Возгорание серы. Большая энциклопедия нефти и газа. Вопросы к разделу
Cтраница 1
Получение гексахлорциклогексана, ГХЦГ, проводят в колонном аппарате, по высоте которого помещаются кварцевые лампы, заключенные в защитные футляры из тугоплавкого стекла. Реактор изнутри покрыт свинцом для предотвращения каталитического действия железа и стимулирования реакций замещения; реакционное тепло отводится посредством холодильников. Реакция присоединения хлора, растворенного в бензоле, под действием ультрафиолетового облучения начинается спустя 5 - 10 мин. Скорость реакции пропорциональна корню квадратному из интенсивности облучения.
Получение гексахлорциклогексана (ГХЦГ) проводят в колонном аппарате, по высоте которого помещают кварцевые лампы в защитных футлярах из тугоплавкого стекла. Реактор изнутри покрыт свинцом для предотвращения каталитического действия железа, стимулирующего нежелательные в данном случае реакции замещения; выделяющееся тепло отводится посредством холодильников. Реакция присоединения хлора, растворенного в бензоле, под действием УФ-излучения начинается спустя 5 - 10 мин после начала облучения; скорость реакции пропорциональна квадратному корню из интенсивности излучения.
Получение гексахлорциклогексана (ГХЦГ) проводят в колонном аппарате, по высоте которого помещают кварцевые лампы в защитных футлярах из тугоплавкого стекла. Реактор изнутри покрыт свинцом для предотвращения каталитического действия железа, стимулирующего нежелательные в данном случае реакции замещения; выделяющееся тепло отводится посредством холодиль-ликов. Реакция присоединения хлора, растворенного в бензоле, под действием УФ-света, начинается спустя 5 - 10 мин после начала облучения; скорость реакции пропорциональна квадратному корню из интенсивности излучения.
Для получения гексахлорциклогексана в оптически активной форме была использована способность гексахлорциклогекса-нов под действием оснований отщеплять хлористый водород с переходом в 1 3 5-трихлорбензол. В кислой среде полученная оптически активная форма устойчива, ее можно, например, перекристаллизовать из конц.
Для получения гексахлорциклогексана в оптически активной форме была использована способность гексахлорцикло-гексанов под действием оснований отщеплять хлористый водород с переходом в 1 3 5-трихлорбензол. Полученная оптически активная форма устойчива в кислой среде; ее можно, например, перекристаллизовать из концентрированной азотной кислоты, однако уже в слабощелочной среде идет быстрая рацемизация.
Для получения гексахлорциклогексана фотохимическим путем применяется реактор непрерывного действия, состоящий из графитовой трубы, в которую помещена стеклянная труба с источником света. Реакционная жидкость циркулирует в кольцевом зазоре между трубами. Снаружи графитовая труба омывается охлаждающей водой.
Каталитический процесс получения гексахлорциклогексана хлорированием бензола проводят без освещения, в присутствии перекисей, оснований (щелочи, гидроокись кальция) или других веществ. В присутствии оснований процесс протекает при низкой температуре.
| Зависимость содержания у-изо-мера гексахлорциклогексана в техническом продукте от температуры хлорирования бензола. |
Оптимальная температура процесса получения гексахлорциклогексана с максимально возможным содержанием уизо-мера зависит от выбора растворителя. Следует иметь в виду, что при низкой температуре (ниже оптимальной) значительно уменьшается скорость реакции и, следовательно, снижается производительность аппаратуры. На рис. 5.1 приведена зависимость выхода у-изомера от температуры хлорирования бензола.
Первые два способа получения гексахлорциклогексана не нашли практического применения и имеют чисто теоретическое значение, тогда как последняя реакция широко используется в промышленности.
Способ получения гексахлорциклогексана путем хлорирования бензола в присутствии инициаторов, отличающийся тем, что с целью получения гексахлорциклогексана с повышенным (15 - 16 %) содержанием - f - изомера процесс хлорирования инициируют у-излуче-нием радиоактивных веществ.
Фотохимическое хлорирование в промышленности применяется главным образом в жидкофазных процессах, к которым относятся хлорирование бензола с получением гексахлорциклогексана, хлорирование метиленхло-рида до хлороформа и четыреххлористого углерода и др. Фотохимическое хлорирование используется также и для аддитивного хлорирования олефи-яовых соединений.
Страницы: 1
Гексахлорциклогексан (ГХЦГ) - один из наиболее важных современных инсектицидов. По масштабам применения уступа-ет разве только ДДТ.
Гексахлорциклогексан (гексахлоран) получают при фитохими-ческом хлорировании бензола:
С 6 Н 6 + ЗС l 2 » С 6 Н 0 С1 6
Реакция носит цепной характер.
