CC BY
35
2. Ignifugaría, in profunzime a lamnului [Текст]/ Е. Vintila [ets.]; // Ind. Lemn 1962,13. № 6. PP.216-221.
3. Пожарная опасность строительных материалов/А.Н. Баратов [и др.); М: Стройиздат,1988.380 с.
4. Таубкин С.И. Основы огнезащиты целлюлозных материалов [Текст]. -М.: Изд-во МКХ РСФСР, 1960. 346с.
5. Способы и средства огнезащиты древесины. Руководство. Переработка и дополненное [Текст] - М.: ВНИИ1ТО, 1994. 31с.
6. Пат 3990977 США Fire proofing shampoo composition, and method [Текст]/ G.A.Pearson Опубл. 09.11.1976.
7. Пат 2106938 США Fireproof of wood [Текст]/ H.Tramm[ets.]; Опубл 01.02.1938
8. Ладыгина И.Р., Кривцов Ю.В. Исследование влияния вязкости фосфатного связующего и гранулированного состава наполнителей на огнезащитные свойства покрытия ОФП-10. // Тр. ии-та /ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко: фосфатные материалы (технология и свойства)/ /ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко. М: Изд-во ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 1990. С. 92-102.
9. Кривцов Ю.В. Противопожарная защита зданий и сооружений, огнезащита строительных конструкций. Сборник научных работ. М., 2003.
10. Боратов ATI. Пожарная опасность строительных материалов [Текст]/ А.Н. Боратов [и др.]; [под ред. А.Н. Боратова]. -М.: Стройиздат, 1988. 380 с.
УДК 678.4.547.458.8
А. С. Саханенко, А. И. Козлов, А. С. Новосёлов, Б. А. Пономарёв Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия.
ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ ПРОДУКТОВ ГИДРОЛИЗА НИТРОЦЕЛЛЮЛОЗЫ КИСЛОРОДОМ ВОЗДУХА НА КАТАЛИЗАТОРЕ
In present work catalytic oxidation with atmospheric oxygen of industrial waste waters containing nonionogenic surface-active substances, products of hydrolysis of cellulose and it's ethers was studied.
В работе исследовано каталитическое окисление кислородом воздуха промышленных сточных вод (СВ), содержащих немонотонные поверхностно-активные вещества (н-пав), продукты гидролиза целлюлозы и ее эфиров.
Современная принципиальная схема очистки производственных СВ предприятий отрасли должна предусматривать предварительную механическую очистку, интенсифицированную физико-химическими методами, с завершающей доочисткой стоков непосредственно на биологических очистных сооружениях (БОС) предприятия, либо городских БОС. Необходимо отметить, что в предлагаемой схеме биологическим методам отводится за-
ключительная роль. Основной акцент делается на механические, физико-химические и химические методы, которые практически подготавливают СВ, создавая благоприятные условия для жизнедеятельности биоценоза активного ила, осуществляющаяся в аэротенках доочистки сточных вод .[1]
В процессе производства НЦ возникают проблемы с утилизацией сточных вод на стадии стабилизации продукта. Сточные воды содержат органические примеси, влияющие на показатель химического поглощения кислорода (ХПК), характеризующий качество сбрасываемой воды.
Анализ сточных вод стадии стабилизации, представленный в работе [2] подтвердил наличие веществ, анализируемых как неионогенные ПАВ. Их количество в СВ значительно превышает ПДКн-пав = 0.5 мг н-пав/л. [3]
В работе проведено изучение очистки СВ с целью снижения показателя ХПК до предельно допустимой концентрации для сброса СВ в водный бассейн путём каталитического окисления кислородом воздуха.
В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных сгворах и местах питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения величина ХПК не должна превышать 15,0 мг 02/ дм5.
Экспериментальная часть. Исходные растворы, полученные с Алек-синского химического комбината, проанализированы на УФ-спектрометре в интервале длин волн 200-360нм. Были получены следующие данные по содержанию в них Н-ПАВ:
- в растворе после кислого гидролиза содержание Н-ПАВ 37мг/л
- в растворе после щелочной варки содержание Н-ПАВ 320мг/л
Раствор после щелочной варки был обработан кислородом воздуха в присутствии порошкового катализатора (сверхкислота на основе оксида циркония, в соотношении 1г кат/ 10мл раствора) в течение 30 минут. Содержание Н-ПАВ в растворе после опыта ~120мг/л. Оставив раствор на 12 часов, заново провели его УФ-спектросколическое исследование. В образце произошло дальнейшее окисление продуктов гидролиза (в интервале 200-бООнм), увеличилась оптическая плотность при ЗбОнм, что указывает на образование в растворе нитритов [5,6]. После каталитического окисления раствора (2г кат/ 20мл раствора) в течение 30 минут и его анализа на УФ-спектрометре установили содержание Н-ПАВ в растворе ~120мг/л.
