short time without need, a large amount of insulating oil in the pole transformer can be dechlorinated at low cost.

また、高温高圧反応を行わないため、副反応生成物が少ない。よって、実用的な規模で大量のPCBを無毒化することが可能となるので、その実用的価値は大である。   Moreover, since a high temperature / high pressure reaction is not performed, there are few side reaction products. Therefore, since a large amount of PCB can be detoxified on a practical scale, its practical value is great.

本発明のPCBの脱塩素化方法は、PCBを微量含有する絶縁油に水素供与体を混合し、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下に、マイクロ波を照射することにより脱塩素化することを特徴とするものである。以下、本発明の詳細を説明する。   The PCB dechlorination method of the present invention is to dechlorinate by mixing a hydrogen donor with insulating oil containing a small amount of PCB and irradiating with microwaves in the presence of an alkali compound and an inorganic catalyst. It is a feature. Details of the present invention will be described below.

本発明で対象となるポリ塩化ビフェニールとしては、ビフェニール化合物に塩素原子が置換した化合物が含まれ、その置換塩素原子の数は1個〜10個である。平均置換塩素原子数は、一般に2〜6個である。本発明では、これらのポリ塩化ビフェニールから選択された少なくとも一種を用いることができ、それぞれ単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用することができる。   The polychlorinated biphenyls that are the subject of the present invention include compounds in which a chlorine atom is substituted in the biphenyl compound, and the number of substituted chlorine atoms is 1 to 10. The average number of substituted chlorine atoms is generally 2-6. In the present invention, at least one selected from these polychlorinated biphenyls can be used, and each can be used alone or in combination of two or more.

一般に、ポリ塩化ビフェニールは単一化合物として存在せずに、塩素原子の数や置換位置が異なる混合物として存在する。従って、塩素原子の数及び置換位置の組み合せからして209種の異性体が存在し、市販品には100を越える異性体が存在している。   In general, polychlorinated biphenyls do not exist as a single compound but exist as a mixture having different numbers of chlorine atoms and different substitution positions. Therefore, there are 209 isomers based on the combination of the number of chlorine atoms and the substitution position, and more than 100 isomers exist in the commercial product.

例えば、コプラナーPCBとしては、3,4,4’,5−テトラクロロビフェニール、3,3’,4,4’−テトラクロロビフェニール、3,3’,4,4’,5−ペンタクロロビフェニール、3,3’,4,4’,5,5’−ヘキサクロロビフェニール、2,3,3’,4,4’−ペンタクロロビフェニール、2,3,4,4’,5−ペンタクロロビフェニール、2,3’,4,4’,5−ペンタクロロビフェニール、2’,3,4,4’,5−ペンタクロロビフェニール、2,3,3’,4,4’,5−ヘキサクロロビフェニール、2,3,3’,4,4’,5’−ヘキサクロロビフェニール、2,3’,4,4’,5,5’−ヘキサクロロビフェニール、2,3,3’,4,4’,5,5’−ヘプタクロロビフェニール等が挙げられる。   For example, as a coplanar PCB, 3,4,4 ′, 5-tetrachlorobiphenyl, 3,3 ′, 4,4′-tetrachlorobiphenyl, 3,3 ′, 4,4 ′, 5-pentachlorobiphenyl, 3,3 ′, 4,4 ′, 5,5′-hexachlorobiphenyl, 2,3,3 ′, 4,4′-pentachlorobiphenyl, 2,3,4,4 ′, 5-pentachlorobiphenyl, 2 3 ′, 4,4 ′, 5-pentachlorobiphenyl, 2 ′, 3,4,4 ′, 5-pentachlorobiphenyl, 2,3,3 ′, 4,4 ′, 5-hexachlorobiphenyl, 2, 3,3 ′, 4,4 ′, 5′-hexachlorobiphenyl, 2,3 ′, 4,4 ′, 5,5′-hexachlorobiphenyl, 2,3,3 ′, 4,4 ′, 5,5 ′ -Heptachlorobiphenyl and the like

PCBは、通常PCB単体の混合物として市販されており、これらがコンデンサやトランスに使用されている。その具体例としては、鐘淵化学(株)の KC−200(2塩化ビフェニール)、KC−300(3塩化ビフェニール)、KC−400(4塩化ビフェニール)、KC−500(5塩化ビフェニール)、KC−600(6塩化ビフェニール)や、三菱モンサイト(株)のアロクロール1254(54% Chlorine)等が挙げられる。   PCBs are usually marketed as a mixture of PCBs alone, and these are used for capacitors and transformers. Specific examples include KC-200 (biphenyl dichloride), KC-300 (biphenyl trichloride), KC-400 (biphenyl tetrachloride), KC-500 (biphenyl pentachloride), KC of Kaneka Chemical Co., Ltd. -600 (biphenyl hexachloride) and Arrochlor 1254 (54% Chlorine) manufactured by Mitsubishi Monsite Corporation.

以下に一例として、市販品KC−300の異性体の分布(質量%)を示す。
モノクロロビフェニール 若干
ジクロロビフェニール 12.10%
トリクロロビフェニール 54.98%
テトラクロロビフェニール 27.05%
ペンタクロロビフェニール 4.72%
ヘキサクロロビフェニール 1.08%
ヘプタクロロビフェニール 若干
オクタクロロビフェニール 0
ノナクロロビフェニール 0
デカクロロビフェニール 0
As an example, the distribution (mass%) of isomers of the commercial product KC-300 is shown below.
Monochrome biphenyl slightly dichlorobiphenyl 12.10%
Trichlorobiphenyl 54.98%
Tetrachlorobiphenyl 27.05%
Pentachlorobiphenyl 4.72%
Hexachlorobiphenyl 1.08%
Heptachlorobiphenyl slightly Octachlorobiphenyl 0
Nonachlorobiphenyl 0
Decachlorobiphenyl 0