Технический продукт представляет собой довольно сложную смесь изомеров гексахлорциклогексана с некоторой примесью гепта- и октахлорциклогексана и других соединений. Все изоме-ры гексахлорана - кристалические вещества с различной тем-пературой плавления и неодинаковой растворимостью в органи-ческих растворителях. Лучшими растворителями для изомеров гексахлорана являются бензол, толуол, ксилолы, метиловый и этиловый спирты, хлороформ, хлористый этилен, ацетон и эфир. Все изомеры гексахлорана устойчивы по отношению к концентрированным серной, азотной и соляной кислотам и окис-лителям.
Наибольшую ценность представляет γ-изомер- линдан, содер-жащий 99-100% γ-изомера ГХЦГ. Используется главным об-разом для борьбы с вредителями растений.
Гамма-изомер - кристаллический продукт. Температура плав-ления 112,8°. Нерастворим в воде и хорошо растворим в органи-ческих растворителях. Запах (особенно при хранении) неприят-ный - напоминающий запах плесени.
ГХЦГ используется как контактный и кишечный инсектицид я как фумигант. Входит в состав протравителей (для семян) комплексного действия: меркуран - смесь уГХЦГ и этилмеркур-хлорида; гексагамма - смесь γГХЦГ и гексахлорбензола; фен-тиурам - смесь уГХЦГ, тетраметилтиурамдисульфида (тиура-ма) и трихлорфенолята меди и др.
ГХЦГ, кроме инсектицидных свойств, обладает способностью стимулировать рост растений.
ЛД 50 ГХЦГ для крыс per os составляет 400 мг/кг; ЛД 50 γ-изомера 200 мг/кг.
Изолирование гексахлорана. Тщательно измельчен-ный исследуемый материал смешивают в колбе емкостью 750- 1000 мл с дистиллированной водой до образования кашицеоб-разной массы, подкисляют до кислой реакции по лакмусу вод-ным раствором щавелевой кислоты и подвергают дистилляции с водяным паром. Дистиллят собирают в количестве 300 мл. Как правило, он содержит твердые частицы белого цвета, на внут-ренней поверхности паровыводящей трубки и холодильника обычно откладываются частицы ГХЦГ.
По окончании дистилляции с водяным паром паровыводящую трубку и внутреннюю поверхность холодильника промывают эфи-ром. Эфирный раствор смешивают с дистиллятом. Дистилляцией с водяным паром удается изолировать гексахлоран при содержа-нии его 25 мг и более в объекте исследования (Рубцов А. Ф.).
Качественное обнаружение. Дистиллят повторно извлекают эфиром, эфирные извлечения соединяют вместе и промывают водой. Эфирный раствор отделяют посредством делительной во-ронки и фильтруют через двойной сухой фильтр. Эфир испаря-ют при комнатной температуре до объема нескольких миллилит-ров и производят следующие реакции.
1. Часть раствора нагревают с водным или спиртовым раство-ром едкой щелочи в течение часа на кипящей водяной бане в колбе, снабженной обратным холодильником.
К жидкости по окончании нагревания (если для реакции при-менялся спиртовой раствор щелочи, то спирт удаляют почти полиостью нагреванием на водяной бане) прибавляют избыток азотной кислоты в разведении 1: 1 до кислой реакции по лакмусу и 10% раствор нитрата серебра. Выделение белого творожисто-го осадка (или белой мути), растворимого в избытке раствора аммиака и вновь выделяющегося при добавлении избытка азот-ной кислоты, является показателем наличия хлорид-иона.
Параллельно ставят контрольный опыт (с теми же реактива-ми, взятыми в тех же количествах). Чувствительность реакции 0,04 мг.
2. Вторую часть (равную по объему первой) эфирного извле-
чения помещают в колбу и смешивают с несколькими милли-
литрами этилового спирта. Колбу закрывают пробкой, снабжен-
ной обратным холодильником, нагревают на кипящей водяной
бане. В колбу через холодильник периодически вносят металли-
ческий натрий. Нагревание и прибавление металлического нат-
рия производят в течение (не менее) 30 минут. По окончании на-
гревания основное количество спирта удаляют на водяной бане.
Остаток растворяют в нескольких миллилитрах дистиллирован-
ной воды и прибавляют избыток (по лакмусу) азотной кислоты
в разведении 1: 1 и 10% раствор нитрата серебра - выделяется
осадок белого цвета.
Объем осадка хлорида серебра при этом должен быть прибли-зительно в 2 раза больше объема осадка, полученного при про-ведении реакции отщепления хлора с раствором едкой щелочи. Соотношение этилового спирта и металлического натрия должно быть 1:1.
Уравнение реакции отщепления хлора;
С 6 Н 3 С1 6 + 6Н = С 6 Н 6 + 6HC1
3. Фильтрат после отделения осадка хлорида серебра (см.
