Применение современных окислительных технологий для очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство науки и образования РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Кемеровский государственный университет»

Химический факультет

Магистерская диссертация

Применение современных окислительных технологий для очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля

Магистрант:

Шерина Н.А.

Научный руководитель:

Ананьев В.А.

Кемерово 2014

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Фотолиз

1.2 Электролиз

2. ПРЯМОЙ ЭЛЕКТРОЛИЗ

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1 Характеристика объекта исследования

3.2 Производство пропиленгликоля

3.3 Фотолиз

3.4 Электролиз

3.5 Методика определения химического потребления кислорода

3.6 Методика определения хлорид ионов

4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

4.1 Очистка с использованием ВУФ излучения

4.2 Очистка с использованием электролиза

ВЫВОДЫ

ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Одним из продуктов, которые производятся на КПО “Химпром” является пропиленгликоль. В фармацевтической промышленности он нашел широкое применение для приготовления различных тинктур, растворов для инъекций, мазей и притираний. В косметике пропиленгликоль используется для приготовления эликсиров, лосьонов, шампуней, эмульсий, паст, кремов, помад и других препаратов.

Пропиленгликоль является исходным материалом для получения ряда соединений, получение которых описано в [1]. При дегидрировании пропиленгликоля в паровой фазе над медьцинкхромовым катализатором образуется ацетол. При окислительном дегидрировании пропиленгликоля в присутствии паров воды над катализатором (серебро на окиси алюминия, промотированное окисью бериллия) образуется метилглиоксаль. При окислении пропиленгликоля над платиновой чернью образуется молочная кислота. Из пропиленгликоля и аммиака при давлении водорода 17.2 МПа и температуре ~ 300 °С в присутствии никеля или кобальта получают диметилпиперазин. При взаимодействии пропиленгликоля с трифенилфосфитом образуются фосфорсодержащие соединения, которые употребляются в качестве стабилизаторов полимеров и являются исходным сырьем для получения негорючих полиуретанов.

Большое промышленное значение имеют линейные полиэфиры, полученные из пропиленгликоля и дикарбоновых кислот, содержащих несколько метиленовых групп или ароматическую группу в цепи. В зависимости от того, берется ли в избытке гликоль или кислота, полученный полиэфир имеет по концам гидроксильные или карбоксильные группы.

При взаимодействии пропиленгликоля с изофталевой или малеиновой кислотой получаются ненасыщенные полиэфиры, которые после отверждения сшивающими агентами, состоящими из смеси стирола или а-метилстирола с акрилонитрилом или метак-Рилонитрилом, образуют термореактивные полиэфирные смолы с высокой теплостойкостью и адгезией к металлу и стеклу.

Полиэфирные смолы с высокой химической стойкостью и хорошими механическими свойствами при повышенной температуре и на холоду получаются при взаимодействии пропиленгликоля с полигалогенидными полифенолами и образовавшегося соединения с органическими кислотами. Линейные 4-карбоксиполиэфирные смолы образуются при гидролизе полиэфиров, являющихся продуктами реакции пропиленгликоля с безводной солью 4-винилгемимел-литовой кислоты и эпоксидными соединениями.

Пропиленгликоль служит исходным веществом для получения лекарственных препаратов. Например, эфир пропиленгликоля и сульфаметилфенилкарбаминовой кислоты обладает бактерицидной активностью. Сложные эфиры салициловой кислоты и ее производных и пропиленгликоля обладают противолихорадочным, противовоспалительным и анальгетическим действием. Пропиленгликоль входит в противовоспалительные и бактерицидные составы для лечения заболеваний носовой полости, свищей, сенной лихорадки и др., а также в составы для заживления ран после глубоких ожогов или действия химических продуктов. Бактерицидным и спермицидным действием обладают стероидные третэфиры пропиленгликоля. Пропиленгликоль входит в состав препаратов успокоительного действия, применяемых в ветеринарии. Поверхностно-активные вещества, которые являются продуктами конденсации пропиленгликоля с окисью этилена, предлагаются для рассасывания отеков.

При реакции пропиленгликоля с ароматическими трихлорметильными соединениями получаются продукты, которые могут быть использованы в качестве промежуточных веществ, растворителей, а также как ядохимикаты. Стабилизаторы синтетических смол, ускорители полимеризации и вулканизации, антиоксиданты получаются при взаимодействии пропиленгликоля с оловоорганическими дигалогенидами.

Пропиленгликоль используется и как реакционная среда в различных синтезах. Например, Ni-феноляты диоксиалкилдифенил-сульфонов, используемые как стабилизаторы полиолефинов, получаются из исходных материалов в среде пропиленгликоля. Пропиленгликоль рекомендован в качестве азеотропообразователя для разделения азеотропной смеси н-бутанол -- н-бутилацетат, а также для азеотропного разделения нормальных алифатических спиртов С8-С18 и углеводородов С12-С14.

Получение пропиленгликоля приводит к образованию стоков, которые содержат большую концентрацию хлорид ионов и характеризуются большим значением ХПК. Поскольку пропиленгликоль обладает бактерицидными и фунгицидными свойствами, то использование биологической очистки стоков, в которых он содержится, не представляется возможным. В связи с этим актуальность разработки методики очистки стоков производства пропиленгликоля не вызывает сомнения.

В настоящее время для очистки стоков предлагается использовать современные окислительные технологии advanced oxidation processes (AOPs), которые включают, как физико-химические методы (электролиз, радиолиз, фотолиз), так и химические (обработка хлором, озоном, перекисью водорода, перегретым паром). Несмотря на разнообразие этих методов, они имеют одну общую черту - их использование приводит к генерации активных частиц, в частности радикалов OH*, в связи с чем, данные методы предлагается называть радикальными методами очистки. Так как химическое окисление требует использования вредных веществ и может приводить к вторичному загрязнению окружающей среды, то в настоящей работе использовались такие физико-химические методы, как фотолиз и электролиз, которые не требуют таких капитальных затрат, как радиолиз.

Таким образом, целью нашей работы являлась:

- оценка эффективности очистки стоков производства пропиленгликоля с помощью фотолиза и электролиза.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Подобрать оптимальные условия проведения фотолиза, при которых достигается максимальное уменьшение ХПК сбросовой жидкости производства пропиленгликоля.

2. Подобрать оптимальные условия проведения электролиза, при которых достигается максимальное уменьшение ХПК сбросовой жидкости производства пропиленгликоля.

3. Оценить эффективность используемых методов очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля и дать практические рекомендации по их использованию.

Научная новизна.

1. В процессе фотолиза хлорид ионы участвуют в химических реакциях с участием органических веществ.

2. При электролизе хлорид ионы являются катализаторами окисления органических веществ, находящихся в сбросовой жидкости производства пропиленгликоля.

Практическая значимость.

1. Степень очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля с максимальным начальным значением ХПК за 15 мин фотолиза составляет 70, 40, 30, 30, 40% для температуры процесса равной 20, 40, 50, 60 и 80 0С, соответственно.

2. Степень очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля за 30-40 мин. электролиза составляет 70-80%.

3. Рекомендуется использовать ВУФ излучение или электролиз для очистки сбросовой жидкости пропиленгликоля на стадии предочистки.

