Переработка промышленных хлоорганических отходов методом каталитического жидкофазного гидродехлорирования

Жидкофазное каталитическое гидродехлорирование хлорорганических отходов проводили в проточном кварцевом реакторе со стационарным слоем катализатора. В качестве высокотемпературного инертного растворителя применяли дешевый и легко доступный вакуумный газойль (7U = 350 500

°С) или так называемый тяжелый газойль (Гкш, = 360 500

°С), полученный при гидрокрекинге и каталитическом крекинге вакуумного газойля, а также при термическом крекинге мазута.

В качестве катализаторов использовали каталитические системы на основе палладия, нанесенные на активированные угли и оксид алюминия с содержанием 0,5 — 2,0

% палладия. Были испытаны промышленные палладийсодержащие катализаторы: МА-15,

ФПК-1,

ИК-53-1-

катализатор Pd/сибунит (содержание Pd — 2

% по массе) и никельсиликатные катализаторы, получаемые осаждением основного карбоната никеля на кизельгуре с последующей фильтрацией, отмывкой, сушкой, таблетированием и восстановительным разложением, содержащие 25 — 50

% по массе никеля, выпускаемые ОАО

"Синтез Каучук" (г. Стерлитамак). С целью подготовки катализаторов к работе в условиях реакции гидродехлорирования хлоруглеводородов проводилась активация катализаторов. Катализатор помещался в реактор, затем включался обогрев реактора с одновременной подачей азота. В течение 6

ч температура реактора постепенно повышалась до 250

°С. В течение следующих 6

ч температура реактора повышалась до 400

"С. Продувка азотом велась до полного прекращения выделения воды. Затем подача азота отключалась, и в реактор вводили водород, подача которого велась до прекращения выделения воды и хлористого водорода.

Водород и раствор или водород и тонкодисперсная суспензия твердого хлорорганического отхода в 5 — 10

-кратном избытке высококипящего растворителя по отношению к массе хлорорганического отхода и при соотношении водород: хлорорганический отход 20^-40:1

параллельными потоками подаются в нижнюю часть реактора. Температура проведения процесса 250 — 350

°С, время контакта составляет 15 — 20 с. Продукты реакции представляют собой смесь углеводородов и низкохлорированных хлоруглеводородов. Непрореагировавший водород и выделившийся хлористый водород выводят из верхней части реактора и подвергают разделению известными методами. Высоко-кипящий углеводородный растворитель с непрореагировавшими отходами возвращают в процесс. Гидрогенолиз отходов производства винилхлорида (состав А), включающих хлоруглеводороды С2 при 350 °С с конверсией 98 %, приводит к получению этана и этилена — 89 %, хлористого этила и хлористого винила — 11 %. Гидрогенолиз отходов производства эпихлоргидрина (состав Б) с конверсией 90 % ведет к получению пропана и пропилена (88 %), хлорпропенов (2 %), дихлорпропенов (10 %). Особое место занимает проблема утилизации отходов производства перхлорэтилена, получаемого методом высокотемпературного хлорирования. Эти отходы представляют собой смесь негорючих и легко кристаллизующихся перхлоруглеродов. Для достижения высокой конверсии перхлоруглеродов гидрогенолиз ведется при большом избытке водорода по отношению к хлорорганическому отходу 40:1. В результате гидрогенолиза твердых отходов производства 1,1,2,2 -тетрахлорэтилена (состав В) с конверсией 95 % получены этан, этилен, бутан, бутилены, моно — и дихлорпроизводные бутиленов, смесь бензола и хлорбензолов с различным содержанием хлора.

Используя палладиевые катализаторы проводят вышеописанные реакции гидродехлорирования с преимущественным образованием этана и пропана.

Срок стабильной работы палладиевых катализаторов не более 80 ч.

Негативное действие хлористого водорода на активность катализаторов нейтрализуется в процессе жидкофазного гидродехлорирования хлорорганических отходов при использовании сплавного Ni-Al-Ti катализатора, обладающего повышенной прочностью и высокой активностью в интервале температур 100 — 400 °С. Традиционно используемые никелевые катализаторы обладают низкой механической прочностью. Оксид алюминия или активированный уголь, пропитанный солями палладия (Pd/ALOj и Pd/C) являются достаточно дорогими катализаторами и относительно быстро теряют свою активность за счет блокирования активных центров поверхности катализатора смолистыми и коксообразными побочными продуктами, присутствующими в реальных отходах.

Процесс гидродехлорирования хлорорганических отходов в присутствии сплавного Ni-Al-Ti катализатора осуществляется в две стадии. На первой стадии проводят выщелачивание сплавного катализатора, на второй выполняют гидродехлорирование хлорорганических отходов.

Активным элементом в катализаторе является никель, алюминий исполняет роль защитного слоя. Свежий катализатор подвергают активации выщелачиванием части алюминия по реакции

Другие статьи по экологии

Природоохранная деятельность предприятия
Состояние планетарных экологических систем вызывает все большую озабоченность мирового сообщества. Эрозия почв, необратимое нарушение водного баланса и антропогенное загрязнение атмосферы с ...

Есть ли выход из экологического кризиса
Концепции современного естествознания определяются совокупностью наук о природе, или естественных наук, взятых в их взаимной связи, как целое. Естествознание рассматривает различные концепци ...

Утилизация отходов птицеводства
Одной из наиболее важных проблем, требующих скорейшего решения для развития агропромышленного комплекса, является повышение плодородия почв, следовательно, и урожайности сельскохозяйственных ...