реакцию 1) осторожно концентрируют, смешивают с 2 мл кон-
центрированной серной кислоты и 0,1 г нитрата натрия и нагре-
вают при температуре 125-130° в течение 10 минут. Продукт
нитрования извлекают эфиром. Остаток по испарении эфира ис-
следуют реакцией со спиртовым раствором щелочи в присутствии
ацетона. Красно-фиолетовая или розовая окраска указывает на
наличие продуктов нитрования. Реакцией удается обнаруживать
3-4 мг вещества в пробе. Вместо ацетона иногда для этой же
цели рекомендуется метилэтилкетон в присутствии едкого ка-
ли - фиолетовое окрашивание.
Совокупность положительных результатов трех реакций позво-ляет сделать заключение о наличии гексахлорана в исследуемом объекте.
Количественное определение. Количество гексахлорана опре-деляют аргентометрическим способом (индикатор - железо-ам-монийные квасцы) по количеству хлорид-иона, образовавшегося при нагревании гексахлорана на кипящей водяной бане в тече-ние 2 часов с 0,3 н. раствором едкого натра.
Грамм-эквивалент гексахлорана = М/3.
При исследовании порошка ГХЦГ или его дустов целесообраз-но производить отщепление органически связанного хлора дву-мя способами в количественной модификации: при нагревании с раствором едкого натра и при нагревании с металлическим натрием в присутствии этилового спирта. Теоретически при на-
гревании с металлическим натрием в присутствии этилового спирта должны отщепляться все 6 атомов хлора, и соотношение отщепленного хлора должно составлять 1: 2. Практически пол-ного отщепления 6 атомов хлора не достигается и, по данным А. Ф. Рубцова, это соотношение составляет 1: 1,8-1: 1,9.
Колориметрическое и спектрофотометрическое определение ГХЦГ в биологическом материале основано на отщеплении 6 атомов хлора, дальнейшем переведении полученного бензола в мета-динитробензол, который в сильно щелочной среде дает с метилэтилкетоном красно-фиолетовое окрашивание. Последнее колориметрируется или спектрофотометрируется.
Для определения ГХЦГ в крови, моче и каловых массах опи-сана другая методика. Она основана на экстракции пестицида из объекта исследования органическим растворителем (эфир, бензол), хроматографическом отделении от мешающих опреде-лению примесей, восстановлении (после удаления растворителя) ГХЦГ цинком в уксуснокислой среде до бензола, нитровании по-следнего и определении полинитропроизводных по характерной окраске со щелочью в эфирно-спиртовом растворе. Обнаружи-вается 0,01 мг в пробе.
Токсикологическое значение. Токсикологическое значение ГХЦГ определяется широким применением его как инсектицида против большого количества разнообразных насекомых - вре-дителей сельского хозяйства, бытовых вредителей и переносчи-ков болезней, а также против сорных растений. ГХЦГ токсичен при приемах внутрь как для теплокровных животных, так и для человека. Особенно ядовиты масляные растворы гексахлорана. Из изомеров гексахлорана особенно токсичны γ- и γ-изомеры.
Признаки отравления у животных (в эксперименте): возбуж-денное состояние, учащенное дыхание, затем угнетение, некоор-динированные движения, парез задних конечностей, в некоторых случаях судороги и отдельные подергивания. Смерть происходит от остановки дыхания.
Различные животные проявляют разную чувствительность. Кошки и лошади особенно чувствительны к ГХЦГ. Общетокси-ческое действие у людей проявляется головной болью, голово-кружением, общей слабостью, тошнотой. В тяжелых случаях наступают обмороки, утрачиваются двигательная и чувствитель-ная функции нервной системы. Индивидуальная чувствитель-ность к препарату различна у разных людей. Описаны случаи отравлений как производственного, так и бытового характера со смертельным исходом. Смерть наступает, вероятно, в результате поражения центральной нервной и сердечно-сосудистой систем. При вскрытии характерных признаков не наблюдается. Отмеча-ются отеки слизистой оболочки пищевода, желудка, кишечника, полнокровие оболочек мозга, печени, почек, сердца, селезенки и других органов. Смертельная доза гексахлорана для человека не установлена. При повторных введениях отмечается кумуляимя. Из организма гексахлоран выделяется медленно. Судьба его в организме животных в достаточной степени еще не изучена.
Физические свойства
Бензол и его ближайшие гомологи – бесцветные жидкости со специфическим запахом. Ароматические углеводороды легче воды и в ней не растворяются, однако легко растворяются в органических растворителях – спирте, эфире, ацетоне.
Бензол и его гомологи сами являются хорошими растворителями для многих органических веществ. Все арены горят коптящим пламенем ввиду высокого содержания углерода вих молекулах.
Физические свойства некоторых аренов представлены в таблице.