Апробации работы. Материалы диссертации докладывались на VIII Международной научно-практической конференции “Образование, наука инновации - вклад молодых исследователей” Кемеровского государственного университета в 2013 г. в г. Кемерово; на XIII Всероссийской научно-практической конференции имени профессора Л.П. Кулева студентов и молодых ученых с международным участием Томском политехническом университете в 2012 г. в г. Томске, на международных конференциях EUROAnalysis 2011, Serbia, 2011, 4th EuCheMS Chemistry Congress, Czech Republic, 2012.

Во введении излагается суть проблемы, рассмотрена актуальность темы, определены задачи работы и сформулированы защищаемые положения.

В литературном обзоре описаны теоретические и экспериментальные данные, имеющиеся в литературе, которые посвящены современным окислительным технологиям очистки сточных вод. Особое внимание уделено проблемам, связанным с окислением водных растворов органических соединений в процессе электролиза и фотолиза УФ и ВУФ излучением.

В разделе “Методика эксперимента” рассмотрены методики проведения химического анализа, описаны процедуры проведения фотолиза светом 172 нм и электролиза.

В разделе “Результаты и их обсуждение” приводятся экспериментальные данные по изменению состава сбросовой жидкости производства пропиленгликоля при фотолизе и электролизе. Приводится анализ полученных результатов и даются рекомендации по использованию использованных методов для очистки.

Выполненные эксперименты и их обсуждение с привлечением известных из литературы результатов позволяют вынести на защиту следующие

Защищаемые положения.

1. Изменение концентрации хлорид ионов и органических примесей в сбросовой жидкости производства пропиленгликоля в процессе

а) фотолиза светом 172 нм;

б) электролиза.

2. Оценка эффективности используемых методов для очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

В настоящее время не вызывает сомнения тезис о том, что для устойчивого развития человечества необходимо наличие эффективного сельского и коммунального хозяйства, доступной медицины, дешевых источников энергии, развитой химической и металлургической промышленности. Однако, практически все технологии, необходимые для комфортного существования человека, так или иначе, приводят к загрязнению водных источников, воздуха и почвы. Даже использование лекарств приводит к их накоплению в природной среде и, как следствие, к мутации микроорганизмов. Таким образом складывается парадоксальная ситуация почти все, что делает существование человека удобным и комфортным, ухудшает условия его существования. Единственный выход из этой ситуации - развитие “зеленых” технологий, которые не приводят к выбросу в окружающую среду токсичных продуктов. Однако этот вариант представляется утопическим на настоящей стадии развития науки и техники.

В Программе экономического и социального развития Кемеровской области на период 2007-2012 гг. в разделе “Состояние окружающей среды и природные ресурсы” указывается: “Интенсивное развитие производственного сектора области (как промышленного, так и сельскохозяйственного) негативно отражается на ее экологии. Высокие уровни загрязнения окружающей среды отдельных городов и районов являются следствием высокой концентрации экологически неблагоприятных производств (угольных, металлургических, химических, электроэнергетических) на сравнительно небольших территориях. Усугубляет положение и высокий износ технологического, транспортного и очистного оборудования.

К числу основных экологических проблем Кемеровской области относится … загрязнение водных объектов. … Согласно водному кадастру на территории Кемеровской области насчитывается около 32 тысяч рек протяженностью 245 тыс. километров, принадлежащих бассейну реки Обь. Кроме того, существует 850 озер (включая речные старицы) суммарной площадью более 100 кв. километров. Обеспеченность водными ресурсами в Кемеровской области одна из самых высоких в Российской Федерации. Запасы поверхностных и подземных вод полностью удовлетворяют потребности водопотребления и водопользования народного хозяйства региона. Но, при этом, из-за загрязнения водных источников качество питьевой воды самое худшее в Сибири. Загрязнение водных объектов региона связано с … неэффективной работой очистных сооружений. Качество воды реки Томи, являющейся самым большим в границах области водным объектом, оценивается как “грязная”.

Структура водопотребления Кемеровской области выглядит следующим образом … производственные нужды - 80%. … В 2006 году объем сброса загрязненных сточных вод составил 733 млн. куб. м”.

Проведенный в Программе экономического и социального развития Кемеровской области на период 2007-2012 гг. анализ экологической обстановки позволяет утверждать, что без ее существенного улучшения невозможно устойчивое развитие области. Решение этой задачи должно состоять в разработке современных, эффективных технологий очистки сточных вод, в подготовке специалистов, способных их применять, и наличии владельцев предприятий, готовых вкладывать деньги в новые технологии. Эффективность очистки можно повысить, если в растворе увеличить концентрацию основного окисляющего агента - радикалов OH*. Для реализации таких схем очистки при технологически приемлемых температурах, давлении и катализаторах используют AOPs. Имеющиеся экспериментальные данные не позволяют заранее предсказать, когда применение какой-либо AOPs будет экономически эффективно для очистки конкретного стока.

При использовании современных окислительных технологий необходимо учитывать, что при малых временах обработки могут образовываться вещества более токсичные, чем исходные. Так как теоретическая оценка возможности реализации подобного исхода событий в большинстве случаев не представляется возможной из-за сложности химических процессов, то необходима экспериментальная проверка длительности очистки, которая необходима для достижения приемлемой степени очистки конкретного стока.

1.1 Фотолиз

Использовать УФ-излучение для прямого фоторазложения органических загрязнений, находящихся в водном растворе, было предложено в 60 гг. XX века, (например, [2]). Такая возможность появилась после разработки достаточно мощных и дешевых источников УФ-излучения, таких как ртутные лампы различного давления и эксимерные лампы. Однако имеется ряд принципиальных ограничений для применения этого метода.

Первое ограничение связано с тем, что вещество, которое необходимо удалить, должно поглощать фотолизующий свет в значительно большей степени, чем остальные, находящиеся в растворе вещества. Для сильно окрашенных стоков крупных промышленных предприятий, содержащих большое количество примесей, это ограничение является определяющим.

Второе ограничение связано с тем, что фотохимическая реакция может приводить к образованию более сложного вещества, чем исходное.

Рассмотрим механизм фотохимического процесса [3]. При поглощении кванта света молекула из основного состояния S0 переходит в возбужденное, как правило, первое синглетное состояние S1. Возбужденное синглетное состояние за счет интеркомбинационной конверсии может перейти в триплетное возбужденное состояние T1. Синглетное и триплетное состояния за счет безизлучательного или излучательного переходов могут переходить в основное состояние или при диссоциации образовывать продукты.

S0 + h S1*

S1* Продукты

S1* S0

S1* T1*

T1* Продукты

T1* S 0

Состав продуктов зависит от природы исходного вещества и особенностей его электронного строения в возбужденном состоянии [4]. При УФ-облучении органических молекул возможен переход с основных n или орбиталей на возбужденную * орбиталь. Типичными реакциями, связанными с S1 (,*) состоянием, являются перегруппировка, присоединение к кольцу или отрыв от него, в то время как, для T1 (,*) состояния характерны реакции гомолитического разрыва, присоединения, перегруппировки или реакции отрыва атома водорода. Синглетные и триплетные (n,*) состояния могут участвовать в реакциях диссоциации, отрыва атомов или присоединения других молекул. Если фотохимическая реакция приводит к разрыву связей в молекуле с образованием радикалов, то она может быть использована для очистки. В ряде случаев к органическому радикалу может присоединяться молекула кислорода с образованием пероксида:

A + O2 AO2

Образовавшиеся пероксиды далее участвуют в реакциях с образованием продуктов.

