RU2215729C1 - Method for detoxification of polychlorobiphenyls - Google Patents
Method for detoxification of polychlorobiphenyls Download PDFInfo
- Publication number
- RU2215729C1 RU2215729C1 RU2002108276/04A RU2002108276A RU2215729C1 RU 2215729 C1 RU2215729 C1 RU 2215729C1 RU 2002108276/04 A RU2002108276/04 A RU 2002108276/04A RU 2002108276 A RU2002108276 A RU 2002108276A RU 2215729 C1 RU2215729 C1 RU 2215729C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cobalt
- alkali
- formula
- catalyst
- cocatalyst
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области защиты окружающей среды, точнее к способам дехлорирования экотоксикантов - полихлорированных ароматических соединений, а именно полихлорбифенилов (ПХБ), образующих при хранении или сжигании еще более токсичные вещества - хлорированные диоксины. ПХБ наработаны в мировой промышленности в больших количествах, т.к. из-за своих высоких технических свойств они активно использовались как высокотермостойкие и инертные диэлектрики, гидравлические жидкости и т.п. The invention relates to the field of environmental protection, and more specifically to methods of dechlorination of ecotoxicants - polychlorinated aromatic compounds, namely polychlorinated biphenyls (PCBs), which form even more toxic substances, chlorinated dioxins, when stored or burned. PCBs have been accumulated in large quantities in world industry, as Due to their high technical properties, they were actively used as highly heat-resistant and inert dielectrics, hydraulic fluids, etc.
Невысокая химическая инертность и хорошая маслорастворимость приводит к накоплению ПХБ в жировых тканях человека и животных, и, будучи высокотоксичными, они подавляют иммунитет и способствуют канцерогенезу и другим опасным болезням. Изобретение наиболее эффективно может быть использовано в химической и электротехнической промышленности в связи с необходимостью детоксации применяемых как высокотермостабильные диэлектрики ПХБ - технические названия "СОВОЛ" и "СОВТОЛ",за рубежом называемые "АРОХЛОРЫ". Известны физические и физико-химические способы дехлорирования экотоксикантов, содержащих хлор: электрохимические, радиационные, фотохимческие,термические. Все они обладают теми или иными недостатками. Основные - высокая энергоемкость и низкая селективность. Low chemical inertness and good oil solubility leads to the accumulation of PCBs in the fatty tissues of humans and animals, and being highly toxic, they suppress immunity and contribute to carcinogenesis and other dangerous diseases. The invention can be most effectively used in the chemical and electrical industries in connection with the need for detoxification of PCBs used as highly thermally stable dielectrics - technical names "SOVOL" and "SOVTOL", abroad called "AROCHLORIES". Known physical and physico-chemical methods of dechlorination of ecotoxicants containing chlorine: electrochemical, radiation, photochemical, thermal. All of them have certain disadvantages. The main ones are high energy intensity and low selectivity.
Термические методы сжигания признаны непригодными, т.к. при сжигании хлорорганического сырья образуются еще более токсичные отходы: диоксин, хлор, фосген. Thermal combustion methods are deemed unsuitable because when burning organochlorine raw materials, even more toxic waste is formed: dioxin, chlorine, phosgene.
Наиболее перспективными считаются химические методы дехлорирования. Ставится задача дехлорирования сырья с переведением этих соединений в нетоксичные безопасные соединения, например кислородсодержащие. The most promising are chemical methods of dechlorination. The task is to dechlorinate raw materials with the conversion of these compounds into non-toxic safe compounds, for example oxygen-containing.
Для экологически высокоопасных хлорированных соединений, имеющих планарную структуру, так называемых "диоксиноподобных", достаточно провести частичное дехлорирование ПХБ, при этом токсичность их резко снижается. For ecologically highly hazardous chlorinated compounds with a planar structure, the so-called “dioxin-like”, it is sufficient to partially dechlorinate PCBs, while their toxicity decreases sharply.
Известен способ дехлорирования ПХБ Nа-нафталином с добавлением пятидесятикратного избытка металлического натрия в растворе тетрагидрофурана в инертной атмосфере в течение 4-х часов (патент США 4326090, кл. С 07 С 1/20, 1982 г.) Недостаток способа состоит в использовании металлического натрия в больших количествах и органического растворителя, что делает процесс взрывоопасным и нетехнологичным. A known method of dechlorination of PCBs with Na-naphthalene with the addition of a fifty-fold excess of metallic sodium in a solution of tetrahydrofuran in an inert atmosphere for 4 hours (US patent 4326090, class C 07
Известен способ восстановления ПХБ гидросиланами в присутствии Ni-Ренея при молярном соотношении ПХБ: гидросилан: Ni-Ренея равном 1:20-25:10-12,5 (патент России 2030378, кл. С 07 С 15/14, опубл. 10.03 1995 г.). A known method of recovering PCBs with hydrosilanes in the presence of Ni-Raney with a molar ratio of PCB: hydrosilane: Ni-Raney is equal to 1: 20-25: 10-12.5 (Russian patent 2030378, CL 07 15/14, publ. 10.03 1995 g.).
