Способ очистки сернокислых водных растворов от нитроаминотолуолов

 

Изобретение относится к способам очистки сернокислых растворов промышленных сточных вод нитроаминотолуолов, которые используются в производствах красителей и пигментов, реактивов и химических средств защиты растений. Цель изобретения - упрощение очистки сточных вод и повышение степени очистки. Для осуществления способа сточные воды обрабатывают селективным химическим реагентом - нафталин-2-сульфонатом, связывающим нитроаминотолуолы в соли, которые легко отделяются фильтрацией. Для регенерации нитроаминотолуолов и повторного использования реагента осадок обрабатывают едким натром. Предложенный способ эффективно очищает сточные воды без общей нейтрализации последних, экономичен и позволяет получить продукты, пригодные для дальнейшего использования. Остаточное содержание нитроаминотолуолов в очищенных сточных водах составляет 0,133%, что меньше, чем в известном способе - 0,191%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s»s С 02 F 1/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«ть мь ми

ЪФ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4463754/26 (22) 20.07.88 (46) 15.08.92. Бюл. М 30 (71) Днепропетровский хймико-технологический йнститут им. Ф.Э.Дэержинского (72) С.И,Бурмистров, Л.И.Лимаренко, В.В.Воскобойников, Н.А.Костромитинова, Н.Н.Фаешкина и В.М.Старченко (56) Фирц-Давид Г.3., Ланже Л.Б. Основные процессы синтеза красителей. М., 1957, 149, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ СЕРНОКИСЛЦХ

ВОДНБ!Х РАСТВОРОВ ОТ НИТРОАМИНО ТОЛУОЛОВ (57) Изобретение относится к способам очистки сернокислых растворов промышлен- ных сточных вод нитроаминотолуолов, которые используются в производствах красителей и пигментов, реактивов и химиче t

Изобретение относится к очистке сточных вод, в частности сернокислых промышленных сточных вод от вредных органических примесей — нитроаминотолуолов, очень токсичных в отношении людей и теплокровных животных, а также Может быть использовано для извлечейия нитроаминотолуолов из сточнйх вод полупродуктов для органических красителей, пигментов, лекарственных препаратов, хймических средств защиты растений, Целью изобретения является упрощение способа и повышение степени очйстки, Для осуществления способа нитроаминотолуолы выделяют из сернокислотных водных растворов действием 1,2-1,3-кратного молярного избытка нафталин-2-суль Ы 1754665 А1

2 ских средств защиты растений. Цель изобретения — упрощение очистки сточных вод и повышение степени очистки. Для осуществления способа сточные воды обрабатывают селективным химическим реагентом— нафталин-2-сульфонатом, связывающим нитроаминотолуолы в соли, которые легко, отделяются фильтрацией. Для регенерации нитроаминотолуолов и повторного использования реагента осадок обрабатывают едким натром. Предложенный способ эффективно очищает сточные водй без общей нейтрализации последних, экономичен и позволяет получить продукты, пригодные для дальнейшего использования. Остаточное содержание нитроаминотолуолов в очищенных сточных водах составляет 0,133%, ф что меньше, чем в известном способе—

0,191%. 2 з.п. ф-лы, 2 табл. фаната натрия в течение 20 мин фильтра- цией выпавших в осадок нафталин-2-сульфонатов . нитротамуийотолуот лов, разложением их 5%-ным раствором едкого Л натра, взятом в 1,2-1,3-кратном молярном из- 4 бытке, и фильтрацией выпавших в осадок 0 свободных нитроамийотолуолов. При этом в О осадок выпадает смесь 2- и 3-нитро-4-ами- {Я нотопуслое, которуьа"паоле восстановление ни«трогруппы мсжно использовать дпа отаержденик эпоксиднык композиций. Филь- ь трат, полученный после разложения нафталин-2-сульфонатов нитроаминотолуолов щелочью и фильтрации смеси нитроаминотолуолов, содержащий освободившийся нафталин-2-сульфонат натрия, используют повторно для обработки последующей порции кислых сточнпых вод, добавляя необхо1754665 рое в данном случае составляет 0,15 мас.%, и рассчитывают степень осаждения (выход) в зависимости от первоначального содержания их в сточных водах — 81,48 .

