[go: up one dir, main page]

RU2778318C2 - Method for purification of wastewater - Google Patents

Method for purification of wastewater Download PDF

Info

Publication number
RU2778318C2
RU2778318C2 RU2020116378A RU2020116378A RU2778318C2 RU 2778318 C2 RU2778318 C2 RU 2778318C2 RU 2020116378 A RU2020116378 A RU 2020116378A RU 2020116378 A RU2020116378 A RU 2020116378A RU 2778318 C2 RU2778318 C2 RU 2778318C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
stream
wastewater
reactor
oxygen
gas stream
Prior art date
Application number
RU2020116378A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2020116378A3 (en
RU2020116378A (en
Inventor
Каушик БАСАК
Ариан ВАН МАУРИК
Нишитх ВЕРМА
Ашиш ЯДАВ
Original Assignee
Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. filed Critical Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В.
Priority claimed from PCT/EP2018/081851 external-priority patent/WO2019101710A1/en
Publication of RU2020116378A publication Critical patent/RU2020116378A/en
Publication of RU2020116378A3 publication Critical patent/RU2020116378A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2778318C2 publication Critical patent/RU2778318C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to the field of treatment of wastewater of an industrial process of propylene oxide production. Treatment of wastewater is carried out by catalytic wet oxidation, in which a flow containing wastewater is supplied to a reactor, the flow containing wastewater is treated by oxidation in the presence of oxygen and a catalyst containing porous carbon balls doped with metal nanoparticles. At least part of the treated flow is transferred to a separator, where the treated flow is separated into a gas flow and a liquid flow, and part of the liquid flow is recirculated to the reactor.
EFFECT: invention allows for the development of a simple and effective method for purification under milder conditions with reduction in chemical oxygen demand (COD) in absolute and percentage terms.
10 cl, 2 tbl, 1 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится к способу очистки сточных вод, образующихся в ходе промышленных процессов, которые могут содержать углеводороды и соли, в частности, к очистке сточных вод, образующихся в промышленном процессе производства пропиленоксида.The present invention relates to a process for treating wastewater from industrial processes that may contain hydrocarbons and salts, in particular for treating wastewater from an industrial process for producing propylene oxide.

Уровень техникиState of the art

Обработка или очистка сточных вод, образующихся в ходе промышленных процессов и содержащих по меньшей мере углеводороды и соли (органические и/или неорганические), обычно является относительно дорогостоящей процедурой. В настоящее время природоохранное законодательство предъявляет жесткие требования к очистке сточных вод промышленных процессов, особенно когда очищенные сточные воды подлежат выпуску в окружающую среду. Соответственно, выбор способа очистки промышленных сточных вод связан с практическими, экологическими и экономическими соображениями.The treatment or treatment of wastewater generated during industrial processes and containing at least hydrocarbons and salts (organic and/or inorganic) is usually a relatively expensive procedure. Currently, environmental legislation imposes stringent requirements on the treatment of wastewater from industrial processes, especially when treated wastewater is to be released into the environment. Accordingly, the choice of industrial wastewater treatment method is associated with practical, environmental and economic considerations.

Процессы производства пропиленоксида (РО) приводят к образованию потоков сточных вод, которые создают особые проблемы в отношении очистки. Пропиленоксид может быть получен прямым окислением пропилена воздухом или кислородом. Поскольку такое прямое окисление обычно дает низкие выходы РО, чаще всего РО получают с помощью химического посредника, который часто состоит из органического или неорганического пероксида.Processes for the production of propylene oxide (PO) generate wastewater streams that pose particular problems with regard to treatment. Propylene oxide can be obtained by direct oxidation of propylene with air or oxygen. Since such direct oxidation usually gives low yields of PO, PO is most often produced with the help of a chemical intermediate, which often consists of an organic or inorganic peroxide.

Одним из промышленных процессов получения пропиленоксида, при котором образуется относительно большое количество сточных вод, является процесс производства стирольного мономера/пропиленоксида (SM/PO). В общем случае, процессы производства SM/PO включают следующие этапы: (i) проведение реакции этилбензола с кислородом или воздухом, с образованием гидропероксида этилбензола, (ii) проведение реакции полученного таким образом гидропероксида этилбензола с пропеном в присутствии катализатора эпоксидирования, с получением пропиленоксида и 1-фенилэтанола, и (iii) превращение 1-фенилэтанола в стирол дегидратацией, с использованием подходящего катализатора дегидратации. На последнем этапе производится вода. В дополнение к этой реакционной воде, образуются органические побочные продукты, такие как алифатические и ароматические углеводороды, альдегиды, кетоны, спирты, фенолы и органические кислоты. Побочные продукты отделяют от основных продуктов либо методами разделения, такими как дистилляция или абсорбция, либо, в случае органических кислот, путем нейтрализации с помощью щелочного водного раствора, такого как водный раствор (би)карбоната натрия и/или гидроксида натрия. Кроме того, дополнительная вода вводится с воздухом на этапе (i) и поступает в виде пара на этапе (iii) вышеуказанного процесса, а также появляется реакционная вода, образованная на этапе (iii). Эти потоки также становятся частью потока заводских сточных вод.One industrial process for the production of propylene oxide, which generates a relatively large amount of wastewater, is the production of styrene monomer/propylene oxide (SM/PO). In general, SM/PO manufacturing processes include the following steps: (i) reacting ethylbenzene with oxygen or air to form ethylbenzene hydroperoxide, (ii) reacting the thus obtained ethylbenzene hydroperoxide with propene in the presence of an epoxidation catalyst to form propylene oxide, and 1-phenylethanol, and (iii) converting 1-phenylethanol to styrene by dehydration using a suitable dehydration catalyst. The last step is to produce water. In addition to this reaction water, organic by-products are formed such as aliphatic and aromatic hydrocarbons, aldehydes, ketones, alcohols, phenols and organic acids. By-products are separated from the main products either by separation methods such as distillation or absorption or, in the case of organic acids, by neutralization with an alkaline aqueous solution such as an aqueous solution of sodium (bi)carbonate and/or sodium hydroxide. In addition, additional water is introduced with air in step (i) and enters as steam in step (iii) of the above process, and the reaction water generated in step (iii) also appears. These streams also become part of the factory wastewater stream.

Сточные воды завода, производящего SM/PO, обычно содержат, в общей сложности, от 1,0 до 3,5 мас.% несолевых органических соединений и от 3,0 до 6,0 мас.% органических солей. Эти стоки могут дополнительно содержать до включительно 3,0 мас.% карбоната натрия и бикарбоната натрия, и/или следы гидроксида натрия, в зависимости от щелочного раствора, используемого при нейтрализации органических кислот.Wastewater from a SM/PO plant typically contains a total of 1.0 to 3.5% by weight of non-salt organic compounds and 3.0 to 6.0% by weight of organic salts. These effluents may additionally contain up to and including 3.0% by weight of sodium carbonate and sodium bicarbonate, and/or traces of sodium hydroxide, depending on the alkaline solution used in the neutralization of the organic acids.

Выход сточных вод от установки SM/PO может составлять десятки тысяч кг/час, и их нельзя сбрасывать без дополнительной очищающей обработки. Однако, как уже указывалось выше, выбор подходящей очищающей обработки ограничен рядом практических, экологических и экономических соображений.The output of wastewater from an SM/PO plant can be tens of thousands of kg/h and cannot be discharged without additional treatment. However, as already mentioned above, the choice of a suitable cleaning treatment is limited by a number of practical, environmental and economic considerations.

Другим фенилгидропероксидом, который можно использовать при производстве пропиленоксида, является гидропероксид кумола (2-гидропероксипропан-2-илбензол), который обычно получают проведением реакции кумола ((1-метилэтил)бензол)) с кислородом или воздухом. Гидропероксид кумола реагирует с пропиленом в присутствии катализатора эпоксидирования с образованием PO и кумилового спирта (2-фенилпропан-2-ол). Кумиловый спирт, также называемый диметилфенилкарбинолом (DMPC), обычно превращают в кумол путем гидрогенолиза с помощью гетерогенного катализатора и водорода. Затем кумол может быть повторно использован в процессе.Another phenyl hydroperoxide that can be used in the manufacture of propylene oxide is cumene hydroperoxide (2-hydroperoxypropan-2-ylbenzene), which is usually prepared by reacting cumene ((1-methylethyl)benzene)) with oxygen or air. Cumene hydroperoxide reacts with propylene in the presence of an epoxidation catalyst to form PO and cumyl alcohol (2-phenylpropan-2-ol). Cumyl alcohol, also called dimethylphenylcarbinol (DMPC), is usually converted to cumene by hydrogenolysis with a heterogeneous catalyst and hydrogen. The cumene can then be reused in the process.

Сточные воды, образующиеся в таких процессах, могут содержать кислородсодержащие соединения, имеющие фенольные гидроксильные группы или карбонильные группы. Типичные загрязнители могут включать кетоны, такие как ацетон, этилметилкетон и диэтилкетон, альдегиды, такие как формальдегид, ацетальдегид и пропиональдегид, простые эфиры, ароматические и неароматические спирты, такие как фенолы и метанол, хлорированные соединения, такие как дихлорпропан, и органические соли натрия, такие как ацетат натрия, формиат натрия, бензоат натрия, пропионат натрия и оксалат натрия.Wastewater generated in such processes may contain oxygenated compounds having phenolic hydroxyl groups or carbonyl groups. Typical contaminants may include ketones such as acetone, ethyl methyl ketone and diethyl ketone, aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde and propionaldehyde, ethers, aromatic and non-aromatic alcohols such as phenols and methanol, chlorinated compounds such as dichloropropane, and organic sodium salts, such as sodium acetate, sodium formate, sodium benzoate, sodium propionate and sodium oxalate.

Очистка потоков сточных вод, образующихся в процессе производства пропиленоксида, представляет особые проблемы, поскольку такие потоки часто имеют более высокую химическую потребность в кислороде (COD), чем потоки сточных вод, возникающие в других химических процессах. Например, типичные начальные значения COD для потоков сточных вод, образующихся в процессе производства пропиленоксида, находятся в диапазоне от 80000 до 125000 мг/л. Следовательно, способы очистки таких потоков сточных вод должны обеспечивать значительное снижение COD, как в абсолютном, так и в процентном отношении.Treatment of wastewater streams from the propylene oxide manufacturing process presents particular challenges because such streams often have a higher chemical oxygen demand (COD) than wastewater streams from other chemical processes. For example, typical initial COD values for wastewater streams from the production of propylene oxide range from 80,000 to 125,000 mg/L. Therefore, treatment methods for such wastewater streams must provide a significant reduction in COD, both in absolute terms and in percentage terms.

Типичный способ очистки, используемый в промышленных процессах для очистки потоков сточных вод, образующихся при производстве пропиленоксида, включает жидкофазное окисление воздухом или кислородом при высоких температурах и давлениях (так называемый процесс окисления влажным воздухом (WAO)).A typical purification process used in industrial processes to treat wastewater streams from the production of propylene oxide involves liquid phase oxidation with air or oxygen at high temperatures and pressures (the so-called wet air oxidation (WAO) process).

Окисление влажным воздухом - это хорошо известная технология обработки технологических потоков, впервые разработанная Ф.Д. Циммерманом в 1930-х годах. В этой технологии используется окисление технологических потоков в водной фазе кислородсодержащим газом при повышенных температурах и давлениях, для окисления неорганических загрязнителей и превращения органических загрязнителей в диоксид углерода, воду и биоразлагаемые короткоцепочечные органические соединения.Moist air oxidation is a well-known process stream treatment technology pioneered by F.D. Zimmerman in the 1930s. This technology uses the oxidation of aqueous phase process streams with oxygen-containing gas at elevated temperatures and pressures to oxidize inorganic contaminants and convert organic contaminants to carbon dioxide, water and biodegradable short chain organic compounds.

Окисление влажным воздухом обычно проводят для очистки потоков сточных вод, образующихся при производстве пропиленоксида, при температурах выше 300°C и давлениях выше 200 бар (20 МПа). Однако, поскольку отходы от указанных процессов окисления влажным воздухом все еще имеют значительную COD, промышленные процессы очистки потоков сточных вод, возникающих при производстве оксида пропилена, часто требуют последующих дополнительных этапов обработки.Moist air oxidation is typically carried out to treat propylene oxide production wastewater streams at temperatures above 300° C. and pressures above 200 bar (20 MPa). However, since the waste from these wet air oxidation processes still has a significant COD, industrial processes for treating wastewater streams from the production of propylene oxide often require subsequent additional treatment steps.