Табл. Т. Результаты очистки СВ (поданным [2]) (Пояснения в тексте)
Исходный Раствор 1 После окисления кислородом воздуха на катализаторе
Содержание Н-ПАВ, мг/л(метод УФ-спектроскопии) 320 120
Показатель ХПК, мгОа/л 77,1±19,3 56,2*14,1
Для сравнения результатов очистки СВ после озонирования и после каталитического окисления кислородом воздуха приведена таблица из работы [2]. Сопоставив полученные данные табл.! с результатами табл.2 из работы [2] можно сделать вывод, что на данном этапе каталитическое окисле-
ние образцов кислородом воздуха также эффективно, как и озонирование судя по снижению содержания Н-ПАВ, при этом озонирование как и обработка воздухом снижает показатель ХПК примерно в 2 раза.
Далее был поставлен эксперимент с использованием установки проточно-циркуляционного типа объёмом 5.5л. Применялись блочные сверхкислые катализаторы, керамическая основа которых получена дублированием пенополиуретановой матрицы с последующим нанесением сульфатиро-ванного диоксида циркония.
Табл. 2. Результаты очистки СВ (поданным |2|) (Пояснения в тексте)
Исходный раствор После озонирования
Содержание Н-ПАВ, мг/л(метод УФ-пектроскопии) 32 10
Показатель ХПК. мгОг/л 475 206
Было проведено 4 серии запуска установки (рис.1). В ходе эксперимента отбирались пробы водного раствора для оперативного проведения анализа методом УФ - спектроскопии. На рисунке 1: 1 сег.Л- вода из приемного чана; 2- раствор с разбавлением в 2 раза; 3- окисление, количество Н-ПАВ снижается в 1,73 р. 2сег; 4- водный раствор без разбавления; 5- раствор разбавляется в 3 раза; 6- окисление при подогреве 40°С и разбавление чистой водой;7,8,9 - растворы с малым разбавлением после окисление. Зсег.:10-водный раствор без разбавления; 11- водный раствор разбавлен в 2 раза;12-окисление с разбавлением; 13- только окисление, без разбавления 4сег.: 14-водный раствор после 3 серии; 15- окисление без разбавления в течение 1 часа;^- окисление 1 час без разбавления; 17- окисление без разбавления; 18-окисление без разбавления в течение 8 час.
Водный раствор СВ с Алексинского химического комбината характеризовался мутностью и Коричневым цветом, с последующей обработкой этого же раствора мутность значительно уменьшилась и раствор становился бесцветным. Проведен анализ осадка при помощи ИК - спектроскопии после выпаривания раствора до окисления (из приемного чана) и раствора № 9 серии 2, прошедшего каталитическое окисление кислородом воздуха (рис. 2).
В процессе окисления произошло смещение пиков, отвечающих за наличие функциональных групп простых эфиров R-0-R' (1266 см"1 и 1111 см'1), что привело к возникновению функциональной группы при длине волны 1123 см"', характерной для вторичных и третичных спиртов, что связано, скорее всего, с окислением функциональных групп простых эфиров. Наличие пика при волновом числе 1650-1800 см"' говорит о наличие группы >С = О, которая появилась после окисления раствора. Следует отметить, что ник не сильно выражен, что говорит только о частичном окислении групп R-0-R'. Наличие пиков при волновом числе 833 см"1 говорит о наличии групп R - N02 как до, так и после окисления, при этом часть соединений R - N02 подверглась окислению (рис.2), Отсюда можно сделать вывод, что окисление прошло успешно, о чем говорят и сведения о снижении ХПК (таблица 1) и сточные воды можно использовать на биоочистке.
Так как результаты окисления на установке с катализатором Т-500 показали не достаточное окисление продуктов гидролиза, был проведён эксперимент с использованием кислого катализатора Т-300 полученного по новой методике термообработки при 300°С.
Рис. 1. Изменение содержании Н-ПАВ при каталитическом окислении кислородом воздуха при четырех запусках установки по данным УФ -спектроскопии.
Рис. 2. Результаты ИК - спектроскопии осадка до окисления и после каталитического окисления кислородом воздуха на катализаторе Т-500 (получен при 500 °С) (серия 2).
По данным УФ-анализа заметно повышение содержания Н-ПАВ в растворе с ВО мг/л до 95 мг/л ,т.е. произошло более заметное окисление продуктов гидролиза НЦ, чем с катализатором Т-500, это же подтверждается ИК-спектром, пик при 163Ссм-1 (рис. 3), что ведёт в снижению показателя ХПК.
Анализ на показатель ХПК подтвердил эти результаты:
до обработки раствора 651 мг02/л, после 277 мг02/л. (Данные лаборатории «Витахим», РХТУ им. Д.И.Менделеева). Таким образом происходит снижение показателя ХПК в 2.7 раза.