Наиболее важной для объяснения процессов с участием пероксильных радикалов является реакция их димеризации с образованием тетраоксида:

2RH2C-O-O* RH2C-O4-CH2R

Реакция (VIII) протекает очень быстро для первичных и вторичных пероксильных радикалов, но гораздо более медленно для третичных. Мономолекулярный распад тетраоксида приводит либо непосредственно к образованию конечных продуктов, либо через стадию образования промежуточных радикальных частиц:

RH2C-O4-CH2R RHC=O + RCH2OH + O2 (IX)

2RHC=O + H2O2

2RH2CO* + O2

RH2C-O-O-CH2R + O2

Образование пероксидов также возможно по другому механизму, в соответствии с которым на первой стадии происходит безизлучательный перенос энергии от органической молекулы к молекуле кислорода. На второй стадии образовавшаяся возбужденная, как правило, синглетная молекула кислорода взаимодействует с органической молекулой:

A* + O2 A + O2*

A + O2* AO2

Синглетный кислород может взаимодействовать с органическими соединениями, содержащими ненасыщенные связи с образованием, как правило, пероксидов. При наличии гетероатома в молекуле органического соединения именно он подвергается окислению.

Облучение светом 253.7 нм

Процессы, протекающие при облучении нефильтрованным или фильтрованным светом ртутной лампы низкого давления, 87% энергии излучения которой приходится на длину волны 253.7 нм, водных растворов различных органических веществ, было изучено наиболее подробно [5,6]. Это связано с относительной простотой процессов, протекающих при этом. Ниже приводятся данные об эффективности разложения органических соединений алифатического ряда нефильтрованным светом ртутной лампы низкого давления. Концентрация веществ в растворе варьировалась от 10-3 до 10-6 М и в различных экспериментах была различна. Кроме этого, отличались условия проведения экспериментов - использовались источники света с различной интенсивностью, отличался реакционный объем и температура раствора. В связи с этим прямое сравнение результатов, полученных различными исследователями, не представляется возможным. Можно говорить лишь об основных тенденциях.

Фотолиз разбавленных водных растворов хлорзамещенных предельных углеводородов с концентрацией 3•10-4 М (CHCl3, CCl4, C2H3C13, C2H2Cl4, C2HCl5, C2Cl6) в различных комбинациях изучался в [7]. Установлено, что облучение не приводит к их эффективному разложению. В работе [8] установлено, что 80% трихлорэтилена разлагается за 40 мин облучения, а 30% дихлорметана за 3 часа фотолиза.

Из приведенного обзора следует, что фотолиз светом 253.7 нм не пригоден для удаления хлорзамещенных органических соединений алифатического ряда. В последнем случае может оказаться более эффективным фотолиз светом с большей энергией квантов.

Фотолиз светом 210-230 нм

Эксимерная лампа на основе KrCl излучает в узкой области спектра (222 6 нм). В [9] такая лампа была использована для изучения фотолиза различных хлорорганических соединений, таких как CCl4, l,l,l-трихлорэтан и 1,1,1,2-тетрахлорэтан, растворенных в ультрачистой воде. Было установлено, что облучение приводит к гомолизу связи C-Cl с последующей реакцией переноса электрона с образованием хлорид-иона. Степень разложения указанных соединений не превышает 50%.

Разложение водного раствора l,l,l-трихлорэтана (концентрация 2•10-4 M) под действием нефильтрованного света ртутной лампы среднего давления, наполненной ксеноном, (~ 210-230 нм) изучено также в [10]. Было найдено, что степень его разложения за 30 мин фотолиза составляет 80%.

Таким образом, использование света ртутной лампы среднего давления, так же как и лампы низкого давления, неэффективно для разложения хлорпроизводных углеводородов алифатического ряда.

Фотолиз светом 172 нм

Свет с длиной волны 172 нм относится к вакуумной ультрафиолетовой спектральной области (ВУФ). В этой области спектра наблюдается интенсивное поглощение излучения водой. Возбуждение большинства неорганических и практически всех органических молекул таким излучением приводит к разрыву химических связей. Очистка сточных вод ВУФ излучением стала возможной с появлением достатлчно мощных и доступных эксимерных источников излучения, имеющих длительный срок эксплуатации.

Эксимерные Xe лампы могут применяться путем погружения их непосредственно в раствор, что существенно упрощает процедуру их использования. Имеющиеся экспериментальные данные свидетельствуют, что методика очистки с помощью ВУФ-излучения (спектральный диапазон 17212 нм и электрическая мощность лампы не менее 1000 Вт) является вполне конкурентоспособной по сравнению с другими AOPs.

Применение ВУФ технологии долгое время было ограничено растворами с низкой концентрацией органических веществ, однако, если реактор устроен таким образом, чтобы облучение производилось в тонком слое толщиной 70 мкм, то можно очищать растворы и с большим содержанием загрязнений. Это связано с тем, что в таком слое быстро создается постоянная высокая концентрация радикалов. В общем случае можно говорить, что этот процесс очень прост для реализации, не использует дополнительных реагентов, то есть является наиболее перспективным среди других AOPs. Однако его применение ограничивается до сих пор возможностью приобретения ламп, имеющих большой срок эксплуатации и низкой стоимостью.

При фотолизе воды при воздействии ВУФ-излучения возможны два основных пути ее разложения. Один связан с гомолизом по реакции (XV), а второй с ионизацией по реакции (2):

H2O + h (< 190 нм) H0 + HO

H2O + h (< 190 нм) H0 + eaq + HO

где H0 - атом водорода; eaq - акватированный электрон. В жидкой фазе квантовый выход HO и H по реакции (1) равен ~0, 0.33, 0.42 и 0.7 квант-1 при 193.3, 184.9, 172 и 147.9 нм, соответственно [11]. Таким образом, пороговая энергия разложения воды по реакции (XV) находится в диапазоне между 6.41 и 6.71 эВ.

Реакция (XVI) может быть представлена в виде суммы реакций ионизации (2 а) и депротонирования (2 б):

H2O + h (< 190 нм) [e, H2O+] + (H2O)

[e, H2O+] + (H2O) H3O+ + eaq + HO

При возбуждении светом 175-200 нм водных растворов с pH от 4 до 9 квантовый выход акватированных электронов (eaq) равен 0.05±0.01 квант-1, то есть в данном спектральном диапазоне практически не зависит от энергии квантов света и pH. Этот факт исключает возможность фотоиндуцированной ионизации гидроксил-иона ? OH в водном растворе по реакции:

OH(H2O) + h (< 190 нм) eaq + HO(H2O)

Тем не менее (eaq) возрастает в сильнощелочной среде, что связано с протеканием реакции, связанной с участием атомарного водорода:

OH + H0 H2O + eaq

При pH < 4 (eaq) уменьшается, так как H3O+ является акцептором акватированного электрона:

eaq + H3O+ H0 + H2O

k = 2.21010 М1с1 (XIX)

Существенную роль в процессах окисления ВУФ-излучением органических соединений, содержащихся в воде, играет растворенный в ней кислород. Это связано с возможностью образования радикалов O*, O2* и O3* (первого и последнего в сильнощелочной среде):

eaq + O2 O2

k = 21010 М1с1

H2O + O* OH + HO pK = 11.9

O* + O2 O3*

k = 3.5103 М1с1 (XXII)

Первичные продукты, образовавшиеся при ВУФ обработке воды, инициируют серию диффузионно-контролируемых реакций, приводящих к образованию более стабильных ионов и молекул:

2 HO H2O2

k = 4109 М1с1

H0 + HO H2O

k = 2.4 М1с1

eaq + H0 + H2O H2 + OH k = 2.5 М1с1

eaq + HO OH k = 31010 М1с1

2 H0 H2 k = 11010 М1с1

Из-за низкой растворимости молекулярного водорода в воде он в дальнейших превращениях практически не участвует.