Например, в таких технологиях может использоваться двухстадийный процесс, где первый этап включает окисление жидкой фазы воздухом или кислородом при высоких температурах и давлениях (так называемый процесс окисления влажным воздухом (WAO)), а второй этап включает биохимическую обработку.For example, such technologies may use a two-stage process, where the first stage involves the oxidation of the liquid phase with air or oxygen at high temperatures and pressures (the so-called wet air oxidation (WAO) process), and the second stage includes biochemical processing.

В некоторых процессах очистки могут быть дополнительные необязательные этапы, такие как обработка активированным углем перед биохимической обработкой. Например, в патенте США № 4066538 А описан способ очистки сточных вод, имеющих относительно высокую химическую потребность в кислороде (COD), обусловленную органическим материалом, который преимущественно растворим в воде. Указанный процесс включает обработку активированным углем с последующей операцией биохимической обработки.In some purification processes, there may be additional optional steps, such as treatment with activated carbon prior to biochemical treatment. For example, US Pat. No. 4,066,538 A describes a process for treating wastewater having a relatively high chemical oxygen demand (COD) due to organic material that is predominantly water soluble. Said process includes treatment with activated carbon followed by a biochemical treatment step.

Компания Repsol представила (CHISA 2002, Praha, Czech Republic, August 25-29, 2002) способ обработки промышленных сточных вод, образующихся при производстве пропиленоксида/мономера стирола, в котором стоки после окисления влажным воздухом подвергаются двухступенчатой обработке активированным углем, при которой гомогенная смесь порошкообразного активированного угля и биологических твердых веществ приводят к синергетической обработке сточных вод. Было указано, что обработку путем окисления влажным воздухом проводили при 295°С, 95 бар (9,5 МПа) в течение 1,5 часов, с использованием в качестве окислителя сжатого газообразного кислорода.Repsol presented (CHISA 2002, Praha, Czech Republic, August 25-29, 2002) a method for treating industrial wastewater from the production of propylene oxide/styrene monomer, in which the wastewater, after being oxidized with moist air, is subjected to a two-stage treatment with activated carbon, in which a homogeneous mixture powdered activated carbon and biological solids result in synergistic wastewater treatment. It was stated that the moist air oxidation treatment was carried out at 295° C., 95 bar (9.5 MPa) for 1.5 hours using compressed oxygen gas as the oxidizer.

Однако многостадийные процессы, включающие окисление влажным воздухом и биохимические обработки, связаны с большими затратами, и имеют другие недостатки, включая проблемы надежности оборудования, коррозию, загрязнение и периоды простоя из-за экстремальных условий эксплуатации, которые необходимо использовать во время окисления влажным воздухом, и эти процессы могут приводить к образованию других потоков отходов, таких как отработанный активированный уголь. Соответственно, на протяжении многих лет предлагались различные альтернативные способы очистки потоков сточных вод, образующихся в процессах получения пропиленоксида.However, multi-stage processes involving moist air oxidation and biochemical treatments are expensive and have other disadvantages, including equipment reliability issues, corrosion, fouling, and downtime periods due to extreme operating conditions that must be used during humid air oxidation, and these processes can generate other waste streams such as spent activated carbon. Accordingly, various alternative methods have been proposed over the years for treating wastewater streams from propylene oxide production processes.

Процесс очистки, раскрытый в GB №2262052 А, включает концентрирование вымораживанием в сочетании с удалением солей, в результате чего сточные воды разделяются на по меньшей мере вдвое концентрированные отходы, кристаллы соли и по существу чистый водный продукт. Тем не менее, экономические показатели процесса концентрирования вымораживанием не являются удовлетворительными, и в настоящее время капиталовложения, необходимые для реализации процесса концентрирования вымораживанием, по-прежнему составляют не менее 10% от общего объема капиталовложений, необходимых для установки SM/PO.The purification process disclosed in GB No. 2262052 A involves freeze concentration combined with salt removal, whereby the waste water is separated into at least twice concentrated waste, salt crystals and a substantially pure aqueous product. However, the economic performance of the freeze-concentration process is not satisfactory, and at present the capital investment required to implement the freeze-concentration process is still at least 10% of the total investment required for the SM/PO plant.

В WO 99/67003 A1 раскрыт способ обработки потоков сточных вод, содержащих по меньшей мере углеводороды и соли, с получением чистого водного продукта, концентрированного солевого продукта и продукта, обогащенного углеводородами, который включает следующие этапы:WO 99/67003 A1 discloses a process for treating wastewater streams containing at least hydrocarbons and salts to produce a pure aqueous product, a concentrated salt product and a hydrocarbon-rich product, which includes the following steps:

(a) подача сточных вод сверху в первую дистилляционную колонну на ступени в диапазоне от 0,05*n до 0,15*n, где n представляет общее количество теоретических ступеней первой дистилляционной колонны и имеет значение в диапазоне от 20 до 40;(a) feeding wastewater from above into the first distillation column in stages ranging from 0.05*n to 0.15*n, where n represents the total number of theoretical stages of the first distillation column and has a value in the range from 20 to 40;

(b) отбор сверху потока пара на ступени в диапазоне от 0,55*n до 0,75*n и подача этого потока пара в нижнюю часть второй дистилляционной колонны, имеющей m теоретических ступеней, причем m имеет значение в диапазоне от 3 до 10;(b) taking off a vapor stream from above in stages ranging from 0.55*n to 0.75*n and feeding this vapor stream to the bottom of a second distillation column having m theoretical stages, where m has a value in the range from 3 to 10 ;

(c) отбор чистого водного продукта в виде верхней фракции из второй дистилляционной колонны и отбор нижнего потока из второй дистилляционной колонны, который подается обратно в первую дистилляционную колонну ниже отбора сверху потока пара на этапе (b) на ступени в диапазоне от 0,60*n до 0,85*n;(c) withdrawing the pure aqueous product as tops from the second distillation column and withdrawing the bottom stream from the second distillation column, which is fed back to the first distillation column below the overhead vapor stream in step (b) at stages ranging from 0.60* n to 0.85*n;

(d) отвод концентрированного солевого продукта в виде нижней фракции первой дистилляционной колонны; и(d) withdrawing the concentrated salt product as the bottoms of the first distillation column; and

(e) отвод потока углеводородов в виде верхней фракции первой дистилляционной колонны. Сообщается, что способ по WO 99/67003 А1 требует на 10-50% меньших капиталовложений, чем процессы концентрирования замораживанием, как раскрыто в GB 2262052 А, и при этом достигается хорошая очистка.(e) withdrawing the hydrocarbon stream as the tops of the first distillation column. The process according to WO 99/67003 A1 is reported to require 10-50% less investment than freeze concentration processes as disclosed in GB 2262052 A while still achieving good purification.

В патенте США №5993673 A описан способ очистки водного продувочного потока из производства пропиленоксида/стирольного мономера, содержащего органические кислоты, пероксидные материалы и этилбензол, включающий приведение в контакт продувочного потока с твердым катализатором в виде частиц, состоящих из оксида алюминия, промотированного железом, в условиях, эффективных для разложения пероксидных материалов, и извлечение обработанного потока с пониженным содержанием пероксида. После этого поток, обработанный по способу US 5993673 A, можно очистить от этилбензола, а затем подвергнуть эффективной биологической обработке.US Pat. No. 5,993,673 A describes a process for purifying an aqueous purge stream from the production of propylene oxide/styrene monomer containing organic acids, peroxide materials and ethylbenzene, comprising contacting the purge stream with a particulate iron-promoted alumina catalyst in conditions effective to decompose peroxide materials, and recovering a peroxide-reduced treated stream. After that, the stream treated according to the method of US 5993673 A can be purified from ethylbenzene, and then subjected to effective biological treatment.

В WO 01/00534 А1 раскрыт улучшенный способ обработки сточных вод, содержащих органические загрязнители, включающий, в качестве этапа, (а) процесс концентрирования замораживанием, как описано в GB 2262052 A, с последующей (b) обработкой полученного водного потока обратным осмосом, в результате чего образуется очищенный водный поток в виде фильтрата и поток относительно загрязненной воды в виде концентрата. Однако такой способ может представлять потенциальные трудности в отношении работы с твердыми частицами, поскольку вращающееся оборудование может быть чувствительным к загрязнению.WO 01/00534 A1 discloses an improved process for treating waste water containing organic pollutants, comprising as a step (a) a freeze concentration process as described in GB 2262052 A followed by (b) treating the resulting aqueous stream with reverse osmosis, resulting in a purified water stream in the form of a filtrate and a stream of relatively contaminated water in the form of a concentrate. However, such a method may present potential difficulties in dealing with solids, as the rotating equipment may be susceptible to contamination.

В WO 01/32561 A1 раскрыт промышленный процесс производства пропиленоксида, включающий следующие этапы:WO 01/32561 A1 discloses an industrial process for the production of propylene oxide, comprising the following steps:

(а) многоступенчатая испарительная обработка сточных вод, в результате которой образуется парообразная верхняя фракция и жидкая нижняя фракция, содержащая нелетучие загрязнители; и(a) multi-stage evaporative treatment of waste water, which results in the formation of a vaporous upper fraction and a liquid lower fraction containing non-volatile pollutants; and

(b) конденсация по меньшей мере части паровой верхней фракции в жидкий поток, который подвергают десорбционной обработке, в результате чего образуется верхний поток, содержащий летучие органические отходы, и жидкий нижний поток, представляющий собой очищенную воду.(b) condensing at least a portion of the vapor overhead into a liquid stream that is subjected to a stripping treatment, resulting in an overhead stream containing volatile organic wastes and a liquid bottom stream comprising purified water.

Очищенная вода, полученная способом по WO 01/32561 А1, является достаточно чистой, чтобы ее можно было повторно использовать в промышленном процессе, например, в качестве охлаждающей воды, но ее также можно подвергать последующей биологической обработке, в результате которой образуется поток чистой воды, которая может быть достаточно чистой для сброса в воды наземных водоемов.The purified water produced by the process according to WO 01/32561 A1 is pure enough to be reused in an industrial process, for example as cooling water, but it can also be subjected to a subsequent biological treatment that produces a stream of pure water, which may be clean enough to be discharged into surface waters.

Однако процесс по WO 01/32561 А1 требует испарения очень высокой фракции воды, что требует большого расхода энергии и использования дистилляционных колонн с высокой пропускной способностью.However, the process according to WO 01/32561 A1 requires the evaporation of a very high fraction of water, which requires a lot of energy and the use of distillation columns with high throughput.

В WO 2006/104222 А1 описан способ очистки сточных вод, содержащих кислородсодержащее соединение, имеющее фенольную гидроксильную группу или карбонильную группу, включающий этап добавления щелочного агента к сточной воде, содержащей кислородсодержащее соединение, имеющее фенольную гидроксильную группу или карбонильную группу, для приведения pH сточных вод к 10 или более; и этап отделения сброса, на котором кислородсодержащее соединение, имеющее фенольную гидроксильную группу или карбонильную группу, концентрируют путем отгонки сточной воды, в которую был добавлен щелочной агент.WO 2006/104222 A1 describes a method for treating wastewater containing an oxygenate compound having a phenol hydroxyl group or a carbonyl group, comprising the step of adding an alkaline agent to wastewater containing an oxygenate compound having a phenolic hydroxyl group or a carbonyl group to adjust the pH of the wastewater to 10 or more; and a discharge separating step in which an oxygen-containing compound having a phenolic hydroxyl group or a carbonyl group is concentrated by distilling off the waste water to which an alkaline agent has been added.

В WO 2009/138530 A описан способ преобразования потоков сточных вод, образующихся в процессах совместного производства пропиленоксида и стирола, включающий подкисление потока сточных вод неорганической кислотой до pH менее 4,5, разделение двух полученных фаз при температуре выше 40°С; промывку органической фазы, полученной на предыдущем этапе, водным раствором с избытком кислоты и разделение двух полученных фаз.WO 2009/138530 A describes a process for converting wastewater streams from propylene oxide and styrene co-production processes, comprising acidifying the wastewater stream with an inorganic acid to pH less than 4.5, separating the two resulting phases at temperatures above 40°C; washing the organic phase obtained in the previous step with an aqueous solution with excess acid and separating the two phases obtained.

Однако способ, описанный в WO 2009/138530 A, сопряжен с рядом трудностей, включая потенциальные проблемы коррозии, обращение с кислотой и ее расход, управление органическими веществами, растворенными в водной фазе, и потенциальное образование сложных эфиров с органическими спиртами.However, the process described in WO 2009/138530 A has a number of difficulties, including potential corrosion problems, acid handling and consumption, management of organics dissolved in the aqueous phase, and potential ester formation with organic alcohols.