Рис.3.Результаты ИК - спектроскопии осадка после окисления кислородом воздуха на катализаторе полученном по новой методике (Т-300)
Эти данные по итогам экспериментов с катализатором Т-300 на основании анализа по УФ-спектрам и ХП1< позволяют объяснить причину неоднозначного изменения количества Н-ПАВ по данным УФ-спектра в процессе длительного окисления с катализатором Т-500, представленным на рис.1. Выводы.
1. Проведено исследование растворов после стабилизации НЦ на Алексин-ском химическом комбинате методом УФ-спектроскопии и ХПК, определён уровень загрязнения образцов сточной воды после щелочной и кислой стабилизации.
2. Рассмотрен возможный путь снижения ХПК - каталитическая обработка раствора кислородом воздуха.
3. Расчёты затрат по озонирования СВ и по каталитической обработке кислородом воздуха показывают, что обработка кислородом воздуха экономически перспективнее.
4. Результаты окисления кислородом воздуха на кислом катализаторе Т-300, полученного по новой методике показали, снижение показателя ХПК более чем в два раза.
Библиографические ссылки
1. Кривенко И.В., Наместников В.В.,.Сопин В.Ф. Современные технологии очистки сточных вод производства нитратов целлюлозы.// Материалы 11 Международной научно-технической конференции: Владимир, 15-18 мая, 2007. Владимир: Посад, 2007. С. 235-255
2. Каталитическое озонирование отработанной воды после стабилизации нитратов целлюлозы. / Н.И. Валюхова [и др.]; // XI Международная конференция молодых учёных по химии и химической технологии «МКХТ-97» : Тез.докл. Ч. 2. /РХТУ им. Д.И.Менделеева, М.: Изд-во /РХТУ им. Д.И.Менделеева, 1997. С.40.
3. Гусева Т.В. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. / РХТУ им. Д.И.Менделеева. М.: /РХТУ им. Д.И.Менделеева, 2005. С. 54.
4. Лурье Б.А., Валишина З.Т., Светлов Б.С. Гетерогенный щелочной гидролиз НЦ. // Ж-л Высокомолекулярные соединения. 1991. С. 905-912.
5. Лурье Б.А., Валишина З.Т., Светлов Б.С. Гетерогенный щелочной гидролиз НЦ.// Ж-л Высокомолекулярные соединения, 1991. С. 100-106.
УДК 662.238: 547.79
Г. Ф. Рудаков. M.. В. Дубовис, В. Ф. Жилин
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева. Москва, Россия
2-ШГГР0-2-(1И-1,2,3-ТРИА30Л-1-ИЛ)-1,3-ПР0ПАНДИ0ЛДИНИТРАТ НОВЫЙ ПРЕДСТАВИТЕЛЬ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ НИТРОЭФИРОВ
The synthesis of l.-substituted-l,2,3-triazoIe via 1.3-dipolar cycloaddition of 5-azido-2,2-dimethyl-5-nitro-l,3-dioxane to trimethylsiiylacetyleiie ¡s reported. 2-Nitro-2-(IH-l,2,3-triazol-l-yl)propane-l,3-dinitrate have been synthesized from product of these addition. The structures of the new compounds obtained wereproved by means ofthe 'H, "CNMR and IRspectra.
Проведен синтез 1-замещенного-1,2,3-триазола но реакции 1,3-диполярного цикло-присоедииения 5-азидо-2,2-диметил-5-1Штро-1,3-диоксана к тримегилацетилену. Из продукта этого присоединения получен 2-нитро-2-(1Н-1,2,3-триазол-1-нл)-1,3-пропандиолдинитрат. Структуры новых веществ были доказаны на основе 'И, !3С ЯМР и Ж спектров.
С момента открытия нитроглицерина О-нитросоединения привлекают особое внимание специалистов по энергоемким конденсированным системам. К настоящему времени синтезировано большое количество органических соединений, содержащих в своей структуре одну или несколько iiiit-ратных групп. Благодаря своей эксплозифорности многие из них нашли применение в качестве двухосновных топлив, взрывчатых веществ и активных пластификаторов [1]. Кроме военного применения, нитроэфиры уже много лет используются в медицине как сосудорасширяющие и противовоспалительные средства при лечении целого ряда заболеваний [2].
Особое место в химии нитроэфиров занимают лолифункциональные соединения, которые наряду с нитратной содержат в своей структуре другие эксплозифорные группы, позволяющие получать продукты с уникальными свойствами.
2-Нитро-1,3-пропандиолдинитрат представляет собой переепектив-ный синтон для построения полифункциональных нитроэфиров. В настоящее время на его основе синтезирован целый ряд производных, содержащих в а-положении к С-нитрогругше различные заместители [2-5] (А, рис.1).