Таблица. Физические свойства некоторых аренов
|
Название |
Формула |
t°.пл., |
t°.кип., |
|
Бензол |
C 6 H 6 |
5,5 |
80,1 |
|
Толуол (метилбензол) |
С 6 Н 5 СH 3 |
95,0 |
110,6 |
|
Этилбензол |
С 6 Н 5 С 2 H 5 |
95,0 |
136,2 |
|
Ксилол (диметилбензол) |
С 6 Н 4 (СH 3) 2 |
||
|
орто- |
25,18 |
144,41 |
|
|
мета- |
47,87 |
139,10 |
|
|
пара- |
13,26 |
138,35 |
|
|
Пропилбензол |
С 6 Н 5 (CH 2) 2 CH 3 |
99,0 |
159,20 |
|
Кумол (изопропилбензол) |
C 6 H 5 CH(CH 3) 2 |
96,0 |
152,39 |
|
Стирол (винилбензол) |
С 6 Н 5 CH=СН 2 |
30,6 |
145,2 |
Бензол – легкокипящая ( t кип = 80,1°С), бесцветная жидкость, не растворяется в воде
Внимание! Бензол – яд, действует на почки, изменяет формулу крови (при длительном воздействии), может нарушать структуру хромосом.
Большинство ароматических углеводородов опасны для жизни, токсичны.
Получение аренов (бензола и его гомологов)
В лаборатории
1. Сплавление солей бензойной кислоты с твёрдыми щелочами
C 6 H 5 -COONa + NaOH t → C 6 H 6 + Na 2 CO 3
бензоат натрия
2. Реакция Вюрца-Фиттинга : (здесь Г – галоген)
С 6 H 5 -Г + 2 Na + R -Г → C 6 H 5 - R + 2 Na Г
С 6 H 5 -Cl + 2Na + CH 3 -Cl → C 6 H 5 -CH 3 + 2NaCl
В промышленности
- выделяют из нефти и угля методом фракционной перегонки, риформингом;
- из каменноугольной смолы и коксового газа
1. Дегидроциклизацией алканов с числом атомов углерода больше 6:
C 6 H 14 t , kat →C 6 H 6 + 4H 2
2. Тримеризация ацетилена (только для бензола) – р. Зелинского :
3С 2 H 2 600° C , акт. уголь →C 6 H 6
3. Дегидрированием циклогексана и его гомологов:
Советский академик Николай Дмитриевич Зелинский установил, что бензол образуется из циклогексана (дегидрирование циклоалканов
C 6 H 12 t, kat →C 6 H 6 + 3H 2
C 6 H 11 -CH 3 t , kat →C 6 H 5 -CH 3 + 3H 2
метилциклогексантолуол
4. Алкилирование бензола (получение гомологов бензола) – р Фриделя-Крафтса .
C 6 H 6 + C 2 H 5 -Cl t, AlCl3 →C 6 H 5 -C 2 H 5 + HCl
хлорэтан этилбензол
Химические свойства аренов
I . РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ
1. Горение (коптящее пламя):
2C 6 H 6 + 15O 2 t →12CO 2 + 6H 2 O + Q
2. Бензол при обычных условиях не обесцвечивает бромную воду и водный раствор марганцовки
3. Гомологи бензола окисляются перманганатом калия (обесцвечивают марганцовку):
А) в кислой среде до бензойной кислоты
При действии на гомологи бензола перманганата калия и других сильных окислителей боковые цепи окисляются. Какой бы сложной ни была цепь заместителя, она разрушается, за исключением a -атома углерода, который окисляется в карбоксильную группу.
Гомологи бензола с одной боковой цепью дают бензойную кислоту:
Гомологи, содержащие две боковые цепи, дают двухосновные кислоты:
5C 6 H 5 -C 2 H 5 + 12KMnO 4 + 18H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 5CO 2 + 6K 2 SO 4 + 12MnSO 4 +28H 2 O
5C 6 H 5 -CH 3 + 6KMnO 4 + 9H 2 SO 4 → 5C 6 H 5 COOH + 3K 2 SO 4 + 6MnSO 4 +14H 2 O
Упрощённо:
C 6 H 5 -CH 3 + 3O KMnO4 →C 6 H 5 COOH + H 2 O
Б) в нейтральной и слабощелочной до солей бензойной кислоты
C 6 H 5 -CH 3 + 2KMnO 4 → C 6 H 5 COO К + K ОН + 2MnO 2 + H 2 O
II . РЕАКЦИИ ПРИСОЕДИНЕНИЯ (труднее, чем у алкенов)
1. Галогенирование
C 6 H 6 +3Cl 2 h ν → C 6 H 6 Cl 6 (гексахлорциклогексан - гексахлоран)
2. Гидрирование
C 6 H 6 + 3H 2 t , Pt или Ni →C 6 H 12 (циклогексан)
3. Полимеризация
III . РЕАКЦИИ ЗАМЕЩЕНИЯ – ионный механизм(легче, чем у алканов)
1. Галогенирование -
a ) бензола
C 6 H 6 + Cl 2 AlCl 3 → C 6 H 5 -Cl + HCl (хлорбензол)
C 6 H 6 + 6Cl 2 t ,AlCl3 →C 6 Cl 6 + 6HCl ( гексахлорбензол )
C 6 H 6 + Br 2 t,FeCl3 → C 6 H 5 -Br + HBr ( бромбензол )
б) гомологов бензола при облучении или нагревании
По химическим свойствам алкильные радикалы подобны алканам. Атомы водорода в них замещаются на галоген по свободно-радикальному механизму. Поэтому в отсутствие катализатора при нагревании или УФ-облучении идет радикальная реакция замещения в боковой цепи. Влияние бензольного кольца на алкильные заместители приводит к тому, что замещается всегда атом водорода у атома углерода, непосредственно связанного с бензольным кольцом (a -атома углерода).
