Синтезирование серо-фторсодержащих фунгицидов из известковой очистки отходящих газов в производстве минеральных удобрений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Синтезирование серо-фторсодержащих фунгицидов из известковой очистки отходящих газов в производстве минеральных удобрений

Садиева Х.Р., Джумабекова Г.Б.,

ТарГУ им. М.Х. Дулати, г. Тараз

Ведущая роль в экономике Казахстана отводится интенсивному развитию нефтегазовой промышленности. Наличие в основной массе углеводородного сырья большинства месторождений Западного Казахстана агрессивных серосодержащих соединений создают трудности при добыче, транспортировке, хранении и его переработке (обессеривании нефти и нефтепродуктов).

Одним из крупных месторождений нефтегазового сырья республики является Тенгизское месторождение. Тенгизская нефть представляет собой легкий высококачественный продукт, однако, она является высокосернистой.

Содержание сероводорода в ней колеблется от 20 до 30% (по объему количество общей серы составляет около 1 масс %, меркаптанов, сульфидов и дисульфидов - до 0,1 масс %).

В процессе обессеривания нефти происходит расщепление сероорганических соединений, с образованием сероводорода, большая часть которого улавливается и перерабатывается в элементную серу. При годовой производительности 3 млн. тонн стабильной сырой нефти ежедневно вырабатывается около 1000 т серы. На площадке Тенгизского комплекса хранения серы скопилось более 5 млн. тонн. Неизбежным следствием этого является техногенное воздействие скопившейся элементной серы и сероводорода на объекты окружающей среды.

Вместе с тем, сера является ценным сырьем для получения органических и неорганических тиосоединений. С каждым годом возрастает потребность в таких тиосоединениях, как сульфиды, полисульфиды и тиосульфаты щелочных и щелочноземельных металлов, широко применяемых в химической, кожевенной, металлургической промышленностях и в сельском хозяйстве в качестве серосодержащих фунгицидов [1].

В настоящее время ситуация в агропромышленном комплексе области характеризуется ростом эффективности производства, развитием рынка финансовых услуг на селе, улучшением качества жизни сельского населения. Потенциал сельского хозяйства позволяет обеспечить продовольственную безопасность области. Животноводство в области является одной из основных отраслей аграрного сектора экономики.

По данным Департамента статистики Жамбылской области Агентства Статистики Республики Казахстан по состоянию на 1 января 2013 года по сравнению с аналогичным периодом прошлого года поголовье овец и коз в хозяйствах области увеличилось на 1,2% (на 28,1 тыс. гол.), лошадей на 0,6% (на 544 гол.), а поголовье крупного рогатого скота уменьшилось на 1,0% (на 2,9 тыс. гол.), птиц на 10,6% (на 138,7 тыс. гол.). За этот период по области получено 116,6 тыс. голов телят,1066,0 тыс. ягнят и козлят, 73,6 тыс. поросят, 28,0 тыс. жеребят. В хозяйствах области за январь-декабрь 2012 года пало 672 голов крупного рогатого скота (в 2,5 раза больше к уровню предыдущего года), 646 - свиней (57,8%), 8389 - овец и коз (119,8%), 106 - лошадей (95,5%). Скот в основном сосредоточен в частных хозяйствах населения [2].

По данным МСХ РК в республике в 2012 году эпизоотическая ситуация по ящуру резко обострялась. С 17 по 27 февраля текущего года на территории Алматинской и Жамбылской областей зарегистрировано 7 очагов (в Алматинской - 4 очага, Жамбылской - 3 очага) ящура. Данные населенные пункты, где зарегистрировано проявление ящура, находятся в зоне повышенного риска возникновения ящура (буферной зоне по ящуру). Во всех очагах были приняты оперативные меры по ликвидации и купированию инфекции в первичном очаге и недопущению распространения болезни. Всего в очагах инфекции было изъято и ликвидировано 889 голов крупного рогатого скота и 1080 голов мелкого рогатого скота с возмещением рыночной стоимости животных. Ежегодно согласно плана ветеринарно-профилактических мероприятий проводится вакцинация против ящура в буферных зонах по ящуру (южных регионах республики).

Предлагаемый нами серосодержащий фунгицид, полученный из нефтяных отходов Тенгизского месторождения можно применить в области ветеринарии и агрономии.

Фунгициды подразделяются на неорганические препараты, созданные на основе серы, ртути и медного купороса , и органически е химикаты, которые изготавливаются из различных кислотных соединений. По характеру воздействия на различные агрокультуры различают профилактические и протекционные (защитные) фунгициды. Профилактические химикаты позволяют предупреждать различные распространённые заболевания на ранней стадии развития растений. Защитные фунгициды предоставляют возможность снижать последствия грибковых поражений у взрослых растений и семян. Этот вид химических средств активно используется для обработки зернохранилищ и зрелых посевов.

Полисульфиды также используют в кожевенной промышленности, при флотации руд, и особенно в качестве средств борьбы с вредителями растений. Наиболее распространенным полисульфидным инсектофунгицидом является известково-серный отвар, содержащий полисульфиды кальция, реже применяются полисульфиды натрия или калия, называемые иногда серной печенью, а также аммония и бария, в том числе и сольбар. Токсичность полисульфидов объясняется действием свободной серы, выделяющейся при разложении препаратов на воздухе. Еще одним направлением использования полисульфидов является использование в качестве микроудобрения для сельского хозяйства, позволяющего, в частности, улучшить качество зерна - повышение содержания клейковины, определяющей хлебопекарные качества зерна.