本発明において、「水素供与体」とは、ポリ塩化ビフェニールから発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物を意味し、例えば、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物、及び脂環式化合物等の有機系水素供与体等が挙げられる。これらの化合物はPCBの脱塩素化効率に優れている。中でも、安全性の観点より、アルコール系化合物、ケトン系化合物、脂環式化合物が好ましく、特に、アルコール系化合物が好ましい。水素供与体は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用することができる。   In the present invention, the “hydrogen donor” means a compound capable of donating a hydrogen atom to a radical generated from polychlorinated biphenyl, for example, a heterocyclic compound, an amine compound, an alcohol compound. And organic hydrogen donors such as ketone compounds and alicyclic compounds. These compounds are excellent in PCB dechlorination efficiency. Among these, alcohol compounds, ketone compounds, and alicyclic compounds are preferable from the viewpoint of safety, and alcohol compounds are particularly preferable. A hydrogen donor can be used individually or in combination of 2 or more types.

ここで、前記の複素環式化合物としては、例えば1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)等が挙げられる。   Here, examples of the heterocyclic compound include 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI).

前記のアミン系化合物としては、例えばジメチルエチレンジアミン等が挙げられる。   Examples of the amine compound include dimethylethylenediamine.

前記のアルコール系化合物としては、脂肪族アルコール、芳香族アルコールのいずれであってもよく、直鎖又は分岐鎖を有する一価アルコールや多価アルコールを、制限なく用いることができる。アルコール系化合物の炭素数は1〜12の範囲が好ましく、より好ましくは2〜9の範囲、さらに好ましくは3〜6の範囲である。前記アルコール系化合物の具体例としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、s−ブタノール、t−ブタノール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、1−ヘキサノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、1−オクタノール、2−オクタノール等の脂肪族アルコール、シクロプロピルアルコール、シクロブチルアルコール、シクロペンチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、シクロヘプチルアルコール、シクロオクチルアルコール等の脂環式アルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、デカリンジオール等の多価アルコール等が挙げられる。   The alcohol compound may be either an aliphatic alcohol or an aromatic alcohol, and a monohydric alcohol or polyhydric alcohol having a linear or branched chain can be used without limitation. The carbon number of the alcohol compound is preferably in the range of 1 to 12, more preferably in the range of 2 to 9, and still more preferably in the range of 3 to 6. Specific examples of the alcohol compound include, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, s-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, and 3-pentanol. 1-hexanol, 2-hexanol, 3-hexanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 1-octanol, 2-octanol and other aliphatic alcohols, cyclopropyl alcohol, cyclobutyl alcohol, cyclopentyl alcohol, cyclohexyl Examples thereof include alicyclic alcohols such as alcohol, cycloheptyl alcohol and cyclooctyl alcohol, and polyhydric alcohols such as ethylene glycol, propylene glycol and decalin diol.

これらのアルコール系化合物の中でも、分解効率の点から2−プロパノール等の脂肪族アルコール、シクロヘキシルアルコール等の脂環式アルコールが好ましい。特に、沸点が高いため反応温度を高く維持できる観点より、脂環式アルコールが好ましい。一方、比較的低い反応温度においても脱塩素化効率を高めることができる観点より、比較的沸点の低い2−プロパノール等の脂肪族アルコールが好ましい。   Among these alcohol compounds, aliphatic alcohols such as 2-propanol and alicyclic alcohols such as cyclohexyl alcohol are preferable from the viewpoint of decomposition efficiency. In particular, an alicyclic alcohol is preferred from the viewpoint of maintaining a high reaction temperature because of its high boiling point. On the other hand, an aliphatic alcohol such as 2-propanol having a relatively low boiling point is preferable from the viewpoint of improving the dechlorination efficiency even at a relatively low reaction temperature.

前記のケトン系化合物としては、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、トリシクロドデカノン等が挙げられる。   Examples of the ketone compound include methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tricyclododecanone, and the like.

前記の脂環式化合物としてはテトラリン、シクロヘキサン等が挙げられる。   Examples of the alicyclic compound include tetralin and cyclohexane.

本発明で用いるアルカリ化合物としては、ポリ塩化ビフェニールの脱塩素化反応を促進しうるものであれば制限なく使用することができるが、脱塩素化効率を高める観点より、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド、水酸化カルシウム等が好ましく用いられる。中でも、コストやハンドリング性の観点より、苛性ソーダ、苛性カリが特に好ましい。アルカリ化合物は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用することができる。   The alkali compound used in the present invention can be used without limitation as long as it can accelerate the dechlorination reaction of polychlorinated biphenyl, but from the viewpoint of increasing the dechlorination efficiency, caustic soda, caustic potash, sodium alkoxide, Potassium alkoxide, calcium hydroxide and the like are preferably used. Among these, caustic soda and caustic potash are particularly preferable from the viewpoint of cost and handling properties. An alkali compound can be used individually or in combination of 2 or more types.

本発明で用いる無機系触媒としては、ポリ塩化ビフェニールの脱塩素化反応を促進しうるものであれば制限なく使用することができ、その種類は特に限定されない。無機系触媒は触媒寿命が長く、かつ、アルカリ化合物存在下でも安定であるため、有機系触媒よりも好適に用いられる。無機系触媒の好ましい具体例としては、脱塩素化効率を高める観点より、複合金属酸化物、炭素結晶化合物、金属担持炭素化合物及び金属酸化物等が好ましく用いられる。中でも、アルカリ性雰囲気で安全性が高い点より、炭素結晶化合物、金属担持炭素化合物が好ましく、特に金属担持炭素化合物が好ましい。無機系触媒は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用することができる。   The inorganic catalyst used in the present invention can be used without limitation as long as it can promote the dechlorination reaction of polychlorinated biphenyl, and the type thereof is not particularly limited. An inorganic catalyst has a long catalyst life and is stable even in the presence of an alkali compound, and thus is more preferably used than an organic catalyst. As specific examples of the inorganic catalyst, composite metal oxides, carbon crystal compounds, metal-supported carbon compounds, metal oxides, and the like are preferably used from the viewpoint of increasing dechlorination efficiency. Among these, from the viewpoint of high safety in an alkaline atmosphere, a carbon crystal compound and a metal-supported carbon compound are preferable, and a metal-supported carbon compound is particularly preferable. An inorganic catalyst can be used individually or in combination of 2 or more types.

