Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ УНИЧТОЖЕНИЯ СЕРНИСТЫХ ИПРИТОВ

Изобретение относится к способам уничтожения отравляющих веществ кожно-нарывного действия - сернистых ипритов. Способ осуществляется путем проведения детоксикации с использованием водных растворов щелочей, N,N-дихлорарилсульфамида в условиях межфазного катализа с применением катализатора N,N,N-триэтил-N-бензиламмоний хлорида (ТЭБАХ). Способ позволяет осуществлять детоксикацию (уничтожение) сернистых ипритов в лабораторных и полевых условиях, в аварийных ситуациях, с применением водных рецептур, исключающий использование органических растворителей и специального оборудования, пригоден для проведения уничтожения сернистых ипритов различной структуры.

Известные способы уничтожения сернистого иприта (β,β'-дихлордиэтилсульфида), основанные на процессах окисления и окислительного хлорирования, проводятся с применением органических растворителей и характеризуются образованием значительных количеств вязких и смолообразных реакционных масс и отходов, высоким потреблением энергоресурсов, что является существенными недостатками и ограничениями применения этих способов для уничтожения иприта [Соборовский Л.З., Эпштейн Г.Ю. Химия и технология боевых химических веществ. - М.: Гос. Изд. оборонной промышленности, 1938. - С.587; Франке 3., Франке Е. Химия отравляющих веществ. - М.: Химия, т.1, 1973. - С.440].

К технологически оправданным и экономически доступным методам детоксикации сернистых ипритов следует отнести методы, в которых используются реакции с применением щелочных реагентов. Однако применение методов уничтожения иприта, основанных на реакции щелочного гидролиза, ограничено сложностью создания гомогенных реакционных масс (растворимость иприта в воде при 20°C составляет 0,8 масс.%) и длительностью протекания технологического процесса.

Известны способы уничтожения иприта путем его обработки водным раствором щелочи в среде диметилсульфоксида, при температуре от 85°C до 110°C [Россия, патент №2139855, заявлено 31.03.98 г., опубл. 20.10.99 г.] и при ультразвуковом воздействии [Россия, патент №2139856, заявлено 31.03.98 г., опубл. 20.10.99 г.]. К недостаткам предложенных способов уничтожения сернистого иприта следует отнести необходимость поддержания высокой температуры в зоне реакции, а также применения специального технологического оборудования (ультразвуковой ванны, бесконтактных перемешивающих устройств и др.), обеспечивающих высокую скорость разложения иприта.

Известен способ уничтожения сернистого иприта или его растворов в гексане водным раствором щелочи в присутствии катализатора межфазного переноса при температуре от 20°C до 60°C и в псевдоожиженном слое. В качестве катализатора используют хлориды четвертичных аммониевых соединений, например, хлориды N,N,N,N-тетрабутиламмония или N,N,N-трибутил-N-бензиламмония [Россия, патент №2041206, заявлено 07.07.92 г., опубл. 10.08.95 г.]. К недостаткам предложенного способа уничтожения иприта следует отнести использование в качестве растворителя легковоспламеняющиеся жидкости (гексана), а также применение специального технологического оборудования, обеспечивающее создание псевдоожиженного слоя (вибромешалка).

По совокупности признаков наиболее близким к предлагаемому способу уничтожения иприта является способ уничтожения иприта водным раствором гидроксида щелочного металла в присутствии катализатора межфазного переноса (хлоридов четвертичных солей аммония), диметилсульфоксида (органического растворителя), бензилового спирта (сокатализатора) при повышенной температуре [Россия, патент №2191173, заявлено 25.12.00 г., опубл. 20.10.02 г.]. Недостатками этого способа являются:

- применение горючих органических растворителей;

- проведение реакции при обязательном обогреве, необходимого для протекания реакции детоксикации иприта - дегидрохлорирования;

- ограничение применения способа для уничтожения сернистых ипритов различной структуры;

- невозможность применения в полевых условиях и в аварийных ситуациях.

Данный способ принят за прототип.

Целью изобретения является разработка способа уничтожения сернистых ипритов и смесей на их основе, пригодного для использования в лабораторных и полевых условиях, в аварийных ситуациях и для дегазации зараженной тары, с применением водных щелочных рецептур, без использования органических растворителей и специального технологического оборудования.