В насыщенном воздухом или кислородом водном растворе, растворенный кислород является акцептором не только eaq, но и атомарного водорода H0. При этом образуется кислота HO2 и сопряженный с ним радикал O2:

H0 + O2 HO2

k = 11010 М1с1

Их превращения приводят к образованию перекиси водорода.

Таким образом, в области pH от 1 до 12 четырнадцать различных продуктов (H2O, HO, H0, eaq, HO2, O2, H2, O2, H2O2, HO2?, H3O+, OH?, O3 и HO3) и минимум 25-30 реакций и кислотно-основных равновесий должны быть приняты во внимание для описания фотолиза ВУФ-излучением чистой воды. Однако на практике, для описания процесса очистки водного раствора излучением с длиной волны 172 нм при pH 7±3 и нормальных условий необходима лишь небольшая их часть, которая перечислена ниже:

H2O + h H0 + HO

2 HO H2O2

H0 + O2 HO2

HO2 + H2O H3O+ + O2pKa = 4.8

HO2 + O2 O2 + HO2

HO2 + H2O H2O2 + OH?pKa = 11.6

HO2 + H2O2 HO + O2 + OH?

HO + H2O2 HO2 + H2O

Так как жидкая вода имеет большой молярный коэффициент поглощения света с длиной волны 172 нм, то излучение поглощается в тонком слое раствора, прилегающем к поверхности лампы. Далее образовавшиеся активные частицы могут рекомбинировать между собой, переходить в основное состояние или покидать облучаемый слой. Поскольку коэффициенты диффузии и времена жизни активных частиц существенно отличаются, то для бимолекулярных реакций наблюдается большое различие в процессах, протекающих в облученном и необлученном объемах.

При насыщении раствора кислородом, H0 и eaq, образующиеся при облучении, будут взаимодействовать с растворенным кислородом, в то время как радикалы HO будут или рекомбинировать, или реагировать с растворенными в растворе неорганическими или органическими веществами. Реакции с органическими веществами включают отрыв атома водорода.

R/CH2CH2R + HO [R/CH2CH2R]+ + OH R/CH2CHR + H2O

а также, присоединение к -системе или одноэлектронное окисление. C-центрированные радикалы могут взаимодействовать с молекулярным кислородом с образованием пероксидных радикалов:

R/CH2CHR + O2 R/CH2CHROO

а также взаимодействовать между собой, в том числе с образованием тонкой полимерной пленки, которая покрывает поверхность лампы,:

2 R/CH2CHR R/CH2CH2R + R/CH=CHR

R/CH2CHR + n R/CH=CHR R/CH2CH(R)[CHR/CHR]nCHR/CH2R

Для увеличения эффективности очистки воды от органических соединений ВУФ-излучением необходимо увеличить концентрацию молекулярного кислорода. Радикальные продукты фотолиза, такие как, HO, H0, C-центрированные радикалы, имеют короткое время жизни и не могут далеко диффундировать из облучаемого пространства. Это приводит к тому, что все бимолекулярные реакции с их участием протекают в этой области. В то же время, HO2 и перекисные органические радикалы, например, R/CH2CHRO2, имеют достаточно большое время жизни, что позволяет им покидать зону облучения и инициировать термические реакции вне нее. Таким образом, первичные процессы окисления протекают внутри облучаемой зоны, а большая часть вторичных реакций протекает в необлученном объеме раствора. Так как радикалы HO образуются в большой концентрации внутри облучаемой области, то она является основным местом генерации перекиси водорода.

Гидратированный электрон eaq является сильным окислителем (E0 = ?2.9 В [12]). Он реагирует с органическими молекулами как нуклеофил:

eaq + S S

при этом его реакционная способность увеличивается в присутствии заместителей акцепторов электронов в реакционном центре органического соединения (S). Кроме того, образующийся галогенированный гидрокарбонат (RX) быстро отщепляет галогенид (X?) по реакции:

eaq + RX RX R + X

Атомарный водород H0 формально можно рассматривать как сопряженную акватированному электрону eaq кислоту:

eaq + H3O+ H2O + H0

k = 2.21010 М1с1

Атомарный водород является сильным восстановителем в кислой среде (E0 = ?2.3 В [13]). По реакционной способности он отличается от eaq, но похож на радикал HO в его реакциях с большинством органических соединений, хотя от последнего он отличается меньшей реакционной способностью и большей селективностью. Атомарный водород при взаимодействии отщепляет водород от насыщенных органических молекул:

H0 + RH H2 + R

и присоединяется к -системам:

H0 + HRC=CR/H HRCCR/H

Супероксид анион O2? выступает в химических реакциях как нуклеофил и одноэлектронный восстановитель (E0 = ?0.33 В) с константой реакции, изменяющейся в диапазоне 10-106 M?1с?1 в зависимости от органического реагента [14]. Гидропероксид радикал HO2 является сопряженной кислотой к основанию O2? и взаимодействует как окислитель средней силы (E = +0.05 В). Установлено, что анион-радикал O2? и сопряженная ему кислота HO2 не взаимодействуют со многими органическими веществами. Однако, реакции с переносом электрона могут быть весьма эффективными, например, восстановление хиноидов при взаимодействии с O2?. Кроме этого, реакции органических радикалов с HO2/O2? являются важными, когда рассматривается механизм ВУФ фотолиза водных растворов.

Органические радикалы (например, C-центрированные радикалы) взаимодействуют с молекулярным кислородом в насыщенных водных растворах с образованием перекисных радикалов. Последние инициируют многочисленные реакции окисления, приводящие в конечном итоге к минерализации органического субстрата. Неорганические анионы, такие как сульфит, селенит, нитрит, нитрат, фосфит, фосфат, хлорид, бромид, иодид, роданид, персульфат, взаимодействуя с eaq, образуют радикал-ионы

Кроме этого, неорганические анионы, поглощающие фотолизующий свет c < 200 нм, участвуют в реакциях с переносом заряда по реакции:

An(+ H2O) + h (< 200 нм) A(n1) + eaq

Образующиеся по реакции (XXXVIII) фосфатные (PO42?, HPO4?, H2PO4) и сульфатный (SO4?) радикалы являются очень реакционноспособными и селективно участвуют в реакциях окисления, и поэтому способны инициировать реакции окисления и минерализации органического субстрата.