ここで、前記の炭素結晶化合物としては、グラファイト、カーボンナノチューブ(金属を含むものと含まないものの双方が含まれる)、フラーレン等が挙げられる。   Here, examples of the carbon crystal compound include graphite, carbon nanotubes (both including and not including metal), fullerene, and the like.

また前記の金属担持炭素化合物としては、金属を担持した炭素化合物であれば制限なく用いることができ、その金属担持量は、触媒全量に対して1〜20質量%、より好ましくは5〜10質量%であるのがよい。担持される金属としては、例えば、鉄、銀、白金、ルテニウム、パラジウム、ロジウム等が挙げられ、脱塩素化効率を高める観点より、パラジウム、ルテニウム、白金が好ましい。金属担持炭素化合物の具体例としては、例えば、Pd/C(パラジウム担持炭素化合物)、Ru/C(ルテニウム担持炭素化合物)、Pt/C(白金担持炭素化合物)等が挙げられる。金属担持炭素化合物の粒子径は75〜300μmが好ましく、300μmを超える場合は反応性が悪くなり、75μm未満の場合はハンドリング性が悪くなる。より好ましくは125〜250μmが望ましい。   Moreover, as said metal carrying | support carbon compound, if it is a carbon compound which carry | supported the metal, it can be used without a restriction | limiting, The metal carrying amount is 1-20 mass% with respect to the catalyst whole quantity, More preferably, it is 5-10 mass. % Should be good. Examples of the supported metal include iron, silver, platinum, ruthenium, palladium, rhodium and the like, and palladium, ruthenium, and platinum are preferable from the viewpoint of increasing the dechlorination efficiency. Specific examples of the metal-supported carbon compound include Pd / C (palladium-supported carbon compound), Ru / C (ruthenium-supported carbon compound), and Pt / C (platinum-supported carbon compound). The particle size of the metal-supported carbon compound is preferably 75 to 300 μm. When the particle size exceeds 300 μm, the reactivity is deteriorated, and when it is less than 75 μm, the handling property is deteriorated. More preferably, 125 to 250 μm is desirable.

本発明における水素供与体の添加量は、10〜50質量%(対絶縁油)であることが好ましく、より好ましくは10〜40質量%、更に好ましくは10〜30質量%であるのがよい。前記添加量が少なすぎる場合は脱塩素化反応が不十分となり、一方、前記添加量が多すぎる場合は脱塩素化反応は十分進むが副生物が生成し易くなり、また経済性にも劣るものとなる。   The addition amount of the hydrogen donor in the present invention is preferably 10 to 50% by mass (with respect to insulating oil), more preferably 10 to 40% by mass, and still more preferably 10 to 30% by mass. If the amount added is too small, the dechlorination reaction will be insufficient. On the other hand, if the amount added is too large, the dechlorination reaction will proceed sufficiently, but by-products will be easily generated, and the economy will be poor. It becomes.

また、反応溶液中におけるアルカリ化合物の含有量は、0.001〜5.0質量%(対絶縁油)であることが好ましく、より好ましくは0.001〜1.0質量%、更に好ましくは0.01〜0.6質量%であるのがよい。前記含有量が少なすぎる場合は脱塩素化反応が進まなくなり、一方、前記含有量が多すぎる場合は攪拌混合が難しくなる。   Moreover, it is preferable that content of the alkali compound in a reaction solution is 0.001-5.0 mass% (vs. insulating oil), More preferably, it is 0.001-1.0 mass%, More preferably, it is 0. It is good that it is 0.01-0.6 mass%. When the content is too small, the dechlorination reaction does not proceed. On the other hand, when the content is too large, stirring and mixing becomes difficult.

本発明の脱塩素化方法では、前記のアルカリ化合物/水素供与体/ポリ塩化ビフェニールの割合は、0.001〜5/10/0.000001〜10(モル比)とすることが好ましい。前記三成分のモル比は、0.01〜3/10/0.00001〜5がより好ましく、特に0.02〜2/10/0.0001〜1が好ましい。   In the dechlorination method of the present invention, the ratio of the alkali compound / hydrogen donor / polychlorinated biphenyl is preferably 0.001 to 5/10 / 0.000001 to 10 (molar ratio). The molar ratio of the three components is more preferably 0.01 to 3/10 / 0.00001 to 5, and particularly preferably 0.02 to 2/10 / 0.0001 to 1.

