JPH08266888A - 芳香族ハロゲン化合物の分解方法 - Google Patents
芳香族ハロゲン化合物の分解方法Info
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Abstract
ネルギー投与で効率よく分解、無害化する処理方法を提
供することを課題とする。 【構成】 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ことを特徴とする芳香族ハロゲン
化合物の分解方法であり、前記分解触媒としては、白
金、パラジウム、ルテニウム、ロジウム、ニッケル又は
それらの酸化物のうちから選ばれた少なくとも1種を担
体に担持させたものを用い、第2アルコールとしては2
−プロパノールを用いるのがよい。
Description
の分解方法に係わり、特にポリ塩化ビフェニル(PC
B)等の芳香族ハロゲン化合物を、無害化処理する方法
に関するものである。
に優れていることから、主に絶縁油として変圧器及びコ
ンデンサーに広く利用されてきた。しかし、PCBのも
つ毒性が明らかになって以来、生産及び新規使用が禁止
となった。PCBの入った電気機器類は、現在も多数使
用されているが、大部分が回収・保管されている。長年
にわたる保管で容器の老朽化によって、PCBが漏れ出
す危険が生じており、有効なPCBの無害化処理法の開
発が急務となっている。
主な処理方法として、焼却処理、生物処理、化学的処理
等の処理法が提案されている。焼却処理は、大量のPC
Bを処理できるとされているが、1300〜1400℃
の高温を必要とし、未燃焼のPCBや焼却の際生成する
微量のダイオキシン類が環境を汚す危険性がある。ま
た、生物処理は分解が完了するまでに長時間を用すると
いう欠点がある。これに対し、化学処理法は短時間でし
かも比較的低温で、PCB等を分解するという特徴をも
っている。主なPCBの化学処理法として、水素添加
法、金属ナトリウム法、KPEG法、BCD法等が提案
されている。水素添加法は、貴金属触媒等の存在下で水
素を添加して脱塩素化する方法である。しかし、水素ガ
スを取り扱うため、爆発の危険があるほか、触媒が高価
であるためランニングコストが上昇するという問題があ
る。
ナトリウムを接触させて重合、脱塩素化する方法である
が、金属ナトリウムは取り扱い上危険であるうえ、完全
に脱塩素化されず、塩素化合物の重合体が生成する可能
性がある。KPEG法は、ポリエチレングリコール(P
EG)を水素供与体として、アルカリの存在下で脱塩素
化する方法である。問題点として、完全には脱塩素化さ
れず、使用する試薬が高価であるという点が挙げられ
る。BCD法は、触媒、アルカリ、水素供与体の共存下
で、300〜350℃に加熱し、PCB中の塩素を水素
供与体からの水素で置換する方法である。触媒として炭
素系触媒、アルカリとして水酸化ナトリウム、水素供与
体として重油等の炭化水素油を使用するため、使用する
薬剤が比較的安価で済むとうい利点がある反面、反応温
度が上記の他の化学処理法に比べて高いという欠点があ
る。
術の問題点を解消し、PCB等の芳香族ハロゲン化合物
を少ないエネルギー投与で効率よく分解、無害化する処
理方法を提供することを課題とする。
に、本発明で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、30〜1
00℃に加熱して分解することを特徴とする芳香族ハロ
ゲン化合物の分解方法としたものである。前記分解方法
において、触媒としては、白金、パラジウム、ルテニウ
ム、ロジウム、ニッケル又はそれらの酸化物のうちから
選ばれた少なくとも1種を担体に担持したものが使用で
きる。担体としては、シリカゲル、アルミナ等の金属酸
化物や炭素を用いることができる。上記担体のなかで
は、特に大きな表面積を有する炭素担体が好ましい。金
属の担持量は特に制限はないが、0.1〜10wt%担
持したものが好適である。
なく、水素供与体として重要な役割を果たしている。本
発明では、第2アルコールが特異的に水素供与体として
作用する。第2アルコールのなかでは、アルカリの溶解
性に優れ、安価で大量に入手できる2−プロパノールが
好ましい。また、アルカリ化合物としては、水酸化ナト
リウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マ
グネシウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水