Объединенные фильтраты и промывные воды после обработки нафталин-2-сульфонатов нитроаминотолуолов раствором едкого натра, содержащие нафталин-2-сульфонат натрия, используют для очистки последующей порции сточных вод от нитроаминотолуолов по обычной методике, добавляя необходимое количество нафталин-2-сул ьфо ната натрия.

В данном примере на выделение 1 г смеси Йптроаминотолуолов расходуется

2,41 г нафталин-2-сульфоната натрия и 0,42 г едкого натрия. При этом дополнительно образуется 19 мл сточных вод.

Пример 2. 215,2 г (200 мл) промышленнык сточных вод с содержанием 0,79 мас.$ нитроаминотолуолов и 12,37 мас.

55 димое количество его для 1,2-1,3-кратного молярного избытка.

Многократное использование нафталин-2-сульфоната натрия снижает его расходы и позволяет значительно упростить 5 технологию очистки;

При выделении дополнительно 1 r нитроаминотолуолов расходуется значительно меньше химических реактивов и образуется намного меньше дополнительных сточных 10 вод в сравнении с известным способом.

Пример 1. 215,2 r (200 мл) промышленных сточных вод с содержанием 12,36 мас, серной кислоты и 0,81 мас. смеси

2- и 3-нитро-4-аминотолуолов с плотностью 15

1,078 г/см помещают в 0,5 л стакан, снабэ женный механической мешалкой, добавляют 3 43 r (14 9 ммоль) нафталин-2-сульфоната натрия и перемешивают20мин при комнатнойтемпературе. 20

Количество реагента (нафталин-2-сульфоната натрия) рассчитывают, исходя из количества нитроаминотолуолов, содержащихся в обрабатываемой пробе сточных вод с учетом его 1,3-кратного избытка. 25

Выпавший желтый осадок нафталин-2сульфонатов нитроаминотолуолов отфильтровывают на воронке с отсосом, взбалтывают 10 мин с раствором едкого натра, отфильтровывают на воронке с отсосом 30 выпавшие свободные нитроаминотолуолы, промывают на фильтре 15 мл воды, отжимают и сушат на воздухе. Получают смесь 2- и

3-нитро-4-аминотолуолов в виде золотистокоричневых кристаллов с температурой 35 плавления 102-112 С. В фильтрате после фильтрации нафталин-2-сульфонатов нитроаминотолуолов определяют содержание неосажденных нитроаминотолуолов, котосерной кислоты с удельной массой 1,078

r/ñì помещают в 0,5 л колбу, снабженную мешалкой, приливают объединенные фильтрат и промывные воды, полученные в предыдущем опыте и содержащие нафталин-2-сульфонат натрия, добавляют необходимое рассчитанное количество суxoro нафталин-2-сульфоната натрия и перемешивают 20 мин при комнатной температуре. Количество содержащихся нитроаминотолуолов во взятой порции сточных вод составляет 11,17 ммоль, для осаждения нитроаминотолуолов вводят нафталин-2-сульфонат натрия в количестве

0,94 г (4,08 ммоль).

Выпавший после 20 мин перемешивания осадок нафталин-2-сульфонатов нитроаминотолуолов отфильтровывают, взбалтывают в течение 10 мин с раствором едкого натра, отфильтровывают выпавшие в осадок свободные нитроаминотолуолы и промывают их на фильтре 15 мл воды, отжимают и сушат на воздухе. Получают осадок в виде желто-коричневых кристаллов с температурой плавления 101-112 С, представляющий собой смесь 2- и

3-н итро-4-ами нотолуол о в.

В фильтрате от фильтрования нафталин-2-сульфонатов нитроаминотолуолов определяют содержание свободных нитроаминотолуолов (в данном случае оно равно 0,115 мас. ) и рассчитывают степень осаждения — 83,54

Фильтрат и промывные воды OT фильтрации нитроаминотолуолов, выделенных обработкой их нафталин-2-сульфокислых солей 5 -ным раствором едкого натра, объединяют и используют для очистки следующей порции промышленных сточных вод.

При повторном использовании нафтали-2-сульфоната натрия расход его на выделение 1 r нитроаминотолуолов из промышленных сточных вод снижается в

3,66 раз. Расход едкого натра и количество вновь образующихся стоков остается примерно на том же уровне: 0,42 г и t9 мл и 0,38

r и 17,4 мл соответственно.

Результаты осаждения нитроаминотолуолов (НАТфнафталинсульфонатом (Б НС) в сточных водах представлены в табл.1.