1) C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 h ν → C 6 H 5 -CH 2 -Cl + HCl
в) гомологов бензола в присутствии катализатора
C 6 H 5 -CH 3 + Cl 2 AlCl 3 → (смесь орта, пара производных) +HCl
2. Нитрование (с азотной кислотой)
C 6 H 6 + HO-NO 2 t, H2SO4 →C 6 H 5 -NO 2 + H 2 O
нитробензол - запах миндаля !
C 6 H 5 -CH 3 + 3HO-NO 2 t, H2SO4 → С H 3 -C 6 H 2 (NO 2) 3 + 3H 2 O2,4,6-тринитротолуол (тол, тротил)
Применение бензола и его гомологов
Бензол C 6 H 6 – хороший растворитель. Бензол в качестве добавки улучшает качество моторного топлива. Служит сырьем для получения многих ароматических органических соединений – нитробензола C 6 H 5 NO 2 (растворитель, из него получают анилин), хлорбензола C 6 H 5 Cl, фенола C 6 H 5 OH, стирола и т.д.
Толуол C 6 H 5 –CH 3 – растворитель, используется при производстве красителей, лекарственных и взрывчатых веществ (тротил (тол), или 2,4,6-тринитротолуол ТНТ).
Ксилолы C 6 H 4 (CH 3) 2 . Технический ксилол – смесь трех изомеров (орто -, мета - и пара -ксилолов) – применяется в качестве растворителя и исходного продукта для синтеза многих органических соединений.
Изопропилбензол C 6 H 5 –CH(CH 3) 2 служит для получения фенола и ацетона.
Хлорпроизводные бензола используют для защиты растений. Так, продукт замещения в бензоле атомов Н атомами хлора – гексахлорбензол С 6 Сl 6 – фунгицид; его применяют для сухого протравливания семян пшеницы и ржи против твердой головни. Продукт присоединения хлора к бензолу – гексахлорциклогексан (гексахлоран) С 6 Н 6 Сl 6 – инсектицид; его используют для борьбы с вредными насекомыми. Упомянутые вещества относятся к пестицидам – химическим средствам борьбы с микроорганизмами, растениями и животными.
Стирол C 6 H 5 – CH = CH 2 очень легко полимеризуется, образуя полистирол, а сополимеризуясь с бутадиеном – бутадиенстирольные каучуки.
ВИДЕО-ОПЫТЫ
ГЕКСАХЛОРЦИКЛОГЕКСАН
гексахлорциклогекса́н (ГХЦГ), гексахлоран, бензогексахлорид, вермексан, гаммексан, пультокс, препарат 666, хлорорганический инсектицид комплексного действия. Применяется в растениеводстве и животноводстве. Выпускается в форме технического препарата, 12%-ного дуста, 25%-ного порошка на фосфоритной муке, эмульсий, аэрозолей и дымовых шашек. Для теплокровных животных среднетоксичен (ЛД 50 для лабораторных животных 300500 мг/кг). Минимальная смертельная доза для кроликов 600 мг/кг, овец 500 мг/кг, взрослого крупного рогатого скота 200 мг/кг, лошадей 100,0 мг/кг. Молодняк, особенно телята, значительно чувствительнее взрослых животных. Симптомы острого отравления: нарушение функции центральной нервной системы (беспокойство, саливация, тремор мышц, ), сердечной деятельности, дыхания; угнетение, адинамия. Смерть от паралича дыхательного центра. Специфических противоядий нет. Лечение симптоматическое. Г. обладает выраженным кумулятивным действием (накапливается в организме животного, органах и тканях плода). Выделяется с молоком и яйцами. Содержание остатков Г. в продуктах животного происхождения не допускается. В кормах для молочного, скота и яйценоской птицы допускается содержание Г. не более 0,05 мг/кг, для откормочных животных не более 0,2 мг/кг. Запрещается обработка препаратами Г. молочного, убойного скота и птицы, а также помещений, где содержится молочный скот. Ботву картофеля и свёклы запрещается скармливать животным ранее чем через 75 суток после обработки Г. Выпас скота и сенокошение на участках, обработанных Г. , разрешаются только через 30 суток.