Водные растворы сульфида и полисульфида кальция называют известково-серным отваром (ИСО). ИСО - жидкость вишневокрасного цвета. Готовят путем смешения 2 частей серы по весу, 1 части извести и 17 частей воды и кипячения этой смеси в течение 50-60 минут. Для приготовления рабочего раствора полученный концентрированный раствор (15-20° по ареом етру Бо-ме) разбавляют водой.

Известково-серный отвар применяют в качестве фунгицида против курчавости персика, мучнисторосых грибов, а также против вредителей - клещей.

Сольбар - порошок темно-серого цвета с желтоватым оттенком, применяют для опрыскивания (вместо медного купороса) в концентрации 1-2% против парши яблони и груши, плодовой гнили, серой гнили косточковых.

Сольбар получают смешением размолотого до тонкости частиц меньше 0,1 мм плавя сернистого бария с молотой серой. Сольбар, в отличие от известково-серного отвара, является транспортабельным и обладает незначительной фитоцидностью. Фунгицидное и инсектицидное действие сольбара (и других полисульфидов) обусловлено не только полисульфидами, но и тонкодисперсной элементарной серой, являющейся продуктом их разложения. Сернистый барий особой чистоты используют при изготовлении люминофоров. Большинство других инсектицидно-фунгицидных (не серосодержащих) препаратов являются высокоактивными, чаще узкоспециализированными средствами, отличающимися достаточно высоким уровнем токсичности, что также ограничивает их широкое применение [3].

На основе отходов переработки фосфоритов Каратау Жамбылской области и нефтяной серы получены востребованные на рынке серосодержащие продукты: серосодержащие фунгициды, химические реактивы, малотоксичные профилактические средства общего назначения, не имеющих аналогов среди используемых в настоящее время препаратов.

Техногенным отходом при переработке фосфоритов Каратау являются фторсодержащие абсорбционные суспензии, полученные в результате известковой очистки отходящих газов в производстве минеральных удобрений и кормовых добавок. В настоящее время суспензия сбрасывается в шламонакопитель, а после естественного высыхания отходов извлекается из шламонакопителя и складируется на открытой площадке, что создает непосредственную угрозу загрязнения природной среды за счет выветривания. Кроме этого производители минеральных удобрений несут убытки от нерационального использования извести, из которой приготавливаются известковые абсорбенты.

Вместе с тем, отработанная известковая суспензия является ценным сырьем для получения на ее основе с применением серы органических и неорганических тиосоединений: сульфидов, полисульфидов и тиосульфатов щелочных металлов, широко используемых в различных отраслях промышленности.

В этой связи, создание эффективных технологических процессов переработки техногенного сырья на ценные продукты многоцелевого назначения является важной, актуальной задачей, решение которой, кроме расширения сырьевой базы, дает значительный экономический эффект.

На основе фторсодержащей абсорбционной суспензии, полученной в результате известковой очистки отходящих газов в производстве минеральных удобрений был приготовлен серо-фторсодержащий фунгицид.

Получение серо-фторсодержащих фунгицидов осуществлялось взаимодействием Тенгизской серы с фторсодержащей абсорбционной известковой суспензией при нагревании и перемешивании растворов при температуре 850С. С целью выявления целесообразности использования тенгизской серы для получения полисульфидов, сульфидов и тиосульфатов кальция в настоящей работе исследована кинетика ее растворения.

Из рисунка видно, что получение сульфидов, полисульфидов и тиосульфатов кальция возрастает по времени. Также были определены F-ионы и РО34- ионы химическими и ИК-спектроскопическими методами анализа.

Из таблицы видно, что концентрация фосфатионов по времени возрастает, также концентрация фтор-ионов сначала возрастает, а потом идет на снижение. Объяснением этому процессу служит процесс взаимодействия Тенгизской серы с фторсодержащей абсорбционной известковой суспензией, и образование таким образом новых серо-фторсодержащих продуктов. Результаты химических анализов подтверждаются ИК-спектроскопическим методом анализа (рис.1).

Таблица

Рис. 1. ИК-спектр полученных продуктов Ось абсцисс - частота колебаний (см-1) , ось ординат - пропускание (%)

серосодержащий фунгицид минеральный удобрение

На рис.1 ИК-спектры проявляются в виде трех широких полос различной интенсивности, характерных для фторида кальция в области 572 см-1, 1653 см-1, 2220 см-1, что подтверждают результаты химических анализов.

Предлагаемый препарат не обладает вышеуказанными недостатками. Таким образом, авторами разработан новый и оригинальный способ получения серосодержащих и серо-фторсодержащих фунгицидов на основе нефтяной серы, на которую подана заявка на получение инновационного патента.

Литература

Садиева Х.Р., Бишимбаева Г.К. Получение тиосульфата натрия из Тенгизской серы // Тезисы и доклады международного симпозиума посвященного 100-летию со дня рождения академика А.Б. Бектурова. Алматы, 2001. - С. 88-89.

Журнал статистики Жамбылской области. - №5. - 2010. - С. 45-49.

Позин М.Е. Технология минеральных солей. Ленинград, 1961. - С.336-338.

Размещено на Allbest.ru