167098. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy korrozivitású nitrálosav-hulladékok nitrozil-kénsav mentesítésére
167098 reakció végén az elegyben 1 mól H2 S0 4 -ra 3,1-4 mol víz jut, ezért ezt az arányt az eljárás során biztosítjuk. Ha a karbamid reagenssel nem juttatunk elég vizet a reakció elegybe, a karbamid adagolás 5 befejezése után a még szükséges vizet pótlólag kell az elegybe adagolni. Minthogy a reakció egy része a karbamid adagolása alatt végbemegy, az utólagos víz adagoláskor felszabaduló salétromossav elreagáltatásához szükséges karbamid pedig 10 jelen van a rendszerben, az utólagos vízadagolás megfelelő sebességgel már nitrózus gőzök fejlődése nélkül - csak C02 és N 2 eltávozása közben -elvégezhető. Ha a karbamid reagenssel a reakció elegyben levő kénsav molekulákhoz legalább 2 mol 15 vizet adagolunk — ez kb. 73%-os tiszta kénsavnak felel meg - eljárhatunk úgy is, hogy az adagolás befejezése után az elegyet rövid időre 110C° körüli hőmérsékletre melegítjük. így az 1. reakciót meggyorsítjuk és teljessé tesszük, de a 2. 20 reakció is felgyorsul. A felszabaduló salétromossav nagyobb része ilyenkor is nitrogénné és széndioxiddá reagál, de az elszálló gázok 5-8% N02 -dal szennyezettek lesznek. 25 A 2 mól vízzel meghígított kénsavban a szerves fluor-vegyületek bomlása felmelegítéskor is elhanyagolható, az elegy korrozi vitása ennek következtében alig haladja meg a HF-mentes nitrálósav hulladékok korrozivitását. 30 Erősen savas közegben a 4. reakció gyors és egyensúlyi állandója nagy. Nem szükséges tehát nagy karbamid-felesleg alkalmazása. Méréseink szerint a folyamat 1 : 0,6 = nitrozil- 35 kénsav: karbamid mol-arány esetén teljesen végbemegy, ha elegendő víz van jelen. A reakció 15-40C0 között előnyösen hajtandó végre, eltekintve az adagolás után végzett esetleges 40 rövid felmelegítéstől. Ha a karbamid-reagens adagolását 15 C° alatt kezdjük, a reakciónak indukciós periódusa van. Csak egy bizonyos mennyiségű reagens hozzáadása után indul meg, akkor viszont * olyan hevességgel, hogy többnyire kihabzik a 45 reaktorból. Ha az adagolás megkezdése előtt 15 C° fölé melegítjük az elegyet, a képződő gáz mennyisége kezdettől fogva arányos az adagolt reagens mennyiségével. így az adagolás sebességének szabályozásával a folyamat kényelmesen 50 kézben tartható. Adagolás közben a 40-45 C° túllépése nem célszerű, mert 50 C° felett a szerves anyag oxidációjával és a karbamid egyéb átalakulásaival hőtermelő mellékreakciók indulnak meg. A reakció elegy hőmérséklete adott hűtő- 55 teljesítmény mellett ellenőrizhetetlenül megemelkedne és az elszálló gázokat nitrózus gőzök szennyeznék. A nitrozilkénsav, illetve salétromossav és karbamid tárgyalt reakciójában a hulladék nitrálósav HF-tartalmának nincs szerepe, így 60 természetes, hogy az eljárást fluormentes vegyületek nitrálósan hulladékainak nitrozilkénsav mentesítésére is alkalmazni lehet. Az eljárás alkalmazásának néhány lehetőség - a teljesség igénye nélkül — az alábbi példák szemléltetik: 65 1. példa Keverővel, adagolóval és hűtött gázelvezetővel ellátott hűthető-fűthető üveglombikba bemérünk 250 g hulladék nitrálósavat, amely 15,5% nitrozilkénsavat tartalmaz. 30-40 C° közötti hőmérsékleten, 90 perc alatt keverés és hűtés közben hozzáadagolunk ll,5g karbamidból és 225 g 30%-os kénsavból készült reagens oldatot. Az adagolás befejezése után még 20 percen át kevertetjük az elegyet 40 C°-on. Az utánkeverési reakció közben elszálló gázok N02 -tartalma átlagban 3 térf.%. A végtermékben nitrozilkénsav nem mutatható ki. Aciditása kénsavra számolva 62,97%s. Víz további hozzáadására belőle nem képződik levegőt szennyező gáz. Alkalmazott paraméterek: adagolt karbamid : kiind. nitrozilkénsav = 0,608 :1 mol reagensben H2 0 : H 2 S0 4 =12,7 : 1 mol végtermékben H2 O : H2 S0 4 =3,12:1 mol 2. példa Az 1. példában megadott reaktorba 300 g hulladék nitrálósavat mérünk, amely 15,5% nitrozilkénsavat tartalmaz. 15—19C° között 15 perc alatt hozzácsepegtetünk 16,5 g karbamidból, 41,25 g 96%-os kénsavból és 11,55 g vízből készült reagens oldatot. Ezután keverés és állandó hűtés közben 170 perc alatt 90 ml vizet adagolunk a reaktorba, a hőmérsékletet 20-30 C° között tartva. A víz adagolás befejezéséig 1 800 ml szobahőmérsékletű színtelen gáz keletkezik. Benne N02 nem mutatható ki. Ekkor fél óra alatt állandó keverés közben 110C°-ra melegítjük, majd nyomban ezután szobahőmérsékletre hűtjük az elegyet. A melegítés alatt képződik további ezerhatszáz ml alig láthatóan barnás színű gáz, a keletkezett összes gázmennyiségnek kb. 12%-a. A melegítés alatt elszálló gázban kereken 6% N02 mutatható ki. A végtermék nitrozilkénsav tartalma 0,37%. Összaciditása kénsavra számolva 74,5%. Alkalmazott paraméterek: adagolt karbamid : kiind. nitrozilkénsav=0,75 :1 mol reagensben H2 0 : H 2 S0 4 =1,61 : 1 mol végtermékben H2 O : H2 S0 4 =1,86 : 1 mol 3. példa 50 literes, keverős, hőmérővel, adagolóval és gázelvezetővel ellátott hűthető-fűthető zománcreaktorba bemérünk 40 kg hulladék nitrálósavat. Hőmérsékletét 15-20 C° közé állítjuk be. A saválló adagolón keresztül 1,6 kg karbamidból és 18,4 kg 30%-os kénsavból készült reagenst adagolunk keverés közben 220 perc alatt a reaktorba. A hőmérsékletet az adagolás ideje alatt 40 C° körül tartjuk.
