Результат интеллектуальной деятельности: СРЕДСТВО ДЛЯ НЕЙТРАЛИЗАЦИИ МАЛОДОРАНТОВ ПРИ АВАРИЯХ НА ХИМИЧЕСКИ ОПАСНЫХ ОБЪЕКТАХ

Изобретение относится к средствам, применяемым для нейтрализации малодорантов на поверхностях, в объемах воздуха и замкнутых пространствах. В состав средства входят следующие компоненты, выраженные в масс. %: водный раствор гипохлорита натрия (5%) - 99; диметилалкил (C₈-C₁₈) бензиламмония хлорид «Катамин АБ» - 0,5; метансульфокислота - 0,5. Гипохлорит натрия является окислителем, «Катамин АБ» - катализатор межфазного переноса, обеспечивающий перенос аниона из водной фазы в органическую, метансульфокислота - сокатализатор, обеспечивающий протекание реакции в водной и органической фазах.

Изобретение обеспечивает безопасность в применении, средство малотоксично, его можно использовать как при отрицательных, так и положительных температурах, при раздельном хранении компонентов, пригодно к эксплуатации в течение длительного времени.

Как известно[1], для нейтрализации малодорантов широко используют физические и химические методы. Физические методы нейтрализации малодорантов заключаются в использовании сорбирующих материалов. В качестве абсорбентов используют активированный уголь, силикагели, цеолиты, глиноземы, алюмосиликаты, полисорбы, лигнины и т.д. Следует отметить, что для качественной очистки воздуха важна селективность сорбирующего материала к сорбируемому веществу. Физическая абсорбция чаще всего является обратимым процессом.

Химические методы нейтрализации малодорантов заключаются во взаимодействии малодорантов и химических средств с образованием производных, не обладающих неприятным запахом.

Известен способ нейтрализации сероводорода химическим средством, включающим, масс. %: формалин 30-60, гидроксид и/или карбонат щелочного металла (натрия) 0,1-3, бактерицидный препарат 5-35 и третичный аминоспирт остальное [2]. Однако указанное средство не обеспечивает эффективную нейтрализацию сероводорода и легких меркаптанов. В результате реакции образуются серусодержащие органические соединения полимерного состава.

Известно химическое средство для нейтрализации сероводорода, включающее гидроксид щелочного металла и/или органическое основание (0,03-15 масс. %), неионогенное поверхностно активное вещество (ПАВ) (0,5-25 масс. %) и гемиформаль(и) низшего алифатического спирта (остальное). В качестве неионогенного ПАВ используют полиэфиры на основе глицерина, оксиалкилированного гликоля, оксиалкилированного этилендиамина или их смеси [3]. Недостатками данного средства нейтрализации сероводорода и легких фракций меркаптанов являются обратимость протекания реакции и возможность их регенерации на открытом воздухе.

Известно химическое средство для окисления серусодержащих соединений, включающее 50-96%-ный водный раствор муравьиной кислоты и 30-90%-ный водный раствор пероксида водорода, взятые в мольном соотношении муравьиная кислота: пероксид водорода в интервале от 1:4 до 4:1 [4]. Указанное средство обладает высокой окислительной способностью по отношению к серусодержащим соединениям. Однако оно обладает чрезвычайно высокой коррозионной активностью, а также низкой химической стабильностью при хранении (разложение перекиси водорода и образующейся надмуравьиной кислоты).

Наиболее близким техническим решением к заявленному средству является химическое средство, содержащее перекись водорода и гипохлорит натрия при следующем соотношении компонентов, масс. %: перекись водорода - 49,5-49,7, 5% водного раствора гипохлорит натрия - остальное. Недостатками данного средства являются необходимость использования перекиси водорода - малостабильного продукта, самопроизвольно разлагающегося на воду и кислород, невозможность проведения обработки составом, содержащим перекись водорода конструкционных материалов, являющихся катализаторами разложения [5].

Задачей данного изобретения является создание средства для нейтрализации малодорантов для использования при ликвидации последствий аварий на химически опасных объектах (ХОО), обеззараживании рабочих площадок временного хранения производственных отходов, техники и оборудования подверженных воздействию малодорантов, а также мест их пролива.

Основу неприятного запаха малодорантов составляют амины и серусодержащие соединения. В качестве модельных веществ нами были использованы коммерческие соединения: амины - 3-метилиндол, серусодержащие вещества - дипропилсульфид.

Работа по определению эффективности разрабатываемых средств была построена на поэтапном выборе качественного и количественного состава компонентов для эффективной нейтрализации запаха малодоранта.

Калибровку и анализ остаточного содержания малодоранта проводили на газовом хроматографе Agilent Technologies 7820 А с масс-селективным детектором 5977 Е MSD (США). Остаточную концентрацию малодоранта определяли по калибровочной кривой, построенной по методу внешнего стандарта.

Общая методика.

