+

RU2169598C2 - Method of destroying mustard gas - Google Patents

Method of destroying mustard gas Download PDF

Info

Publication number
RU2169598C2
RU2169598C2 RU97114781A RU97114781A RU2169598C2 RU 2169598 C2 RU2169598 C2 RU 2169598C2 RU 97114781 A RU97114781 A RU 97114781A RU 97114781 A RU97114781 A RU 97114781A RU 2169598 C2 RU2169598 C2 RU 2169598C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mustard gas
ammonia
mustard
products
ammonium chloride
Prior art date
Application number
RU97114781A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU97114781A (en
Inventor
А.Д. Зорин
Е.Н. Каратаев
А.М. Кутьин
Л.В. Степанова
А.М. Косяк
Е.В. Кучинский
В.В. Гормай
В.В. Сафронов
Е.Б. Поторопи
Original Assignee
Научно-исследовательский институт химии при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского
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 Научно-исследовательский институт химии при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского filed Critical Научно-исследовательский институт химии при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского
Priority to RU97114781A priority Critical patent/RU2169598C2/en
Publication of RU97114781A publication Critical patent/RU97114781A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2169598C2 publication Critical patent/RU2169598C2/en

Links

Landscapes

  • Treating Waste Gases (AREA)

Abstract

FIELD: detoxification technologies. SUBSTANCE: mustard gas is destroyed by interaction with ammonia at molar ratio 1:(4.0-6.0) and temperature 400-600 C, while hydrogen sulfide and ammonium chloride are absorbed by ammonia aqueous solution to give nontoxic products. EFFECT: achieved mustard gas destruction completeness.

Description

Предлагаемое изобретение относится к области уничтожения химического оружия, в частности иприта. The present invention relates to the field of destruction of chemical weapons, in particular mustard gas.

Известен способ уничтожения иприта путем его превращения в нетоксичные продукты взаимодействием с водными растворами щелочей (щелочной гидролиз) [1] . Если в качестве щелочи используется едкий натр, то продуктами реакции являются дивинил-сульфид, хлорид натрия и вода. Дивинилсульфид легко полимеризуется с образованием нерастворимого в воде полимера. Этот полимер подвергают захоронению или сжиганию. Данный способ является основным при детоксикации иприта в случае его боевого применения. Недостатками известного способа применительно к уничтожению больших количеств иприта является малая скорость протекания реакции гидролиза и необходимость применения больших количеств дегазирующего раствора. There is a method of destroying mustard gas by converting it into non-toxic products by interaction with aqueous solutions of alkalis (alkaline hydrolysis) [1]. If caustic soda is used as alkali, the reaction products are divinyl sulfide, sodium chloride and water. Divinyl sulfide readily polymerizes to form a water-insoluble polymer. This polymer is buried or incinerated. This method is the main method for the detoxification of mustard gas in case of its combat use. The disadvantages of this method in relation to the destruction of large quantities of mustard gas is the low rate of the hydrolysis reaction and the need for large quantities of degassing solution.

Известен способ уничтожения иприта путем его высокотемпературного окисления (сжигание в атмосфере кислорода) [2]. Этот способ характеризуется высокой производительностью и обеспечивает высокую степень превращения (более 99,99999%) боевого отравляющего вещества в нетоксичные продукты. Продуктами сжигания иприта являются диоксиды серы и углерода, вода, хлор и хлористый водород. Этот способ принят в качестве основного при уничтожении запасов иприта в США и ФРГ. Существенными недостатками известного способа, из-за которых он был отвергнут при уничтожении российских запасов иприта, является возможность образования в процессе сгорания иприта высокотоксичных диоксинов, а также высокая химическая агрессивность диоксида серы и хлористого водорода. A known method of destroying mustard gas by its high-temperature oxidation (burning in the atmosphere of oxygen) [2]. This method is characterized by high productivity and provides a high degree of conversion (more than 99.99999%) of chemical warfare agents into non-toxic products. The products of mustard gas combustion are sulfur dioxide and carbon dioxide, water, chlorine and hydrogen chloride. This method is accepted as the main method for the destruction of mustard gas in the United States and Germany. Significant disadvantages of this method, due to which it was rejected during the destruction of Russian mustard gas reserves, is the possibility of the formation of highly toxic dioxins in the process of mustard gas combustion, as well as the high chemical aggressiveness of sulfur dioxide and hydrogen chloride.