無機系触媒は反応溶液に分散させる方法、触媒を備えた反応装置内で反応溶液と接触させる方法、或いは、触媒を内蔵する触媒カラムを調製しこれに反応溶液を流通させながら反応させる方法などによって反応溶液と接触させることができる。反応溶液中における無機系触媒の含有量は、絶縁油に対し、0.001〜30質量%であることが好ましい。無機系触媒を反応溶液に分散させる方法では、0.001〜2.0質量%であることが好ましく、より好ましくは0.01〜1.0質量%、更に好ましくは0.1〜0.8質量%であるのがよい。前記含有量が少なすぎる場合は、水素発生量が少なくなるため脱塩素化が進行し難くなり、一方、前記含有量が多すぎる場合は反応系の攪拌混合が難しくなり、経済的にも不利となる。カラムや反応装置に触媒を固定させて使用する場合は、無機系触媒量は絶縁油に対し5〜30質量%とすることが好ましく、より好ましくは10〜30質量%である。   The inorganic catalyst can be dispersed in the reaction solution, brought into contact with the reaction solution in a reactor equipped with the catalyst, or a catalyst column containing the catalyst is prepared and reacted while the reaction solution is circulated through it. It can be contacted with the reaction solution. The content of the inorganic catalyst in the reaction solution is preferably 0.001 to 30% by mass with respect to the insulating oil. In the method of dispersing the inorganic catalyst in the reaction solution, the content is preferably 0.001 to 2.0% by mass, more preferably 0.01 to 1.0% by mass, and still more preferably 0.1 to 0.8%. It is good that it is mass%. When the content is too small, the amount of hydrogen generated is small and dechlorination is difficult to proceed.On the other hand, when the content is too large, stirring and mixing of the reaction system becomes difficult, which is economically disadvantageous. Become. When the catalyst is used in a column or a reactor, the amount of the inorganic catalyst is preferably 5 to 30% by mass, more preferably 10 to 30% by mass with respect to the insulating oil.

本発明の脱塩素化方法では、PCBを微量含有する絶縁油に、上記の水素供与体、アルカリ化合物及び無機系触媒の他に、芳香族炭化水素等の薬剤を添加することもできる。該芳香族炭化水素の添加は、PCBの脱塩素化の促進と、当該化合物添加による絶縁油の粘度上昇を抑えることができる点で好ましい。前記芳香族炭化水素としては、例えば、トルエン、エチルベンゼン、クメン、キシレン等が挙げられる。これらの芳香族炭化水素は、単独で又は二種以上を任意に組合わせて使用することができる。   In the dechlorination method of the present invention, a chemical such as an aromatic hydrocarbon can be added to the insulating oil containing a trace amount of PCB in addition to the hydrogen donor, the alkali compound and the inorganic catalyst. The addition of the aromatic hydrocarbon is preferable in terms of promoting the dechlorination of PCB and suppressing the increase in the viscosity of the insulating oil due to the addition of the compound. Examples of the aromatic hydrocarbon include toluene, ethylbenzene, cumene, xylene and the like. These aromatic hydrocarbons can be used alone or in any combination of two or more.

前記芳香族炭化水素の添加量は、PCBを微量含有する絶縁油に対し、5〜80質量%とするのが好ましく、より好ましくは5〜50質量%が望ましい。5質量%未満ではPCBの分解促進効果が不十分であり、50質量%を超えて添加しても分解促進効果が頭打ちになる。特に好ましくは、5〜30質量%とするのがよい。   The addition amount of the aromatic hydrocarbon is preferably 5 to 80% by mass, more preferably 5 to 50% by mass with respect to the insulating oil containing a small amount of PCB. If it is less than 5% by mass, the effect of promoting the decomposition of PCB is insufficient, and even if it exceeds 50% by mass, the effect of promoting the decomposition reaches its peak. Especially preferably, it is good to set it as 5-30 mass%.

本発明において使用するマイクロ波の出力や周波数、照射方法は、特に限定されるものではなく、反応温度が所定の範囲に保持できるよう電気的に制御すればよい。出力が低すぎる場合は水素発生量が少なくなり、出力が高すぎる場合はマイクロ波の利用率が悪くなるため、電気的に制御しながら10W〜20kWの範囲とし、より好ましくは65W〜5kWの範囲とするのが望ましい。マイクロ波の周波数は1〜300GHzが望ましい。1GHz未満又は300GHzを超える周波数範囲では、無機系触媒、水素供与体の加熱が不十分となる。より好ましくは1〜5GHzの周波数が望ましい。マイクロ波の照射は連続照射、間欠照射のいずれの方法であってもよい。   The output, frequency, and irradiation method of the microwave used in the present invention are not particularly limited, and may be electrically controlled so that the reaction temperature can be maintained within a predetermined range. When the output is too low, the amount of hydrogen generation is reduced, and when the output is too high, the microwave utilization rate is deteriorated, so that the range is 10 W to 20 kW while being electrically controlled, more preferably the range is 65 W to 5 kW. Is desirable. The microwave frequency is preferably 1 to 300 GHz. When the frequency range is less than 1 GHz or more than 300 GHz, the inorganic catalyst and the hydrogen donor are not sufficiently heated. More preferably, a frequency of 1 to 5 GHz is desirable. Microwave irradiation may be either continuous irradiation or intermittent irradiation.

また、マイクロ波の照射位置は、反応系中の触媒に照射されている状態であれば特に限定されないが、触媒活性をできるだけ高めて脱塩素化を促進する点より、触媒を充填した装置内の溶液へ照射するのが好ましい。   Further, the irradiation position of the microwave is not particularly limited as long as the catalyst in the reaction system is irradiated, but from the viewpoint of promoting the dechlorination by increasing the catalyst activity as much as possible, It is preferred to irradiate the solution.

反応の雰囲気は不活性ガス中で行うことが、望ましくない副反応が起きないので、より好ましい。   The reaction atmosphere is more preferably carried out in an inert gas because undesirable side reactions do not occur.

反応時間は0.01分〜300分が望ましい。0.01分未満では分解反応が不十分であり、300分より大の反応時間では実用上意味がない。PCBの迅速大量処理を図る観点からは、さらに好ましくは5分〜180分、特に好ましくは5分〜120分である。   The reaction time is preferably 0.01 minutes to 300 minutes. If it is less than 0.01 minutes, the decomposition reaction is insufficient, and if the reaction time is longer than 300 minutes, there is no practical meaning. From the viewpoint of rapid PCB mass processing, it is more preferably 5 minutes to 180 minutes, and particularly preferably 5 minutes to 120 minutes.