素ナトリウム等を使用することができるが、特にアルコ
ール類に対して溶解度が高くて強アルカリである水酸化
ナトリウム又は水酸化カリウムが好ましい。
プロパノールを用いて詳細に説明する。芳香族ハロゲン
化合物を溶解した2−プロパノールは、所定量のアルカ
リと触媒を添加して懸濁液としたのち、通常2−プロパ
ノールの沸点(83℃)近傍まで加熱され、還流条件下
で分解反応を行う。加熱及び還流中、懸濁液はスターラ
ーと攪拌子により攪拌される。本発明方法が適用できる
芳香族ハロゲン化合物は、沸点が溶媒より高いものが好
ましい。このようなものとしては、例えばPCB、クロ
ロベンゼン類、クロロフェノール類等が挙げられる。芳
香族ハロゲン化合物の濃度は特に制限はないが、低濃度
(0.1〜50,000ppm)から10%程度のもの
まで処理できる。アルカリの添加量は、芳香族ハロゲン
化合物中のハロゲンとのモル比で1.0以上であればよ
いが、1.5〜3.0程度が好適である。反応雰囲気に
は特に制限はないが、安全性を考慮して、窒素等の不活
性ガス雰囲気下で行うことが望ましい。
明における分解方法は次のように進行するものと考えら
れる。例えば、芳香族ハロゲン化合物がモノクロロベン
ゼンで、アルカリがNaOHの場合には、触媒の存在下
に次に示す反応式に従って分解が進行する。 CH3 CH(OH)CH3 → CH3 C(O)CH3 +2H・ (1) C6 H5 Cl+2H・ → C6 H6 +HCl (2) HCl+NaOH → NaCl+H2 O (3) (1)+(2)+(3) CH3 CH(OH)CH3 +C6 H5 Cl+NaOH → CH3 C(O)CH3 +C6 H6 +NaCl+H2 O
水素ラジカル(H・)を引き抜き、さらにクロロベンゼ
ンに供与する役割を果たしている。その結果、クロロベ
ンゼン中のClはH・と置換反応を起こし、ベンゼンと
HClが生成する。H・を引き抜かれた2−プロパノー
ルはアセトンとなり、HClはNaOHにより中和さ
れ、NaClとH2 Oになる。本発明において、第2ア
ルコールが水素供与体として優れているのは、水素ラジ
カルを生成する(1)式の反応が前記の触媒上で速やか
に起こるためである。第1及び第3アルコールでは、水
素ラジカルを生成する反応はほとんど起こらない。以上
のように、本発明における芳香族ハロゲン化合物の分解
方法は、2−プロパノールから芳香族ハロゲン化合物へ
の水素移行反応を利用し、芳香族ハロゲン化合物を脱ハ
ロゲン化して無害化するものである。PCBを分解しよ
うとする場合には、最終脱塩素化物としてビフェニルが
得られる。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。 実施例1 1,2,4−トリクロロベンゼンを溶解した2−プロパ
ノール60ml(濃度5200ppm)を、上部に凝縮
器を付けた200ml平底フラスコに採り、水酸化ナト
リウム0.25gを加え、容器内を窒素ガスで置換し
た。さらに、触媒として5%Pt/Cを0.50g加
え、スターラーで攪拌しながら、還流条件(78℃)ま
で加温し、100分間反応させた。反応後の溶液をガス
クロマトグラフ質量分析計(GC/MS)で分析する
と、含塩素化合物は検出されず、クロロベンゼンは完全
に脱塩素化された。
0ml(濃度5200ppm)を、上部に凝縮器を付け
た200ml平底フラスコに採り、水酸化ナトリウム
0.25gを加え、容器内を窒素ガスで置換した。さら
に、触媒として5%Rh/Cを0.15g加え、スター
ラーで攪拌しながら、還流条件(78℃)まで加温し、
120分間反応させた。反応後の溶液をGC/MSで分
析すると、PCBは検出されず、完全に脱塩素化された
ビフェニルのみが検出された。
0ml(濃度10500ppm)を、上部に凝縮器を付
けた200ml平底フラスコに採り、水酸化ナトリウム
0.50gを加え、容器内を窒素ガスで置換した。さら
に、触媒として5%Pd/Cを0.30g加え、スター
ラーで攪拌しながら、還流条件(78℃)まで加温し、
180分間反応させた。反応後の溶液をGC/MSで分
析すると、PCBは検出されず、完全に脱塩素化された
ビフェニルのみが検出された。
では、PCB等の芳香族ハロゲン化合物を完全に脱ハロ
ゲン化するには、300℃以上に加熱する必要があり、
そのため加熱に要するエネルギー量が大きく、ランニン
グコストの上昇が免れなかった。これに対し、本発明で
は比較的安価な2−プロパノールを水素供与体として用
