Способ селективного извлечения анионоактивных пав из сточных вод

 

Использование: очистка сточных вод от поверхностно-активных веществ (ПАВ) в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в промышленности моющих препаратов, легкой промышлености и других отраслях, использующих в своем производстве сульфосодержащие анионоактивные ПАВ. Сущность изобретения: способ селективного извлечения анионоактивных ПАВ из сточных вод включает подкисление, обработку амином при повышенной температуре и отделение органической фазы, при этом в качестве амина используют третичный ароматический амин в виде 7 - 8,5% - ного раствора в нефтяном масле при соотношении ароматический амин : анионоактивный ПАВ 0,8 - 1,1 : 1,0 и pH 1,8 - 2,1. 2 табл.

Изобретение относится к способу очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ и может быть использовано в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, в промышленности моющих препаратов, легкой промышленности и других отраслях, использующих в своем производстве сульфосодержащие анионоактивные ПАВ.

Известны различные способы очистки сточных вод от анионоактивных ПАВ, например экстракционный метод удаления ПАВ из предварительно подкисленной серной кислотой до рН 4,0-5,0 сточной воды алифатическими аминами, растворенными в органической жидкости (керосин, растительные масла), не смешивающейся с водой. В органический слой переходят анионные ПАВ, взаимодействующие с амином, а вода нейтрализуется известью и при этом образуется шлам, содержащий труднорастворимые фосфаты кальция [1] Из органического слоя растворителя после обработки его раствором едкой щелочи получается концентрированный раствор моющих веществ, а органическая жидкость возвращается для повторного использования.

Недостатком указанного метода является образование шлама с сорбированными на нем ПАВ, который является источником вторичных загрязнений природы поверхностно-активными веществами.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ очистки сточных вод от алкилсульфонатов, включающий подкисление, обработку алифатическим амином, в качестве алифатического амина используют первичные амины фракции С₁₀-С₂₀ при температуре их плавления [2] Недостатком способа является большой расход серной кислоты, применяемой для подкисления сточной воды до рН 1,4-1,6, что в конечном счете ведет к образованию большого количества солей в очищенной воде.

Применение для очистки от ПАВ алифатических первичных аминов фракции С₁₀-С₂₀ при температуре их плавления и расходе 1,2:1,0 является технологически трудновыполнимым, так как не создается хорошее смешение небольшого объема расплава с большим объемом очищаемой воды, что отсутствует при использовании жидких экстрагентов (раствор амина в органическом растворителе).

По описанному методу достигается извлечение ПАВ из сточной воды в органический слой расплавленного амина, но при этом бесцельно теряется выделенный ПАВ из высококонцентрированных сточных вод, так как не предложен метод его извлечения из органического слоя, не показана возможность вторичного использования выделенных первичных алифатических аминов для очистки воды от ПАВ.

Целью изобретения является очистка сточных вод от ПАВ путем селективного их извлечения для последующего рационального использования и предотвращения вторичного загрязнения сточных вод.

Способ селективного извлечения анионоактивных ПАВ из сточных вод включает подкисление, обработку амином и отделение органического слоя. При этом в качестве амина используют третичный ароматический амин в виде 7-8,5%-ного раствора в нефтяном масле при соотношении амина и анионоактивного поверхностно-активного вещества 0,8-1,1:1,0, а подкисление ведут до рН 1,8-2,1.

Нефтяное масло работает в комплексе с ароматическим амином, хорошо растворяет третичный амин, но не растворяется в воде, не растворяет сопутствующих загрязнений из сточных вод, именно это сочетание способствует селективному извлечению анионоактивных ПАВ из воды.

Используют 7-8,5%-ный раствор третичного ароматического амина в нефтяном масле. При концентрации ниже 7% получают разбавленный раствор эмульгатора, который для дальнейшего использования необходимо концентрировать.

При концентрации выше 8,5% ароматический амин при нормальной температуре выкристаллизовывается из масляного раствора, что не позволяет использовать его в промышленности, так как выкристаллизовавшийся ароматический амин забивает трубопроводы, это требует дополнительных теплозатрат.

Использование этих веществ для очистки сточных вод от ПАВ позволяет извлечь из органического растворителя анионоактивные ПАВ в виде концентрированного раствора эмульгатора, который имеет целевое применение, а органический растворитель с растворенным в нем ароматическим амином и осадок ароматического амина, полученного при нейтрализации очищенной воды, возвращаются в рецикл для повторного использования при очистке исходной воды, содержащей анионоактивные ПАВ.

В качестве третичного ароматического амина используют 2,4-диметиламинодиметилфенол (ОМ-2), 2,4,6-триметиламинодиметилфенол (ОМ-3), 2,6-дитретбутил, 4-метиламинодиметилфенол (ОМ).

