Процесс локального окислительно-каталитического обезвреживания стоков – ЛОКОС
Суть процесса ЛОКОС заключается в окислении кислородом воздуха содержащихся в стоках токсичных сульфидов в менее вредные кислородсодержащие соединения – тиосульфат и сульфат натрия или аммония, а меркаптидов – в инертные дисульфиды и далее в алкилтио-сульфонаты по реакциям [1,2]:
5Na2S + 6O2 + 2Н2О? 2Na2S2O3 + Na2SO4 + 4NaOH (1)
RSNa + О2 ? RSО2Na (2)
В отличие от исходных сульфидов и меркаптидов образующиеся тиосульфат, сульфат и алкилтиосульфонаты натрия лишены неприятного запаха и имеют значительно большие значения ПДК на БОС, легко достигаемые за счет фактического разбавления окисленных СЩС общезаводскими стоками до их поступления на БОС.
Процесс ЛОКОС идет в присутствии полимерного катализатора КСМ при температуре 70?80?С и давлении 0.5 МПа. После полного окисления токсичной сульфидной и меркаптидной серы часть стоков возвращается на блок защелачивания для доиспользования регенерированной по реакции 1 щелочи, а балансовая часть окисленных СЩС направляется на узел нейтрализации перед сбросом на БОС (рис.5):
Рис. 5. Узел обезвреживания сернисто-щелочных стоков, где
1 – узел окисления сульфида натрия,
2 – узел нейтрализации обезвреженных щелочных стоков.
Для сокращения водопотребления и обеспечения оборотного водоснабжения целесообразно предусмотреть обессоливание окисленных и нейтрализованных стоков известными методами, например, методом обратного осмоса [1].
В отличие от процессов карбонизации СЩС или метода ЖФО [3,4], процесс ЛОКОС не требует большого расхода тепла и реагентов и не загрязняет атмосферу выбросами сероводорода или диоксида серы. Щелочной характер реакционной среды и относительно низкая температура процесса дают возможность использовать в технологической схеме аппараты из углеродистых сталей. Использование катализатора КСМ в процессе ЛОКОС позволяет значительно увеличить эффективность процесса обезвреживания СЩС по сравнению с углеволокнистым катализатором окисления (УВКО) или некаталитическим обезвреживанием [2]:
1) снизить температуру и сократить продолжительность окисления сульфидов и меркаптидов натрия кислородом воздуха;
2) обеспечить более глубокое окисление сернистых соединений с понижением их химической потребности в кислороде примерно на 75%.
3) снизить содержание токсичных меркаптанов в отработанном воздухе.
В табл.5 приведены данные по сравнительной активности гетерогенных катализаторов КС-2 и УВКО в процессе обезвреживания СЩС Московского НПЗ, загрязненных токсичными сульфидами и меркаптидами натрия [2], а также данные очистки этих стоков без катализатора.
Как видно из табл., УВКО менее эффективен при окислении меркаптидов в СЩС, чем КС-2. При использовании УВКО содержание меркаптанов в отработанном воздухе втрое больше, чем в присутствии КС-2.
При обезвреживании сульфидов в водных технологических конденсатах (ТК) в присутствии катализатора УВКО наблюдается образование элементарной серы. По этой причине на Рязанском НПЗ, где используется этот катализатор [5], приходится периодически проводить паровую продувку клапана от отложений серы на выходе отработанного воздуха из реактора из-за ее забивки. На установках обезвреживания сульфидных ТК с установок каткрекинга Павлодарского, Мажейкского, Омского, Уфимского ОЛ НПЗ, работавших на катализаторе серии КС [2], образования элементарной серы не наблюдалось.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Опыт промышленной эксплуатации гетерогенных катализаторов в процессах окислительного обезвреживания сернисто-щелочных стоков и водных технологических конд-в. А.Г. Ахмадуллина, Б.В.Кижаев, И.К.Хрущева, Н.М.Абрамова, Г.М.Нургалиева, А.Т.Бекбулатова, А.С.Шабаева. Нефтепереработка и нефтехимия, №2, 1993, с.19.
2. Ахмадуллина А.Г., Орлова Л.Н., Хрущева И.К. и др. «Превращения меркаптидов в процессе каталитического окисления молекулярным кислородом в водно-щелочных растворах» , Журнал прикладной химии, №1, 1989г., с 53-57.
3. «ХТТМ» № 10 за 1991г.
4. Мурзакин А.Р., Бадикова А.Д., Кудашевак Ф.Х. и др.Промышленные методы очистки сернисто-щелочных стоков нефтехимических производств, Нефтепереработка и нефтехимия №1, 2007г, с.38-40.
5. Вильданов А.Ф., Луговской А.И., Архиреева И.А., Ващенко П.М., Логинов С.А., Аюпова Н.Р., Мазгаров А.М. Новый катализатор процесса очистки сернисто-щелочных сточных вод//ХТТМ.- 1990.- №10.- С-32.