Несмотря на большое количество исследований, посвященных очистке потоков сточных вод, возникающих в процессах получения пропиленоксида, по-прежнему сохраняется потребность в разработке более простых и экономически эффективных способов очистки сточных вод, которые не создают проблем с надежностью оборудования и которые производят потоки чистой воды, которые можно сбрасывать в окружающую среду. В частности, желательно очищать потоки сточных вод, возникающие в процессах производства пропиленоксида, в более мягких условиях и с предпочтительным снижением COD, как в абсолютном, так и в процентном отношении.Despite a large body of research on the treatment of wastewater streams from propylene oxide production processes, there is still a need to develop simpler and more cost-effective wastewater treatment processes that do not pose equipment reliability issues and that produce clean water streams that can be released into the environment. In particular, it is desirable to treat wastewater streams from propylene oxide manufacturing processes under milder conditions and with a preferable reduction in COD, both in absolute and percentage terms.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

Неожиданно обнаружилось, что способ очистки сточных вод по настоящему изобретению может обеспечивать одно или более из указанных выше необходимых улучшений, причем этот способ включает обработку сточных вод каталитическим мокрым окислением в сочетании с рециркуляцией части потока жидкости в реактор после окислительной обработки в указанном реакторе и после разделения обработанного потока на поток жидкости и поток газа.Surprisingly, it has been found that the wastewater treatment process of the present invention can provide one or more of the above desired improvements, which method comprises treating the wastewater with catalytic wet oxidation in combination with recirculating a portion of the liquid stream to the reactor after the oxidative treatment in said reactor and after the separation processed stream to liquid stream and gas stream.

Соответственно, настоящее изобретение относится к способу очистки сточных вод от промышленного процесса производства пропиленоксида, который включает обработку сточных вод каталитическим мокрым окислением, включающий:Accordingly, the present invention relates to a process for treating wastewater from an industrial process for producing propylene oxide, which includes treating wastewater with catalytic wet oxidation, comprising:

подачу в реактор потока, содержащего сточные воды;feeding into the reactor a stream containing waste water;

окислительную обработку потока, содержащего сточные воды, в присутствии кислорода и катализатора, что приводит к получению обработанного потока;oxidative treatment of a stream containing wastewater in the presence of oxygen and a catalyst, resulting in a treated stream;

передачу по меньшей мере части обработанного потока в сепаратор, где обработанный поток разделяется на поток газа и поток жидкости; иtransferring at least a portion of the treated stream to a separator, where the treated stream is separated into a gas stream and a liquid stream; and

рециркуляцию части потока жидкости в реактор.recirculation of a portion of the liquid stream to the reactor.

Краткое описание графических материаловBrief description of graphic materials

На Фиг. 1 проиллюстрирован вариант реализации способа обработки сточных вод по настоящему изобретению.On FIG. 1 illustrates an embodiment of the wastewater treatment method of the present invention.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

Сточные воды, подлежащие обработке по настоящему изобретению, могут быть получены из любого процесса производства пропиленоксида. Однако в предпочтительном варианте реализации настоящего изобретения, сточные воды образуются в процессе совместного производства пропиленоксида и стирола. До настоящего времени такие потоки сточных вод было очень трудно обрабатывать из-за их очень высокой COD.The wastewater to be treated according to the present invention may be obtained from any propylene oxide production process. However, in a preferred embodiment of the present invention, wastewater is generated from the co-production of propylene oxide and styrene. Until now, such wastewater streams have been very difficult to treat due to their very high COD.

Как описано выше, процессы мокрого окисления известны в данной области техники, они включает окисление растворимых или взвешенных в водной среде компонентов с использованием кислорода в качестве окислителя. В случаях, когда в качестве источника кислорода используется воздух, этот процесс называется процессом окисления влажным воздухом (WAO). As described above, wet oxidation processes are known in the art and involve the oxidation of water-soluble or suspended components using oxygen as the oxidant. In cases where air is used as the source of oxygen, this process is called the wet air oxidation (WAO) process.

В системах окисления влажным воздухом, для повышения подачи сырьевого потока и воздуха (или кислорода) до необходимого рабочего давления обычно используется вращающееся оборудование. Для извлечения энергии из потока, выходящего из реактора, обычно применяют теплообменники, а полученную энергию используют для предварительного нагрева смеси сырья/воздуха, поступающей в реактор. Поскольку реакции окисления являются экзотермическими, в реакторе после запуска может выделяться достаточное количество энергии, чтобы система мокрого окисления могла работать без какого-либо дополнительного подвода тепла.In wet air oxidation systems, rotating equipment is typically used to raise the feed stream and air (or oxygen) to the required operating pressure. Heat exchangers are typically used to extract energy from the reactor effluent, and the recovered energy is used to preheat the feed/air mixture entering the reactor. Since the oxidation reactions are exothermic, enough energy can be released in the reactor after startup to allow the wet oxidation system to operate without any additional heat input.

Как описано выше, некаталитические процессы мокрого окисления для очистки сточных вод, образующихся в процессах производства пропиленоксида, не только сопряжены с высокими затратами, но имеют и другие недостатки, включая проблемы с надежностью оборудования, коррозию, загрязнение и периоды простоя из-за экстремальных условий эксплуатации, которые приходится использовать.As described above, non-catalytic wet oxidation processes for treating wastewater from propylene oxide manufacturing processes are not only expensive, but have other disadvantages, including equipment reliability issues, corrosion, fouling, and downtime due to extreme operating conditions. that have to be used.

Однако неожиданно обнаружились, что каталитический процесс мокрого окисления по настоящему изобретению может быть успешно проведен при менее экстремальных рабочих условиях, даже для потоков сточных вод, имеющих очень высокую начальную COD.However, it has surprisingly been found that the catalytic wet oxidation process of the present invention can be successfully carried out under less extreme operating conditions, even for wastewater streams having a very high initial COD.

Этап окислительной обработки в настоящем процессе может проводиться при температуре в диапазоне от 120 до 350°С и при давлении в диапазоне от 1 до 30 МПа. Тем не менее, предпочтительно, может оказаться удобным проводить этап окислительной обработки способа по настоящему изобретению при температуре в диапазоне от 120 до 300°С и давлении в диапазоне от 2 до 20 МПа. Предпочтительно, указанный этап окислительной обработки может быть проведен при температуре в диапазоне от 150 до 280°С, более предпочтительно, в диапазоне от 180 до 240°С и давлении в диапазоне от 2 до 15 МПа, более предпочтительно, в диапазоне от 2 до 12 МПа, наиболее предпочтительно в диапазоне от 2 до 8 МПа. В рамках настоящей спецификации, давление выражается как «манометрическое давление».The oxidation treatment step in the present process may be carried out at a temperature in the range of 120 to 350° C. and at a pressure in the range of 1 to 30 MPa. However, it may preferably be convenient to carry out the oxidative treatment step of the process of the present invention at a temperature in the range of 120 to 300° C. and a pressure in the range of 2 to 20 MPa. Preferably, said oxidative treatment step can be carried out at a temperature in the range of 150 to 280°C, more preferably in the range of 180 to 240°C and a pressure in the range of 2 to 15 MPa, more preferably in the range of 2 to 12 MPa, most preferably in the range of 2 to 8 MPa. For the purposes of this specification, pressure is expressed as "gauge pressure".

Способ по настоящему изобретению может осуществляться непрерывным образом.The method of the present invention may be carried out in a continuous manner.

В настоящем способе поток, содержащий сточные воды промышленного процесса производства пропиленоксида, подают в реактор. В предпочтительном варианте реализации изобретения, последующий этап окислительной обработки по этому способу выполняется таким образом, что поток сточных вод достигает предпочтительного снижения COD, как в абсолютном, так и в процентном отношении, без необходимости какой-либо предварительной очистки сточных вод перед реализацией способа по настоящему изобретению.In the present process, a stream containing wastewater from an industrial propylene oxide production process is fed into a reactor. In a preferred embodiment of the invention, the subsequent oxidative treatment step of this method is carried out in such a way that the wastewater stream achieves a preferable reduction in COD, both in absolute and percentage terms, without the need for any pre-treatment of the wastewater before implementing the method of the present invention.

На этапе окислительной обработки по настоящему способу поток, содержащий сточные воды, подвергают окислительной обработке в присутствии кислорода и катализатора. Кроме того дополнительно к подаче в реактор потока, содержащего сточные воды, в реактор может подаваться газовый поток, содержащий кислород и, необязательно, инертный газ. Указанный поток газа может подаваться в реактор отдельно или может подаваться в реактор после смешивания с потоком сточных вод. Указанный инертный газ может быть любым инертным газом, например азотом.In the oxidative treatment step of the present process, a wastewater containing stream is subjected to an oxidative treatment in the presence of oxygen and a catalyst. In addition, in addition to supplying the reactor with a stream containing waste water, a gas stream containing oxygen and optionally an inert gas can be supplied to the reactor. Said gas stream may be fed into the reactor separately or may be fed into the reactor after mixing with the waste water stream. Said inert gas may be any inert gas such as nitrogen.

Количество кислорода в вышеупомянутом газовом потоке, содержащем кислород и, необязательно, инертный газ, может находиться в диапазоне от 1 до 100 об.%, более предпочтительно, от 10 до 100 об.%, более предпочтительно от 20 до 100 об.%, более предпочтительно от 25 до 100 об.%, более предпочтительно, от 25 до 95 об.%, более предпочтительно, от 40 до 85 об.%, наиболее предпочтительно, от 50 до 75 об.%. В последнем случае, поток газа может содержать один или несколько инертных газов, включая, например, азот, в количестве, которое в сумме с количеством кислорода составляет до включительно 100 об.%.The amount of oxygen in the above gas stream containing oxygen and optionally an inert gas may range from 1 to 100% by volume, more preferably from 10 to 100% by volume, more preferably from 20 to 100% by volume, more preferably 25 to 100% by volume, more preferably 25 to 95% by volume, more preferably 40 to 85% by volume, most preferably 50 to 75% by volume. In the latter case, the gas stream may contain one or more inert gases, including, for example, nitrogen, in an amount which, together with the amount of oxygen, is up to and including 100% by volume.

Вышеупомянутый газовый поток, содержащий кислород и, необязательно, инертный газ, может быть газовым потоком, состоящим из воздуха.The aforementioned gas stream containing oxygen and optionally an inert gas may be a gas stream consisting of air.

Кроме того, вышеупомянутый газовый поток, содержащий кислород и, возможно, инертный газ, может быть газовым потоком, состоящим из комбинации воздуха и дополнительного количества одного или нескольких инертных газов, включая, например, азот. Указанное «дополнительное количество одного или нескольких инертных газов» не включает количество инертных газов, присутствующих в воздухе. В последнем случае, концентрация кислорода ниже, чем в воздухе, то есть ниже 21 об.%. В частности, количество кислорода в указанном газовом потоке может находиться в диапазоне от 1 до менее 21 об.%, более предпочтительно, от 1 до 20 об.%. В последнем случае, поток газа содержит один или несколько инертных газов, включая, например, азот, в количестве, которое в сумме с количеством кислорода составляет до включительно 100 об.%.In addition, the aforementioned gas stream containing oxygen and possibly an inert gas may be a gas stream consisting of a combination of air and an additional amount of one or more inert gases, including, for example, nitrogen. The specified "additional amount of one or more inert gases" does not include the amount of inert gases present in the air. In the latter case, the oxygen concentration is lower than in air, i.e. below 21 vol.%. In particular, the amount of oxygen in said gas stream may range from 1% to less than 21% by volume, more preferably from 1% to 20% by volume. In the latter case, the gas stream contains one or more inert gases, including, for example, nitrogen, in an amount which, together with the amount of oxygen, is up to and including 100% by volume.

Предпочтительно, вышеупомянутый газовый поток, содержащий кислород и, необязательно, инертный газ, представляет собой газовый поток, в котором концентрация кислорода выше, чем в воздухе, то есть выше, чем 21 об.%. Указанный газовый поток может представлять собой поток газа, в котором количество кислорода находится в диапазоне от более чем 21 до 100 об.%, предпочтительно, от 25 до 100 об.%, предпочтительно от 25 до 95 об.%, предпочтительно, от 40 до 85 об.%, наиболее предпочтительно, от 50 до 75 об.%. В последнем случае, поток газа может содержать один или несколько инертных газов, включая, например, азот, в количестве, которое в сумме с количеством кислорода составляет до включительно 100 об.%.Preferably, the aforementioned gas stream containing oxygen and optionally an inert gas is a gas stream in which the oxygen concentration is higher than air, i.e. higher than 21% by volume. Said gas stream may be a gas stream in which the amount of oxygen is in the range from more than 21 to 100% by volume, preferably from 25 to 100% by volume, preferably from 25 to 95% by volume, preferably from 40 to 85 vol%, most preferably 50 to 75 vol%. In the latter case, the gas stream may contain one or more inert gases, including, for example, nitrogen, in an amount which, together with the amount of oxygen, is up to and including 100% by volume.

