含滷素、磷、硫和/或金屬元素的有機化合物的處理方法

2023-06-25 10:44:21

專利名稱：含滷素、磷、硫和/或金屬元素的有機化合物的處理方法
技術領域：
本發明的主題涉及有機化合物的處理方法及實施所述方法的設備，其中的有機化合物在原子鍵中除了碳、氫和氧元素外，還包括滷素、磷、硫和/或金屬元素。
包括滷素、磷、硫以及金屬原子如汞、砷等的物質用途廣泛。它們可用作致冷劑、氣溶膠拋射劑、殺蟲劑、藥劑、變壓器油等。對此特別關鍵的領域是化學戰劑。在所有這些情況下其中包括存在這些常常極為危險的有毒化合物的處理問題。鑑於此必須破壞生產廢棄物、貯存品、生產後可能被法規限制的產品、消費廢棄物等。
在這方面通常做法是通過焚燒處理。僅含碳、氫和氧的有機化合物在充分供給氧氣的情況下可毫無問題地焚燒為二氧化碳和水。然而特別涉及滷化物時，人們注意到在焚燒過程中，產生的危險二喔星構成對此抵消作用的阻礙。
仍然需要一種破壞、抵消及處理這類物質的低危險方法。
本發明基於帶電離子或分子部分可通過電滲析法相互分離的知識，在具有幹擾元素的原子(即非極性)鍵的有機化合物中，僅當這種鍵被極化並處於能被電能離解的條件下這樣的分離才是可能的。
因此，根據本發明，建議對要處理的有機化合物進行電離，於是帶電荷的電離產品通過電滲析分離，同時將離子態的最終產物以及餘下的有機物質發揮已知用途或以填埋形式或經焚燒處理。
電離可在電離輻射作用下進行。
在這種方法中原子鍵被極化，要處理的物質離解成離子態產品，而不同電荷顆粒的分離可在電能作用下進行。原來通過原子鍵相互鍵合的元素一旦以離子形式存在，它們便可容易操作並且容易處理或用作其它目的。按此方式，存在對危險化合物的抵消而不會產生在前面熱破壞中引起的危險。
按此方式，防害劑如殺蟲劑、除草劑、殺菌劑以及滷代烴、氯代變壓器油、藥劑或化學戰劑都可按此有利方法處理。
已經證明這種方法對有機滷化物，尤其是滷素與芳香環、優選與苯環鍵合的有機滷化物特別有利。
例如，這類化合物包括被氯、溴和/或碘取代的苯衍生物，此衍生物優選被一個或多個羥基、氰化物、烷基或任意性酯化的羧基或羧基鏈烯基基團取代。
具體的例子是二溴或二碘代苯甲腈和氯甲苯基-2-氧代丙酸。這些物質的組合在農業上用作除草劑，其名稱為ANITENR。
本發明的方法還可用於滷化多苯基化合物，優選多滷代聯苯(PCB)，它用作變壓器油。
另外的處理上的問題是由脂族滷代烴(CFCs)造成的，這些滷代烴用作致冷劑和氣溶膠拋射劑。對它們的處理也是本發明目的。
要處理的化合物的電離可通過X-射線，任意地與β和γ射線相配合進行。
在最簡單的形式中，常規X射線儀用於此目的，其中除去了為了不需要的β和/或γ射線而插入的鋁板。
要處理的物質優選以液體狀態、特別是以溶液形式，優選以水溶液形式存在。
優選地，電離和滲析裝置在空間上結合在一起，因為產生的電離產物的壽命，特別是涉及用輻射電離時，常常相當短。
電離產生500μm(微姆)的溶液最小導電率以取得所需的效果。
本發明的另一主題是實施所述方法的設備。
此設備參考所給附圖進行解釋，其中

圖1表示實施此方法的優選電離滲析裝置；圖2表示這種裝置在用於此目的的整個裝置中的通常布局；圖3表示具有增強多室電滲析體系的精確裝置。
圖1表示包括下列部件的優選多室裝置中心室1，其中原料溶液通過物料管線2加入；在所述室1中發生電離。電離優選在電離輻射作用下進行。通過陽極3和陰極4施加直流電，並且由於直流電的作用，出現電離組分的分離。中心室1與陽極電解液室7和陰極電解液室8相鄰，此兩室分別被隔膜5和6從中心室分隔。無機帶出液通過排料管線9和10從所述室7和8中作為濃縮物排出。
