Диоксид серы и основные источники загрязнения атмосферы диоксидом серы

Чистая терефталевая кислота (ЧТФК) получается в результате окисления п-ксилола в среде уксусной кислоты в присутствии соединений кобальта и марганца в качестве катализаторов и соединений брома в качестве промоторов. Очистка ТФК от примесей осуществляется каталитическим гидрированием.

Рис. 1. Брутто-реакция синтеза ТФК

Процесс окисления сопровождается выделением тепла в количестве 326 ккал/г. моль. Окисление осуществляется в реакторе барботажного типа со встроенной колонной ректификации в верхней части аппарата при следующих условиях:

• расход п-ксилола - 16557,8 кг/ч;

• расход воздуха - 61888,3 нм3/ч;

• давление - 0,9 - 1,1 МПа;

• температура - 185 - 195°С;

• соотношение уксусная кислота: п-ксилол - 5^6 : 1 масс/масс;

• содержание кислорода в отходящем газе - 3 - 3,5% об.;

• соотношение Со: Мп в каталитической системе - 2 : 1 масс/масс;

• содержание Бг - (1,0 - 1,2) х 10-5 г/атом/ч растворителя;

• уровень оксидата - 85-90%.

Образующаяся в процессе вода за счет тепла реакции отгоняется из оксидата и выводится из верха колонной части реактора.

Выход ТФК составляет ~ 97% моль от теории [2].

Список литературы

Хатмуллина Д.Д. Значение и получение терефталевой кислоты // Технические науки: традиции и инновации: материалы II Междунар. науч. конф. (г. Челябинск, октябрь 2013 г.). Челябинск: Два комсомольца, 2013. С. 86-88.

Абдрашитов Я.М., Сабиров Р.Г., Мазитов М.Ф., Назимок В.Ф. Оптимальные условия синтеза терефталевой кислоты. АО «ПОЛИЭФ», АО НИПИМ, 2004. 69 с.

ДИОКСИД СЕРЫ И ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ДИОКСИДОМ СЕРЫ Акимов В.С.

Акимов Владислав Сергеевич - студент магистратуры, факультет компьютерных информационных технологий и автоматики, Донецкий национальный технический университет, г. Донецк, Украина

Аннотация: в статье приводятся определение диоксида серы, различные источники загрязнений атмосферы данным газом. Рассматривается концентрация в различных типах местности, а также на разных высотах. Кратко рассматривается процесс коксования. Ключевые слова: атмосфера, загрязнение, сульфид, диоксид серы, серная кислота.

Диоксид серы — бесцветный газ с очень характерным запахом. Источники загрязнения этим веществом окружающей среды, что и для взвешенных частиц, особенно сжигание угля и нефти. Вступает в каталитические или фотохимические реакции с другими загрязняющими веществами с образованием SO3, серной кислоты и сульфатов. Типичные процессы образования дисперсионных аэрозолей — измельчение угля, ветровая эрозия почвы [1].

Атмосфера. В промышленных районах концентрация диоксида серы обычно достигает 0,05-0,1 мг/м3; в сельских районах она в несколько раз меньше, а над океаном меньше в 10-100 раз. В сельской местности фоновая концентрация близка к 0,5 мкг/м3, а концентрация в городах в 50-100 раз выше. Из-за химических превращений время жизни диоксида серы в атмосфере невелико (порядка нескольких часов). В связи с этим возможность загрязнения и опасность воздействия непосредственно диоксида серы носят, как правило, локальный, а в отдельных случаях региональный характер.

Наиболее крупными источниками выбросов двуокиси серы являются тепловые электростанции, работающие на твердом и жидком топливе, а также металлургические предприятия. Большинство этих источников осуществляет выбросы из труб на высотах 100— 200 м от поверхности земли, в результате чего они значительно рассеиваются до попадания в приземный слой атмосферы.

Значительную роль в загрязнении атмосферного воздуха городов двуокисью серы играют такие источники: мелкие котельные с низкими трубами, небольшие предприятия местной промышленности, печные трубы жилых домов. Таких источников в современном городе может насчитываться до нескольких сотен.

Влияние на окружающую среду. Высокие концентрации диоксида серы вызывают серьезное повреждение растительности. Острое повреждение, вызванное диоксидом серы, отражается в появлении белесых пятен на широколистных растениях или обесцвеченных некротических полос на листьях с продольным жилкованием. Хронический эффект проявляется как обесцвечивание хлорофилла, приводящее к пожелтению листьев, появлению красной или бурой окраски, которая в нормальных условиях маскируется зеленой. Независимо от формы проявления, результатом является снижение продуктивности и замедление роста. Лишайники особенно чувствительны к SO2 и используются как биоиндикаторы при определении его избыточных количеств в воздухе. Однако диоксид серы не всегда вызывает повреждение: в сульфатдефицитных местностях дополнительные небольшие уровни SO2 могут благотворно влиять на растения, однако происходящее параллельно некоторое подкисление почвы может потребовать дополнительного известкования.

Воздействие диоксида серы в концентрациях выше предельно допустимых может приводить к существенному увеличению различных болезней дыхательных путей, воздействовать на слизистые оболочки, вызывать воспаление носоглотки, бронхиты, кашель, хрипоту и боль в горле. Особенно высокая чувствительность к диоксиду серы наблюдается у людей с хроническими нарушениями органов дыхания, с астмой.