Количество катализатора в реакторе может быть выбрано подходящим образом, в зависимости от исходного значения COD в сточных водах, подлежащих обработке, и необходимой степени снижения COD после применения очистки. Тем не менее, катализатор обычно используется в количестве (в граммах) на скорость подачи потока, содержащего сточные воды (в литрах в час), в диапазоне от 10 до 300 г/(л/ч), более предпочтительно, от 25 до 250 г/(л/ч), более предпочтительно от 35 до 200 г/(л/ч), более предпочтительно, от 45 до 150 г/(л/ч), наиболее предпочтительно, от 50 до 125 г/(л/ч).The amount of catalyst in the reactor may be appropriately selected depending on the initial COD value of the wastewater to be treated and the degree of COD reduction desired after treatment has been applied. However, the catalyst is generally used in an amount (in grams) per feed rate of the wastewater-containing stream (in liters per hour) in the range of 10 to 300 g/(l/h), more preferably 25 to 250 g /(l/h), more preferably 35 to 200 g/(l/h), more preferably 45 to 150 g/(l/h), most preferably 50 to 125 g/(l/h) .

Далее, по настоящему способу, по меньшей мере часть обработанного потока, который образуется на этапе окислительной обработки, направляют в сепаратор, где обработанный поток разделяется на поток газа и поток жидкости. Перед передачей обработанного потока в сепаратор, указанный поток может быть охлажден, например, с помощью теплообменника.Further, according to the present method, at least a part of the treated stream, which is formed in the oxidation treatment step, is sent to a separator, where the treated stream is separated into a gas stream and a liquid stream. Before transferring the treated stream to the separator, said stream may be cooled, for example by means of a heat exchanger.

Наконец, по настоящему способу, часть вышеупомянутого отделенного потока жидкости возвращают в реактор. Относительная доля части потока жидкости, которая возвращается в реактор, может варьироваться в широких пределах. Предпочтительно, от 1 до 99% потока жидкости, отделенного в сепараторе, возвращают в реактор. Более предпочтительно, указанная относительная доля находится в диапазоне от 5 до 95%, более предпочтительно, от 15 до 95%, более предпочтительно, от 20 до 95%, наиболее предпочтительно, от 25 до 95%. Указанная относительная доля части потока жидкости, которую рециркулируют в реактор, составляет, предпочтительно, по меньшей мере 1%, более предпочтительно, по меньшей мере 2%, более предпочтительно, по меньшей мере 5%, более предпочтительно, по меньшей мере 10%, более предпочтительно, по меньшей мере 15%, более предпочтительно, по меньшей мере 20%, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 25%. Кроме того, указанная относительная доля части потока жидкости, которую рециркулируют в реактор, предпочтительно составляет самое большее 99%, более предпочтительно, самое большее 98%, более предпочтительно, самое большее 97%, более предпочтительно, самое большее 96%, наиболее предпочтительно, самое большее 95%.Finally, in the present process, a portion of the above separated liquid stream is returned to the reactor. The relative proportion of the portion of the liquid stream that is returned to the reactor can vary within wide limits. Preferably, 1 to 99% of the liquid stream separated in the separator is returned to the reactor. More preferably, said relative proportion is in the range of 5 to 95%, more preferably 15 to 95%, more preferably 20 to 95%, most preferably 25 to 95%. Said relative proportion of the portion of the liquid stream that is recycled to the reactor is preferably at least 1%, more preferably at least 2%, more preferably at least 5%, more preferably at least 10%, more preferably at least 15%, more preferably at least 20%, most preferably at least 25%. In addition, said relative proportion of the portion of the liquid stream that is recycled to the reactor is preferably at most 99%, more preferably at most 98%, more preferably at most 97%, more preferably at most 96%, most preferably at most greater than 95%.

Необязательно, в дополнение к рециркуляции части потока жидкости, отделенного сепаратором, часть потока газа, отделенного сепаратором, также может быть возвращена в реактор. Однако предпочтительно, чтобы только часть указанного потока жидкости возвращалась в реактор.Optionally, in addition to recirculating part of the liquid stream separated by the separator, part of the gas stream separated by the separator may also be returned to the reactor. Preferably, however, only a portion of said liquid stream is returned to the reactor.

В зависимости от исходной COD потока сточных вод и предполагаемого последующего использования потока сточных вод, в некоторых вариантах реализации настоящего изобретения могут осуществляться необязательные этапы последующей обработки. Однако для многих применений, высоких снижений COD, достигаемых с помощью способа по настоящему изобретению, оказывается достаточно для того, чтобы не требовалось осуществлять дополнительные этапы последующей обработки.Depending on the initial COD of the wastewater stream and the intended subsequent use of the wastewater stream, optional post-treatment steps may be performed in some embodiments of the present invention. However, for many applications, the high COD reductions achieved with the method of the present invention are sufficient to avoid the need for additional post-processing steps.

После использования в способе по настоящему изобретению, отработанный катализатор можно подвергать регенерации и использовать в последующих циклах, в зависимости от остаточной каталитической активности катализатора после отдельных циклов.After use in the process of the present invention, the spent catalyst can be regenerated and used in subsequent cycles, depending on the residual catalytic activity of the catalyst after the individual cycles.

Как упомянуто выше, настоящий способ обработки сточных вод может быть удобно интегрирован с процессом SM/PO.As mentioned above, the present wastewater treatment method can be conveniently integrated with the SM/PO process.

Способ обработки сточных вод по настоящему изобретению проиллюстрирована на Фиг. 1. В способе, проиллюстрированном на Фигуре 1, поток, содержащий сточные воды промышленного процесса производства пропиленоксида, подается по линии подачи 1 в реактор 3. Реактор 3 содержит катализатор и имеет конфигурацию с нисходящим потоком. Альтернативно, реактор 3 может иметь конфигурацию с восходящим потоком. Кроме того, поток газа, содержащий кислород и азот, отдельно подается в реактор 3 по линии 2. Для нагрева реактора 3 используется электрический нагреватель (не показан). Альтернативно, перед входом в реакторе 3, поток сточных вод и поток газа можно объединять и нагревать с помощью теплообменника (не показан). В реакторе 3 сточные воды подвергают окислительной обработке в присутствии кислорода и катализатора. Полученный обработанный поток покидает реактор 3 по линии 4 и, необязательно, охлаждается с помощью теплообменника (не показан). Затем, необязательно, охлажденный обработанный поток направляют в сепаратор 5 жидкости и газа, в котором указанный поток разделяют на поток газа и поток жидкости. Поток газа покидает сепаратор 5 по линии 6 и может быть охлажден и направлен в печь или другую систему обработки (не показана). Поток жидкости покидает сепаратор 5 по линии 7. Указанный поток жидкости разделен на 2 подпотока. Один из этих подпотоков удаляется через продуктовую линию 8. Поток в продуктовой линии 8 может подвергаться дальнейшей очистке, в зависимости от конечных спецификаций COD, которым он должен соответствовать. Другой подпоток направляется через линию рециркуляции 9 в линию подачи 1 и объединяется с потоком сточных вод, а затем возвращается в реактор 3.The wastewater treatment method of the present invention is illustrated in FIG. 1. In the process illustrated in Figure 1, a stream containing industrial process effluent for the production of propylene oxide is fed via feed line 1 to reactor 3. Reactor 3 contains a catalyst and has a downflow configuration. Alternatively, reactor 3 may be in an upflow configuration. In addition, a gas stream containing oxygen and nitrogen is separately supplied to the reactor 3 via line 2. An electric heater (not shown) is used to heat the reactor 3. Alternatively, before entering the reactor 3, the waste water stream and the gas stream can be combined and heated using a heat exchanger (not shown). In the reactor 3, the waste water is subjected to an oxidative treatment in the presence of oxygen and a catalyst. The resulting treated stream leaves the reactor 3 via line 4 and is optionally cooled by a heat exchanger (not shown). Then, optionally, the cooled treated stream is sent to a liquid/gas separator 5, in which said stream is separated into a gas stream and a liquid stream. The gas stream leaves separator 5 via line 6 and may be cooled and sent to a furnace or other processing system (not shown). The liquid stream leaves the separator 5 via line 7. Said liquid stream is divided into 2 substreams. One of these substreams is removed through product line 8. The stream in product line 8 may be further refined, depending on the final COD specifications it must meet. The other substream is directed through the recirculation line 9 to the supply line 1 and combines with the wastewater stream and then returns to the reactor 3.

Этап окислительной обработки способа по настоящему изобретению осуществляют в присутствии катализатора. Предпочтительно, реактор, в который подают поток, содержащий сточные воды, содержит указанный катализатор. Указанный катализатор может представлять собой любой катализатор, подходящий для окисления сточных вод влажным воздухом в присутствии кислорода.The oxidative treatment step of the process of the present invention is carried out in the presence of a catalyst. Preferably, the reactor to which the stream containing wastewater is fed contains said catalyst. Said catalyst may be any catalyst suitable for oxidizing wastewater with moist air in the presence of oxygen.

Подходящим катализатором, который можно использовать на этапе окислительной обработки способа по настоящему изобретению, является катализатор, включающий пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами. Такой катализатор для использования в способе по настоящему изобретению может содержать один или несколько металлов, включенных в полимерные шарики. Один или несколько металлов могут, например, быть включены в шарики в течение этапа полимеризации.A suitable catalyst that can be used in the oxidative treatment step of the process of the present invention is a catalyst comprising porous carbon beads doped with metal nanoparticles. Such a catalyst for use in the process of the present invention may contain one or more metals incorporated into polymer beads. One or more metals may, for example, be incorporated into the beads during the polymerization step.

Используемый здесь термин «шарик» может относиться к частице или наночастице. Размер частицы или наночастицы такой же, как описано в настоящем документе, или такой, как указано контекстом.The term "bead" as used herein may refer to a particle or a nanoparticle. The particle or nanoparticle size is the same as described herein or as indicated by the context.

Предпочтительно, металл выбирают из одного или нескольких следующих металлов: алюминий, железо, никель, медь, серебро, кобальт, молибден, золото и платина. Более предпочтительно, металл выбран из одного или нескольких следующих металлов: железо, никель, медь и кобальт. Наиболее предпочтительно, металл выбран из одного или нескольких следующих металлов: никель, медь и кобальт. Медь является особенно предпочтительным металлом для катализатора.Preferably, the metal is selected from one or more of the following metals: aluminum, iron, nickel, copper, silver, cobalt, molybdenum, gold and platinum. More preferably, the metal is selected from one or more of the following metals: iron, nickel, copper and cobalt. Most preferably, the metal is selected from one or more of the following metals: nickel, copper and cobalt. Copper is a particularly preferred catalyst metal.

В некоторых вариантах реализации, в шарики может быть легко включена комбинация металлов или их солей. Примеры предпочтительных комбинаций включают, но не ограничиваются ими, железо и медь, медь и никель, а также никель и железо.In some embodiments, a combination of metals or their salts can easily be included in the beads. Examples of preferred combinations include, but are not limited to, iron and copper, copper and nickel, and nickel and iron.

Примеры солей металлов, которые можно использовать для включения металлов в полимерные шарики, включают, но не ограничиваются ими, нитрат алюминия, хлорид железа, нитрат железа, нитрат никеля, хлорид меди, нитрат меди, нитрат серебра, нитрат кобальта, нитрат молибдена, хлорид золота, хлорид платины или любую их комбинацию.Examples of metal salts that can be used to incorporate metals into polymer beads include, but are not limited to, aluminum nitrate, iron chloride, iron nitrate, nickel nitrate, copper chloride, copper nitrate, silver nitrate, cobalt nitrate, molybdenum nitrate, gold chloride , platinum chloride, or any combination thereof.

Вышеупомянутый катализатор, который можно использовать в способе по настоящему изобретению, в общем случае, можно получить методами суспензионной полимеризации, известными в данной области техники. Например, A. Sharma et al., Chem. Eng. Sci. 65 (2010) 3591-3601, R. Saraswat et al., Chem. Eng. J. 197 (2012) 250-260, US 2013/0319946 A1, P. Khare et al. J. Colloid. Interface Sci. 418 (2014) 216-224 и US 2015/005626 A1 описывают получение различных пористых углеродных шариков, легированных металлическими наночастицами.The above catalyst that can be used in the process of the present invention can generally be obtained by slurry polymerization methods known in the art. For example, A. Sharma et al. , Chem. Eng. sci. 65 (2010) 3591-3601, R. Saraswat et al. , Chem. Eng. J. 197 (2012) 250-260, US 2013/0319946 A1, P. Khare et al. J. Colloid. interface sci. 418 (2014) 216-224 and US 2015/005626 A1 describe the preparation of various porous carbon spheres doped with metal nanoparticles.

Пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами, которые могут быть использованы в качестве катализатора на этапе окислительной обработки способа по настоящему изобретению, в общем случае, могут быть получены способом, включающим: - (i) приготовление смеси одного или нескольких ароматических спиртовых мономеров и/или неароматических мономеров, растворителя, катализатора полимеризации, сшивающего агента, агента, стабилизирующего суспензию, и одну или несколько солей металлов в условиях, подходящих для получения полимерных шариков, легированных одним или несколькими металлами или их солями; и (ii) карбонизацию, активацию и последующее восстановление полимерных шариков, полученных на этапе (i), для получения пористых углеродных шариков, легированных металлическими наночастицами.The porous carbon beads doped with metal nanoparticles that can be used as a catalyst in the oxidation treatment step of the process of the present invention can generally be prepared by a process comprising: - (i) preparing a mixture of one or more aromatic alcohol monomers and/or non-aromatic monomers, a solvent, a polymerization catalyst, a cross-linking agent, a suspension stabilizing agent, and one or more metal salts under conditions suitable for preparing polymer beads doped with one or more metals or their salts; and (ii) carbonizing, activating and then reducing the polymer beads obtained in step (i) to obtain porous carbon beads doped with metal nanoparticles.

Ароматические спиртовые мономеры, которые можно успешно использовать на этапе (i), могут быть выбраны из одного или нескольких следующих соединений: фенола, винилбензилового спирта, крезола и бутилфенола. Особенно предпочтительным ароматическим спиртовым мономером является фенол.Aromatic alcohol monomers that can be successfully used in step (i) may be selected from one or more of the following compounds: phenol, vinyl benzyl alcohol, cresol and butylphenol. A particularly preferred aromatic alcohol monomer is phenol.

Предпочтительным неароматическим мономером, который может быть успешно использован на этапе (i), отдельно или в комбинации с одним или несколькими ароматическими спиртовыми мономерами или другими неароматическими мономерами, является метилметакрилат (ММА).A preferred non-aromatic monomer that can be successfully used in step (i), alone or in combination with one or more aromatic alcohol monomers or other non-aromatic monomers, is methyl methacrylate (MMA).

Выбор растворителя, который можно использовать при получении вышеупомянутого катализатора, не ограничен, и он может представлять собой любой органический растворитель или растворитель, который подходит для мономеров, используемых для синтеза полимерных шариков. Примеры растворителей, которые можно успешно использовать, включают, но не ограничиваются ими, формальдегид, ацетальдегид, паральдегид и глиоксаль или любую их комбинацию.The choice of a solvent that can be used in the preparation of the above catalyst is not limited, and it can be any organic solvent or solvent that is suitable for the monomers used for the synthesis of polymer beads. Examples of solvents that can be successfully used include, but are not limited to, formaldehyde, acetaldehyde, paraldehyde, and glyoxal, or any combination thereof.

Катализатором полимеризации может быть щелочной катализатор и, в частности, аминные катализаторы. Примеры катализаторов полимеризации, которые можно успешно использовать, включают, но не ограничиваются ими, триэтиламин (TEA), гидроксид натрия, гидроксид бария, диметиламин, которые можно использовать отдельно или в сочетании с другими катализаторами.The polymerization catalyst may be an alkaline catalyst and in particular amine catalysts. Examples of polymerization catalysts that can be successfully used include, but are not limited to, triethylamine (TEA), sodium hydroxide, barium hydroxide, dimethylamine, which can be used alone or in combination with other catalysts.

Сшивающие агенты, которые могут быть успешно использованы на этапе (i), включают гексаметилентетрамин (также известный как HMTA или гексамин), триэтилендиамин и серную кислоту, или любую их комбинацию.Crosslinkers that can be successfully used in step (i) include hexamethylenetetramine (also known as HMTA or hexamine), triethylenediamine and sulfuric acid, or any combination thereof.

Стабилизирующие суспензию агенты, которые могут быть успешно использованы на этапе (i), могут быть выбраны из одного или нескольких следующих соединений: поливинилового спирта (PVA), порошка аравийской камеди (GAP) и поливинилпирролидона. Однако можно также использовать другие стабилизирующие суспензию агенты, и приведенный здесь список не следует считать ограничивающим.Suspension stabilizing agents that can be successfully used in step (i) can be selected from one or more of the following compounds: polyvinyl alcohol (PVA), gum arabic (GAP) powder and polyvinylpyrrolidone. However, other suspension stabilizing agents may also be used and the list given here should not be considered limiting.

Порядок добавления и смешивания компонентов на этапе (i) не ограничен. Компоненты, предназначенные для использования на этапе (i), могут быть добавлены вместе одновременно, для получения общей реакционной смеси для указанного этапа. Альтернативно, один или несколько компонентов, предназначенных для использования на этапе (i), могут быть приготовлены в виде отдельных смесей, а затем добавлены вместе, для получения общей реакционной смеси.The order of adding and mixing components in step (i) is not limited. The components to be used in step (i) may be added together at the same time to form a total reaction mixture for said step. Alternatively, one or more of the components to be used in step (i) may be prepared as separate mixtures and then added together to form an overall reaction mixture.

Например, один удобный неограничивающий способ получения вышеуказанного катализатора, который может быть использован в способе по настоящему изобретению, включает нагревание мономеров, растворителя и катализатора полимеризации с образованием нагретой смеси. В некоторых вариантах реализации, мономеры, растворитель и катализатор полимеризации можно перемешивать при комнатной температуре (например, 20-30°С) до тех пор, пока смесь не станет гомогенной. Затем смесь можно нагревать до температуры около 100°С. Смесь можно нагревать с любой скоростью, включая, но не ограничиваясь этим, 1, 2, 3, 4 или 5°C/мин. После нагревания смеси, нагретую смесь можно привести в контакт с растворителем, для получения первой смеси. В некоторых вариантах реализации, растворитель представляет собой воду. В некоторых вариантах реализации, первую смесь перемешивают в течение около или по меньшей мере 10, 20, 30, 40, 50 или 60 минут. Затем первую смесь можно привести в контакт со сшивающим агентом. Контакт первой смеси со сшивающим агентом приводит к получению сшитой смеси. В некоторых вариантах реализации, после контакта первой смеси со сшивающим агентом смесь нагревают. В некоторых вариантах реализации смесь нагревают до тех пор, пока температура не достигнет около 70, 80, 90, 100 или 110°С. Температуру можно повышать, например, со скоростью около 1, 2, 3, 4 или 5°C/мин, пока не будет достигнута заданная температура. Затем, для получения второй смеси, сшитую смесь можно привести в контакт со стабилизатором суспензии. В некоторых вариантах реализации, стабилизирующий суспензию агент и сшитую смесь можно перемешивать в течение около или по меньшей мере 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55 или 60 минут. Затем, для получением третьей смеси, вторую смесь можно привести в контакт с одним или несколькими металлами или их солями. В некоторых вариантах реализации, третья смесь затем может быть нагрета. После нагревания третьей смеси, ее охлаждают, чтобы получить композицию, содержащую полимерные шарики. Когда в шарики должно быть включено более одного металла, указанные металлы можно добавлять последовательно или одновременно. Например, в некоторых вариантах реализации, в которых в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены в разное время, с интервалами, например, около или по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 минут. В некоторых вариантах реализации, когда в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены с интервалами около от 1 до 10, от 1 до 9, от 1 до 8, от 1 до 7, от 1 до 6, от 1 до 5, от 1 до 4, от 1 до 3 или от 1 до 2 минут. В некоторых вариантах реализации, когда в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены с интервалами около от 2 до 10, от 2 до 9, от 2 до 8, от 2 до 7, от 2 до 6, от 2 до 5, от 2 до 4 или от 2 до 3 минут. В некоторых вариантах реализации, когда в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены с интервалом около от 3 до 10, от 3 до 9, от 3 до 8, от 3 до 7, от 3 до 6, от 3 до 5, от 3 до 4 минут, В некоторых вариантах реализации, когда в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены с интервалом около от 4 до 10, от 4 до 9, от 4 до 8, от 4 до 7, от 4 до 6 или от 4 до 5 минут. В некоторых вариантах реализации, когда в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены с интервалами около от 5 до 10, от 5 до 9, от 5 до 8, от 5 до 7 или от 5 до 6 минут.For example, one convenient non-limiting method for preparing the above catalyst that can be used in the process of the present invention involves heating the monomers, solvent, and polymerization catalyst to form a heated mixture. In some embodiments, the monomers, solvent, and polymerization catalyst can be stirred at room temperature (eg, 20-30° C.) until the mixture is homogeneous. The mixture can then be heated to a temperature of about 100°C. The mixture can be heated at any rate including, but not limited to, 1, 2, 3, 4, or 5°C/min. After the mixture is heated, the heated mixture can be brought into contact with a solvent to form a first mixture. In some embodiments, the solvent is water. In some embodiments, the first mixture is stirred for about or at least 10, 20, 30, 40, 50, or 60 minutes. The first mixture can then be brought into contact with a crosslinking agent. Contact of the first mixture with a crosslinking agent results in a crosslinked mixture. In some embodiments, after contacting the first mixture with the crosslinking agent, the mixture is heated. In some embodiments, the mixture is heated until the temperature reaches about 70, 80, 90, 100, or 110°C. The temperature can be increased, for example, at a rate of about 1, 2, 3, 4 or 5°C/min until the desired temperature is reached. The crosslinked mixture can then be contacted with a slurry stabilizer to form a second mixture. In some embodiments, the suspension stabilizing agent and the crosslinked mixture can be mixed for about or at least 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, or 60 minutes. Then, to obtain a third mixture, the second mixture can be brought into contact with one or more metals or their salts. In some embodiments, the third mixture may then be heated. After heating the third mixture, it is cooled to obtain a composition containing polymer beads. When more than one metal is to be included in the beads, these metals may be added sequentially or simultaneously. For example, in some embodiments where multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added at different times, at intervals of, for example, about or at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 , 9 or 10 minutes. In some embodiments, when multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added at intervals of about 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, 1 to 7, 1 to 6, 1 to 5 , 1 to 4, 1 to 3, or 1 to 2 minutes. In some embodiments, when multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added at intervals of about 2 to 10, 2 to 9, 2 to 8, 2 to 7, 2 to 6, 2 to 5 , 2 to 4 or 2 to 3 minutes. In some embodiments, when multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added at intervals of about 3 to 10, 3 to 9, 3 to 8, 3 to 7, 3 to 6, 3 to 5 , 3 to 4 minutes, In some embodiments, when multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added at intervals of about 4 to 10, 4 to 9, 4 to 8, 4 to 7, 4 up to 6 or 4 to 5 minutes. In some embodiments, when multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added at intervals of about 5 to 10, 5 to 9, 5 to 8, 5 to 7, or 5 to 6 minutes.

В вариантах реализации, в которых в шарики должно быть включено несколько металлов, металлы могут быть добавлены в разных соотношениях друг к другу. В некоторых вариантах реализации, первый металл (или его соль) вводят в соотношении 3:1, 1:1 или 1:3 относительно второго металла (или его соли). Для регулирования конечного количества каждого металла, который подлежит включению в полимерные шарики, могут быть использованы также другие соотношения.In embodiments where multiple metals are to be included in the beads, the metals may be added in different ratios to each other. In some embodiments, the first metal (or salt thereof) is introduced in a ratio of 3:1, 1:1, or 1:3 relative to the second metal (or salt thereof). Other ratios can also be used to control the final amount of each metal to be included in the polymer beads.

После добавления одного или нескольких металлов или их солей, реакционную смесь можно продолжать нагревать. В некоторых вариантах реализации, смесь перемешивают. В некоторых вариантах реализации, скорость перемешивания поддерживается постоянной. Без привязки к какой-либо теории, скорость перемешивания поддерживают постоянной, чтобы избежать затвердевания шариков. Смесь, содержащая один или несколько металлов или их солей, можно нагревать, например, в течение около или по меньшей мере 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 часов. В некоторых вариантах реализации, смесь нагревают в течение от около 1 до 10, от 1 до 9, от 1 до 8, от 1 до 7, от 1 до 6, от 1 до 5, от 1 до 4, от 1 до 3 или от 1 до 2 часов. В некоторых вариантах реализации, после нагревания смеси дают остыть. Остывание можно ускорить, выдерживая смесь в охлаждающей бане, или реакционную смесь охлаждают, подвергая ее или реакционный сосуд воздействию температуры окружающей среды.After adding one or more metals or their salts, the reaction mixture can continue to heat. In some embodiments, the mixture is agitated. In some implementations, the stirring rate is kept constant. Without being bound by any theory, the stirring speed is kept constant to avoid solidification of the beads. A mixture containing one or more metals or their salts can be heated, for example, for about or at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 or 10 hours. In some embodiments, the mixture is heated for about 1 to 10, 1 to 9, 1 to 8, 1 to 7, 1 to 6, 1 to 5, 1 to 4, 1 to 3, or 1 to 2 hours. In some embodiments, after heating, the mixture is allowed to cool. Cooling can be accelerated by keeping the mixture in a cooling bath, or the reaction mixture is cooled by exposing it or the reaction vessel to ambient temperature.

