ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Использование ртути для производства каустической соды и ацетальдегида из "Технический прогресс - химия - окружающая среда" Каустическая сода — один из важнейших видов продукции химической промышленности. Выпуск каустической соды во всем мире увеличивается, что связано с ростом ее потребления в производствах искусственных волокон, бумаги и др. В промышленности каустическую соду получают электролизом раствора поваренной соли с ртутным катодом или диафрагмой. В США, например, /з продукции получают диафрагменным способом. В нашей стране наибольшее применение нашел метод электролиза с ртутным катодом, так как получаемый продукт отличается высокой степенью чистоты. Кроме того, данный метод более экономичен в сравнении с диафрагменным. Существенным недостатком метода является образование весьма токсичных ртутьсодержащих отходов. Такие же отходы образуются и при производстве ацетальдегида. Органические соединения ртути весьма опасны, так как являются протоплазменными ядами. [c.206] При получении щелочи и хлора электролизом с ртутным катодом используют большие количества ртути. [c.206] Разложение амальгамы ведут на специальных насадках из соединений различных металлов (циркония, вольфрама, графита), которые периодически обновляют и восстанавливают. При электролизе в раствор переходят соединения ртути, которые поступают в дальнейшем со сточными водами в окружающую среду. При производстве хлора и щелочи регенерируется далеко не все количество ртути. Это не только создает экологическую опасность, но и существенно ухудшает экономические показатели производства. При разложении амальгамы и получении раствора едкого натра образуется также некоторое количество хлоридов ртути, которые в дальнейшем попадают со щелочью в различную продукцию, например бумагу. Последняя в конечном итоге в виде отходов потребления поступает в окружающую среду. [c.207] Мировое производство каустической соды по ртутному методу составляет 15 млн. т, из них на долю СССР приходится примерно 3 млн. т. Если даже при производстве каждой тонны каустической соды будет безвозвратно теряться примерно 10 г ртути, то это составит 30 т в год. Учитывая ПДК для соединений двухвалентной ртути в атмосфере (0,61 г/м ) и этилртути в воде (0,005 г/м ), становится ясным, что возникает достаточно тревожное положение. Согласно зарубежным данным, основное количество ртути теряется с растворами, хотя в некоторых случаях отмечено высокое содержание ртути и в отходящих газах. Суммарное количество потерь для установки мощностью 100 т хлора в сутки составляет 30 кг/сутки, что эквивалентно 10 т/год. Большие потери ртути возможны при чистке электролизеров, а также в случае технологических неполадок. [c.207] Сложность ликвидации выбросов ртути заключается в том, что при охлаждении она конденсируется в виде тонкодисперсных капелек, которые уносит поток водорода. Предотвращение этого уноса достигается сложной геометрией конденсаторов, обеспечивающей сведение до минимума образование зародышей. Однако для эксплуатации таких аппаратов необходимы дорогостоящие компрессоры. Фирма Монсанто (США) выпускает фильтры из плотно упакованных сцепленных волокон, обеспечивающие удаление частиц размером до 3 мкм, но при их применении затраты на производство основной продукции значительно повышаются. [c.207] Как показали исследования, проведенные в нашей стране, наиболее эффективная мокрая очистка ртутьсодержащих газов раствором перманганата калия. Однако при этом вводятся дополнительные технологические стадии выделения и регенерации ртути, выбросы же ртути полностью не устраняются. [c.208] Весьма эффективна очистка от ртути отходящих газов с помощью молекулярных сит, дающая возможность уменьшить потери примерно в 30—35 раз. [c.208] Наилучшие результаты получают при очистке с использованием синтетических цеолитов, в частности металлизированного серебряного цеолита Ag NaX. При его использовании для очистки водорода, образующегося в производстве хлора и щелочи ртутным методом, содержание ртути в очищенном газе снижается до 0,01 мг/м . Применяемые же в настоящее время для этого хлорсо-держащ ие растворы позволяют уменьшить содержание ртути в очищенном газовом потоке только до 1 мг/м . [c.208] Наиболее эффективным способом извлечения ртути из растворов является адсорбция с помощью ионообменных смол, несмотря на то, что присутствие таких анионов, как СНзСОО , препятствует сорбции. По данным фирмы Аджиното (Япония), при применении ионообменных смол концентрация ртути в растворе снижается с 15 до 0,01 ррт. На заводах фирмы Осака Сода (Япония) внедрен способ ионообменной очистки, с помощью которого обрабатывают до 120 тыс. л сточных вод в сутки. Эксплуатационные издержки в расчете на 1000 л стоков по ценам 1975 г. составили 25 центов. Разрабатываемый в США сорбционный метод очистки сточных вод ионообменными смолами позволяет снизить содержание ртути с 0,1—0,2% до 5-10 % при затратах до 4 долл. на 1 кг регенерируемой ртути. Конечная регенерация осуществляется термической возгонкой ртути, что приводит, однако, к полному разрушению дорогостоящей смолы. [c.208] Регенерация ртути и создание на этой основе ртутного рецикла в технологическом процессе на современном уровне развития науки и техники достаточно сложная задача. [c.209] Основные недостатки диафрагменного метода — низкое качество продукции и высокие издержки производства. Диафрагменным методом получают 10— 2%-ный раствор едкого натра, содержащий 17—20% Na l, который упаривают и обессоливают до получения 45— 50%-ного раствора щелочи с содержанием NA I 1— 2%. Такой продукт по содержанию хлористого натрия не отвечает требованиям, предъявляемым к нему потребителями-производствами искусственных волокон, целлофана, фенола и др. К недостаткам диафрагменного метода можно отнести и непродолжительный срок службы асбестовых диафрагм, разрушаемых из-за разбухания и химического воздействия на них реагентов. [c.209] Тенденция развития технологии производства каустической соды заключается в разработке методов получения продукции высокого качества, пригодной для последующего применения в других отраслях промышленности. Эти методы должны быть лишены недостатков ртутного и диафрагменного способов. [c.209] Продолжаются исследования по подбору мембран и совершенствованию технологии процесса с целью получения более концентрированных растворов, но без увеличения содержания примесей в них. Предложены мембраны из катионообменного фторопласта, представляющего собой сополимер тетрафторэтилена и перфтор-алкилвинилового эфира, в который введены сульфо-групны, мембраны из синтетических смол, поры которых заполнены гидроокисями титана, циркония и др. [c.210] Ртуть используют при получении и другого важнейшего продукта — ацетальдегида. Гидратацию ацетилена ведут в присутствии сернокислой ртути, которая образуется непосредственно в гидраторе при взаимодействии металлической ртути с сернокислым окисным железом в растворе серной кислоты. [c.210] При получении ацетальдегида ртуть попадает в окружающую среду с газообразными выбросами, сточными водами и твердыми шламами, которые в свою очередь подвергаются термической переработке. Даже при всех возможных мерах улавливания общие потери ртути, например, на предприятии Буна-Верке в ГДР, не удается снизить менее чем до 150 г на 1 т конечного продукта. Следовательно, при производстве 100 тыс. т ацетальдегида в год в окружающую среду поступает около 15 т ртути. [c.210] Рассмотренные примеры показывают, что при применении таких токсичных реагентов, как ртуть, можно обеспечить соответствующую очистку сточных вод и газовых выбросов и регенерировать ртуть. Учитывая высокую стоимость очистки, при проектировании новых предприятий и реконструкции старых наиболее целесообразно предусматривать новые технологические процессы, полностью исключающие использование токсичных реагентов. [c.211] Вернуться к основной статье