電離後留在室1中的並且不能通過隔膜5、6滲出的有機物料通過排料管線11作為稀釋液從所述室中排出。
陽極電解液室7和陰極電解液室8分別與陽極室14和陰極室15相鄰，它們之間分別通過隔膜12和13分隔，並通過進料管線16和17加入苛性或鹽溶液以穩定貯存離子。
陽極電解液室7和陰極電解液室8也通過進料管線18和19加入苛性或鹽溶液(即離子)，優選通過管線18和19加入約1wt％的NaOH。
隔膜5和13構成陽極隔膜AM，隔膜6和12構成陰極隔膜KM。
使用兩極隔膜是電滲析領域普通技術人員熟知的知識。
本發明優選實施方案之一是使除草劑ANITENR無害的方法，該除草劑由2-(4-氯-鄰甲苯氧基)丙酸、3，5-二碘-4-羥基苯甲腈和3，5-二溴-4-羥基苯甲腈以重量比5∶1∶1的混合物組成。中心室1加入濃度為約525g/l的此物質混合物的水溶液。
以儘可能簡單的方式藉助原醫用的X射線設置(除去其用於屏蔽射線的鋁板)的裝置實現電離。
當然，在操作設備中必須遵守按照技術狀態和VE規則(Aus-trian Association of Electrical Engineering)要求的輻射保護措施。
優選使設備連續運行，使原料溶液以17l/h的速度通過室1。
陽極電解液室7中由含1％化學純NaOH的去離子水組成的溶液，開始試驗時絕對不含氯，經過2分鐘試驗期間後，顯示氯含量為24.5mg/l，碘含量為0.15mg/l和溴含量0.25mg/l。
該溶液滷素含量的確定優選通過分光光度法進行。
在所述連續進行此方法中，通過管線16和17加入4至8wt％的氫氧化鈉溶液。
陽極或陰極電解溶液通過加入NaOH滷素為約1∶1的約8wt％的NaOH溶液連續取換。
如圖1所示，滲析裝置優選為多室裝置，然而在某些情況下，僅有一個室的簡單滲析裝置就足夠了。
優選地，滲析裝置包括至少一個雙極隔膜。
滲析在圖1所示的設備中以30至200伏特的電壓進行。在這種情況下對於每kg液體流過約21瓦的電能。
在實施方法中，電離和滲析優選在壓力下進行。
還可以加入鹽溶液如鈉鹽溶液代替加入的氫氧化鈉溶液。
圖2表示整個裝置，其中排列有電離和滲析設備，在這種情況下兩種設備相互分開排列。
在裝置部分I中，從槽20中通過管線21加入原料混合物，其中設有所需的泵和閥門。
由於在電離部分II中電離裝置的作用，將要處理的物質離解並在滲析裝置中分離。
滲析部分III表示從滲析設備23經管線24排出的稀釋的有機物質，同時通過環路25和26排出無機反應產物/濃縮物。為了在27和28處排出這些物質，必須將苛性或鹽溶液加入管線29和30中。
未完全處理的溶液可在此過程中回收。
圖3以原理圖形式表示更複雜的多室體系，此圖表示出現在設備中的離子流動原理。回收部分的稀釋液只要還沒有完全處理，就可以回到使用原料溶液的設備中。
隔膜3′至8′排列在陽極1′與陰極2′之間，隔膜3′、5′和7′是陰極隔膜，而隔膜4′、6′和8′是陽極隔膜。在此實施方案中，陽極電解液9′和陰極電解液10′是硫酸鈉溶液。鹽的水溶液(例如NaCl、Na2SO4)或鹼液(例如NaOH)通過管線11′作為接受溶液加入，而濃縮物通過管線13′、15′和17′排出。
CFC、殺蟲劑或除草劑的原料溶液在12′處加入。稀釋液通過管線14′、16′排出或回到12′。
實施本方法的進一步細節在於電滲析領域熟練技術人員的經驗，本文不必更詳細地解釋。
權利要求