В термостатируемый реактор объемом 50 мл при 25°С загружают 5% водный раствор гипохлорита натрия с содержанием активного хлора ~5% (в качестве доступного аналога можно использовать гипохлорит натрия «Белизна» ТУ 2382-004-92082477-2011), водный раствор «Катамина АБ» с содержанием основного вещества 49,0-51,0%, метансульфокислоту, гексановый раствор малодоранта с концентрацией 5 мг/мл. Перемешивают 1 мин., отбирают органический слой на анализ. Определяют остаточное содержание малодоранта.

Пример 1.

а) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 5 мл гексанового раствора дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида 1,5 мг/мл.

б) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 5 мл гексанового раствора дипропилсульфида, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ». Остаточная концентрация дипропилсульфида 0,06 мг/мл.

в) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 5 мл гексанового раствора дипропилсульфида, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,1 мл метансульфокислоты. Остаточная концентрация дипропилсульфида - ниже предела обнаружения прибора.

Пример 2.

а) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 5 мл гексанового раствора 3-метилиндола. Остаточная концентрация 3-метилиндола 1,6 мг/мл.

б) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ», 5 мл гексанового раствора 3-метилиндола с концентрацией 5%. Остаточная концентрация 3-метилиндола 0,03 мг/мл.

в) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,1 мл метансульфокислоты, 5 мл гексанового раствора 3-метилиндола. Остаточная концентрация 3-метилиндола - ниже предела обнаружения прибора.

Пример 3.

а) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида 4,8 мг/мл, 3-метилиндола 5,0 мг/мл.

б) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ», 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида, Остаточная концентрация дипропилсульфида 0,09 мг/мл, 3-метилиндола 0,14 мг/мл.

в) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,1 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида и 3-метилиндола - ниже предела обнаружения прибора.

Пример 4.

а) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,02 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,02 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида 1,1 мг/мл, 3-метилиндола 0,4 мг/мл.

б) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,01 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,02 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида 1,0 мг/мл, 3-метилиндола 0,2 мг/мл.

в) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,01 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,01 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида 2,2 мг/мл, 3-метилиндола 0,6 мг/мл.

Пример 5.

а) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,2 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,2 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида и 3-метилиндола - ниже предела обнаружения прибора.

б) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,1 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,05 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида и 3-метилиндола - ниже предела обнаружения прибора.

в) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,05 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,1 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида и 3-метилиндола - ниже предела обнаружения прибора.

г) В реактор загружают 10 мл 5% водного раствора гипохлорита натрия, 0,05 мл водного раствора «Катамина АБ», 0,05 мл метансульфокислоты, 10 мл гексанового раствора 3-метилиндола и дипропилсульфида. Остаточная концентрация дипропилсульфида и 3-метилиндола - ниже предела обнаружения прибора.

Таким образом, предлагаемый для нейтрализации малодорантов, 5% водный раствор гипохлорита натрия, содержащий катализатор межфазного переноса «Катамин АБ» и сокатализатор - метансульфокислоту, по сравнению с его ближайшим аналогом имеет ряд преимуществ; дает возможность получать средство простое по составу и более эффективное, чем предлагаемое. Состав и свойства позволяют использовать его для нейтрализации мало дорантов при возникновении чрезвычайных ситуаций и ликвидации аварий на ХОО, обработки рабочих площадок временного хранения производственных отходов, а также мест пролива малодорантов и т.д. Особенностью предлагаемого средства является возможность создания эффективной рецептуры из доступного, дешевого сырья и использованием в качестве источника активного хлора средство «Белизна» ТУ 2382-004-92082477-2011 с содержанием активного хлора ~8%, ассимилированного в Российской экономике.

Литература

1. Сыропятов О.Г. Медико-психологическое сопровождение специальных операций. - К.: Издатель О.Т. Ростунов, 2013, с. 292.

2. Пат. №2318864 С1 Российская федерация, МКП⁷ C10G 29/20, C09K 8/54, B01D 53/48. Нейтрализатор сероводорода и меркаптанов / Фахриев А.М., Фахриев Р.А. - №2006141965/04, заявл. 17.11.2006 г., опубл. 10.03.2008 г., Бюл.№7.

3. Пат. №2490311 С1 Российская федерация, МКП⁷ C10G 29/20, C10G 29/24, C10G 33/04, Е21В 43/22. Нейтрализатор сероводорода / Фахриев А.М, Фахриев Р.А., Ярмухаметов Р.Г. - №2012109324/04, заявл. 12.03.2012 г., опубликовано 20.08.2013 г., Бюл. №23.

4. Pat. №5310479 Unated States, C10G 19/02. Process for reducing the sulfur content of crude / Audeh C.A. - №956186 filed 05.10.1992, pabl. 10.05.1994.

5. Авт. свид. №833291 СССР M. Кл.³ B01D 53/16. Раствор для нейтрализации сероводорода / Овтина Т.С., Леонтьева Л.С. - 2780141/23-26, заявл. 20.09.1979 г., опубликовано 30.05.1981 г., Бюл. №20.