反応温度は50〜200℃が望ましい。反応温度が50℃未満では分解反応が不十分となる。一方、200℃を超える場合は脱塩素化反応は十分進むが、副生物が生成し易くなり、また経済性にも劣るものとなる。副反応生成物の抑制とPCB分解速度のバランスを図る観点からは、さらに好ましくは50〜160℃、特に好ましくは60〜145℃が望ましい。   The reaction temperature is preferably 50 to 200 ° C. When the reaction temperature is less than 50 ° C., the decomposition reaction becomes insufficient. On the other hand, when it exceeds 200 ° C., the dechlorination reaction proceeds sufficiently, but by-products are easily generated, and the economy is inferior. From the viewpoint of balancing the suppression of side reaction products and the PCB decomposition rate, it is more preferably 50 to 160 ° C, and particularly preferably 60 to 145 ° C.

本発明においては、変圧器等から抜き取った絶縁油を別途準備した反応槽に充填して脱塩素化してもよいし、又、変圧器等に直接水素供与体、アルカリ化合物及び触媒を加えて脱塩素化してもよい。前者の場合には多量の絶縁油を効率的に脱塩素化することができ、後者の場合には機器に付着した絶縁油も一括して脱塩素化することができる。   In the present invention, the insulation oil extracted from the transformer or the like may be filled in a separately prepared reaction tank for dechlorination, or the hydrogen donor, alkali compound and catalyst may be added directly to the transformer or the like for removal. It may be chlorinated. In the former case, a large amount of insulating oil can be efficiently dechlorinated, and in the latter case, the insulating oil adhering to the equipment can also be dechlorinated at once.

本発明のPCBの脱塩素化方法によれば、反応系に外部から水素ガスを吹き込んだ場合と同等もしくはそれ以上の速い速度でPCBそのものが分解する。その機構は明らかではないが、アルカリ化合物から提供されるアルカリ金属ラジカルがPCBの脱塩素化反応を促し、そこに水素供与体からの水素ラジカルが入り込むものと考えられる。   According to the PCB dechlorination method of the present invention, the PCB itself is decomposed at a speed equal to or higher than that when hydrogen gas is blown into the reaction system from the outside. Although the mechanism is not clear, it is considered that the alkali metal radical provided from the alkali compound promotes the dechlorination reaction of PCB, and the hydrogen radical from the hydrogen donor enters therein.

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではない。また、以下の実施例等において、特に言及する場合を除き、「質量%」及び「質量部」は、それぞれ「%」及び「部」と略記する。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited only to a following example. In the following examples and the like, “mass%” and “part by mass” are abbreviated as “%” and “part”, respectively, unless otherwise specified.

図1に本実施例1〜16で使用したPCB分解装置の概略図を示す。マイクロウェーブ発生装置1内に三つ口フラスコ2を入れ、三つ口の二つを窒素導入用口2aと温度計3の挿入口2bとして利用し、中央の口2cにリービッヒ冷却管4を設けて反応生成物を反応系外に取り出す。   FIG. 1 shows a schematic view of the PCB disassembling apparatus used in Examples 1-16. A three-necked flask 2 is placed in the microwave generator 1, two of the three necks are used as a nitrogen introduction port 2a and an insertion port 2b of a thermometer 3, and a Liebig cooling tube 4 is provided at the center port 2c. The reaction product is taken out of the reaction system.

(実施例1)
四国計測工業(株)製の簡易型マイクロ波反応装置温度制御タイプZMW−024型を用いて実験した。KC−400(4塩化ビフェニール、鐘淵化学(株)製)を2ppm含有する絶縁油7種4号100mlと、アルカリ物質として日本曹達製KOHフレーク(95%)を乳鉢ですりつぶしたもの0.5gと、水素供与体として和光純薬製イソプロピルアルコール(IPA)20mlと、無機系触媒としてパラジウムを5%担持した80−100メッシュの活性炭(Pd/C:和光純薬製)0.2gとをそれぞれ用いて、内容量200mlの三つ口フラスコ2に導入した。
(Example 1)
Experiments were performed using a simple microwave reactor temperature control type ZMW-024 manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd. 0.5g of KOH flakes (95%) made by Nippon Soda as an alkaline substance and 100ml of 7 kinds of insulating oil containing 2ppm of KC-400 (biphenyl tetrachloride, Kaneka Chemical Co., Ltd.) And 20 ml of isopropyl alcohol (IPA) manufactured by Wako Pure Chemical as a hydrogen donor and 0.2 g of 80-100 mesh activated carbon (Pd / C: manufactured by Wako Pure Chemical) carrying 5% palladium as an inorganic catalyst, respectively. And introduced into a three-necked flask 2 having an internal volume of 200 ml.

前記フラスコ2に前記各物質の混合物を導入後に窒素ガスでフラスコ2内部ガスを置換した後、マグネッチックスターラーで混合物を攪拌しながら、温度が82℃一定となるように、周波数2.45GHzのマイクロ波を電気的に制御しながら60分照射した。反応中も窒素ガスを50ml/minで流した。   After introducing the mixture of each substance into the flask 2 and substituting the gas inside the flask 2 with nitrogen gas, the mixture was stirred with a magnetic stirrer and the temperature was maintained at 82 ° C. so that the temperature was kept constant at 82 ° C. Irradiation was performed for 60 minutes while electrically controlling the waves. Nitrogen gas was allowed to flow at 50 ml / min during the reaction.

三つ口フラスコ2の上部にはリービッヒ冷却管4を取り付けてあるため、イソプロピルアルコールは還流するが、副生アセトンは系外に搬出されるので反応を促進する。   Since the Liebig condenser 4 is attached to the upper part of the three-necked flask 2, the isopropyl alcohol is refluxed, but the by-product acetone is carried out of the system, so that the reaction is promoted.