いて、100℃以下で芳香族ハロゲン化合物の脱ハロゲ
ン化反応を行うことができるため、省エネルギー並びに
ランニングコストの低減を達成することができるばかり
でなく、比較的低温で反応を行うため、有害物を再合成
するような副反応が起こらないという利点がある。ま
た、従来の技術のように重油等の粘性の高い高沸点オイ
ルを水素供与体として用いる場合には、反応後の触媒の
分離・回収は困難であったが、本発明では、粘性の低い
アルコール類を用いるため、容易に触媒を分離・回収で
き、再利用できる利点がある。
Claims (4)
- 【請求項1】 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、30〜1
00℃に加熱して分解することを特徴とする芳香族ハロ
ゲン化合物の分解方法。 - 【請求項2】 前記分解触媒が、白金、パラジウム、ル
テニウム、ロジウム、ニッケル又はそれらの酸化物のう
ちから選ばれた少なくとも1種を担体に担持させたもの
であることを特徴とする請求項1記載の芳香族ハロゲン
化合物の分解方法。 - 【請求項3】 前記アルカリ化合物が、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネ
シウム、酢酸ナトリウム、炭酸ナトリウム又は炭酸水素
ナトリウムから選ばれた少なくとも1種であることを特
徴とする請求項1又は2記載の芳香族ハロゲン化合物の
分解方法。 - 【請求項4】 前記第2アルコールが、2−プロパノー
ルである請求項1、2又は3記載の芳香族ハロゲン化合
物の分解方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09946795A JP3216773B2 (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | 芳香族ハロゲン化合物の分解方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH08266888A true JPH08266888A (ja) | 1996-10-15 |
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---|---|---|---|
JP09946795A Expired - Fee Related JP3216773B2 (ja) | 1995-04-03 | 1995-04-03 | 芳香族ハロゲン化合物の分解方法 |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11128724A (ja) * | 1997-10-28 | 1999-05-18 | Rikiya Handa | Pcb混入オイルの処理方法 |
JP2007061108A (ja) * | 2005-07-14 | 2007-03-15 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機ハロゲン化合物の分解方法 |
JP2009185025A (ja) * | 2008-01-07 | 2009-08-20 | Nagoya Industrial Science Research Inst | 芳香族ハロゲン化物の脱ハロゲン化方法 |
JP2012051839A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ne Chemcat Corp | 含フッ素化合物の脱フッ素化法 |
-
1995
- 1995-04-03 JP JP09946795A patent/JP3216773B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH11128724A (ja) * | 1997-10-28 | 1999-05-18 | Rikiya Handa | Pcb混入オイルの処理方法 |
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JP2012051839A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Ne Chemcat Corp | 含フッ素化合物の脱フッ素化法 |
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