Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА
СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ ИПРИТА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к химии сероорганических соединений, а именно к разработке способа утилизации бис (2-хлорэтил)сульфида-иприта. Способ заключается в обработке иприта водным раствором щелочи в среде гидрофильного растворителя - диметилсульфоксида либо гексаметилтриамидофосфата. Взаимодействие осуществляют в условиях ультразвукового воздействия при частоте 22 кГц. При соотношении компонентов щелочь: иприт : вода = 1: 0,3: (1,6-3) оно реализуется в интервале 2-30 мин в зависимости от типа щелочи и растворителя с конверсией иприта 99,999% и образованием дивинилсульфида. Способ позволяет при высокой скорости и избирательности процесса добиться глубокой отвечающей современным требования дезактивации иприта. 1 з.п. ф-лы.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2139855
Класс(ы) патента: C07C323/03, C07C319/20
Номер заявки: 98105849/04
Дата подачи заявки: 31.03.1998
Дата публикации: 20.10.1999
Заявитель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН; Министерство экономики Российской Федерации Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом
Автор(ы): Кибардин А.М.; Лукашенко С.С.; Усольцева А.А.; Мосин И.П.; Коновалов А.И.; Тугушов В.И.; Марченков Ю.А.; Сологубова Л.И.; Шангараев Н.Г.
Патентообладатель(и): Институт органической и физической химии им.А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН; Министерство экономики Российской Федерации Государственный институт технологии органического синтеза с опытным заводом
Описание изобретения: Изобретение относится к химии сероорганических соединений, а именно к разработке способа утилизации бис(2-хлорэтил) сульфида - иприта.
Дезактивация иприта затрудняется его практической нерастворимостью в растворителе, в котором он является потенциально наиболее реакционноспособным - в воде.
В известных методах детоксикации иприта, протекающих в водных средах, предусматривается окисление [RU 2034833 (1-3) C 07 C 317/04. Заявл. 09.03.93. Опубл. 10.05.95. Бюл. N 13. Пат. 20339039. МКИ6 C 07 C 319/20. Заявл. 3.08.93. Опубл. 09.07.95. Бюл. N 19. РЖхим., 6 H 53П (1996).] или дегидрохлорирование [Поконова Ю.В. "Галоидсульфиды", г.Ленинград, 1977 г., с. 148-149] . Интенсификация процессов достигается использованием растворителей [Bales S.H., Nickelson S.A., J.Chem.Soc., 1922, p.2137-2139. Щербакова Л. Ф., Шантроха А.В., Гормай В.В. и др. В сб. Экологические проблемы уничтожения химического оружия. Тез. докл. научи.-конф. (10-11 июня 1993 г.). Вольск 1993, с. 13-14], применением межфазного катализа или микроэмульсионного метода [Menger F.M., Elrington A.R., J.Am.Chem., Soc., 1990, v.112, N22, p.8201-8203]. Однако каждый из этих приемов обладает своими недостатками, которые не позволяют их рассматривать в плане разработки высокоэффективных технологий дезактивации.
Прототипом изобретения является метод детоксикации иприта путем обработки его водным раствором щелочи в среде гидрофобного растворителя с участием катализаторов межфазного переноса [Щербакова Л.Ф., Шантроха А.В., Гормай В. В. и др. В сб. Экологические проблемы уничтожения химического оружия. Тез. докл. научн.-конф. (10-11 июня 1993 г.). Вольск, 1993, с. 13-14]. Процесс проводят при 40-60oС при перемешивании посредством вибрации. Указывается, что детоксикация в зависимости от соотношения щелочь: вода: катализатор, заканчивается через 5-30 минут.
Недостатком прототипа является то, что при указываемой авторами высокой степени конверсии иприта (99,999%) основным продуктом реакции (46%) является - 2-хлорэтилвинилсульфид - продукт полупревращения иприта, а также необходимость использования катализатора межфазного переноса.
Цель изобретения - разработка высокоэффективной технологии переработки иприта в безопасные продукты.
Цель достигается обработкой иприта водным раствором щелочи (KOH или NaOH) в среде гидрофильного растворителя - диметилсульфоксида (ДМСО) или гексаметилтриамидофосфата (ГМФТА) - в условиях ультразвукового воздействия (частота 22 кГц) при мольном соотношении компонентов щелочь: иприт: вода = 1: 0,5: (1,6-3) в течение не более 30 минут в зависимости от типа щелочи и растворителя.