П р и м е р 1. 0,5 дм³ сточной воды, имеющей температуру 60-75^оС, с содержанием анионоактивных ПАВ 500-3000 мг/дм³, подкисляют серной кислотой до рН 1,8 и вводят один из ароматических третичных аминов (ОМ-2, ОМ-3, ОМ), растворенный в нефтяном масле (7,5%-ный раствор), при соотношении третичный амин:анионоактивный ПАВ 0,8-1,1:1,0, перемешивают в течение 1 мин.

После отстаивания при температуре 60-75^оС в течение 40-60 мин отделяют органический слой. Водный слой обрабатывают раствором едкого натрия до рН 10,7-10,8, отделяют фильтрованием выделившийся осадок и после корректировки рН серной кислотой до рН 7,5-8,5 сбрасывают очищенную воду а ХЗК.

Органический слой нагревают до температуры 90-98^оС и обрабатывают раствором едкого натра при соотношении едкий натр:анионоактивный ПАВ 1,0-1,1:1,0 при перемешивании в течение 30 мин и после отстаивания в течение 2-3 ч отделяют концентрированный раствор эмульгатора (10%-ный) для практического использования, а органический раствор с амином возвращают в рецикл на очистку сточной воды от ПАВ.

П р и м е р 2. Сточную воду очищают по примеру 1 с тем лишь отличием, что вводят 7,5% -ный раствор третичного ароматического амина в нефтяном масле, подкисляют серной кислотой до рН 2,0.

П р и м е р 3. Сточную воду очищают по примеру 1 с тем отличием, что вводят 8,5% -ный раствор третичного ароматического амина и подкисляют до рН 2,1.

Полученные результаты представлены в табл. 1, 2.

П р и м е р 4 (по прототипу). 0,2 дм³ сточной воды с содержанием 17700 мг/дм³ алкиларилсульфонатов подкисляют до рН 1,5, нагревают до 53^оС и вводят первичные амины фракции С₁₇-С₂₀ при соотношении алкиларил:сульфонатамин (1: 1,1)-(1: 1,2), перемешивают. После отстаивания в течение 15 мин отделяют органический слой. Результаты по степени очистки от алкиларилсульфонатов представлены в табл. 1.

Из данных, приведенных в табл. 1 и 2, видно, что предложенный способ очистки сточных вод от анионоактивных ПАВ позволяет при более легких условиях, т.е. при меньшем расходе серной кислоты, достичь степени очистки сточной воды от анионоактивных ПАВ на уровне прототипа. Кроме того, выделенный масляный раствор, содержащий комплекс амина и ПАВ, может быть разрушен и выделяется целевой продукт эмульгатора, который используется в производственном цикле.

ПАВ, полученные по предлагаемому способу, использовались в качестве эмульгаторов при синтезе эмульсионных бутадиеннитрильных каучуков "горячей" и "холодной" полимеризации.

Полученные при этом латексы обладали хорошей механической и термической устойчивостью. Каучуки по своим физико-механическим свойствам соответствовали требованиям нормативно-технической документации на серийные каучуки.

П р и м е р 5. Эмульсионную полимеризацию осуществляют периодическим способом в автоклаве объемом 20 л с мешалкой при температуре 6 ±2^оС. В автоклав загружают водную фазу, состоящую из исследуемого эмульгатора, лейканола, сульфата натрия, ронгалита, комплекса сульфата железа (II) 7Н₂О с трилоном "Б" и умягченной водой, затем подают акрилонитрил и регулятор третичный додецилмеркаптан, бутадиен эмульгируют и при температуре 5^оС подают гидроперекись изопропилциклогексилбензола. При достижении конверсии мономеров 65-70% процесс обрывают подачей 1%-ного раствора стоппера диметилдитиокарбамата натрия. Неотогнанный латекс анализируют на механическую (по Марону) и термическую (форсунка) устойчивость.

Латекс отгоняют с паром для удаления незаполимеризовавшихся мономеров и после заправки антиоксидантом (неозоном Д или агидолом-2) коагулируют при температуре 60-70^оС электролитом хлористым натрием в присутствии коагулянта лака АС-54 или ВП-40А. Каучук промывают водой несколько раз при температуре 40-60^оС для отмывки примесей, отжимают в экспеллере до содержания остаточной влаги 3-7 мас. и сушат при температуре 90-100^оС. Затем его анализируют на содержание связанного акрилонитрила и на физико-механические показатели по действующей нормативно-технической документации.

Таким образом, предложенный способ очистки сточных вод от анионоактивных ПАВ практически не имеет каких-либо отходов, требующих их захоронения, а наоборот, выделенные продукты используются в рецикле.

Формула изобретения

СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ АНИОНОАКТИВНЫХ ПАВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД, включающий подкисление, обработку амином при повышенной температуре и отделение органической фазы, отличающийся тем, что в качестве амина используют третичный ароматический амин в виде 7 - 8,5%-ного раствора в нефтяном масле при соотношении ароматический амин-анионоактивный ПАВ 0,8 - 1,1 : 1,0 и рН 1,8 - 2,1.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2