Нго Куен Куи¹, Дао Линь Тхи Тху², Е.И. Григорьев³, А.А. Петухов⁴

1, 3, 4 – Казанский национальный исследовательский технологический университет

2 – Казанский (Приволжский) Федеральный университет

Очистка водного стока узла получения стирола дегидратацией метилфенилкарбинола

Нефтехимические сточные воды производства стирола и оксида пропилена характеризуются высокой нагрузкой по органике (химическое потребление кислорода (ХПК) варьирует от 30 000 до 450 000 мг O₂/дм³) и сильной щелочной (pH колеблется от 12 до 13). В лабораторных условиях проведено исследование эффективности очистки стока методом озонирования.

Объектом исследования является модельный сток, содержащий разные компоненты, такие как этилбензол (ЭБ), бензальдегид, стирол, метилфенилкарбинол (МФК), ацетофенон (АЦФ), простые и сложные эфиры метилфенилкарбинола, олигомеры стирола и другие тяжелые продукты. Начальные значения показателей ХПК и рН модельной сточной воды соответствовали величинам 46200 мг О₂/дм³ и 12,8.

Были проведены работы по проверке возможности очистки стока методом экстракции углеводородным растворителем, в качестве которого нами был использован ЭБ. Исследования были проведены при температуре 20-22^оС на установке оборудованной перемешивающим устройством при объемном соотношении экстрагента к исследуемому стоку, равном 1:0,25¸1:1. Эффективность очистки стока контролировалась по ХПК и хроматографически. Результаты проведенного изучения представлены в рис. 1.

Рис. 1- ХПК сточной воды после экстракции

Как видно из результатов, представленных на графике, экстракция ЭБ позволяет значительно уменьшить показатель ХПК, значительно уменьшив содержание некоторых загрязнителей, например, ЭБ, АЦФ, МФК и смолы.

Было проведено изучение влияния температуры на процесс озонирования. Исследования проводили при температурах 20-80^оС при длительности опыта до 6 часов. По окончании каждого опыта определяли рН и ХПК реакционной смеси. Титриметрическим методом определяли также содержание бензойной кислоты, бензоата натрия, карбоната, бикарбоната и гидроксида натрия. Состав растворенных органических продуктов определяли методами хроматографии и ИК-спектроскопии. В качестве активаторов процесса озонирования использовали Н₂О₂. Зависимость состава продуктов реакции от концентрации H₂O₂ представлена в рис. 2. Видно, что при использовании Н₂О₂ в качестве активаторов процесса, содержание органических примесей (ЭБ, АЦФ, МФК) намного уменьшается. Величина показателя рН в процессе озонирования образца сточных вод изменяется от 12.8 до 2.5, что очевидно связывается с известным фактом образования в процессе озонирования смеси органических кислот, таких как муравьиная, бензойная и др. кислоты [1]. Показано, что наибольшая скорость окисления наблюдается в щелочной среде при температуре 80^оС.

Рис. 2- Степень очистки для основных компонентов сточных вод. ОП – окись пропилена, МПГ – монопропиленгликоль.

Установлено, что в процессе озонирования модельного потока полностью исчезает состав натрий содержащих соединений, таких как NaOH, Na₂CO₃ и карбоксилаты натрия. Исходя, из результатов предварительной оценки эффективности метода озонирования следует, что внедрение данного метода в области очистки нефтехимических сточных вод дает большую эффективность обработки и значительный экономический эффект.

Литературы

1. Разумовский С. Д. Озон и его реакции с органическими соединениями. Наука, Москва, 1974. 364с.