Алифатические соединения легко окисляются и частично минерализуются при ВУФ фотолизе их водных растворов. Радикал HO и атомарный водород реагируют с указанными соединениями с отрывом атома водорода.

Реакционная способность акватированного электрона eaq сильно зависит от заместителей, присоединенных к углеродной цепи. Например, он слабо взаимодействует с незамещенными алканами, в отличие от, например, хлоралканов.

Исследования ВУФ фотолиза водных растворов, содержащих хлорпроизводные алифатических соединений, показали, что они минерализуются при такой обработке [11]. Эффективность и природа первичных химических реакций зависит от конкретного органического соединения. Например, CCl4 слабо взаимодействует с HO и быстро с eaq:

CCl4 + HO Продукты k < 105 М1с1

CCl4 + eaq CCl3 + Cl k = 31010 М1с1

Скорость последней реакции контролируется диффузией [18].

Для хлорпроизводных органических соединений алифатического ряда нижеприведенными реакциями можно пренебречь:

RX* > R+ + Cl-

RX* > R* + Cl*

R* + Cl* > R+ + Cl-

Таким образом, в отсутствие других органических соединений, разложение CCl4 при ВУФ фотолизе полностью определяется реакцией с eaq. Степень разложения увеличивается при удалении растворенного кислорода из раствора.

Несмотря на то, что реакции трихлорметана HCCl3 с HO и H0 менее эффективны, чем с eaq, их вкладом в его разложение нельзя пренебречь из-за высокой эффективности генерации первых:

HCCl3 + HO CCl3 + H2O k = 5107 М1с1

HCCl3 + H0 CCl3 + H2(+CHCl2 + H+ + Cl) k = 1.1107 М1с1

HCCl3 + eaq CHCl2 + Cl k = 31010 М1с1

ВУФ фотолиз аэрированного водного раствора HCCl3 приводит к проявлению ? 93% органического хлора в виде иона Cl?, из чего следует, что при реакциях трихлорметильного радикала (CCl3) образуется HCl и CO2. Механизм минерализации HCCl3 с участием *CCl3 имеет следующий вид [11]:

CCl3 + HO* > CCl3OH

CCl3OH > CCl2O + Cl- + H+CCl3O + H2O > 2Cl- + 2H+ + CO2 k= 9 c-1

2*CCl3 > C2Cl6

k=3.7108 M-1c-1

*CCl3 + O2 > CCl3OO*

CCl3OO* > CCl2O + ClO

CCl3 + e-aq > :CCl2 + Cl-

:CCl2 + H2O > 2Cl- + 2H+ + CO/HCO2- K= 2.610-2 M-1c-1

2:CCl2 > C2Cl4

Гидратированные электроны eaq, HO* и H* являются эффективными реагентами для удаления хлорпроизводных этенов, таких как HClC=CCl2 или Cl2C= CCl2 [12].

HClC=CCl2 + HO* > Cl2C*CH(OH)Cl k= 2.9109 M-1c-1

HClC=CCl2 + e-aq > ClC*=CH + Cl-k= 8.5108 M-1c-1

Cl2C=CCl2 + HO* > Cl2C*C(OH)Cl2 k= 2109 M-1c-1

Cl2C=CCl2 + H* > Cl2C*CHCl2 k= 5109 M-1c-1

Cl2C=CCl2 + e-aq > ClC*=CCl2 + Cl- k= 31010 M-1c-1

В противоположность фотолизу с длиной волны л ?193 нм, ВУФ фотолиз аэрированных водных растворов галогензамещенных органических соединений приводит к образованию галогенид-ионов с эффективностью более 95%. Кроме этого достигается большая степень минерализации исходного раствора.

Таким образом, использование ВУФ излучения для очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля от органических загрязнений может оказаться весьма эффективным.

1.2 Электролиз

При использовании электрохимической очистки органические загрязнения могут быть удалены прямым или непрямым электролизом. В первом случае они окисляются непосредственно на поверхности анода без привлечения каких-либо других веществ. Во втором случае загрязнения не окисляются на аноде, а взаимодействуют с электроактивными частицами, которые образуются на нем. Непрямой электролиз может реализовываться как в варианте обратимого, так и необратимого процесса, при этом активные частицы, участвующие в окислительно-восстановительных процессах, могут генерироваться на аноде или катоде. Условия реализации того или иного метода зависят от природы материала электрода, его геометрии, экспериментальных условий и состава раствора.

Для характеристики степени очистки при электролизе используется понятие токовой эффективности , которая определяется как отношение количества электричества, пошедшее на окисление какой-либо органической примеси к полному количеству электричества пошедшего на электролиз. Для характеристики используется понятие мгновенной токовой эффективности Instantaneous current efficiency (ICE), которая определяется непосредственно из эксперимента через ХПК (химическое потребление кислорода) [15]:



где ХПКt и ХПКt - ХПК для времени t и t (в г(O2)/л), соответственно; I - сила тока в амперах; F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль); V - объем электролита; 8 - эквивалентная масса кислорода (г).

Использование ICE для характеристики приводит к погрешностям в том случае, когда в растворе находятся летучие органические вещества, большие концентрации хлорид-ионов, или в процессе электроокисления образуются нерастворимые соединения. Поэтому в ряде работ для характеристики предложено использовать понятие общей токовой эффективности (GCE) - среднее значение токовой эффективности для временного промежутка от 0 до t:

где обозначения величин аналогичны приведенным для уравнения (I).

Для процесса массопереноса, максимум производительности (производительность реактора) может быть охарактеризован через понятие предельной плотности тока - ilim (Aм-2):

ilim = nFkmCorg

где n - число электронов, расходуемых на минерализацию органического соединения; km - коэффициент массопереноса (м/с); Corg - концентрация органического соединения в растворе (М).

Предельная плотность тока может быть определена через ХПК [16]:

ilim = 4FkmХПК

Таким образом, предельная плотность тока зависит только от ХПК и гидродинамических условий. Использование уравнения (2.4) для раствора, содержащего несколько органических соединений, необходимо чтобы значение km для них совпадали.

2. ПРЯМОЙ ЭЛЕКТРОЛИЗ

При прямом электролизе органическая примесь окисляется после адсорбции на поверхности анода, без использования каких-либо дополнительных веществ:

Rads - ze Продукты

В электрохимических процессах кислород, взаимодействующий с органической молекулой, доставляется из объема раствора к аноду за счет электрической энергии. Этот процесс называется электрохимической реакцией переноса кислорода. Типичный пример такой реакции - реакция окисления фенола:

C6H5OH + 11H2O 6CO2 + 28H+ + 28e

В этой реакции вода является источником атомов кислорода, которые участвуют в полной минерализации молекулы фенола на аноде. Протоны, образующиеся в этой реакции, разряжаются на катоде с образованием молекулярного водорода.

Теоретически прямое электроокисление возможно при низких потенциалах, то есть ниже потенциала выделения молекулярного кислорода, но, как правило, в этом случае константа скорости реакции невелика и зависит от электрокаталитической активности электрода. Наибольшая константа скорости наблюдается при использовании электродов из Pt и Pd, а также из оксидов металлов, такие как, двуокись иридия, двуокись рутения-титана, двуокись иридия-титана, двуокись свинца.