Ветеринарный энциклопедический словарь. - М.: "Советская Энциклопедия" . Главный редактор В.П. Шишков . 1981 .
Синонимы :Смотреть что такое "ГЕКСАХЛОРЦИКЛОГЕКСАН" в других словарях:
гексахлорциклогексан - гексахлорциклогексан … Орфографический словарь-справочник
гексахлорциклогексан - сущ., кол во синонимов: 2 гексахлоран (2) яд (134) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
ГЕКСАХЛОРЦИКЛОГЕКСАН - (ГХЦГ, гексахлоран), мол. м. 290,83. Имеет 8 стабильных изомеров, различающихся положением (аксиальным а или экваториальным е)атомов С1 по отношению к плоскости цикла: т. пл. 157,5 158,5 … Химическая энциклопедия
Гексахлорциклогексан - … Википедия
ГХЦГ - гексахлорциклогексан … Словарь сокращений русского языка
Гексахлоран - гексахлорциклогексан, химический препарат, смесь 8 изомеров 1, 2, 3, 4, 5, 6 гексахлорциклогексана. Г. один из важных инсектицидов (См. Инсектициды). Препарат, содержащий 99 100% γ изомера, называется «линдан» … Большая советская энциклопедия
Стойкие органические загрязнители - Страны подписавшие и ратифицировавшие Стокгольмскую конвенцию Стойкие органические загрязнители, сокращенно СОЗ, редко «Грязная дюжина» веществ (англ. persistent organic pollutants POP) общее наименование наиболее опасных органических… … Википедия
ПЕСТИЦИДЫ - (от лат. pestis зараза, caedo убиваю) химические средства борьбы с вредоносными или нежелательными микроорганизмами, растениями, животными; природные синтетические вещества. Позволяют сохранить не менее 1/3 урожая и существенно сократить затраты… … Российская энциклопедия по охране труда
ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ - ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. см. ХЛОРОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ. Физико химические свойства и применение. Хлорорганические соединения (ХОС) широко применяют в качестве инсектицидов, акарицидов и фунгицидов для борьбы с вредителями зерновых, зерно… … Болезни рыб: Справочник
Подкласс Открыточелюстные или Настоящие насекомые (Insectа Ectognatha) - Основные сведения о насекомых Из общего числа видов животных, населяющих Землю, на долю насекомых приходится около 70%. Число уже описанных видов приближается к миллиону, но ежегодно специалисты открывают и описывают все новые и… … Биологическая энциклопедия
Основные направления исследований в области ПГУ
К основным направлениям исследований в области ПГУ следует отнести:
Оценку запасов угля под разработку методом ПГУ;
Поиск путей повышения энергетического и химического к.п.д. процесса подземной газификации углей;
Разработку технологии и технико-экономической оценки комплексного использования газов ПГУ в энергетике и химической промышленности;
Получение газа заданного состава, удовлетворяющего требованиям переработки его на химическую продукцию, разработку методов очистки и обогащения газов для обеспечения более экономичного его использования в химической технологии;
Разработку методов управления и контроля состава газов ПГУ;
Технико-экономическое обоснование целесообразности переработки газов ПГУ на химическую продукцию с учетом роста дефицита и стоимости природного газа и нефти;
Разработку методов очистки и их обогащения, а также разработать методы утилизации тепла и выгазованной зоны и газов ПГУ.
Для решения названных проблем уже сейчас необходимо определить перспективные угольные месторождения под разработку, провести исследования по усовершенствованию технологии (выбор оптимальной сетки скважин, методов сбойки, интенсивности и состава дутья и т.д.), определить пригодность существующих схем технологической переработки газов ПГУ, осуществить выбор и конструирование оборудования для скважин и наземного перерабатывающего комплекса, в том числе подбор термо и коррозионностойких материалов и покрытий для скважин и наземных коммуникаций.
Стратегически газ ПГУ может использоваться как местный промышленный энергоисточник на базе работы комплексного предприятия ≪ПГУ- ТЭС≫.
Исключительно перспективен метод ПГУ для снабжения энергией Приморья, где целесообразно в районе ряда закрытых шахт строительство станций ПГУ.
Вопросы к разделу:
1. Технологическая схема станции подземной газификации угля.
2. Стадии процесса газификации угля.