実験で用いたKC−400の異性体分布(質量%)を以下に示す。
モノクロロビフェニール 0.01%
ジクロロビフェニール 0.48%
トリクロロビフェニール 17.47%
テトラクロロビフェニール 51.43%
ペンタクロロビフェニール 27.92%
ヘキサクロロビフェニール 2.55%
ヘプタクロロビフェニール 0.14%
オクタクロロビフェニール 0%
ノナクロロビフェニール 0%
デカクロロビフェニール 0%
The isomer distribution (% by mass) of KC-400 used in the experiment is shown below.
Monochrome Robiphenyl 0.01%
Dichlorobiphenyl 0.48%
Trichlorobiphenyl 17.47%
Tetrachlorobiphenyl 51.43%
Pentachlorobiphenyl 27.92%
Hexachlorobiphenyl 2.55%
Heptachlorobiphenyl 0.14%
Octachlorobiphenyl 0%
Nonachlorobiphenyl 0%
Decachlorobiphenyl 0%

(テトラクロロビフェニールの組成)2,3,4,5−テトラクロロビフェニール、2,3,4,6−テトラクロロビフェニール、2,2’,3,4−テトラクロロビフェニール、2,3,3’,4−テトラクロロビフェニール、2,3,4,4’−テトラクロロビフェニール、3,4,4’,5−テトラクロロビフェニール、3,3’,4,4’−テトラクロロビフェニールなどを主に含有。   (Composition of tetrachlorobiphenyl) 2,3,4,5-tetrachlorobiphenyl, 2,3,4,6-tetrachlorobiphenyl, 2,2 ′, 3,4-tetrachlorobiphenyl, 2,3,3 ′ , 4-tetrachlorobiphenyl, 2,3,4,4′-tetrachlorobiphenyl, 3,4,4 ′, 5-tetrachlorobiphenyl, 3,3 ′, 4,4′-tetrachlorobiphenyl, etc. Contains.

(実施例2)
反応温度を約82℃、反応時間を120分とした以外は、実施例1と同様の操作によりPCBを分解した。
(Example 2)
PCB was decomposed by the same operation as in Example 1 except that the reaction temperature was about 82 ° C. and the reaction time was 120 minutes.

(実施例3)
無機系触媒として、パラジウムを5%担持した80−100メッシュの活性炭(Pd/C:和光純薬製)0.4gを用いた以外は、実施例1と同様の操作によりPCBを分解した。
(Example 3)
The PCB was decomposed in the same manner as in Example 1 except that 0.4 g of 80-100 mesh activated carbon (Pd / C: manufactured by Wako Pure Chemical Industries) carrying 5% palladium was used as the inorganic catalyst.

(実施例4〜5)
アルカリ物質として、日本曹達製KOHフレーク(95%)を乳鉢ですりつぶしたものを各々0.1g、0.05gを用いた以外は、実施例1と同様の操作によりPCBを分解した。
(Examples 4 to 5)
PCB was decomposed by the same operation as in Example 1 except that 0.1 g and 0.05 g of KOH flakes (95%) made by Nippon Soda were ground as alkaline substances in a mortar.

(実施例6)
四国計測工業(株)製の簡易型マイクロ波反応装置温度制御タイプZMW−024型を用いて実験した。KC−400(4塩化ビフェニール、鐘淵化学(株)製)を2ppm含有する絶縁油7種4号100mlと、アルカリ物質として日本曹達製KOHフレーク(95%)を乳鉢ですりつぶしたもの0.5gと、水素供与体として和光純薬製シクロヘキサノール20mlと、無機系触媒としてパラジウムを5%担持した80−100メッシュの活性炭(Pd/C:和光純薬製)0.2gとをそれぞれ用いて、内容量200mlの三つ口フラスコ2に導入した。
(Example 6)
Experiments were performed using a simple microwave reactor temperature control type ZMW-024 manufactured by Shikoku Keiki Kogyo Co., Ltd. 0.5g of KOH flakes (95%) made by Nippon Soda as an alkaline substance and 100ml of 7 kinds of insulating oil containing 2ppm of KC-400 (biphenyl tetrachloride, Kaneka Chemical Co., Ltd.) And 20 ml of cyclohexanol manufactured by Wako Pure Chemical as a hydrogen donor and 0.2 g of 80-100 mesh activated carbon (Pd / C: manufactured by Wako Pure Chemical) carrying 5% palladium as an inorganic catalyst, The solution was introduced into a three-neck flask 2 having an internal volume of 200 ml.

前記フラスコ2に前記各物質の混合物を導入後に窒素ガスでフラスコ2内部ガスを置換した後、マグネッチックスターラーで混合物を攪拌しながら、温度が130℃一定となるように、周波数2.45GHzのマイクロ波を電気的に制御しながら120分照射した。反応中も窒素ガスを50ml/minで流した。フラスコ2の内部温度は、シクロヘキサノールの沸点(164℃)よりも低い温度(130℃)に保持した。   After introducing the mixture of each substance into the flask 2 and substituting the gas inside the flask 2 with nitrogen gas, the mixture was stirred with a magnetic stirrer and the temperature was maintained at 130 ° C. so that the temperature was kept constant at 130 ° C. Irradiation was performed for 120 minutes while electrically controlling the waves. Nitrogen gas was allowed to flow at 50 ml / min during the reaction. The internal temperature of the flask 2 was maintained at a temperature (130 ° C.) lower than the boiling point of cyclohexanol (164 ° C.).

(実施例7)
反応時間を60分とした以外は、実施例6と同様の操作によりPCBを分解した。
(Example 7)
PCB was decomposed by the same operation as in Example 6 except that the reaction time was 60 minutes.

(実施例8)
無機系触媒として、パラジウムを5%担持した80−100メッシュの活性炭(Pd/C:和光純薬製)0.4gを用いた以外は、実施例6と同様の操作によりPCBを分解した。
(Example 8)
The PCB was decomposed in the same manner as in Example 6 except that 0.4 g of 80-100 mesh activated carbon (Pd / C: manufactured by Wako Pure Chemical Industries) carrying 5% palladium was used as the inorganic catalyst.

