193664. lajstromszámú szabadalom • Eljárás 5-nitro-2-furfuriliden-diacetát gyártásákor keletkező környezetszennyező szennyvizek hasznosítására és ártalmatlanítására
193664 A találmány tárgya eljárás 5-nitro-2-furfuriliden-diacetát gyártása során keletkező szerves nitrovegyületeket tartalmazó ecetsav-tartalmú szennyvizek hasznosítására és ártalmatlanítására oly módon, hogy a szennyvizet 5—10 tf% mennyiségű kénsav jelenlétében a szennyvíz ecetsav-tartalmára számítva 1—5 mólnyi mennyiségű 1—4 szénatomszámú alifás alkohollal reagáltatjuk, a reakcióelegyet desztilláljuk, az alkalmazott alkohol forráspontjáig szedett alkil-acetát tartalmú főpárlatot közvetlenül, vagy további tisztítás után felhasználjuk, a vizes maradékot mésztejjel pH 6,5—7,5 értékig semlegesítjük, a kivált kálcium-sz’ulfátot szűrjük és kívánt esetben szikkasztjuk. Az ily módon kezelt szennyvíz ecetsav-tartalma 1—4 szénatomszámú alkil-acetátok formájában kinyerhető és szerves vegyipari műveletekben oldószerként, extrahálószerként stb. felhasználható. A melléktermékként keletkező kálcium-szulfát szikes talajok javítására a mezőgazdaságban, vagy égetett gipszként az építőiparban hasznosítható. A szennyvíz veszélyes nitrovegyületeket tartalmazó, szervesanyag tartalma a fenti műveletek során elroncsolódik. A felszabaduló nitrózus gázok az előpárlatban oldva távoznak és ártalmatlanításuk az előpárlat további frakcionált desztil lációjához kapcsolódóan egy független technológiai művelet keretén belül történik. A szerves anyag nagyobb része a kálcium-szulfáttal együtt kiszűrődik illetve ártalmatlan vízoldható vegyületek formájában a csatornába kerül. Ismeretes, hogy az 5-nitro-2-furfuriliden-diacetát gyártása furfurolból salétromsavval történő nitrálással, katalitikus mennyiségű kénsav jelenlétében, ecetsav-anhidrides közegben történik. A gyártás során, a savakra és lúgokra egyaránt érzékeny 5-nitro-2-furfuralbói különböző nitrocsoportot tartalmazó, kátrányos konzisztenciájú bomlástermékek keletkeznek, amelyek a termék kiszűrése után az anyalúgban maradnak. Ezen túlmenően az anyalúg kb. 30 tf% ecetsavat tartalmaz, részben nátrium-acetát formájában, amit semlegesítés után ezideig a szennyvízcsatornába eresztettek. Az évi 1,5—2 ezer tonna 5-nitro-2-furfuriliden-diacetát gyártásakor keletkező igen nagy mennyiségű anyalúgnak (napi 20—23 m3) ártalmatlanítása rendkívül nehézkes, munkaerő-, anyag- és energiaigényes. Külön problémát jelent az anyalúg kb. 5 i% mennyiségű veszélyes nitrogénvegyületeket tartalmazó szervesanyag tartalma a mésztejjel történő semlegesítés során. A találmány feladata olyan eljárás kidolgozása, amely lehetővé teszi a hulladék anyalúg ecetsav-tartalmának gazdaságos hasznosítását és egyúttal az anyalúg ártalmatlanítását is. Az anyalúg ecetsav-tartalmának visszanyerése közvetlen desztillációval több szempontból sem járható út, mivel az ecetsavra néz- 2 1 ve híg vizes oldat desztilláció] a a ballasztként jelenlévő nagy mennyiségű víz miatt energiaigényes és a kidesztillált ecetsav erősen szennyezett nitrózus gázokkal, másrészt az anyalúgból kiváló kátrányos anyag a desztilláló berendezés falára válva rontja a hőátadást és potenciálisan robbanásveszélyt jelent a nitrocsoport tartalmú vegyületek miatt. Egyéb megoldások gazdaságos kivitelezését pl. extrakció, sóképzés, kifagyasztás ugyancsak a híg oldat és a szervesanyag tartalom zavaró hatása teszi lehetetlenné. Kísérleteink során arra a felismerésre jutottunk, hogy az anyalúg ecetsav-tartalma 1—4 szénatomszámú alifás alkoholokkal képzett észterek formájában magas hatásfokkal kinyerhető, a kapott alkil-acetátok esetenként közvetlenül is felhasználhatók, vagy további tisztítás után, mind igen tiszta (99,9%-os) oldószerek hasznosíthatók. A desztillációs maradék pedig mésztejjel való kezelés és a kálcium-szulfát csapadék kiszűrése után csatornába önthető. Találmányunk szerint úgy járunk el, hogy az 5-nitro-2-furfuriliden-diacetát gyártása során keletkező anyalúgot kénsav jelenlétében 1—4 szénatomszámú alifás alkohollal reagáltatjuk és a reakcióelegyet desztilláljuk. Tekintettel arra, hogy az anyalúg ecetsavra nézve meglehetősen híg vizes oldat és emellett kátrányos konzisztenciájú szerves nitrovegyületeket is tartalmaz, tapasztalataink szerint az észterképzés gyakorlati kivitelezése és a képződött alil-acetát kidesztillálása a reakcióelegyből csak akkor valósítható meg, ha az anyalúghoz az észterezési reakcióhoz általában alkalmazott katalitikus mennyiségű sav helyett meglehetősen nagy savcelesleget, előnyösen kénsavat adagolunk. Kísérleteink szerint az anya lúg térfogatára számítva 5—10 tf% tömény (90—98 t%-os kénsav elegendő ahhoz, hogy a nitrovegyületeket tartalmazó szerves bomlástermékeket elroncsolja és ezáltal a szennyvizet kezelhetővé tegye, valamint a részben nátrium-acetát formában jelenlévő ecetsav felszabadítása mellett, biztosítsa a reakcióegyensúly gyors beállását, ami folyamatos desztilláció ill. üzemmenet miatt lényeges feltétel. A reakció teljessé tételéhez szükséges alkohol felesleget célszerűen úgy biztosítjuk, hogy az utópárlatot, amely 70—80 tf% elreagálatlan alkoholt tartalmaz, folyamatosan visszavezetjük a reakcióelegybe. Ezáltal elérjük, hogy az észterképzéshez nem szükséges az alkoholt nagy feleslegben alkalmazni, hanem elegendő, az anyalúg ecetsav-tartalmára számítva 1—5 mólnyi mennyiségben adagolni. Kísérleteink szerint a főpárlat tiszítása pl. desztilláció előtt célszerű híg nátrium-szulfit oldattal történő mosást beiktatni a főpárlatban oldott állapotban lévő kis mennyiségű nitrózus gázok eltávolítására. A desztilláció során kapott 60—80 tf% mennyiségű alkil-acetát tarta mú főpárlatból 2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