1.一種處理有機化合物的方法，該有機化合物的原子鍵中除了碳、氫和氧元素處，還包括滷素、磷、硫和/或金屬元素，其特徵在於對要處理的化合物進行電離，將得到的電離產品通過電滲析分開並將最終的離子產品和餘下的有機物質發揮已知用途或以填埋方式或通過焚燒處理。
2.如權利要求1的方法，其特徵在於處理有機滷化物。
3.如權利要求1或2的方法，其特徵在於處理其中滷素與芳環、優選與苯環鍵合的化合物。
4.如權利要求1至3之一的方法，其特徵在於處理被氯、溴和/或碘取代的苯衍生物。
5.如權利要求1至4之一的方法，其特徵在於處理苯化合物，該化合物除了滷素外，還被一個或多個羥基、氰化物、烷基或任意性酯化的羧基或羧基鏈烯基基團取代。
6.如權利要求1至5之一的方法，其特徵在於處理二溴或二碘代羥基苯甲腈。
7.如權利要求1至5之一的方法，其特徵在於處理氯甲苯基-2-氧基丙酸。
8.如權利要求1至7之一的方法，其特徵在於處理二溴-或二碘-羥基苯甲腈與氯甲苯基-2-氧基丙酸的混合物。
9.如權利要求1至3之一的方法，其特徵在於處理滷代多苯基化合物，優選多滷代聯苯(PCB)。
10.如權利要求1或2之一的方法，其特徵在於處理脂族滷化物。
11.如權利要求1至10之一的方法，其特徵在於電離通過X-射線與非必須的β和/或γ射線相結合完成。
12.如權利要求1至11之一的方法，其特徵在於要處理的物質在液態下電離。
13.如權利要求1至12之一的方法，其特徵在於要處理的物質以溶液形式、優選以水溶液形式電離。
14.如權利要求1至13之一的方法，其特徵在於通過電離產生500μm(微姆)的最小導電率。
15.如權利要求1至14之一的方法，其特徵在於電滲析在30至200伏特的電壓下進行。
16.如權利要求1至15之一的方法，其特徵在於電離和滲析在壓力下進行。
17.如權利要求1至16之一的方法，其特徵在於為增加導電率，在陽極或陰極區域的滲析液中加入鹼金屬氫氧化物，優選氫氧化鈉或鹼金屬鹽。
18.一種用於實施如權利要求1至17之一的方法的設備，其特徵在於它包括在空間位置上相互結合的電離裝置和滲析裝置。
19.如權利要求18的設備，其特徵在於常規X射線裝置用作電離裝置，其中除去為屏蔽不符合需要的β和γ輻射而插入的鋁板。
20.如權利要求18或19的設備，其特徵在於滲析設備為多室裝置。
21.如權利要求18至20之一的設備，其特徵在於滲析裝置包括至少一個雙極隔膜。
22.如權利要求18至21之一的設備，它包括一發生電離的中心室(1)，在相鄰於該中心室(1)，在陽極(3)與陰極(4)的方向上有一陽極電解液室(7)和陰極電解液室(8)，它們通過隔膜(5，6)與中心室(1)分開，與陽極電解液室(7)和陰極電解液室(8)相鄰，還有一陽極室(14)和陰極室(15)，它們通過隔膜(12、13)分離，該設備還包括原料溶液的進料管線(2)、將苛性或鹽溶液加入陽極或陰極電解液室(7，8)或加入陽極或陰極室(14、15)的進料管線(16，17，18，19)和排出有機物(稀釋液)的排料管線(11)以及排出無機物(濃縮物)的排料管線(9、10)。
全文摘要
為處理在原子鍵上除了碳、氫和氧元素外，還包括滷素、磷、硫和/或金屬元素的危險或有毒有機化合物，提出了使該有機化合物電離，緊接著進行電滲析的方法，此離子態的最終反應產物可容易操作，並且可毫無問題地進一步使用或以填埋或焚燒方式處理。在電離輻射作用下發生電離。本發明方法特別適合處理含滷素的芳族化合物如各種農藥。
文檔編號A62D101/04GK1136971SQ9610391
公開日1996年12月4日 申請日期1996年3月7日 優先權日1995年3月8日
發明者E·布澤茲基 申請人:赫沃爾卡·弗蘭茲