(実施例9〜12)
アルカリ物質として、日本曹達製KOHフレーク(95%)を乳鉢ですりつぶしたものを各々0.2g、0.1g、0.05g、0.01gを用いた以外は、実施例6と同様の操作によりPCBを分解した。
(Examples 9 to 12)
The same operation as in Example 6 was conducted except that 0.2 g, 0.1 g, 0.05 g, and 0.01 g of KOH flakes (95%) made by Nippon Soda were ground as alkaline substances in a mortar. PCB was disassembled.

(実施例13〜16)
マイクロ波の周波数、照射エネルギーを適宜変更し、反応温度を82〜160℃の間で変化させ、反応時間を120分とした以外は、実施例6と同様の操作によりPCBを分解した。
(Examples 13 to 16)
The PCB was decomposed by the same operation as in Example 6 except that the microwave frequency and irradiation energy were appropriately changed, the reaction temperature was changed between 82 and 160 ° C., and the reaction time was 120 minutes.

(評価方法)
反応前後の溶液を、Sep−Pak前処理を施してから、DB1(J&Wサイエンティフィック製)をキャピラリーカラムとする(株)島津製作所製のガスクロマトグラフィー質量分析計QP5050(以下、「GC−MS」)にかけ、PCBのピーク面積の変化から脱塩素化(分解率)を確認した。
(Evaluation methods)
The solution before and after the reaction is subjected to Sep-Pak pretreatment and then a gas chromatography mass spectrometer QP5050 (hereinafter referred to as “GC-MS”) manufactured by Shimadzu Corporation using DB1 (manufactured by J & W Scientific) as a capillary column. ) To confirm dechlorination (decomposition rate) from the change in the PCB peak area.

実施例1〜16の実験条件、評価結果を表1にまとめて示す。   Table 1 summarizes the experimental conditions and evaluation results of Examples 1 to 16.

Figure 0003678738
Figure 0003678738

表1の結果から、80℃〜160℃で2時間反応させることにより、PCBが消失することが確認できた。反応時間が長いほどPCBの分解率は良好となった。   From the results in Table 1, it was confirmed that the PCB disappeared by reacting at 80 ° C. to 160 ° C. for 2 hours. The longer the reaction time, the better the PCB decomposition rate.

(実施例17)
マイクロ波照射装置内に備えられた内容量3Lの円筒型反応容器に、粒状活性炭(商品名:ダイヤホープ008)にパラジウム(Pd)を5%担持した触媒(平均粒径1mm程度)330gを備え付け、該反応容器に、KC−400を10ppm含有する絶縁油1種2号2200mlと、アルカリ物質として日本曹達製KOHフレーク(95%)を乳鉢ですりつぶしたもの13.82gと水素供与体として和光純薬製イソプロピルアルコール(IPA)440mlとを3000rpmのホモミキサーで20分攪拌して混液としたものを導入した。これらを導入した後に、窒素ガスで反応容器内部を置換した後、反応容器内を攪拌しながら、反応容器内の液温が60℃一定になるように、周波数2.45GHz、最大出力1.5kWのマイクロ波を電気的に制御しながら120分照射した。反応中も窒素ガスを流した。反応容器内の溶液は、マイクロ波照射装置外に設置した冷却器にて30℃まで冷却し、冷却された反応溶液を再び反応容器内に戻すことにより、流速500ml/minで循環させた
(Example 17)
A cylindrical reaction vessel with an internal volume of 3 L provided in the microwave irradiation apparatus is equipped with 330 g of a catalyst (average particle size of about 1 mm) carrying 5% palladium (Pd) on granular activated carbon (trade name: Diahop 008). , 13.82 g of Nippon Oil Soda KOH flakes (95%) ground in a mortar as alkaline substances and 2200 ml of insulating oil 1 type 2 containing 10 ppm of KC-400 in the reaction vessel, and Wako Jun as hydrogen donor A mixture of isopropyl alcohol (IPA) (440 ml) and a mixture obtained by stirring with a 3000 rpm homomixer for 20 minutes was introduced. After introducing these, the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen gas, and while stirring the inside of the reaction vessel, the frequency of 2.45 GHz and the maximum output of 1.5 kW so that the liquid temperature in the reaction vessel was kept constant at 60 ° C. Irradiation was performed for 120 minutes while being electrically controlled. Nitrogen gas was allowed to flow during the reaction. The solution in the reaction vessel was cooled to 30 ° C. with a cooler installed outside the microwave irradiation apparatus, and the cooled reaction solution was returned to the reaction vessel again to circulate at a flow rate of 500 ml / min.

(実施例18)
反応溶液を、マイクロ波照射装置外に設置した冷却器にて45℃まで冷却し、冷却された反応溶液を再び反応容器内に戻す操作により液を循環させた以外は、実施例17と同様の操作により脱塩素化を行った。
(Example 18)
The reaction solution was cooled to 45 ° C. with a cooler installed outside the microwave irradiation apparatus, and the liquid was circulated by an operation of returning the cooled reaction solution back into the reaction vessel, and the same as in Example 17 Dechlorination was performed by operation.