В некоторых вариантах реализации, полимерные шарики, содержащие один или более металлов или их соли отделяют. Шарики могут быть отделены, как только реакционная смесь достигнет комнатной температуры. Может использоваться любой способ отделения. В некоторых вариантах реализации, отделение полимерных шариков включает их фильтрацию. В некоторых вариантах реализации, способ также включает фракционирование полимерных шариков для получения композиции, содержащей полимерные шарики, по существу, одинакового диаметра. Фракционирование шариков по размеру позволяет группировать их в соответствии с определенным размером или диапазоном размеров. Можно использовать любой способ фракционирования, такой как, но не ограничиваясь этим, применение сит. Отделенные шарики можно также промывать различными растворами, такими как, но не ограничиваясь ими, вода, спирт, ацетон и т. п. В некоторых вариантах реализации, шарики промывают водой, метанолом или ацетоном, или любой их комбинацией. В некоторых вариантах реализации моющий спирт представляет собой этанол, метанол, изопропанол или любую их комбинацию.In some embodiments, polymer beads containing one or more metals or their salts are separated. The beads can be separated once the reaction mixture reaches room temperature. Any separation method may be used. In some embodiments, separating the polymer beads includes filtering them. In some embodiments, the method also includes fractionating the polymer beads to obtain a composition containing polymer beads of substantially the same diameter. Balloon size fractionation allows you to group them according to a specific size or range of sizes. You can use any method of fractionation, such as, but not limited to, the use of sieves. The separated beads may also be washed with various solutions such as, but not limited to, water, alcohol, acetone, and the like. In some embodiments, the beads are washed with water, methanol, or acetone, or any combination thereof. In some embodiments, the detergent alcohol is ethanol, methanol, isopropanol, or any combination thereof.

На этапе (ii) полимерные шарики, образованные на этапе (i), карбонизируют, например, в керамической лодочке при достаточной температуре и в течение достаточного периода времени. В некоторых вариантах реализации, шарики карбонизируют при температуре в диапазоне от 900 до 1100°С, например, при температуре около 900, 1000, 1050 или 1100°С. В некоторых вариантах реализации, шарики карбонизируют в течение около 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 или 120 минут. В некоторых вариантах реализации, шарики карбонизируют в атмосфере N2. Могут быть использованы также другие инертные газы. В некоторых вариантах реализации, перед карбонизацией шарики предварительно нагревают от комнатной температуры до температуры карбонизации со скоростью нагрева около 1, 2, 3, 4 или 5°C/мин.In step (ii), the polymer beads formed in step (i) are carbonized, for example in a ceramic boat, at a sufficient temperature and for a sufficient period of time. In some embodiments, the beads are carbonized at a temperature in the range of 900 to 1100°C, for example at a temperature of about 900, 1000, 1050, or 1100°C. In some embodiments, the beads are carbonized for about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, or 120 minutes. In some embodiments, the pellets are carbonized under N 2 atmosphere. Other inert gases may also be used. In some embodiments, prior to carbonization, the beads are preheated from room temperature to carbonization temperature at a heating rate of about 1, 2, 3, 4, or 5°C/min.

После карбонизации шарики могут быть активированы. Активация шариков может быть выполнена в той же печи, которая используется для карбонизации шариков, но это не обязательно. В некоторых вариантах реализации, карбонизированные шарики активируют паром. В некоторых вариантах реализации, шарики могут быть активированы при температуре в диапазоне от 800 до 1100°С. В некоторых вариантах реализации, шарики могут быть успешно активированы при температуре около 800, 850, 900, 950, 1000, 1050 или 1100°С. В некоторых вариантах реализации, карбонизированные шарики активируются в течение около 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 или 120 минут. В некоторых вариантах реализации, шарики карбонизируют при температуре около 850°С, а активируют их при температуре около 1000°С.After carbonization, the balls can be activated. The activation of the beads can be done in the same oven used to carbonize the beads, but this is not required. In some embodiments, the carbonized beads are steam activated. In some implementations, the balls can be activated at a temperature in the range from 800 to 1100°C. In some embodiments, the beads can be successfully activated at about 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, or 1100°C. In some embodiments, the carbonized beads are activated for about 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, or 120 minutes. In some embodiments, the beads are carbonized at about 850°C and activated at about 1000°C.

Затем активированные шарики могут быть подвергнуты восстановлению водородом. Восстановление шариков может быть выполнено в печи, аналогичной той, которая используется для карбонизации и активации шариков. Активированные шарики восстанавливают при 350°С в течение 3 часов, тем самым переводят оксиды металлов в шариках в металлическое состояние.The activated beads can then be subjected to hydrogen reduction. Regeneration of the beads can be done in an oven similar to the one used for the carbonization and activation of the beads. The activated beads are reduced at 350° C. for 3 hours, thereby converting the metal oxides in the beads into a metallic state.

Пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами, которые получают способами описанными в данном документе, могут иметь различные размеры. Однако предпочтительно, чтобы шарики имели относительно однородное распределение по размерам. Если необходимо, шарики можно обрабатывать, например, путем измельчения или фильтрации, для уменьшения их размера.Porous carbon balls doped with metal nanoparticles, which are obtained by the methods described in this document, can have a variety of sizes. However, it is preferred that the beads have a relatively uniform size distribution. If necessary, the beads can be processed, for example by grinding or filtering, to reduce their size.

Предпочтительно, шарики, которые могут быть использованы в качестве катализатора на этапе окислительной обработки в способе по настоящему изобретению, имеют диаметры в диапазоне от 0,1 до 0,8 мм, более предпочтительно, в диапазоне от 0,2 до 0,8 мм. Диаметр шариков можно успешно выбрать с использованием сит.Preferably, the beads that can be used as a catalyst in the oxidation treatment step of the process of the present invention have diameters in the range of 0.1 to 0.8 mm, more preferably in the range of 0.2 to 0.8 mm. The diameter of the beads can be successfully selected using sieves.

Особенно предпочтительно, когда шарики имеют средний диаметр в диапазоне от 0,3 до 0,5 мм, а наиболее предпочтительно, около 0,5 мм.It is particularly preferred that the balls have an average diameter in the range of 0.3 to 0.5 mm, and most preferably about 0.5 mm.

Как указано выше, полимерные шарики легированы одним или несколькими металлами, выбранными из алюминия, железа, никеля, меди, серебра, кобальта, молибдена, золота и платины или их соли(ей). В вариантах реализации, в которых полимерные шарики легированы двумя из вышеупомянутых металлов или их солей, соотношение двух металлов или их солей составляет, предпочтительно, около 1:1, 1:2, 1:3 или 1:4.As stated above, the polymer beads are doped with one or more metals selected from aluminum, iron, nickel, copper, silver, cobalt, molybdenum, gold and platinum, or salt(s) thereof. In embodiments in which the polymer beads are doped with two of the aforementioned metals or their salts, the ratio of the two metals or their salts is preferably about 1:1, 1:2, 1:3, or 1:4.

Пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами, описанные выше, имеют особую эффективность в качестве катализатора в процессах обработки сточных вод, образующихся в промышленном процессе производства пропиленоксида. Соответственно, в способе по настоящему изобретению сточные воды, образующиеся в промышленном процессе производства пропиленоксида, предпочтительно подвергают обработке каталитическим мокрым окислением в присутствии катализатора, включающего пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами.The porous carbon beads doped with metal nanoparticles described above are particularly effective as a catalyst in wastewater treatment processes generated from the commercial propylene oxide production process. Accordingly, in the process of the present invention, the wastewater generated from the commercial propylene oxide production process is preferably subjected to a catalytic wet oxidation treatment in the presence of a catalyst comprising porous carbon beads doped with metal nanoparticles.

Тем не менее, вышеупомянутый катализатор, включающий пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами, может дополнительно содержать углеродные нановолокна.However, the aforementioned catalyst comprising porous carbon beads doped with metal nanoparticles may further contain carbon nanofibers.

Следовательно, вышеупомянутый катализатор может быть получен способом, включающим этапы (i) и (ii), как описано выше, причем этот способ может дополнительно включать третий этап, этап (iii), обработки пористых углеродных шариков, легированных металлическими наночастицами, химическим осаждением из паровой фазы (CVD) в присутствии источника углерода, для получения пористых углеродных шариков, легированных металлическими наночастицами, содержащих углеродные нановолокна.Therefore, the aforementioned catalyst can be obtained by a method including steps (i) and (ii) as described above, which method can further include a third step, step (iii), of treating porous carbon beads doped with metal nanoparticles by chemical vapor deposition. phase (CVD) in the presence of a carbon source, to obtain porous carbon balls doped with metal nanoparticles containing carbon nanofibers.

Вышеупомянутый источник углерода может быть выбран из ацетилена, бензола, ксилола и толуола.The above carbon source may be selected from acetylene, benzene, xylene and toluene.

Способы включения углеродных нановолокон в пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами, известны в данной области техники. Например, в работах P. Khare et al. Хим. Eng. J. 229 (2013) 72-81 и N. Talreja et al. J. Water Process. Eng. 3 (2014) 34-45 описаны способы выращивания углеродных нановолокон на пористых углеродных шариках.Methods for incorporating carbon nanofibers into porous carbon spheres doped with metal nanoparticles are known in the art. For example, in the works of P. Khare et al. Chem. Eng. J. 229 (2013) 72-81 and N. Talreja et al. J. Water Process. Eng. 3 (2014) 34-45 describes methods for growing carbon nanofibers on porous carbon beads.

Типичная установка CVD может состоять из трубчатого реактора из никелевого сплава (ID=30 мм, L=0,8 м), расположенного горизонтально в электрической печи, оснащенной регулятором температуры и программатором. В перфорированную лодочку из нержавеющей стали (SS), вставленную в реактор, можно поместить приблизительно 20 г шариков, которые были предварительно карбонизированы, активированы и восстановлены H2. Газообразный ацетилен со скоростью потока 50 sccm (см3/мин при стандартных температуре и давлении) пропускают через трубчатый реактор для CVD и выращивания углеродных нановолокон (CNF) на активированных углеродных шариках. Включенные металлические наночастицы внутри углеродных шариков действуют как катализатор CVD. CVD можно проводить при 350°C в течение 30 минут в присутствии ацетилена, чтобы вырастить на шариках многочисленные углеродные структуры в форме углеродных нановолокон (CNF) при давлении 0,1-0,15 МПа.A typical CVD plant may consist of a tubular nickel alloy reactor (ID=30 mm, L=0.8 m) placed horizontally in an electric furnace equipped with a temperature controller and programmer. A perforated stainless steel (SS) boat inserted into the reactor can hold approximately 20 g of beads that have been pre-carbonized, activated and reduced with H 2 . Gaseous acetylene at a flow rate of 50 sccm (cm 3 /min at standard temperature and pressure) is passed through a tubular reactor for CVD and growth of carbon nanofibers (CNF) on activated carbon beads. The included metal nanoparticles inside the carbon beads act as a CVD catalyst. CVD can be carried out at 350° C. for 30 minutes in the presence of acetylene to grow numerous carbon structures in the form of carbon nanofibers (CNF) on the beads at a pressure of 0.1-0.15 MPa.

Таким образом, вышеуказанный катализатор может быть получен способом, включающим этапы (i), (ii) и (iii), как описано выше, причем этот способ может дополнительно включать четвертый этап, этап (iv), введения окислителя в пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами, содержащие углеродные нановолокна, полученные на этапе (iii).Thus, the above catalyst can be obtained by a method including steps (i), (ii) and (iii) as described above, which method can further include a fourth step, step (iv), introducing an oxidant into the porous carbon beads doped with metal nanoparticles containing carbon nanofibers obtained in step (iii).

