RO109318B1 - Procedeu de foto-oxidare, în ultraviolet, a anhidridei sulfuroase - Google Patents

Abstract

Procedeu de foto-oxidare, în ultraviolet, a anhidridei sulfuroase, face parte din domeniul aplicațiilor laserilor, în chimie, și se bazează pe inducerea reacției chimice de oxidare, în amestecul SO2+O2 sub acțiunea radiației laserului cu excimer cu emisie în ultraviolet pulsată, la 2480 Â. Iradierea cu laserul se efectuează într-o cameră de reacție în care radiația focalizată pătrunde prin intermediul unei ferestre cu cuarț, și în care se găsește amestecul gazos, în anumită concentrație inițială și presiune totală

Description

Prezenta invenție se referă la un procedeu de foto-oxidare, în ultraviolet, a anhidridei sulfuroase, cu ajutorul radiației ultraviolete, a unui laser cu excimer, în scopul obținerii anhidridei sulfurice SO₃. 5

Sunt cunoscute procedeele chimice, clasice, de preparare a SO₃, care folosesc instalații prevăzute cu catalizatori specifici și recirculare repetată, a amestecului SO₂ + O₂, menținut la temperaturi ridicate, 450°C. 10

Dezavantajele principale ale acestor tehnologii utilizate pentru obținerea anhidridei sulfurice constau în : impurificarea produsului, prin contactul reactanților cu catalizatorul și pereții încălziți ai incintelor, consum ridicat de 15 catalizatori, prin otrăvirea lor, consum energetic ridicat, corozivitate datorită temperaturii de lucru.

Sunt cunoscute procedee de inducere a unor reacții chimice, cu laserul, în amestecuri 20 gazoase, la presiuni subatmosferice, printre care reacții de oxidare, în care materia primă este SO₂, iar laserul cu care se iradiază este laserul cu CO₂ cu emisie în infraroșu. In acest caz, însă, realizarea conversiei la SO₃ era 2 5 condiționată de adăugarea în amestecul reactant SO₂ + O₂ a unui gaz sensitivant, care este absorbant față de radiația laser, care poate să afecteze puritatea produsului ce se obține.

Procedeul conform invenției are ca 30 scop obținerea unui randament sporit, pentru conversia fotochimică a SO₂ în SO₃ de mare puritate, folosind, în acest scop, radiația în ultraviolet, a unui laser cu excimer, eliminând totodată prezența gazului aditiv senzitivant. 35

Conform invenției, se realizează reacția SO₂ + O₂ într-un sistem prevăzut cu laser pulsat cu excimer cu emisie în ultraviolet la 2480 Â și cu frecvență de repetiție ridicată, care iradiază amestecul reactant, aflat la 40 presiuni între 350 și 600 torr, într-o cameră de reacție, prevăzută cu ferestre transparente, în ultraviolet, în sine cunoscută.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje : 45

- asigură un produs - anhidridă sulfurică - de mare puritate ;

- asigură un grad de conversie, ridicat

- elimină consumurile energetice mari, 50 datorită modului eficient de absorbție a radiației laser, de către materia primă ;

- elimină folosirea unor substanțe aditive - de pildă senzitivant;

- nu necesită condiții de lucru, deosebite.

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției.

Potrivit invenției, radiația emisă de un laser cu excimer cu Kripton-Fluor cu lungimea de undă a radiației de 2480 A, cu frecvență de repetiție a pulsurilor de 30 ... 40 Hz, și energie per puls de 120 ... 140 mJ, este concentrată prin intermediul unei lentile de cuarț, în interiorul unei camere de reacție, din sticlă, prevăzută cu ferestre din CaF₂ transparente, cu lungimea de undă respectivă, camera de reacție fiind, în prealabil, vidată și apoi umplută cu amestec gazos SO₂ + O₂ în proporție de 1 : 2, amestecul aflându-se la o presiune totală între 350 și 600 torr. Sub acțiunea radiației laser, are loc conversia la SO₃, pe seama unor procese de fotoexcitare și fotoionizare, induse în amestecul gazos și care au loc în primele câteva minute de iradiere, astfel încât majoritatea produsului de reacție, dorit, se obține cu eficiență deosebită.

Folosind ca materie primă SO₂ și O₂ de calitate reactiv, se obține anhidridă sulfurică, de mare puritate, cu randament chimic de 15 ... 20 %, obținut în primele 4 ... 5 min de iradiere.

Trebuie precizat: consumul de energie și productivitatea procedeului depind de caracteristicile laserului - lungime de undă, energia per puls, frecvență de repetiție - de sistemul optic de iradiere, precum și de presiunea amestecului inițial.

Claims (1)

1. Revendicare

   Procedeu de fotooxidare, în ultraviolet, a anhidridei sulfuroase, folosind radiația ultravioletă a unui laser excimer, pentru inducerea oxidării, caracterizat prin aceea că se iradiază cu un laser excimer cu Kripton -fluor cu emisie pulsată la 2480 Â și frecvența de repetiție de 35 ... 40 Hz, un amestec SO₂ + O₂ în proporție de 1 : 2, introdus într-o cameră de reacție, la presiunea totală de 350 ... 600 torr, reacția de oxidare având loc cu mare eficacitate și randament, în primele 4-5 min de iradiere.