Основной проблемой использования электроокисления для очистки при фиксированном анодном потенциале, не превышающем потенциал выделения молекулярного кислорода, является уменьшение электродной активности (отравление) за счет образования полимерной пленки на анодной поверхности. Этот эффект зависит от адсорбционных свойств поверхности анода, концентрации и природы органических примесей, природы промежуточных продуктов. В частности, эффект отравления меньше для электрода со слабыми адсорбционными свойствами и инертной поверхностью, например, алмазный электрод, допированный бором, а больше в присутствии высоких концентраций фенола, хлорфенолов, нитрофенолов, анилина и др.

Например, 4-хлорфенол может прямо окисляться на алмазном электроде, допированном бором, при потенциале, при котором не выделяется молекулярный кислород. Однако установлено, что анодный пик при потенциале 1.70 В, который соответствует этому процессу, уменьшается с числом циклов окисления и полностью исчезает после 5 циклов (концентрация 4-хлорфенола 15 мМ) [17]. Формально можно записать, что этому соответствует совокупность реакций:

Подобный механизм предложен и для объяснения наблюдаемой вольтамперной зависимости окисления 4-хлорфенола на поверхности Pt электрода.

На рис.2.1 представлена вольтамперограмма окисления 4-хлорфенола с различными концентрациями на Pt электроде, при pH 6 и фиксированной скорости развертки 0.1 В/с.



Рис.2.1. Вольтамперограмма окисления 4-хлорфенола с различными концентрациями на Pt электроде и pH 6. Цифры над кривыми - концентрация в мМ [19].

Как видно, высота пика, обусловленная 4-хлорфенолом, в области концентраций выше 1мМ не пропорциональна ей. Кроме этого, с увеличением концентрации пик смещается в менее положительную область потенциала при увеличении концентрации. Одновременно потенциал окисления воды смещается в более положительную область.

При использовании прямого электролиза отравление электрода можно уменьшить за счет изменения условий окисления, то есть проводить электролиз при анодном потенциале выше потенциала выделения молекулярного кислорода (потенциал относительно стандартного водородного электрода равен 1.23 В). Этот процесс не требует добавления катализатора в раствор и не приводит к генерации дополнительного количества промежуточных продуктов. Однако, токовая эффективность уменьшается за счет затрат энергии на реакцию выделения молекулярного кислорода. В конечном счете, наблюдаемая эффективность очистки будет полностью определяться условиями проведения процесса и материалом электрода.

Предполагается [20], что реакция переноса кислорода при высоком анодном потенциале связана с образованием адсорбированного радикала OH*, образующегося при разложении воды, на поверхности анода S:

S + H2O S[OH*] + H+ + e

S[OH*] + R S + RO + H+ + e

Этот процесс сопровождается хоть и нежелательной, но неизбежной реакцией выделения молекулярного кислорода:

S[OH*] + H2O S + O2 + 3H+ + 3e

Установлено, что природа материала электрода сильно влияет на эффективность и селективность процесса электроокисления для рассматриваемого случая [21]. В частности, для некоторых электродов характерны реакции частичного и селективного окисления органических примесей, тогда как для других - полного окисления до CO2. Для объяснения этого явления предложена схема, представленная на рис.2.

Рис.2.2. Схема процессов протекающих на аноде при электролизе органических примесей [22].

В соответствии с этой схемой, первой стадией реакции переноса кислорода является реакция разложения молекулы воды с образованием адсорбированного гидроксильного радикала:

MOx + H2O MOx(OH*) + H+ + e

Следующая стадия зависит от природы материала анода, который можно условно разделить на два класса “активного” или “пассивного” типа.

На поверхности “активного” электрода, могут образовываться высшие окисленные состояния, поэтому адсорбированные гидроксильные радикалы взаимодействуют с поверхностью анода, образуя высшие оксиды (химически адсорбированный “активный кислород”):

MOx(OH*) MOx+1 + H+ + e

которые являются промежуточными частицами и участвуют в частичном и селективном окислении органических соединений в соответствии с реакцией:

MOx+1 + R MOx + RO

На “пассивном” электроде не происходит образования высших оксидов, поэтому гидроксильные радикалы (физически адсорбированный “активный кислород”) участвуют в неселективном окислении органических соединений, что приводит к их полной минерализации:

MOx(OH*) + R MOx + CO2 + H2O + H+ + e (XXXXXXIII)

Аноды с низким потенциалом выделения молекулярного кислорода, такие как, углерод, графит, IrO2, RuO2 или Pt, являются “активными”, в то время как аноды с высоким потенциалом, такие как, SnO2, PbO2 и алмазный, допированный бором, “пассивными” (см. таблицу 2.1). Следовательно, именно “пассивные” электроды наиболее пригодны для электрохимической очистки.

Таблица 2.1 Электродный потенциал выделения молекулярного кислорода на различных электродах в растворе 0.5 М серной кислоты

Материал анода	E, В
RuO2	1.47
IrO2	1.52
Pt	1.6
Пиролитический графит	1.7
SnO2	1.9
PbO2*	1.9
Алмаз, допированный бором	2.0

* c(H2SO4) = 1 M.

неПрямой электролиз

Идея непрямого электролиза состоит в том, чтобы исключить прямое взаимодействие между органическими примесями и поверхностью анода. Поэтому окисление проводят через промежуточную стадию образования нестабильных частиц, которые выступают в качестве переносчиков электронов между анодом и органическими соединениями.

Основными требованиями для получения высокой эффективности очистки при использовании непрямого электролиза следующие [22].

- Электродный потенциал, при котором происходит генерация активных частиц, должен быть ниже, чем потенциал выделения молекулярного кислорода.

- Скорость генерации активных частиц должна быть достаточно высокой.

- Скорость реакции активных частиц с органическими примесями должна быть выше, чем скорости любых конкурирующих реакций.

- Адсорбция примесей на электроде должна быть минимальной.

В качестве активных частиц могут выступать катионы, такие как, Ag(II), Ce(IV), Co(III), Fe(III), Mn(III), анионы - персульфат-ион, перкарбонат-ион, перфосфат-ион, сильные окислители - активный хлор, озон, перекись водорода.

промежуточное электрохимическое окисление

Непрямой электролиз, в котором используются катионы, называется промежуточное электрохимическое окисление mediated electrochemical oxidation (MEO). Принципы, которые лежат в основе этого процесса, представлены на рис.2.3.

Рис.2.3. Схема промежуточного электрохимического окисления [22].

Катионы (Mz+) в кислой среде окисляются на аноде до более высокого окисленного состояния (M(z+1)+), с последующим взаимодействием с органической молекулой по реакции:

M(z+1)+ + органическая молекула Mz+ + CO2 + H2O (XXXXXIV)

и восстановлением исходной степени окисления.

Использование MEO эффективно при температуре до 90 °C и давлении близком к атмосферному. Процесс легко контролировать путем изменения электрической мощности в электрохимической ячейке. При его использовании не образуются токсичные продукты. Для того чтобы ограничить осаждение катионов из раствора, MEO рекомендуется использовать для сильно концентрированных растворов (выше 20%). Для полного окисления органических соединений рекомендуется использовать окислительно-восстановительные пары с высоким потенциалом, такие как Ag(I/II) (E°=1.98 В), Co(II/III) (E° = 1.82 В), Ce(III/IV) (E° = 1.44 В).

