Окисление о2 воздуха под давлением.

Крупнотоннажным отходом нефтеперерабатывающей и химической промышленности являются сернисто-щелочные стоки. Они содержат сульфиды, гидросуьфиды, меркаптаны, фенолы и т.д. Их обезвреживают методом карбонизации и окисления О₂ воздуха. При наличии в таких СВ заметного количества нафтеновых кислот их целесообразно выделять с последующей переработкой в мылонафт. Если количество СЩС невелико, то их можно подвергать биологической очистке. Сточные воды с высоким содержанием H₂S поступают в основном с установок первичной переработки, кат. крекинга, замедленного коксования, гидроочистки, гидрокрекинга. Наибольшее распространение в промышленности получил способ окисления в жидкой фазе кислородом под давлением. Окисление проходит последовательно:

S^2- - S⁰ – S_nO₆^2- - S₂O₃^2- - SO₃^2- - SO₄^2-

S^2- => S₂O₃^2- ; SO₃^2-

2S^2+2O₂+H₂O => S₂O₃^2 + 2OH^

NaHS + CO₂ + H₂O = NaHCO₃ + H₂S

Скорость возрастает при использовании катализаторов. Известен способ локального обезвреживания СЩС, основанный на жидкофазном гетерогенно-каталитическом окислении кислородом воздуха при Т 60-90° С в присутствии полифталоцианина кобальта, нанесённого на полимерную основу. Сульфиды окисляются до тиосульфатов и сульфатов. Однако при высокой С(10000-20000 мг/л) сульфидов необходимо увеличивать расход воздуха, энергозатраты, продолжительность. Поэтому проводятся различные исследования по улучшению качества очистки. Например предварительная нейтрализация СЩС H₂SO₄ (например, отработанной с установки кат. алкилирования). NaHS можно выделять как товарный продукт.

Очистку бензина прямой гонки от сернистых соединений традиционно проводят щелочью. Для этих целей используется 15-20 % раствор NaOH. В ходе очистки протекают реакции:

RSH + NaOH → RSNa + H₂O

НS^- + NaOH → Na₂S + H₂O

CO2 + 2NaOH → Na₂CO₃ + H₂O

Натриевые соли кислых компонентов хорошо растворяются в воде и при расслаивании смеси щелочью – нефтепродукт переходят в водную фазу, которая и образует сернисто-щелочные стоки. Так как сульфид натрия является солью сильно основания и слабой кислоты, то в водном растворе он гидролизуется. В результате гидролиза в водном растворе будут находиться одновременно NaOH, Na₂S и NaНS.

При рН = 7,0 – 13,75 основным продуктом окисления Na2S, NaНS, H3S является тиосульфат. В щелочной среде (рН = 9,0 – 9,5) протекают реакции с образованием сульфитов, сульфатов. При этом рН сточной воды понижается. При окислении в щелочной среде (рН = 12,15 – 12,75) сульфидов и гидросульфидов до сульфита и сульфата изменения рН сточной воды не происходит.

Повышение температуры и давления увеличивает скорость и глубину окисления сульфидов и гидросульфидов, не изменяя механизм реакции.

В случае применения катализаторов скорость окисления возрастает. Высокими каталитическими свойствами обладают графитовые материалы. При использовании кристаллического графита окисление гидросульфида и сульфида натрия идет в основном до тиосульфата, а при использовании коллоидно-дисперсных материалов – до элементарной серы. Исследования показали, что скорость окисления пропорциональна концентрации сульфидов. Скорость окисления сульфидов повышается с увеличением давления.

Обогащение необработанной воды кислородом является важным шагом в получении высококачественной питьевой воды (посредством удаления метана, железа (II), марганца (II), ионов аммония и т.д.). Концентрация кислорода в поступающей в распределительные трубопроводы воды свыше 6 мг/л обеспечивает надежную защиту от коррозии.

Парциальное давление чистого кислорода превышает это значение для воздуха, в результате концентрация кислорода в воде будет до 4,8 раз больше, чем при использовании воздуха. Обогащение воды чистым кислородом позволяет повысить эффективность протекания различных процессов и уменьшить затраты. На примере фирмы: Система SOLVOX® решает проблему дефицита кислорода посредством нагнетания в воду чистого кислорода. В зависимости от конкретных требований, кислород может нагнетаться с помощью форсунок (SOLVOX®-D) или реакторов (SOLVOX®-R) непосредственно в трубопровод перед фильтрами или перед распределительными трубопроводами.

• SOLVOX®-D: Нагнетание кислорода с помощью форсунки со сферической головкой.

• SOLVOX®-R: Встроенное или перепускное нагнетание кислорода с использованием реакторов из нержавеющей стали (значения расхода от 15 до 1000 м3 H3O/час).

Желаемое количество кислорода контролируется вручную или автоматически.

Преимущества использования кислорода вместо воздуха

• Высокий окислительный потенциал чистого кислорода

• Повышение производительности системы фильтрации

• Отсутствие нежелательного выделения азота в водопроводном кране

• Повышение качества питьевой воды

• Почти полное отсутствие воздействия очистки на двуокись углерода, таким образом, баланс извести / двуокиси углерода остается неизменным

• Улучшение вкуса