(実施例19)
マイクロ波照射装置内に備えられた内容量3Lの円筒型反応容器に、粒状活性炭(商品名:ダイヤホープ008)にパラジウム(Pd)を5%担持した触媒(平均粒径1mm程度)600gを備え付け、該反応容器に、KC−400を50ppm含有する実油1種2号2000mlと、アルカリ物質として日本曹達製KOHフレーク(95%)を乳鉢ですりつぶしたもの12.57gと水素供与体として和光純薬製イソプロピルアルコール(IPA)400mlとを3000rpmのホモミキサーで20分攪拌して混液としたものを導入した。これらを導入した後に、窒素ガスで反応容器内部を置換した後、反応容器内を攪拌しながら、反応容器内の液温が60℃一定になるように、周波数2.45GHz、最大出力1.5kWのマイクロ波を電気的に制御しながら180分照射した。反応中も窒素ガスを流した。反応容器内の溶液は、マイクロ波照射装置外に設置した冷却器にて30℃まで冷却し、冷却された反応溶液を再び反応容器内に戻すことにより、流速500ml/minで循環させた
(Example 19)
A cylindrical reaction vessel with an internal volume of 3 L provided in the microwave irradiation apparatus is equipped with 600 g of a catalyst (average particle size of about 1 mm) carrying 5% palladium (Pd) on granular activated carbon (trade name: Diahop 008). In the reaction vessel, 20007 ml of seed oil No. 2 containing 50 ppm of KC-400, 12.57 g of KOH flakes (95%) made by Nippon Soda as an alkaline substance in a mortar, and Wako Jun as hydrogen donor A solution prepared by stirring 400 ml of pharmaceutical isopropyl alcohol (IPA) with a homomixer at 3000 rpm for 20 minutes was introduced. After introducing these, the inside of the reaction vessel was replaced with nitrogen gas, and while stirring the inside of the reaction vessel, the frequency of 2.45 GHz and the maximum output of 1.5 kW so that the liquid temperature in the reaction vessel was kept constant at 60 ° C. The microwave was irradiated for 180 minutes while being electrically controlled. Nitrogen gas was allowed to flow during the reaction. The solution in the reaction vessel was cooled to 30 ° C. with a cooler installed outside the microwave irradiation apparatus, and the cooled reaction solution was returned to the reaction vessel again to circulate at a flow rate of 500 ml / min.

(評価方法)
反応前後の溶液をGC−MSにかけ、PCBのピーク面積の変化から脱塩素化(PCB分解率)を確認した。
(Evaluation methods)
The solution before and after the reaction was subjected to GC-MS, and dechlorination (PCB decomposition rate) was confirmed from the change in the PCB peak area.

実施例17〜19の実験条件、評価結果を表2にまとめて示す。   Table 2 summarizes the experimental conditions and evaluation results of Examples 17 to 19.

Figure 0003678738
Figure 0003678738

表2の結果から、60℃で2〜3時間反応させることにより、PCBが消失することが確認できた。   From the results in Table 2, it was confirmed that PCB disappeared by reacting at 60 ° C. for 2 to 3 hours.

本実施例で用いたマイクロ波によるPCB分解実験装置の概略図である。It is the schematic of the PCB decomposition experiment apparatus by the microwave used by the present Example.

符号の説明Explanation of symbols

1 マイクロウェーブ発生装置
2 三つ口フラスコ
3 温度計
4 リービッヒ冷却管
1 Microwave generator 2 Three-necked flask 3 Thermometer 4 Liebig condenser

Claims (9)

ポリ塩化ビフェニールを微量含有する絶縁油に水素供与体を混合し、アルカリ化合物及び無機系触媒の存在下に、マイクロ波を照射することにより脱塩素化することを特徴とするポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 Dechlorination of polychlorinated biphenyls characterized by mixing a hydrogen donor with insulating oil containing a trace amount of polychlorinated biphenyls and dechlorinating by irradiation with microwaves in the presence of an alkali compound and an inorganic catalyst. Method. 前記絶縁油中のポリ塩化ビフェニール含有量が、50ppm以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 2. The polychlorinated biphenyl dechlorination method according to claim 1, wherein the polychlorinated biphenyl content in the insulating oil is 50 ppm or less. 前記水素供与体の添加量が、10〜50質量%(対絶縁油)であることを特徴とする請求項1又は2に記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 The polychlorinated biphenyl dechlorination method according to claim 1 or 2, wherein the hydrogen donor is added in an amount of 10 to 50 mass% (with respect to insulating oil). 前記アルカリ化合物の含有量が0.001〜5.0質量%(対絶縁油)、前記無機系触媒の含有量が0.001〜30質量%(対絶縁油)であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 The content of the alkali compound is 0.001 to 5.0% by mass (for insulating oil), and the content of the inorganic catalyst is 0.001 to 30% by mass (for insulating oil). Item 4. A method for dechlorination of polychlorinated biphenyls according to any one of Items 1 to 3. さらに、芳香族炭化水素を添加することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 Furthermore, aromatic hydrocarbon is added, The dechlorination method of polychlorinated biphenyls in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 脱塩素化時の反応温度が、50〜200℃であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 The method for dechlorination of polychlorinated biphenyls according to any one of claims 1 to 5, wherein a reaction temperature at the time of dechlorination is 50 to 200 ° C. 前記水素供与体が、複素環式化合物、アミン系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物及び脂環式化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 The hydrogen donor is at least one compound selected from the group consisting of a heterocyclic compound, an amine compound, an alcohol compound, a ketone compound, and an alicyclic compound. The method for dechlorination of polychlorinated biphenyl according to any one of the above. 前記アルカリ化合物が、苛性ソーダ、苛性カリ、ナトリウムアルコキシド、カリウムアルコキシド及び水酸化カルシウムからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 The polychlorinated biphenyl according to any one of claims 1 to 6, wherein the alkali compound is at least one compound selected from the group consisting of caustic soda, caustic potash, sodium alkoxide, potassium alkoxide, and calcium hydroxide. Dechlorination method. 前記無機系触媒が、炭素結晶化合物及び金属担持炭素化合物からなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物であることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載のポリ塩化ビフェニールの脱塩素化方法。 The dechlorination of polychlorinated biphenyl according to any one of claims 1 to 6, wherein the inorganic catalyst is at least one compound selected from the group consisting of a carbon crystal compound and a metal-supported carbon compound. Method.
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