Известен способ каталитического восстановительного дегидро-хлорирования осуществляемого с использованием гетерогенных катализаторов-восстановителей в тонком дисперсном состоянии в атмосфере водорода при температуре до 400oС (патент Германии 19903987. К недостаткам указанных способов относится высокая энергоемкость процесса, достаточно быстрое отравление поверхности катализатора и высокая коррозионная активность среды в результате выделения в процессе дегидрогалоидирования хлористого водорода.A known method of catalytic reductive dehydro-chlorination carried out using heterogeneous reducing catalysts in a fine dispersed state in a hydrogen atmosphere at temperatures up to 400 o C (German patent 19903987. The disadvantages of these methods include the high energy intensity of the process, fairly fast poisoning of the surface of the catalyst and high corrosion activity environment as a result of the release of hydrogen chloride during dehydrohalogenation.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ жидкофазного дехлорирования ароматических хлоридов с использованием гетерогенного катализатора, содержащего никель с концентрацией 1-8 маc. % на углеродном носителе и промотированного палладием с концентрацией 2-10 мас. % по отношению к никелю в атмосфере водорода с добавкой восстановителя NaBH4 в этанолсодержащем растворителе. При этом молярное содержание хлорароматического соединения (по С-С):катализатор:NaBH4, составляет 1:(0,03-50): (1-350) (патент России 2100338, опубл. 27.12.1997 г. - прототип). Недостатком способа-прототипа является использование дорогостоящего и дефицитного компонента катализатора - палладия и восстановителя - натрийборгидрида.The closest in technical essence to the proposed method is a method of liquid-phase dechlorination of aromatic chlorides using a heterogeneous catalyst containing nickel with a concentration of 1-8 wt. % on a carbon carrier and promoted by palladium with a concentration of 2-10 wt. % with respect to nickel in a hydrogen atmosphere with the addition of a NaBH 4 reducing agent in an ethanol-containing solvent. In this case, the molar content of the chloroaromatic compound (in C-C): catalyst: NaBH 4 is 1: (0.03-50): (1-350) (Russian patent 2100338, publ. 12/27/1997 - prototype). The disadvantage of the prototype method is the use of an expensive and scarce catalyst component — palladium and a reducing agent — sodium borohydride.
По этой причине способ-прототип не нашел широкого применения. For this reason, the prototype method has not found wide application.
С целью удешевления и упрощения технологии обезвреживания предложено жидкофазное дехлорирование этоксикантов, в частности ПХБ, осуществлять в атмосфере окиси углерода в среде низших алифатических спиртов (преимущественно метанола) с использованием карбонатов или гидроксидов или алкоголятов щелочных или щелочноземельных металлов в присутствии каталитической системы на основе карбонилов кобальта или соли щелочного или щелочноземельного металла карбонила кобальта и сокатализатора - окиси олефина формулы
где R - водород или алкил формулы СnН2nX при n=1-5, X=Н, Сl.In order to reduce the cost and simplify the technology of neutralization, it is proposed that the liquid phase dechlorination of ethoxicants, in particular PCBs, be carried out in an atmosphere of carbon monoxide in the environment of lower aliphatic alcohols (mainly methanol) using carbonates or hydroxides or alcoholates of alkali or alkaline earth metals in the presence of a catalytic system based on cobalt or carbonyls salts of an alkaline or alkaline earth metal of cobalt carbonyl and cocatalyst - olefin oxide of the formula
where R is hydrogen or alkyl of the formula C n H 2n X at n = 1-5, X = H, Cl.
Процесс проводят при температуре 55-70oС и давлении окиси углерода 1-3 атм. Катализатор берут с концентрацией кобальта в спиртовом растворе 0,2-5,0% на галогенид. Количество сокатализатора составляет 10-80 моль на 1 моль кобальта.The process is carried out at a temperature of 55-70 o C and a pressure of carbon monoxide 1-3 ATM. The catalyst is taken with a concentration of cobalt in an alcohol solution of 0.2-5.0% per halide. The amount of cocatalyst is 10-80 mol per 1 mol of cobalt.