Подземное сжигание серы - метод разработки месторождений само-
родной серы путем ее высокотемпературного окисления на месте залега-
Идея метода восходит к старинной практике выплавки серы из са-
мородных руд за счет тепла сжигания части серы в специальных пе-
чах - ≪калькаронах≫. Первая попытка получения серы при ее частичном
сжи гании под землей была предпринята в 1910 г. итальянским инженером
Д. Фиори, который предлагал сжигать серу на верхних этажах предвари-
тельно подготовленного вертикальными и горизонтальными выработка ми
рудного блока, с тем чтобы на нижних этажах блока собирать сте кающую
жидкую серу. На практике выяснилось, что полученная таким образом
сера содержит много золы и выход ее незначителен.. В 30-е годы XX века
предложения по осуществлению процесса частичного сжигания серы
на месте залегания через скважины с получением серы в виде жидкости
или паров выдвигались австрийским инженером Г. Шмацелем и итальян-
ским Р. Вердерамо. В 1958 г. итальянский инженер Д. Джорджи опубли-
ковал проект разработки ≪верхней горящей зоны≫ рудника Коццо-Дизи
(Сици лия). В проекте предусматривалось как использование сернистого
газа при производстве кислоты, так и выпуск жидкой серы. В 1962-66 гг.
американские инженеры Миллер, а также Уайт и Мосс предложили про-
изводить сжигание ее на месте залегания, подавая воздух для горения и
отводя образованный газообразный сернистый газ через скважины. Дан-
ные эксперименты были проведе ны в США. Метод подземного сжигания
серы с ориентацией на преимущест венное получение сернистого газа
для производства серной кислоты раз рабатывался в 1973-79 гг. МОНИЛ-
Гео ГИГХС. при менительно к необводненной части Гаурдакского серного
месторожде ния (Туркменистан). В 1976-1978 гг. проведены успешные
испытания технологии на опытной установке Гаурдакского серного заво-
да. Показано, что при воз душном дутье температура в очаге горения до-
стигает 1200 °С, при этом в газах сжигания содержится 5-15 % SO2, что
соответствует условиям про изводства серной кислоты. Коэффициент вы-
горания серы в зоне горения превышает в очаге горения 90 %, в среднем
по опытной установке 78,6 %.
Сущность метода заключается в создании в серном пласте управляе-
мого очага горения серы, параметры которого поддерживаются на уровне,
достаточном для получения кондиционного для производства серной кис-
лоты сернистого газа.
Процесс горения серы и обжига серных руд достаточно изучен. Одна-
ко в пластовых условиях этот про цесс осложнен и зависит от структуры
и текстуры серных руд, минералогического и химического состава вме-
щающих пород, от содержания серы в руде, мощности, пористости и про-
ницаемости пласта, от распределения пор и трещин пласта по размерам,
от обводненности пласта, от давления, темпа нагнетания и состава окис-
лителя и др.
Температура воспламенения серы в порах пласта является слож ной
функцией состава реагирующей смеси, характерного диаметра пор, давле-
ния, теплопроводности и наличия примесей в жидкой сере. В част ности,
было показано, что серные пары могут воспламеняться только в порах
размером в несколько миллиметров при температуре свыше темпе ратуры
кипения серы. Таким образом, горение серы происходит только в крупных
порах пласта, не проникая в глубь серных блоков. Образование движуще-
гося внутрипластового очага горения серы приводит к появле нию харак-
терного продольного распределения температуры в виде ≪теп ловой вол-
ны≫, в которой можно выделить зоны предварительного про грева, зону
расплавленной серы, зону горения и зону выгоревшей руды. По мощности
пласта выгорание происходит преимущест венно в верхней части, при этом
у подошвы пласта образуется ≪серная лужа≫. Процесс внутрипластового
сжигания серы происходит в несколь ко стадий. На первой стадии произ-
водится розжиг пласта с поддержани ем температуры очага горения до тех
пор, пока его собственное тепло выделение не превысит тепловые потери.
По мере прогрева пласта сер ные пары из мелкопористых блоков поступа-
ют в более крупные поры и трещины, где происходит их окисление, а часть
серы впереди фронта горения выплавляется из рудных блоков и стекает к
подошве пласта. Та ким образом, на второй стадии процесса очаг горения
продвигается только по наиболее крупным порам и трещинам. При этом
часть не окисленных серных паров
конденсируется в непрогретых зонах, кольматируя пласт. На третьей,
самой длительной стадии процесса происходит догорание серы в блоках
и у подошвы пласта. На каждой из стадий су ществует своя зависимость
между расходом дутья и концентрацией сер нистого газа, что дает возмож-
ность управлять процессом подземного сжигания серы, достигая конди-
ционного состава газов сжигания.
Технология подземного сжигания серы включает в себя следующие
операции:
1. Вскрытие пласта скважинами с обсадкой их металлическими ко-
лоннами труб до кровли пласта. Бурение по пласту производится колон-
ковым способом с отбором керна.
2. Проведение опытных нагнетаний воздуха в скважины с измерени-
ем его давления и расхода во времени для определения фильтрационных
характеристик пласта и его подсушивания. Для выявления возможных
мест утечек газа производится подача в пласт стойких дымов.