Fe(II)/Fe(III) или Mn(II)/Mn(III) не пригодны для полного окисления органических примесей из-за их низкого окислительного потенциала, но они могут применяться для частичного селективного окисления.

активный хлор

Среди генерируемых на аноде окислительных частиц, активный хлор является наиболее традиционным и широко применяемым в очистке реагентов. Известно использование электролиза с активным хлором для окисления многих модельных растворов, но в действительности он пригоден и для очистки реальных промышленных стоков с высоким содержанием NaCl (5г/л), таких как стоки производства оливкового масла, текстильной промышленности и кожевенного производства.

Несмотря на широкое использование хлорсодержащих неорганических соединений как инициаторов реакций окисления-восстановления, электрохимические и химические реакции, которые протекают при электроокислении органических загрязнений в хлорсодержащих растворах, до сих пор до конца не изучены. Это связано с комплексностью процесса, так как перенос кислорода к органической молекуле может осуществляться, как на поверхности электрода за счет адсорбированных хлоро- и оксихлоро-радикалов, так и в растворе за счет долгоживущих продуктов (хлор, хлористой кислоты, гипохлорита). Схематически процесс на аноде, связанный с участием хлорид-ионов, может быть представлен в следующем виде:

2Cl Cl2 + 2e

Cl2 + H2O HOCl + H+ + Cl

HOCl H+ + OCl

На рис.1.4 представлена общая схема окисления с участием активного хлора. пропиленгликоль хлорид ион кислород

Рис.2.4. Схема электроокисления органических соединений с участием активного хлора [22].

Как видно она включает стадии образования радикальных продуктов и хлорсодержащих ионов. В качестве материала для электрода, для генерации активного хлора, предлагается использовать платину или оксиды металлов (RuO2, TiO2, IrO2), которые обладают хорошими электроактивными свойствами, механической и химической стабильностью. Кроме этого, предлагается использовать двуокись свинца и графит.

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

3.1 Характеристика объекта исследования

1,2-пропиленгликоль -- прозрачная бесцветная вязкая жидкость со слабым характерным запахом, сладковатым вкусом, обладающая гигроскопическими свойствами. Её плотность ниже, чем у этиленгликоля и глицерина, но выше, чем у этанола. Вязкость пропиленгликоля выше, чем у этиленгликоля и одноатомных спиртов, особенно при низких температурах. В таблице 3.1 представлены основные физико-химические свойства 1,2-пропиленгликоля [23-28].

Таблица 3.1 Основные физико-химические свойства 1,2-пропиленгликоля

Показатель	Значения
Плотность при 20 °C, с, г/смі	1,0363
Относительная плотность d2020	1,0381
Температура, °C
… кипения при 101,3 кПа, tкип	187,4
… замерзания (застывания), tзам	-60
… вспышки, tвсп	107
… самовоспламенения, tсвп	421
Критическая температура, tкрит, °C	351
Критическoe давление,Pкрит, мПа	6,1
Критическая плотность, скрит, г/смі	0,321
Коэффициент преломления, nD20	1,4326
Коэффициент поверхностного натяжения при 25 °C, у, мН/м	36,5
Удельная теплоемкость при 20 °C, Ср, Дж/(кг·К)	2483
Теплопроводность при 20 °C, л, Вт/(м·К)	0,218
Динамическая вязкость при 20 °C, з, мПа·с	56
Диэлектрическая проницаемость при 20 °C, еa	32
Электрическая проводимость при 25 °C, у, См/см	1·10?7
Дипольный момент при 20 °C, p ,Д	3,63
Константа
… диссоциации при 25 °C, рКа	14,8
… автопротолиза при 20 °C, pKs	17,76
Скорость звука в пропиленгликоле, с, м/с	1523
Теплота, кДж/моль
…образования (жидкости), ДHf, lо	?486,1 ± 2,5
…образования (газа), ДHf, gо	?421,6 ± 3,3
…сгорания (жидкости), ДHгоро	1839,3 ± 2,3
…испарения, L	64,5 ± 2.1

Пропиленгликоль является хорошим растворителем [23,28-33] для различного класса соединений. С ним полностью смешивается большинство низкомолекулярных органических соединений, содержащих кислород и азот:

- одноатомные спирты (метиловый, этиловый и пр.)

- этилен- и пропиленгликоли и их эфиры

- кислоты (уксусная, диэтилуксусная, валериановая, олеиновая и пр.)

- альдегиды (анисовый, бензойный, горчичный, салициловый, фурфурол, цитраль) и кетоны (ацетон, б-ионон, метилизопропил- и метилизобутилкетоны)

- сложные эфиры.

- амины и другие азотсодержащие соединения (этанол- и диэтаноламины, диизопропиламин, ди-н-бутиламин, ди-н-амиламин, б-метилбензиламин, б-метилбензилдиметиламин, 2-фенилэтиламин, диэтилентриамин, триэтилентетрамин, пиридин, диметилформамид, н-амилцианид и пр.).

Пропиленгликоль известен в виде двух изомеров: 1,2-пропиленгликоль CH3-CHOH-CH2OH и 1,3-пропиленгликоль CH2OH-CH2-CH2OH. Последний более реакционноспособен, чем первый, и склонен к полимеризации.

Вследствие наличия асимметрического атома углерода имеются два оптических изомера: один, вращающий плоскость поляризации света влево, (-)-форма и другой -- вправо, (+)-форма. Пропиленгликоль, получаемый в промышленности гидратацией окиси пропилена, представляет собой рацемическую смесь обоих оптических изомеров.

Оптические изомеры пропиленгликоля могут быть получены из лево- и правовращающей окиси пропилена. Кроме того, левовращающий изомер получают при восстановлении левовращающего эфира молочной кислоты, а правовращающий -- при гидрировании над никелем левовращающего 3-иод-1,2-пропиленгликоля [33].

Оптические изомеры пропиленгликоля можно также получить из рацемата при фракционировании циклических кеталей пропиленгликоля и 1-ментона и последующем кислотном гидролизе индивидуальных кеталей [34]. Предложен способ выделения (-) и (+) пропиленгликолей из раствора рацемата в органическом растворителе (н-пропаноле, втор-бутаноле, ацетоне и его смеси с этиловыми эфиром или этил-ацетатом и др.) путем «затравки» кристаллическим пропиленгликолем раствора, охлажденного до температуры ниже ?29 °C [35].

В табл. 3.2-3.4 представлены данные по плотности, температуре кипения и теплоте испарения чистого 100%-ого пропиленгликоля [23-28].

Таблица 3.2 Плотность 1,2-пропиленгликоля при разных температурах

Температура, °C	Плотность, г/смі	Температура, °C	Плотность, г/смі	Температура, °C	Плотность, г/смі
?30	1,072	40	1,023 ...

Страница:

•  1 
•  2 

диссертация "Применение современных окислительных технологий для очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля" скачать

Подобные документы

• Электродные процессы в разбавленных хромсодержащих растворах и пути повышения эффективности электрохимической очистки

  Материал анода, катода и технологические параметры электрохимического способа очистки хромсодержащих промывных вод, обеспечивающие оптимизацию процесса. Кинетика анодного поведения металлов и графитовых материалов в слабокислых окислительных средах.
  