Нижний предел по количеству воды в системе определяется достаточностью для растворения в ней щелочи, используемой в реакции для облегчения условий взаимодействия щелочь : иприт. При наличии более трех молей воды существенно снижается скорость реакции. В приведенных условиях обработки конверсия иприта достигает 99,999%, а органическим продуктом реакции является дивинилсульфид, что установлено масс- спектрометрическим анализом органической части, полученной по окончании реакции после отделения выделившего осадка KCl. Полученные данные свидетельствуют, что взаимодействие протекает в направлении дегидрохлорировании иприта:
2MOH + [ClCH2CH2]2S = CH2=CH]2S + 2MCl | + 2H2O,
где M=K, Na.
Предложенный способ дезактивации иприта обладает следующими достоинствами:
- обеспечивает максимально высокую и отвечающую современным требованиям детоксикации степень конверсии иприта,
- отличается высокой скоростью дезактивации и избирательностью процесса,
- исключается нагревание и перемешивание извне, так как данные факторы обеспечиваются самим озвучиванием реакционной смеси,
- данным методом достигается нужный эффект относительно небольшим (3-4 кратный объем) количеством реагентов,
- предполагается использование крупнотоннажно производимого сырья.
ПРИМЕР 1. В колбу, снабженную обратным холодильником и зонтичным ультразвуковым излучателем, помещали растворы 0,36 г (1,2 кратный избыток от расчетного) KOH в 0,29 г H2O и 0,4253 г иприта в 1,2 мл ДМСО (мольное соотношение компонентов - KOH: иприт: H2O = 1:0,5:3). Реакционную смесь подвергали озвучиванию в течение двух минут, после чего отделяли выпавший солевой осадок, который промывали ДМСО и полученную органическую часть анализировали методом масс-спектрометрии (прибор MAT-212 фирмы "Finnigan").
ПРИМЕР 2. Аналогично примеру 1 обрабатывали в течение 10 минут смесь, содержащую 0,36 г NaOH в 0,27 г воды и 0,5964 г иприта в 1,9 мл ДМСО (мольные соотношения компонентов - NaOH: иприт: H2О =1:0,5:2). Органическую часть анализировали методом масс-спектрометрии.
ПРИМЕР 3. Аналогично примеру 1 обрабатывали в течение 20 минут смесь 0,36 г KOH в 0,155 г H2O и 0,4253 г иприта в 2 мл ГМФТА (мольные соотношения компонентов - KOH: иприт: вода = 1:0,5:1,6). Органическую часть анализировали методом - масс-спектрометрии.
ПРИМЕР 4. Аналогично примеру 1 обрабатывали в течение 30 минут смесь 0,36 г NaOH в 0,27 г H2O и 0,5964 г иприта в 2 мл ГМФТА (мольное соотношение компонентов - NaOH: иприт: H2O = 1: 0,5:2). Полученную органическую смесь анализировали методом масс-спектрометрии.
Строение продуктов реакции установлено методом масс- спектрометрии. В органической части обнаружены интенсивные пики ионов m/z 86 и 78, что относится к молекулярным ионам (М+) молекул дивинилсульфида (CH2=CH)2S и диметилсульфоксида (CH3)2SO соответственно.
Для количественной оценки остаточного содержания иприта в органической части был использован стандартный р-р иприта в диметилсульфоксиде (1·10-5 г/мл); в качестве аналитического пика использовался пик с m/z -158 иона (М+) молекулы иприта (CICH2CH2)2S. По результатам анализа конверсия иприта в исследуемой реакции составляет 99,999%.
Формула изобретения: 1. Способ утилизации иприта обработкой его водным раствором щелочи в среде растворителя при перемешивании путем вибрации, отличающийся тем, что обработку проводят в среде гидрофильного растворителя путем ультразвукового воздействия при частоте 22 кГц в течение не более 30 мин, при мольном соотношении компонентов щелочь : иприт : вода = 1 : 0,5 : (1,6-3).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве гидрофильного растворителя используют диметилсульфоксид или гексаметилтриамидофосфат.