Существенными отличительными признаками предлагаемого способа являются:
- проведение процесса дегидрохлорирования полихлорбифенилов в среде окиси углерода,
использование каталитической системы на основе карбонилов кобальта или соли щелочного или щелочноземельного металла карбонила кобальта и сокатализатора - окиси олефина формулы
где R - водород или алкил формулы СnН2nX, при n=1-5, X=Н, Сl.Salient features of the proposed method are:
- the process of dehydrochlorination of polychlorinated biphenyls in a medium of carbon monoxide,
the use of a catalytic system based on cobalt carbonyls or a salt of an alkaline or alkaline earth metal cobalt carbonyl and cocatalyst - olefin oxide of the formula
where R is hydrogen or alkyl of the formula C n H 2n X, when n = 1-5, X = H, Cl.
- проведение процесса при температуре 55-70oС под давлением окиси углерода до 3 атм. в среде низшего алифатического спирта (преимущественно метанола) с использованием карбонатов или гидроксидов или алкоголятов щелочных или щелочноземельных металлов,
- концентрация кобальта в спиртовом растворе 0,2-5,0 маc.% на полихлорбифенил, количество окиси олефина 10-80 молей на моль кобальта.- carrying out the process at a temperature of 55-70 o With a pressure of carbon monoxide up to 3 ATM. in the environment of lower aliphatic alcohol (mainly methanol) using carbonates or hydroxides or alkoxides of alkali or alkaline earth metals,
- the concentration of cobalt in an alcohol solution of 0.2-5.0 wt.% per polychlorobiphenyl, the amount of olefin oxide 10-80 moles per mole of cobalt.
Выбор оптимальных значений условий проведения процесса объясняется следующим: при температуре выше 70oС и давлении выше 3 атм. так же, как и при концентрации кобальта в спиртовом растворе ниже 0.2 мас.% падает активность и стабильность каталитической системы, а увеличение концентрации кобальта больше 5 мас.% не приводит к изменению показателей процесса, а вызывает лишь излишние траты дорогостоящего кобальта.The choice of optimal values of the process conditions is explained by the following: at temperatures above 70 o C and pressure above 3 atm. just as with a cobalt concentration in an alcohol solution below 0.2 wt.%, the activity and stability of the catalytic system decreases, and an increase in the cobalt concentration of more than 5 wt.% does not lead to a change in the process indicators, but causes only unnecessary waste of expensive cobalt.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом: в реакционную колбу или автоклав, предварительно продутые окисью углерода, загружают катализатор - карбонил кобальта или его соль с концентрацией кобальта 0,2-5,0 мас.% в расчете на полихлорбифенил, растворитель, основание и сокатализатор в количестве (не меньше необходимого для осуществления реакции): 10 моль окиси олефина на 1 моль катализатора. Процесс проводят в заданных условиях при интенсивном перемешивании и постоянной подаче окиси углерода. По окончании реакции определяют конверсию исходного хлорида (или их смеси) методом ГЖХ. В результате экологически опасный хлорид или техническая смесь ароматических хлоридов превращается в нетоксичные карбоксильные соединения (кислоты или эфиры) с небольшим содержанием хлора. The proposed method is carried out as follows: in a reaction flask or autoclave, previously purged with carbon monoxide, a cobalt carbonyl catalyst or its salt with a cobalt concentration of 0.2-5.0 wt.% Calculated on polychlorobiphenyl, solvent, base and cocatalyst is added in an amount (not less than necessary for the reaction): 10 mol of olefin oxide per 1 mol of catalyst. The process is carried out under given conditions with vigorous stirring and a constant supply of carbon monoxide. At the end of the reaction, the conversion of the initial chloride (or a mixture thereof) is determined by GLC. As a result, environmentally hazardous chloride or a technical mixture of aromatic chlorides is converted into non-toxic carboxyl compounds (acids or esters) with a low chlorine content.
Промышленная применимость изобретения подтверждается примерами. Экспериментальные данные по условиям и результатам примеров приведены в таблице. Все опыты проводились до достижения высокой конверсии по хлориду выше 80%. The industrial applicability of the invention is confirmed by examples. Experimental data on the conditions and results of the examples are shown in the table. All experiments were carried out until a high chloride conversion of above 80% was achieved.
Пример 1. Example 1
В термостатированную, продутую окисью углерода колбу объемом 100 мл загружают метанол - 20 мл; карбонат калия - 1 г (7 ммоль); карбонил кобальта - 0,1 г (0,3 ммоль); 2,4,4'трихлорбифенил -1 г (6 ммоль); окись пропилена - 0,35 г. Methanol, 20 ml, is charged into a thermostated, carbon monoxide purged flask with a volume of 100 ml; potassium carbonate - 1 g (7 mmol); cobalt carbonyl - 0.1 g (0.3 mmol); 2,4,4'-trichlorobiphenyl -1 g (6 mmol); propylene oxide - 0.35 g.