Коксование - это метод переработки жидких и твердых горючих ископаемых путем нагревания их при температуре 900.. .1050 0С без доступа воздуха. Топливо при коксовании разлагается с образованием летучих веществ(до 25%) и твердого остатка. Основными продуктами коксохимии является кокс каменноугольный (76.78%), коксовый газ (14.15%) и различные химические продукты (5.6%), например, бензол, нафталин, антрацен, инден-кумароновое смолы, каменноугольные масла. В состав выбросов коксохимических предприятий входит большое количество экологически опасных веществ: пыль, оксид углерода, оксиды азота, диоксид серы, сероводород, цианистый водород, бензольные углеводороды, фенолы, пиридиновые основания, аммиак, нафталин и бензопирен. Некоторые сочетания этих веществ обладают эффектом суммации негативного действия. По данным расчетов проектных норм ПДВ, удельные выбросы этих веществ находятся в пределах 8.12 кг/т производимого кокса. Анализ объемов выбросов коксохимическим заводом токсичных компонентов в атмосферу выявил, что основными источниками загрязнения являются [2]:

• коксовые печи в момент загрузки угольной шихтой и выгрузки из них раскаленного кокса;

• также дымовые трубы батарей;

• газование дверей и стояков батарей;

• установки тушения кокса;

• градирни открытых циклов водоснабжения конечных газовых холодильников;

• воздушники технологического оборудования и емкостей в химических цехах;

• аспирационные системы.

При этом выбросы коксового блока составляют около 80% общего количества выбросов предприятия. В среднем коксохимический завод ОАО «АрселорМиттал Кривой Рог» выбрасывает 1300 т/год твердых веществ, 1800 т/год оксида азота, 2039,6 диоксида серы и около 3000 оксида углерода. Коксовая пыль, выбрасываемая предприятием, может также содержать соединения марганца, железа, меди, цинка, кадмия и свинца. При выплавке

высоколегированной и сложнолегированной стали в пыль, кроме оксидов железа, попадают и диоксид кремния, соединения серы, фосфора, оксиды ванадия, соединения хрома, никеля, молибдена, селена, теллура и др.

Список литературы

1. Полезная информация: Двуокись серы. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://moreprom.ru - MOREPROM.ru/ (дата обращения: 19.06.2017).

2. Как происходит коксование угля? [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ribalych.ru/ (дата обращения: 19.06.2017).

АНТИОКСИДАНТНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РУТИНА В УСЛОВИЯХ ГОМОГЕННОЙ И ВОДНО-ЭМУЛЬСИОННОЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ МОДЕЛЕЙ Музиева М.И.

Музиева Мадина Ильясовна — студент, кафедра аналитической химии, Сургутский государственный университет, г. Сургут

Аннотация: в статье определяется антиоксидантная эффективность рутина в условиях гомогенной и водно-эмульсионной кинетической моделей. Построены кинетические кривые, по которым определили период индукции, начальную и максимальную скорость окислительного процесса и константу скорости обрыва цепей.

Ключевые слова: антиоксидантная и антирадикальная эффективность, рутин, водно-эмульсионная и безводная среда.

Существует множество методов анализа антиоксидантной (АО) и антирадикальной (АР) эффективности флавоноидов. Одним из них является кинетический метод анализа, в основе которого находится зависимость: /(У02) = £. Данный метод осуществляется на автоматических и полуавтоматических установках. В частности, на волюмометре, где скорость окисления зависит от концентрации ингибитора, которую определяют по графику зависимости. Данный метод является перспективным, так как оценка периода индукции определяется по кинетике поглощённого кислорода. Немаловажное значение имеет возможность тестирования водорастворимых антиоксидантов. Это является преимуществом данного метода, так как многие биологически активные соединения растворимы в воде [1].

Реакция окисления в гомогенной среде проводилась при температуре 60,0±0,2°С. Окисляемый субстрат: метиллинолеат в хлорбензоле в соотношении по объёму 1:1 в присутствии инициатора 2,2-азобисизобутиронитрила (АИБН) в концентрации (2,0±0,1)-10_3 моль/л. В качестве субстрата использовался метиллинолеат, так как он обладает оптимальной окисляемостью относительно других высших жирных кислот. Проба насыщалась молекулярным кислородом. При непрерывном перемешивании, измерялся объем поглощенного кислорода с периодичностью в 5 минут. Контрольная проба замеряется аналогичным способом, но уже без добавки ингибитора.

Реакция окисления в водно-эмульсионной среде проводилась при температуре 60,0±0,2°С при непрерывном перемешивании субстрата: метиллинолеат и вода в соотношении 1:3 по объёму. В качестве эмульгатора использовали цетилтриметиламмоний бромид (ЦТМАБ) с конечной концентрацией в пробе 1  10_3моль/л. В качестве катализатора использовали хлорид меди с конечной концентрацией (1 — 3)  10_3моль/л. Проба насыщалась кислородом и также определялся объём поглощенного кислорода в контрольной пробе и в присутствии ингибитора в интервале концентраций (9,75-10"6 - Ы0"2) моль/л.

По экспериментальным данным построили кинетические кривые (КК), по которым определили период индукции, начальную и максимальную скорость процесса. Скорость инициирования при концентрации инициатора 2-10"3 моль/л и температуре 60,0±0,2°С составила (1,7±0,3) 10"9 моль/л •с. Типичные КК инициированного окисления метиллинолеата в присутствии рутина приведены на рис. 1.