  автореферат [874,4 K], добавлен 14.10.2009
  

• Электролиз в технике

  Обзор физико-химического процесса, состоящего в выделении на электродах составных частей растворённых веществ. История изучения электролиза и его применение в современной промышленности и технике. Переработка руд, очистка металлов с помощью электролиза.
  
  презентация [1,5 M], добавлен 01.03.2013
  

• Методы определения хлорид-ионов

  Химическая характеристика хлорид-иона, особенности его реакционной способности и степень вреда для окружающей среды. Наиболее частые пути попадания хлорид-иона в атмосферу, почву и воду, основные методы его определения и химической нейтрализации.
  
  курсовая работа [597,1 K], добавлен 13.10.2009
  

• Замораживание как один из способов очистки питьевой воды от примесей

  Условные показатели качества питьевой воды. Определение органических веществ в воде, ионов меди и свинца. Методы устранения жёсткости воды. Способы очистки воды. Приготовление рабочего раствора сернокислого калия. Очистка воды частичным замораживанием.
  
  практическая работа [36,6 K], добавлен 03.12.2010
  

• Очистка сточных вод в коксохимическом производстве

  Физико-химическая характеристика сточных вод. Связь структуры некоторых веществ, содержащихся в сточных водах коксохимического производства и их способность к биохимическому распаду. Технологические схемы биохимических установок для очистки стоков.
  
  курсовая работа [733,6 K], добавлен 12.05.2014
  

• Электролиз воды

  Процесс электролиза воды с получением водорода и кислорода, его описание и основные этапы, анализ соответствующего суммарного уравнения. Понятие и типы электрохимических ячеек, их структура. Окисление хлорид-ионов на графитовом электроде и его продукты.
  
  реферат [78,3 K], добавлен 09.05.2014
  

• Характеристика абсорбционных методов очистки отходящих газов от примесей кислого характера

  Процесс поглощения газа жидким поглотителем. Абсорбционные методы очистки отходящих газов. Очистка газов от диоксида серы, от сероводорода и от оксидов азота. Выбор схемы и технологический расчет аппаратов для очистки газов на ТЭЦ, сжигающих мазут.
  
  курсовая работа [1,0 M], добавлен 18.04.2011
  

• Сравнительный анализ эффективности очистки поверхности от накипи

  Характеристика источников образования накипи и способов очистки. Анализ физико-химических основ образования накипи и отложений, влияние характера поверхности на этот процесс. Определение скорости очистки для различных реагентов, кинетические зависимости.
  
  дипломная работа [190,2 K], добавлен 09.03.2010
  

• Глубокая очистка сточных вод техногенным карбонатсодержащим отходом

  Состав и физико-химические свойства техногенного карбонатсодержащего отхода Ростовской ТЭЦ-2. Возможности применения КСО для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов (Fe3+, Cr3+, Zn2+, Cu2+ и Ni2+), определение условий их выделения с использованием.
  
  статья [13,3 K], добавлен 22.07.2013
  

• Химические методы очистки отходящих газов

  Процесс устранения нежелательных компонентов в газах с использованием химических методов. Каталитические и адсорбционные методы очистки. Окисление токсичных органических соединений и оксида углерода. Термические методы обезвреживания газовых выбросов.
  
  реферат [831,3 K], добавлен 25.02.2011
  

• Очистка попутного нефтяного газа

  Цели и задачи, основные процессы и технологические схемы установок очистки попутного нефтяного газа. Методы очистки газа от газоконденсата, нефти, капельной, мелкодисперсной, аэрозольной влаги и механических шламовых примесей. Абсорбционная очистка газа.
  
  реферат [286,1 K], добавлен 11.01.2013
  

• Стадия очистки конвертированного газа от диоксида углерода

  Физико-химические основы процесса производства аммиака, особенности его технологии, основные этапы и назначение, объемы на современном этапе. Характеристика исходного сырья. Анализ и оценка технологии очистки конвертированного газа от диоксида углерода.
  
  курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.02.2012
  

• Химическое исследование снежного покрова в г. Рязани

  Принципы отбора проб. Источники поступления загрязнений. Азот и его соединения. Кальций, магний, хлор, сульфат-ион. Определение ионов: водорода, аммония, нитрит-ионов, хлорид-ионов, Ca2+. Результаты химического анализа снежного покрова в г. Рязань.
  
  курсовая работа [224,5 K], добавлен 15.03.2015
  

• Производство катионита КУ-2-8

  Методы производства ионообменных смол-катионитов. Очистка промышленных сточных вод от загрязнений. Электрокоагуляционная установка для очистки сточных вод от нефтепродуктов. Спектрофотометрическое определение цветности воды, особенности измерения рН.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 29.11.2012
  

• Химические реагенты для очистки природного газа от сероводорода и других сернистых соединений

  Характеристика сернистых примесей. Классификация основых способов очистки от примесей сероводорода и других сернистых соединений. Сорбционные методы очистки газов от сероводорода растворами алканоламинов. Адсорбционные и окислительные методы очистки.
  
  реферат [448,4 K], добавлен 15.05.2015
  

• Новые современные коагулянты в технологии очистки сточных вод

  Основы процесса коагуляции. Эффективность и экономичность процессов коагуляционной очистки сточных вод и критерии, ее определяющие. Минеральные коагулянты, применяемые для очистки сточных вод. Новые коагулянты, способы их получения и применения.
  
  курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.11.2010
  

• Адсорбенты и ионные обменники в процессах очистки природных и сточных вод

  Основные загрязнители водных сред. Поведение химических занрязнителей в воде. Изменение качества природнях вод вследствие антропогенного воздействия. Применение сорбционных методов для очистки сточных вод. Активные угли в процессе водоподготовки.
  
  лекция [23,5 K], добавлен 26.09.2002
  

• Свойства и получение хлорида кальция

  Хлорид кальция: физико-химические свойства. применение и сырье. Получение плавленого хлорида кальция из дистиллерной жидкости содового производства. Получение хлорида кальция и гидроксилохлорида из маточного щелока. Безводный кальций из соляной кислоты.
  
  реферат [84,4 K], добавлен 09.08.2008
  

• Известковый способ очистки дымовых газов от двуокиси серы

  Изучение свойств и поведения диоксида серы в атмосферном воздухе, исследование вредного воздействия выбросов тепловых электрических станций. Описание сухих и мокрых технологий сероочистки дымовых газов. Расчет известкового метода очистки дымовых газов.
  
  курсовая работа [625,8 K], добавлен 25.09.2013
  

• Мокрая очистка газов

  Общая характеристика процесса нагревания жидкости и задачи его автоматизации. Анализ технологического процесса как объекта управления. Технологический процесс мокрой очистки газов в трубе Вентури. Описание систем контроля, регулирования и блокировки.
  
  курсовая работа [321,0 K], добавлен 11.09.2012
  

Другие документы, подобные "Применение современных окислительных технологий для очистки сбросовой жидкости производства пропиленгликоля"

• главная
• рубрики
• по алфавиту
• вернуться в начало страницы
• вернуться к началу текста
• вернуться к подобным работам