Из табл.1, следует, что при соотношении НАТ:6HC=1:(1,2-1,3) и соль

НАТ.БНС:йаОН=1:(1,2-1,3) сточные вды очищаются на 80,85-81,48, Увеличение соотношения НАТ:БНС =1:2 при соотношении соль НАТ:6HC=1:1,25 увеличивает степень очистки сточных вод до 84,11%, но не настолько, чтобы это было экономически оправдано, Увеличение соотношения соль

НАТ:БНС=1:1,5 не вызывает значительного

1754665 увеличения степени очистки сточных вод.

Уменьшение соотношения НАТ:БНС-1:1,5

Расчет показывает, что при выделени .

1 г смеси нитроаминотолуолов известным способом количество вновь образующихся сточных вод равно примерно 173 мл, а расход аммиака составляет примерно 47,6 r или

190,4 r 25 -ного аммиака. В сравнении с предложенным способом это соответственно в 8 и 45 раз больше.

Предлагаемый способ примерно в 1,25 раз дешевле при однократном использовании нафталин-2-сульфоната и в 3 5 раза дешевле при многократном его использовании. не вызывает значительного увеличения степени очистки сточных вод. Уменьшение соотношения НАТ:БНС-1:1,15и 5 соотношения соль НАТ:БНС:NaOH ведет к некоторому уменьшению степени очистки сточных вод. Также снижает степень очистки сточных вод снижение времени

10 контактирования последних с осадителем и, соответственно, со щелочью. Увеличение времени контакта сточных вод сосадителем и щелочью не приводит к значительному увеличению степени очистки.

Формула изобретения

1. Способ очистки сернокислых водных растворов от нитроаминотолуолов, включающий обработку химическим реагентом с последующим отделением осадка фильтрацией,отличающийся тем,что,сцелью упрощения способа и повышения степени очистки, в качестве химического реагента используют нафталин-2-сульфонат натрия.

2. Способ по и. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что используют 1,2-1,3-кратный молярный избыток нафталин-2-сульфоната натрия к количеству нитроаминотолуолов, а обработку ведут в течение 20 мин.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью регенерации нитроаминатолуолов и повторного использования нафталин-2-сульфоната натрия, образующийся осадок обрабатывают при перемешивании 1,2-1,3 молярным избытком едкого натра в виде 5 -ного раствора в течение 10 мин.

При очистке сточных вод промывными водами, полученными после разложения соли НАТ:БНС, получены результаты, приведенные в табл.2.

Результаты, приведенные s табл. 2; по20 казывают, что степень очистки сточных вод нафталин-2-сульфонатом с повторным его использованием в результате разложения предыдущей порции осажденной соли НАТ.

БН С, находится на уровне 82,89-84,16%, что выше, чем при однократном использовании осадителя. Остаточное содержание НАТ составляет в среднем 0,133%, что меньше чем по известному способу — 0,191%.

Таким образом, предложенный способ 30 в отличие от известного позволяет очищать производственные сточные воды с минимальными затратами реагенгтов и с минимальными количествами образующихся при

35 очистке сточных вод в расчете на единицу массы выделяемых нитроаминотолуолов.

Таблица 1

НАТ, Со е жание

Время разложения соли, мин

Сооотношение соль:NaOH, Соотношение

НАТ:6НС, моль

Степень очистки

СВ, Время осаждения, мин

Пример после осаждения до осаждения

0.810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0,810

0.810

0,810

2

4

6

8

11

12

13

1: 1, 1 5

1:1,2

1:1,25

1:1,3

1:1,4

1:2

1:1,3

1:1,3

1:1,3

1:1,3

1;1,3

1:1,3

1:1,3

1:1,3

20 .

0,1682

1,1551

0,1536

0,1500

0,1534

0,1287

0,1751

0,1498

0,1583

0,1548

0,1595

0,1536

0,1698

0,1532

10.

l0

10 l0

-15

1:1,25

1:1,25

1:1,25

1:1,25

1:1,25

1:1,25

1: l,25

1:1,25

1;1,15 . l:1,2

1:1,3 .1:1,5

1:1,25

1:1,25

79,23

80,85

81,03

81,48

81,06

84,11

78,38

81,51

80,46

80,95

81,41

81,03

79,04

81,09

Т абли.ца 2

Составитель Л. Ананьева г едфктор Т. Лазоренко Твхред М.Моргентал Корректор H. Слободяник

Заказ 2864 " Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101