Предпочтительно, указанный окислитель представляет собой соль сильного основания и слабой кислоты. В качестве окислителей особенно предпочтительны соли калия и аммония сильного основания и слабой кислоты. Более предпочтительно, указанный окислитель выбран из одной или нескольких из следующих солей: KMnO4, K2S2O8 и (NH4)2S2O8.Preferably, said oxidizing agent is a salt of a strong base and a weak acid. Potassium and ammonium salts of a strong base and a weak acid are particularly preferred as oxidizing agents. More preferably, said oxidizing agent is selected from one or more of the following salts: KMnO 4 , K 2 S 2 O 8 and (NH 4 )2S 2 O 8 .

Общая процедура проведения этапа (iv) может включать перемешивание полученных на этапе (iii) пористых углеродных шариков, легированных металлическими наночастицами, содержащих углеродные нановолокна, с водными растворами, содержащими окислитель, при температуре в диапазоне от 40 до 60°С в течение от 4 до 12 часов.The general procedure for carrying out step (iv) may include mixing the porous carbon balls obtained in step (iii) doped with metal nanoparticles containing carbon nanofibers with aqueous solutions containing an oxidizing agent at a temperature in the range from 40 to 60 ° C for 4 to 12 hours.

Окислитель для применения на этапе (iv) может быть успешно использован в воде.The oxidizing agent for use in step (iv) can be successfully used in water.

После перемешивания, катализатор может быть отфильтрован и высушен перед использованием.After mixing, the catalyst can be filtered and dried before use.

ПримерыExamples

1) Приготовление катализатора окислительной обработки1) Preparation of oxidation treatment catalyst

Полимерные шарики, легированные наночастицами меди, получали суспензионной полимеризацией. Реакцию полимеризации проводили в 2-литровом трехгорлом стеклянном сосуде, установленным над нагревательной рубашкой и оснащенном обратным холодильником, термометром и мешалкой непрерывного действия.Polymer beads doped with copper nanoparticles were obtained by suspension polymerization. The polymerization reaction was carried out in a 2-liter three-necked glass vessel placed over a heating jacket and equipped with a reflux condenser, a thermometer and a continuous stirrer.

Подробное описание оборудования, которое можно использовать для реакции полимеризации, можно найти в Chem. Eng. Sci. 3591 (2010). Кроме того, на Фиг. 3 патента США № 2015/0056260 А1 проиллюстрирован пример устройства, которое может быть успешно использовано для приготовления углеродных шариков, легированных металлическими наночастицами, путем суспензионной полимеризации.A detailed description of the equipment that can be used for the polymerization reaction can be found in Chem. Eng. sci. 3591 (2010). In addition, in FIG. 3 US Patent No. 2015/0056260 A1 illustrates an example of a device that can be successfully used to prepare carbon beads doped with metal nanoparticles by suspension polymerization.

Приготовили раствор фенола (50 г) в качестве мономера, формальдегида (63 мл) в качестве растворителя и триэтиламина (TEA) (1,5 мл) в качестве катализатора полимеризации. После этого смесь фенола, формальдегида и TEA перемешивали (370-410 об/мин) при комнатной температуре (около 30°C) в течение 8 часов, чтобы получить гомогенный раствор.Prepared a solution of phenol (50 g) as a monomer, formaldehyde (63 ml) as a solvent and triethylamine (TEA) (1.5 ml) as a polymerization catalyst. After that, the mixture of phenol, formaldehyde and TEA was stirred (370-410 rpm) at room temperature (about 30°C) for 8 hours to obtain a homogeneous solution.

Через 8 часов смешали реакционную смесь с 200 мл воды. Еще через 30 минут добавили 3,5 г гексаметилентетрамина (НМТА) в качестве сшивающего агента, и одновременно нагревали реакционную смесь со скоростью 3°С/мин, пока температура не достигла 100°С. Приблизительно через 45 минут после добавления HMTA добавили, в качестве стабилизатора суспензии, 3,5 г PVA (95% гидролизованный поливиниловый спирт, средняя молекулярная масса 95000).After 8 hours, the reaction mixture was mixed with 200 ml of water. After another 30 minutes, 3.5 g of hexamethylenetetramine (HMTA) was added as a crosslinking agent, and the reaction mixture was simultaneously heated at a rate of 3°C/min until the temperature reached 100°C. Approximately 45 minutes after the addition of HMTA, 3.5 g of PVA (95% hydrolyzed polyvinyl alcohol, average molecular weight 95,000) was added as a suspension stabilizer.

Через 25-30 минут добавляли 4 г нитрата меди (Cu(NO3)2.3H2O). Через 30 минут реакцию остановили, отключив нагреватель. Затем реакционной смеси дали остыть до комнатной температуры.After 25-30 minutes, 4 g of copper nitrate (Cu(NO 3 ) 2 .3H 2 O) was added. After 30 minutes, the reaction was stopped by turning off the heater. The reaction mixture was then allowed to cool to room temperature.

После охлаждения реакционную смесь отфильтровали для отделения твердых шариков от остаточной жидкости. Затем шарики 2-3 раза промыли водой, метанолом и ацетоном, затем сушили при комнатной температуре в течение 12 часов. Затем сформированные шарики полимера, легированные наночастицами меди, просеяли и получили выход приблизительно 50 г.After cooling, the reaction mixture was filtered to separate the solid beads from the residual liquid. The beads were then washed 2-3 times with water, methanol and acetone, then dried at room temperature for 12 hours. Then the formed polymer beads doped with copper nanoparticles were sieved and a yield of approximately 50 g was obtained.

Указанные полимерные шарики, легированные наночастицами меди, полученные по методике, описанной в Примере 1, карбонизировали при 900°С в течение 2 часов в присутствии азота, а затем активировали при 900°C в течение 1 часа в присутствии пара при давлении 0,1-0,15 МПа, для образования пористых активированных углеродных шариков, легированных оксидом меди. После этого пористые активированные углеродные шарики, легированные оксидом меди, восстанавливали при 350°C в течение 2 часов в присутствии водорода при скорости потока 150 sccm (см3/мин при стандартных температуре и давлении) и давлении 0,1-0,15 МПа, для образования пористых углеродных шариков, легированных наночастицами меди.These polymer beads doped with copper nanoparticles, obtained by the method described in Example 1, were carbonized at 900°C for 2 hours in the presence of nitrogen, and then activated at 900°C for 1 hour in the presence of steam at a pressure of 0.1- 0.15 MPa, to form porous activated carbon beads doped with copper oxide. After that, the porous activated carbon beads doped with copper oxide were reduced at 350°C for 2 hours in the presence of hydrogen at a flow rate of 150 sccm (cm 3 /min at standard temperature and pressure) and a pressure of 0.1-0.15 MPa, for the formation of porous carbon balls doped with copper nanoparticles.

Затем указанные пористые углеродные шарики, легированные наночастицами меди, подвергали химическому осаждению из паровой фазы (CVD) при 350°С в течение 30 минут в присутствии ацетилена при скорости потока 100 sccm (см3/мин при стандартных температуре и давлении), чтобы вырастить на шариках многочисленные углеродные структуры в форме углеродных нановолокон (CNF) при давлении 0,1-0,15 МПа.Then, these porous carbon beads doped with copper nanoparticles were subjected to chemical vapor deposition (CVD) at 350° C. for 30 minutes in the presence of acetylene at a flow rate of 100 sccm (cm 3 /min at standard temperature and pressure) to grow on balls numerous carbon structures in the form of carbon nanofibers (CNF) at a pressure of 0.1-0.15 MPa.

Указанные пористые углеродные шарики, легированные наночастицами меди, с выращенными нановолокнами дополнительно обработали окислителем, пропитывая их KMnO4, посредством смешивания их с водным раствором KMnO4 при 55°C. Раствор соли KMnO4 готовили отдельно, смешивая 0,8 г свежеприготовленной соли с 15 мл воды при комнатной температуре. Приблизительно 0,3 г шариков из Примера 3 смешивали в химическом стакане с 15 мл водного раствора KMnO4. Введение в шарики окислителя проводили при 55°С в течение 8 часов. Шарики с введенной калиевой солью сушили в вакууме при 55°С в течение 30 мин.These porous carbon beads doped with copper nanoparticles with grown nanofibers were additionally treated with an oxidizing agent by impregnating them with KMnO 4 by mixing them with an aqueous solution of KMnO 4 at 55°C. The KMnO 4 salt solution was prepared separately by mixing 0.8 g of freshly prepared salt with 15 ml of water at room temperature. Approximately 0.3 g of the beads from Example 3 were mixed in a beaker with 15 ml of an aqueous solution of KMnO 4 . The introduction of the oxidizer into the beads was carried out at 55°C for 8 hours. The balls with the introduced potassium salt were dried in vacuum at 55°С for 30 min.

2) Эксперименты по окислительной обработке2) Oxidation treatment experiments

Шарики катализатора, полученные как описано выше в Разделе 1), использовали в Экспериментах 1-6, в которых обрабатывали поток сточных вод, полученный в процессе промышленного производства мономера стирола/пропиленоксида (SM/PO). Указанные эксперименты включали мокрую окислительную обработку сточной воды в присутствии указанных шариков катализатора.Catalyst beads prepared as described in Section 1 above) were used in Experiments 1-6, in which a wastewater stream from a styrene/propylene oxide (SM/PO) industrial production process was treated. Said experiments included wet oxidative treatment of wastewater in the presence of said catalyst beads.

В этих экспериментах поток сточных вод подавали в реактор, имеющий конфигурацию с нисходящим потоком, при этом реактор содержал вышеупомянутые шарики катализатора. Катализатор использовали в количестве (в граммах) на скорость подачи указанного потока сточных вод (в литрах в час) 100 г/(л/час) для Экспериментов 1-3 и 6 и 75 г/(л/час)) для Экспериментов 4-5.In these experiments, a wastewater stream was fed into a reactor having a downflow configuration, the reactor containing the aforementioned catalyst beads. The catalyst was used in an amount (in grams) per feed rate of said wastewater stream (in liters per hour) of 100 g/(l/h) for Experiments 1-3 and 6 and 75 g/(l/h)) for Experiments 4- 5.

Реактор представлял собой вертикальный трубчатый реактор, который содержал шарики катализатора, помещенные на стекловату. Реактор представлял собой реактор из никелевого сплава (имеется в продаже под торговым наименованием «Inconel») (диаметр 73 мм, высота 210 мм, толщина стенки 7 мм), оснащенный электрическим нагревателем и термопарой. Для поддержания температуры реакции, использовали регулятор температуры PID (PID=пропорционально-интегральный-дифференциальный регулятор). Для контроля давления на входе в реактор, использовали манометр.The reactor was a vertical tubular reactor which contained catalyst beads placed on glass wool. The reactor was a nickel alloy reactor (commercially available under the trade name "Inconel") (diameter 73 mm, height 210 mm, wall thickness 7 mm) equipped with an electric heater and a thermocouple. To maintain the reaction temperature, a PID temperature controller (PID=proportional-integral-derivative controller) was used. A manometer was used to control the pressure at the inlet to the reactor.

Для создания давления в реакторе перед запуском потока жидкости (подача потока сточных вод), в реактор отдельно подавали поток газа, содержащего кислород и азот. Указанный поток газа был получен путем объединения потока чистого кислорода с потоком воздуха. Объединенный газовый поток содержал смесь воздуха и (чистого) кислорода, при этом общее давление составляло 27 бар, состоящее из 15 бар воздуха и 12 бар (чистого) кислорода.In order to pressurize the reactor before starting the liquid flow (feeding the sewage flow), the reactor was separately supplied with a gas flow containing oxygen and nitrogen. Said gas stream was obtained by combining a stream of pure oxygen with an air stream. The combined gas stream contained a mixture of air and (pure) oxygen, with a total pressure of 27 bar, consisting of 15 bar air and 12 bar (pure) oxygen.

Непосредственно после запуска потока жидкости, давление в реакторе поддерживалось подачей чистого кислорода. Указанный поток чистого кислорода имел скорость 1 sccm (см3/мин при стандартных температуре и давлении).Immediately after starting the liquid flow, the pressure in the reactor was maintained by supplying pure oxygen. This flow of pure oxygen had a rate of 1 sccm (cm 3 /min at standard temperature and pressure).