3. Розжиг пласта с использованием забойных газовых горелок или пу-
тем спуска в забой горящего кокса. Розжиг прекращается при появлении в
газах сжигания сернистого ангидрида с концентрацией более 3- %.
4. Управление составом газов сжигания путем изменения расхода
воздуха, точки подачи дутья и точки отвода газов.
5. Сбор газов сжигания.
6. Обеспыливание и осушку газов сжигания.
7. Каталитическое доокисление сернистого ангидрида до серного ан-
гидрида, например, в аппаратах двойного контактирования.
8. Получение серной кислоты в олеумном абсорбере.
9. Нейтрализация и утилизация кислых стоков и шламов.
Выполненные исследования показали: что экономич ес ки е п ок аз ат ел и
технологии ПСС могут быть при няты по аналогии с ПГУ в части газифи-
кации и по аналогии переработки сернистых газов цветной металлургии в
части производства серной ки слоты. Расчеты показывают, что по сравне-
нию с базовыми методами производства кислоты из серы и колчедана тех-
нология ПСС экономически выгодна при минимальной производитель-
ности пред приятия 100 тыс. т серной кислоты в год.
Экологические аспекты П СС связаны с гарантией нераспро странения
очага горения за контуры отрабатываемого участка и прорыва токсичных
продуктов сжигания на поверхность. Практика тушения по жаров на сер-
ных рудниках свидетельствует, что существует два основ ных принципа
успешного решения проблемы -прекращение притока воздуха и сниже-
ние температуры очага горения. При случайных пожарах вблизи откры-
той поверхности оба принципа осуществить удается с большим трудом.
При целенаправленной организации очага горения на большой глубине,
как показали опыты, проблема изоляции очага существенно облегчает-
ся. Перерывы в подаче окислителя приводят к значительной кольматации
периферийных зон сконденсированной серой и к самоизоляции участка
сжигания. Подача воды непосредственно в очаг нецелесообразна, так как
вследствие высо ких температур в пласте развивается высокое давление
пара, которое может привести к образованию разрыва пород пласта и
кровли. Наиболее рациональным является законтурное заводнение при
наличии системы соответствующих контрольных скважин.
П ер сп ек ти выП ССиз ад ач и д ал ьн ей ши х и сс ле до ва ни й. Пер-
спективны для ПСС, как показано выше, высокопроницаемые богатые
серные залежи, но их доля в общих ресурсах самородной серы невелика.
Поэтому представляется наиболее целесообразным развитие модифика-
ций метода применительно к малопроницаемым серным рудам и другим
нитам. В частности, показано, что может быть успешно реализован вари-
ант, предусматривающий первоначальное ведение процесса в двух близко
расположенных изолированных скважи нах. После соединения зон плав-
ления вокруг этих скважин образуется сбоечный канал, интенсивность
процесса увеличивается и постепенно в него вовлекаются скважины на
большем расстоянии.
В области получения товарной продукции перспективен поиск техно-
логических схем сернокислотного производства при низкой кон центрации
сернистого газа, схем с восстановлением элементарной серы, например с
использованием образующегося в бескислородных зонах се роводорода.
В целом, метод ПСС является весьма перспективным в качестве воз-
можной альтернативы существующим технологиям производства се ры и
серной кислоты и для восполнения возможного дефицита в этих видах
продукции.
Литература
1. Гридин О.М. Подземное сжигание серы. Дисс. на соиск. ученой степ.
канд. техн. наук М.,ГИГХС,1979.
2. Методические вопросы исследовании в геотехнологии. (Вып.З). Под
ред. В.Ж. Арен-са, ГИГХС, Люберцы, 1979.
3. Гридин О.М., Курицына Л.И., Гвоздев Н.В. Лабораторные исследова-
ния метода под земного сжигания серы. //Бесшахтная добыча горно-хими-
ческого сырья. Тр. ГИГХС, вып. 33, Люберцы, 1975.
4. Аренс В.Ж. , Гридин О.М., Курицына Л.И., Хчеян Г.Х. Основные
закономерности процесса внутрипластового горения серы. Ж. Физи-
ко-технические проблемы разра ботки полезных ископаемых, СО АН
СССР,№3,1980.
5. Шварцштейн Я.В, Кузьмин Г.А. Получение сернистого газа из эле-
ментарной серы., М, Химия, 1972.
6. Miller Wendell S. Burning process for recovering sulfur from the earth.
Pat. USA N 3131919,05.04.1962.
7. White Philip D., Moss John T. In-situ oxidation reaction within a sulfur
formation, contain ing sulfur. Pat. USAN 3410604, 01.12.1966.
8. Цейтлин А.Н. О закономерностях горения серы. Тр. НИОХИМ, т.
12, Л., Госхимиздат, 1959.
9. Г’угель Б.М. Верхние пределы воспламенения серы в кислороде и в
смесях с инертны ми газами. ЖФХ, т. 14, вып. 1, АН СССР, М., 1941.__