Указанная цель достигается применением состава [Россия, патент №2410101, заявлено 27.01.11 г., опубл. 27.01.11 г.], включающего в себя гидроксид щелочного металла, триалкилариламмоний хлорид и Н.М-дихлорарилсульфамиды, в виде водной рецептуры.

Дегазация иприта проводится в условиях межфазного катализа с использованием катализатора N,N,N-триэтил-N-бензиламмоний хлорид, в следующих соотношениях компонентов, масс.%:

В основе предлагаемого способа уничтожения сернистого иприта лежат химические реакции, протекающие в гетерофазной среде:

- реакции, характерные для сернистых ипритов при щелочном гидролизе и окислительном хлорировании [Александров В.Н., Емельянов В.Н. Отравляющие вещества. - М.: Воениздат, 1990. - С.271, Франке 3. Химия отравляющих веществ. Т.2. - М.: Химия, 1973. - С.162];

- реакция дегидрохлоривания сернистого иприта [Толстиков Г.А., Шаванов С.С.Межфазный катализ в синтезе хлорорганических соединений, некоторые аспекты механизма и промышленное применение // Кинетика и катализ. - 1996. - Т.37. - С.686-691].

Находящийся в реакционной смеси катализатор межфазного переноса ускоряет процессы протекания разложения сернистого иприта [Демлов Э., Демлов 3. Межфазный катализ. - М.: Мир, 1987. - 485 с.]. N,N-Дихлорарилсульфамиды (N,N-дихлорамины - ДХА-Б, ДХА-Т, ДХА-ХБ) и продукты их щелочной деструкции выполняют роль соката-лизатора процесса уничтожения иприта. Последовательность добавления реагентов в воду (гидроксид щелочного металла, N,N,N-триэтил-N-бензиламмоний хлорид, N,N-дихлор-арилсульфамид) позволяет использовать тепловые эффекты происходящих физико-химических процессов, для проведения уничтожения ипритов без дополнительного обогрева реакционной массы. Реакции гидролиза и дегидрохлорирования иприта, протекающие под воздействием щелочей, обеспечивают в этих условиях необратимую деструкцию иприта. Процесс детоксикации сернистого иприта, тары, зараженной сернистым ипритом, проводится в режиме замачивания.

Пример 1. В реактор емкостью 250 мл помещают 15,9 г β,β'-дихлорди-этилсульфида, 150 мл воды, 16 г едкого натра, 5 г ТЭБАХ и 12,9 г ДХА-Т. Реакционную массу выдерживают в течение 6-10 часов. Проводят анализ на содержание иприта. Качество детоксикации подтверждается методом хромато-масс-спектрометрического анализа. Содержание иприта менее 0,001 мг·мл^-1.

Пример 2. В металлический цилиндр с остатками β,β'-дихлордиизопропилсульфида в количестве 35 г, с содержанием основного вещества 22%, помещают 100 мл воды. 8 г едкого натра, 3 г ТЭБАХ и 6 г ДХА-Б. Реакционную массу выдерживают в течение 6-10 часов. Проводят анализ на содержание иприта. Качество детоксикации подтверждается методом хромато-масс-спектрометрического анализа. Содержание β,β'-ди-хлордиизопропилсульфида менее 0,001 мг·мл^-1.

Пример 3. В реактор емкостью 250 мл помещают 15,9 г β,β'-дихлордиэтилсуль-фида, 150 мл воды, 16 г едкого натра, 5 г ТЭБАХ. Реакционную массу выдерживают в течение 6-10 часов. Проводят анализ на содержание иприта. Качество детоксикации подтверждается методом хромато-масс-спектрометрического анализа. Содержание β,β'-дихлордиэтилсульфида составило более 10 мг·мл^-1.

Таким образом, предлагаемый способ уничтожения сернистых ипритов с использованием водных растворов щелочей, N,N-дихлорарилсульфамида, катализатора N,N,N-триэтил-N-бензиламмонйй хлорида, обеспечивает детоксикацию сернистых ипритов до содержания их в реакционных массах не более 0,001 мг·мл^-1. Токсикологическая оценка реакционных масс после детоксикации по предлагаемому способу свидетельствует о том, что они относятся к третьему классу токсичности.

Способ экономичен, пригоден для проведения уничтожения сернистых ипритов различной структуры, применим в лабораторных и полевых условиях, в аварийных ситуациях, реализуем без создания технологической схемы и применения специального оборудования, а также для дегазации тары, зараженной сернистыми ипритами, поверхностей лабораторных шкафов, различного химического оборудования.