200283. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nitrózus gázokat tartalmazó hulladék oldószerek, vagy oldószerelegyek tisztítására
1 HU 200283 D 2 A találmány tárgya eljárás nitrózus gázokat és lúg hatására könnyen hidrolizálódó anyagokat, így 1-4 szénatomos karbonsavak 1-4 szénatomos alkilésztereit tartalmazó hulladék oldószerek vagy oldószerelegyek tisztítására. Szerves nitrogén tartalmú vegyúletek, például nitrofurán származékok előállítására vagy a velük való műveletek során gyakran előfordul, hogy nitrózus gázok képződnek. A nitrózus gázok veszélyességük és keletkezésük mennyiségénél fogva kiemelkedő helyet foglalnak el a gázhalmazállapotú légszennyezők között. A nitrózus gázok keletkezése nem csak munkavédelmi és környezetvédelmi problémákat okoz, hanem nehézséget jelent a technológiai műveletek során alkalmazott oldószerek újrafelhasználása szempontjából is. Ha a nitrózus gázokat tartalmazó oldószerelegyeket például desztillálni próbáljuk, először a nitrózus gázok távoznak el, ezek közvetlenül a légtérbe ki nem engedhetők, ugyanolyan óvintézkedéseket kell tenni a desztilláció során felszabaduló gázok kezelésére, mint a nitrovegyületek gyártásakor elsődlegesen keletkező nitrózus gázok esetén. A probléma fontosságára való tekintettel nagy volumenű ipari gyártásokhoz, például salétromsavgyártáshoz kapcsolódóan több módszert is kidolgoztak a nitrózus gázok el-, iminálására ill. hasznosítására. A nitrózus gázok ártalmatlanításának egyik lehetősége, hogy a nitrózus gázokat az oldat többi komponensétől elválasztják, általában inert gázzal kihajtják, majd katalizátoron nitrogén gázzá redukálják őket. A redukciót általában fém platina katalizátoron, hidrogén, földgáz vagy ammónia mint redukálószer alkalmazásával valósítják meg (1.487.657. sz. amerikai egyesült államokbeli és 1.181.184. sz. német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírás). A redukciót aktiv szén segítségével is végrehajthatják a 3.926.590. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás szerint. Más megoldás szerint a nitrózus gázokat megfelelő abszorbenseken, például aktív szén, szilikagél, aluminium-oxid, zeolitok segítségével kötik meg (2.992.805. sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás, 129.123. sz. szovjet szabadalmi leírás). Az abszorberek kis fajlagos kapacitása miatt (ami egyéb szennyező gáz vagy vizgŐ2 jelenlétében méginkább csökken), az adszorpciós módszereket korlátozott mértékben alkalmazzák. A gyakorlatban leginkább bevált megoldás a lúgos elnyeletók alkalmazása, amikor is a nitrózus gázokat az oldatból inert gázzal kihajtva egy külön abszorberbe vezetik, és ott lúgoldattal és gyakran egy oxidálószerrel nitrit- vagy nitrátsókká alakítják (4.4422.080 és 3.927.177. sz amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás), és adott esetben ezeket a sókat a gyártási folyamatba visszavezetik (144.328. sz. csehszlovák szabadalmi leírás). Az abszorpció gyakorlati kivitelezésére tányérokkal vagy rostélyokkal felszerelt egyen- vagy ellenáramú kolonnákat alkalmaznak. A lúgos elnyeletőben kizárólag vízben jól oldódó bázisok (például nátrium- vagy kálium-hidroxid) alkalmazhatók, mivel ha vízben rosszul oldódó bázist alkalmazunk, akkor vagy túl kicsi lesz az abszorber kapacitása, vagy pedig a lúg diszperzió formájában lesz jelen a rendszerben kis kapacitású abszorber működtetése nem gazdaságos, hiszen a folyamatos működtetése nem biztosítható, mig az, hogy diszperziót vigyünk a rendszerbe, egyszerűen elképzelhetetlen, hiszen ebben az esetben a szilárd részecskék az abszorberben lévő tányérokat vagy rostélyokat eltőmik, igy a rendszer működésképtelenné válik. A nitrózus gázok ártalmatlanítására ismert módszerek mindegyikében úgy járnak el, hogy az oldószerelegyből inert gáz alkalmazásával a nitrózus gázokat kihajtják, s azt egy külön berendezésben (adszorber vagy abszorber kolonna, katalitikus redukcióhoz alkalmas reaktor) kötik meg vagy alakítják át ártalmatlan nitrogén vegyületté. Amennyiben nitrózus gázokat és lúg hatására könnyen hidrolizálódó 1-4 szénatomos karbonsavak 1-4 szénatomos alkilésztereit tartalmazó hulladék oldószerek vagy oldószerelegyek tisztítása a célunk, akkor mindezeket a módszereket alkalmazhatjuk. A nitrózus gázok kihajtásához megfelelő inert gáz, ennek befúvatásához alkalmas berendezés, a kihajtott gáz elvezetéséhez alkalmas vezeték, s megfelelő elnyelető vagy reagáltató berendezések szükségesek, tehát az eljárás jelentős beruházási költséggel jár, idő- és energiaigényes művelet, tehát amenynyiben nem értékes oldószereket kell regenerálnunk, a beruházás nem rentábilis. Ha a nitrózus gázokat nem hajtjuk ki az oldószerből vagy oldószer elegyből, hanem a semlegesítésüket magában az oldószerelegyben végezzük a lúgos elnyeletókben alkalmazott lúgoldat hozzáadásával, akkor az oldószerelegy komponenseiként jelenlévő rendszerint legértékesebb lúgos, hidrolízisre hajlamos anyagok elhidrolizálnak ill. a gyengén savas komponensek a lúggal reakcióba lépnek. Általában, különösen 1-4 szénatomos karbonsavak 1-4 szénatomos alkilésztereit tartalmazó oldószerelegyek esetén, ha 0,1 mól/liter hidroxil-ion koncentrációt elérjük, az észterek elhidrolizálnak, s a nitrózus gázok megkötése után az elegy észtertartalma jelentősen lecsökken, igy a hulladék feldolgozása nem gazdaságos. Amennyiben beruházásra nincs lehetőség, a nitrózus gázokat tartalmazó oldószerelegyeket elégetik, így azok értékes oldószer tartalma kárba vész. Találmányunk kidolgozása során célunk az volt, hogy olyan eljárást találjunk nitró-3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 C5