Давление в реакторе составляло 27 бар, а температура в реакторе представлена в приведенной ниже Таблице 1. В реакторе сточные воды подвергались окислительной обработке в присутствии кислорода и шариков катализатора. Полученный обработанный поток, выходящий из реактора, охлаждали с помощью теплообменника (охладителя). Затем охлажденный обработанный поток направляли в сепаратор жидкости и газа, который включал тройник на выпускной линии, где указанный поток разделялся на поток газа и поток жидкости. Поток жидкости, выходящий из сепаратора, разделяли на 2 подпотока. Затем один из этих подпотоков из линии рециркуляции (здесь и далее «поток рециркуляции») объединяли с потоком сточных вод и возвращали в реактор. Другой подпоток (далее «поток без рециркуляции») сбрасывали через линию продуктов. Давление в системе реактора, включая охладитель, контролировали регулятором давления на выходе для газового потока, выходящего из сепаратора жидкости и газа.The reactor pressure was 27 bar and the reactor temperature is shown in Table 1 below. In the reactor, the waste water was subjected to an oxidative treatment in the presence of oxygen and catalyst beads. The resulting treated stream leaving the reactor was cooled using a heat exchanger (cooler). The cooled treated stream was then sent to a liquid/gas separator which included a tee in the outlet line where said stream was separated into a gas stream and a liquid stream. The liquid stream leaving the separator was divided into 2 substreams. Then one of these substreams from the recirculation line (hereinafter "the recirculation stream") was combined with the wastewater stream and returned to the reactor. Another substream (hereinafter "stream without recirculation") was discharged through the product line. The pressure in the reactor system, including the cooler, was controlled by an outlet pressure regulator for the gas stream exiting the liquid/gas separator.

Эксперименты проводились в непрерывном режиме. После начала эксперимента COD (химическая потребность в кислороде) потока жидкости, покидающего сепаратор, начала уменьшаться. Каждый эксперимент продолжался 5 часов. После завершения эксперимента и перед началом нового эксперимента реактор и соответствующие трубки промывали водой для удаления всевозможных отложений и остатков.The experiments were carried out in a continuous mode. After the start of the experiment, the COD (chemical oxygen demand) of the liquid flow leaving the separator began to decrease. Each experiment lasted 5 hours. After the completion of the experiment and before starting a new experiment, the reactor and the corresponding tubes were washed with water to remove all kinds of deposits and residues.

В приведенной ниже Таблице 1 представлены дополнительные подробности экспериментов и результаты очистки сточных вод в отношении снижения COD. Были проведены две серии экспериментов. В Экспериментах 1-3 сточные воды имели относительно низкую начальную COD, тогда как в экспериментах 4-6 сточные воды имели относительно высокую начальную COD. Table 1 below provides further details of the experiments and wastewater treatment results in relation to COD reduction. Two series of experiments were carried out. In Experiments 1-3, the effluent had a relatively low initial COD, while in Experiments 4-6, the effluent had a relatively high initial COD.

Figure 00000001
Figure 00000001

В приведенной ниже Таблице 2 представлены типичные характеристики сточных вод, образующихся в процессе промышленного производства SM/PO, в котором производится пропиленоксид (PO).Table 2 below shows the typical characteristics of the wastewater generated during the industrial production of SM/PO, which produces propylene oxide (PO).

Таблица 2table 2

ХарактеристикаCharacteristic Единица измеренияunit of measurement ЗначенияValues Начальная CODInitial COD мг/лmg/l 80000-12500080000-125000 Сумма органических солей натрия (формиат, ацетат, пропионат, бензоат)Sum of organic sodium salts (formate, acetate, propionate, benzoate) мг/лmg/l 35000-4200035000-42000 Пропиленгликольpropylene glycol мг/лmg/l 4000-90004000-9000 ФенолPhenol мг/лmg/l 15001500 Ароматические оксигенаты (в основном C8/C9)Aromatic oxygenates (mainly C8/C9) мг/лmg/l 3000-35003000-3500 ПлотностьDensity кг/м3 kg / m 3 1030-10501030-1050 pHpH ~ 10~ 10 Na+ в Na2CO3H/HCO3Na+ to Na2CO3H/HCO3 мг/лmg/l 8500-100008500-10000

В Экспериментах 4-6 (см. Таблицу 1) начальная COD находится в диапазоне 80000-125000 для начальной COD, указанной в Таблице 2. Сточные воды, обработанные в Экспериментах 1-3 (см. Таблицу 1), также были сточными водами, полученными в промышленном процессе производства SM/PO, но указанные сточные воды были сначала разбавлены водой, что привело к более низкому начальному значению COD.In Experiments 4-6 (see Table 1), the initial COD is in the range of 80000-125000 for the initial COD indicated in Table 2. The wastewater treated in Experiments 1-3 (see Table 1) was also the wastewater obtained in an industrial SM/PO manufacturing process, but said effluent was first diluted with water, resulting in a lower initial COD value.

Как можно видеть, для всех указанных Экспериментов 1-6, COD в сточных водах преимущественно значительно снижена за счет рециркуляции части потока обработанной и отделенной жидкости в реактор. Кроме того, Эксперименты 1-3 свидетельствуют, что COD сточных вод еще больше уменьшается при увеличении рециркулируемой части. Кроме того, в частности, Эксперименты 4-6 свидетельствуют, что при использовании способа обработки сточных вод по настоящему изобретению, относительно высокая COD, которая типична для сточных вод процесса SM/PO, может быть успешно уменьшена даже на 97-99% (при рециркулируемой части всего 33%). Вышеизложенное демонстрирует удивительную эффективность способа по настоящему изобретению.As can be seen, for all of these Experiments 1-6, the COD in the effluent is advantageously significantly reduced by recirculating a portion of the treated and separated liquid stream to the reactor. In addition, Experiments 1-3 show that the wastewater COD decreases further as the recycled portion increases. In addition, in particular, Experiments 4-6 show that by using the wastewater treatment method of the present invention, the relatively high COD that is typical of wastewater from the SM/PO process can be successfully reduced by even 97-99% (when recycled parts of only 33%). The foregoing demonstrates the surprising effectiveness of the method of the present invention.

Claims (15)

1. Способ обработки сточных вод, содержащих углеводороды и органические и/или неорганические соли, образующихся в промышленном процессе производства пропиленоксида, включающий обработку сточных вод каталитическим мокрым окислением, который включает:1. A method for treating wastewater containing hydrocarbons and organic and/or inorganic salts generated in an industrial process for the production of propylene oxide, including treatment of wastewater by catalytic wet oxidation, which includes: подачу в реактор потока, содержащего сточные воды;feeding into the reactor a stream containing waste water; окислительную обработку потока, содержащего сточные воды, в присутствии кислорода и катализатора, включающего пористые углеродные шарики, легированные металлическими наночастицами,oxidative treatment of a stream containing wastewater in the presence of oxygen and a catalyst comprising porous carbon balls doped with metal nanoparticles, что приводит к получению обработанного потока;which results in a processed stream; передачу по меньшей мере части обработанного потока в сепаратор, где обработанный поток разделяется на поток газа и поток жидкости; иtransferring at least a portion of the treated stream to a separator, where the treated stream is separated into a gas stream and a liquid stream; and рециркуляцию части потока жидкости в реактор.recirculation of a portion of the liquid stream to the reactor. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что этап обработки окислением проводят при температуре в диапазоне от 120 до 300°С, предпочтительно, от 150 до 280°С и при давлении в диапазоне от 2 до 20 МПа, предпочтительно, от 2 до 12 МПа.2. The method according to claim 1, characterized in that the oxidation treatment step is carried out at a temperature in the range from 120 to 300°C, preferably from 150 to 280°C and at a pressure in the range from 2 to 20 MPa, preferably from 2 up to 12 MPa. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что его осуществляют в непрерывном режиме.3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that it is carried out in a continuous mode. 4. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в реактор подают газовый поток, содержащий кислород и, необязательно, инертный газ.4. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactor is fed with a gas stream containing oxygen and optionally an inert gas. 5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что количество кислорода в потоке газа, содержащего кислород и, необязательно, инертный газ, находится в диапазоне от 1 до 100 об.%, предпочтительно, от 10 до 100 об.%, более предпочтительно, от 20 до 100 об.%, наиболее предпочтительно, от 25 до 100 об.%.5. The method according to p. 4, characterized in that the amount of oxygen in the gas stream containing oxygen and, optionally, an inert gas, is in the range from 1 to 100 vol.%, preferably from 10 to 100 vol.%, more preferably , from 20 to 100% by volume, most preferably from 25 to 100% by volume. 6. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что газовый поток, содержащий кислород и, необязательно, инертный газ, представляет собой газовый поток, состоящий из воздуха, или газовый поток, состоящий из комбинации воздуха и дополнительного количества одного или нескольких инертных газов.6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the gas stream containing oxygen and optionally an inert gas is a gas stream consisting of air, or a gas stream consisting of a combination of air and an additional amount of one or more inert gases. 7. Способ по п. 4 или 5, отличающийся тем, что газовый поток, содержащий кислород и, необязательно, инертный газ, представляет собой газовый поток, в котором концентрация кислорода выше, чем в воздухе, предпочтительно, представляет собой газовый поток, в котором количество кислорода находится в диапазоне от 25 до 100 об.%.7. The method according to claim 4 or 5, characterized in that the gas stream containing oxygen and optionally an inert gas is a gas stream in which the oxygen concentration is higher than in air, preferably is a gas stream in which the amount of oxygen is in the range from 25 to 100 vol.%. 8. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что катализатор используют в количестве (в граммах) на скорость подачи потока, содержащего сточные воды (в литрах в час) в диапазоне от 10 до 300 г/(л/ч), предпочтительно, от 25 до 250 г/(л/ч).8. The method according to any of the preceding claims, characterized in that the catalyst is used in an amount (in grams) per feed rate of the flow containing waste water (in liters per hour) in the range from 10 to 300 g/(l/h), preferably , from 25 to 250 g/(l/h). 9. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что от 1 до 99%, предпочтительно, от 5 до 95%, более предпочтительно, от 20 до 95% потока жидкости, отделяемого сепаратором, возвращают в реактор.9. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that from 1 to 99%, preferably from 5 to 95%, more preferably from 20 to 95% of the liquid stream separated by the separator is returned to the reactor. 10. Способ по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что начальные значения COD (химическая потребность в кислороде) для потоков сточных вод, образующихся в процессе производства пропиленоксида, находятся в диапазоне от 80000 до 125000 мг/л.10. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that the initial COD (chemical oxygen demand) values for the wastewater streams generated during the production of propylene oxide are in the range of 80,000 to 125,000 mg/l.
RU2020116378A 2017-11-23 2018-11-20 Method for purification of wastewater RU2778318C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IN201741042021 2017-11-23
IN201741042021 2017-11-23
PCT/EP2018/081851 WO2019101710A1 (en) 2017-11-23 2018-11-20 Process for the treatment of waste water

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2020116378A RU2020116378A (en) 2021-12-23
RU2020116378A3 RU2020116378A3 (en) 2022-02-10
RU2778318C2 true RU2778318C2 (en) 2022-08-17

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4970005A (en) * 1990-06-01 1990-11-13 Arco Chemical Technology, Inc. Method for treatment of wastewater containing polyether polyols
US5675055A (en) * 1995-10-04 1997-10-07 Arco Chemical Technology, L.P. Acidification/extraction treatment of waste caustic stream
RU2245847C2 (en) * 1999-11-02 2005-02-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method of treating industrial waste waters produced in propylene oxide production process
JP2005313155A (en) * 2004-03-31 2005-11-10 Osaka Gas Co Ltd Wastewater treatment method
RU2428381C1 (en) * 2010-03-09 2011-09-10 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Method of purifying waste water containing polyethers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4970005A (en) * 1990-06-01 1990-11-13 Arco Chemical Technology, Inc. Method for treatment of wastewater containing polyether polyols
US5675055A (en) * 1995-10-04 1997-10-07 Arco Chemical Technology, L.P. Acidification/extraction treatment of waste caustic stream
RU2245847C2 (en) * 1999-11-02 2005-02-10 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method of treating industrial waste waters produced in propylene oxide production process
JP2005313155A (en) * 2004-03-31 2005-11-10 Osaka Gas Co Ltd Wastewater treatment method
RU2428381C1 (en) * 2010-03-09 2011-09-10 Открытое акционерное общество "Нижнекамскнефтехим" Method of purifying waste water containing polyethers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2010074177A1 (en) Method for producing acrylic acid
RU2725646C2 (en) Oxidative dehydrogenation of ethane and extraction of acetic acid
CN109153588B (en) Method for treating waste water
JP7495344B2 (en) Process for the treatment of wastewater
EP1907115A1 (en) Method of regeneration of titanium-containing molecular sieve catalyst
RU2739759C2 (en) Method of producing catalyst and use thereof
CN1173920C (en) Method for separating and purifying adipic acid
RU2778318C2 (en) Method for purification of wastewater
CA2157385A1 (en) Oxidation of ketones
JP3867228B2 (en) Treatment method for wastewater containing organic nitrogen compounds
JPS6111211B2 (en)
JP2022546973A (en) Removal of formaldehyde in wastewater by oxidation treatment
JP4092092B2 (en) Method for producing maleic anhydride
JP2624572B2 (en) Acrylic acid production plant wastewater treatment method
JPS5821896B2 (en) High Suino Riyouhouhou