Концентрация кобальта на хлорид - 3 %. вес.отношение окиси пропилена: карбонила кобальта= 20: 1. Реакцию проводят при атмосферном давлении окиси углерода при температуре 60oС. Конверсия хлорида - 99%.превращение по хлору - 40%.The concentration of cobalt on chloride is 3%. weight ratio of propylene oxide: cobalt carbonyl = 20: 1. The reaction is carried out at atmospheric pressure of carbon monoxide at a temperature of 60 ° C. Chloride conversion is 99%. Chlorine conversion is 40%.
Claims (1)
где R - водород или алкил формулы СnH2nХ при n= 1-5, Х= Н, C1,
при этом катализатор берут с концентрацией кобальта в спиртовом растворе 0,2-5,0 мас. % на полихлорбифенил, а сокатализатор - в количестве 10-80 моль на 1 моль кобальта.A method of neutralizing polychlorobiphenyls by catalytic liquid phase dechlorination at an elevated temperature in a gas atmosphere, characterized in that the process is carried out in an atmosphere of carbon monoxide under a pressure of 1-3 atm at 55-70 o C in an environment of lower aliphatic alcohols, mainly methanol, using carbonates, or hydroxides or alcoholates of alkali or alkaline earth metals in the presence of a catalytic system containing cobalt carbonyl or a salt of an alkali or alkaline earth metal of cobalt carbonyl and the catalyst is an olefin oxide of the formula
where R is hydrogen or alkyl of the formula C n H 2n X at n = 1-5, X = H, C1,
while the catalyst is taken with a concentration of cobalt in an alcohol solution of 0.2-5.0 wt. % per polychlorobiphenyl, and cocatalyst in the amount of 10-80 mol per 1 mol of cobalt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108276/04A RU2215729C1 (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Method for detoxification of polychlorobiphenyls |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002108276/04A RU2215729C1 (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Method for detoxification of polychlorobiphenyls |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2215729C1 true RU2215729C1 (en) | 2003-11-10 |
RU2002108276A RU2002108276A (en) | 2004-01-20 |
Family
ID=32027596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002108276/04A RU2215729C1 (en) | 2002-04-01 | 2002-04-01 | Method for detoxification of polychlorobiphenyls |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2215729C1 (en) |
-
2002
- 2002-04-01 RU RU2002108276/04A patent/RU2215729C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2002108276A (en) | 2004-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Urbano et al. | Hydrogenolysis of organohalogen compounds over palladium supported catalysts | |
KR19980087226A (en) | Hydrolysis Method of Alkyl Monohalide | |
CN101462967B (en) | Method for converting arylamine polyhalide | |
JPS58500200A (en) | Improved method for decomposing organohalogen compounds | |
JPS62152479A (en) | Dehalogenation of halogenated aliphatic and aromatic compounds | |
US4675464A (en) | Chemical destruction of halogenated aliphatic hydrocarbons | |
RU2215729C1 (en) | Method for detoxification of polychlorobiphenyls | |
JP5344684B2 (en) | Aromatic halide dehalogenation method | |
Ukisu et al. | Catalytic dechlorination of aromatic chlorides with Pd/C catalyst in alkaline 2-propanol: activity enhancement by the addition of methanol | |
JP3216773B2 (en) | Decomposition method of aromatic halogen compound | |
JP2823950B2 (en) | Method for dehalogenation of organic compounds | |
KR20010079510A (en) | Method of decomposing organochlorine compound | |
US5478548A (en) | Methods for the synthesis of chemical compounds | |
Zinovyev et al. | Design of new systems for transfer hydrogenolysis of polychlorinated aromatics with 2-propanol using a Raney nickel catalyst | |
Luijk et al. | The formation of PCDDs and PCDFs in the catalysed combustion of carbon: implications for coal combustion | |
JP3976332B1 (en) | Decomposition method of high-concentration organochlorine compounds | |
Zhang et al. | Dechlorination of dioxins with Pd/C in ethanol–water solution under mild conditions | |
JP4182033B2 (en) | Energy-saving decomposition method of organic halogen compounds | |
JPH08141107A (en) | Decomposing method for organic compound halide | |
Louw et al. | Gas‐phase and activated carbon mediated thermal hydrogenolysis of halogenated organics | |
CN1051984C (en) | Reduction dehalogenation reaction for halohydrocarbon under the action of high activity alkali metal hydride | |
JP3410797B2 (en) | Decomposition method of halogenated organic compounds | |
JP4963014B2 (en) | Decomposition method of organic halogen compounds | |
JPH08141367A (en) | Catalytic cracking method for aliphatic halide | |
JP3110667B2 (en) | Treatment of polychlorinated aromatic compounds by hydrodechlorination |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060402 |