Известен способ перевода иприта в нетоксичные продукты путем взаимодействия со смесью моноэтаноламина и этиленгликоля, взятых в соотношении 10 : 1 [3]. Процесс протекает при температуре 100-110oC в течение 1 часа. Для уничтожения 1 кг иприта расходуется 1,1 кг смеси моноэтаноламина и этиленгликоля. В результате взаимодействия образуется сложная смесь серо-, хлор- и азотсодержащих органических веществ, которая направляется на сжигание [3] или на выделение из нее коммерчески ценных компонентов [4]. Этот способ принят в качестве основного при уничтожении запасов иприта в России и выбран авторами в качестве прототипа предлагаемого изобретения, как наиболее близкий к нему по назначению и технической сущности.A known method of converting mustard gas into non-toxic products by interaction with a mixture of monoethanolamine and ethylene glycol, taken in a ratio of 10: 1 [3]. The process proceeds at a temperature of 100-110 o C for 1 hour. To destroy 1 kg of mustard gas, 1.1 kg of a mixture of monoethanolamine and ethylene glycol is consumed. As a result of the interaction, a complex mixture of sulfur, chlorine, and nitrogen-containing organic substances is formed, which is directed to burning [3] or to isolating commercially valuable components from it [4]. This method is accepted as the main one for the destruction of mustard gas reserves in Russia and is chosen by the authors as a prototype of the invention, as the closest to it by purpose and technical nature.

Основным недостатком известного способа уничтожения иприта является сложность утилизации образующихся серо-, хлор- и азотсодержащих продуктов: при их сжигании возможно образование все тех высокотоксичных диоксинов и других веществ, что и при прямом сжигании иприта. Разделение на составляющие компоненты реакционной массы является очень трудоемким процессом и с практической точки зрения не рассматривается. The main disadvantage of the known method of eliminating mustard gas is the difficulty of disposing of the resulting sulfur, chlorine, and nitrogen-containing products: when they are burned, the formation of all those highly toxic dioxins and other substances is possible, as with direct combustion of mustard. The separation of the constituent components of the reaction mass is a very time-consuming process and is not considered from a practical point of view.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является упрощение процесса уничтожения иприта за счет превращения его в нетоксичные неорганические соединения серы и хлора и углеводороды. The problem solved by the invention is to simplify the process of eliminating mustard gas by converting it into non-toxic inorganic sulfur and chlorine compounds and hydrocarbons.

Поставленная задача решается таким образом, что уничтожение иприта химическим превращением его в нетоксичные продукты осуществляют путем взаимодействия ОВ с аммиаком при мольном соотношении 1:(4,0 - 6,0) и температуре 400-600oC, а образующийся при этом сероводород и хлористый аммоний поглощают водным раствором аммиака с получением в качестве нетоксичных продуктов сульфида аммония и хлористого аммония.The problem is solved in such a way that the destruction of mustard gas by its chemical conversion into non-toxic products is carried out by reacting OM with ammonia at a molar ratio of 1: (4.0 - 6.0) and a temperature of 400-600 o C, and the resulting hydrogen sulfide and chloride ammonia is absorbed in an aqueous solution of ammonia to obtain ammonium sulfide and ammonium chloride as non-toxic products.

Другими продуктами уничтожения иприта являются смесь углеводородов и азот. Азот образуется в результате частичного разложения аммиака. Углеводороды направляются на сжигание (на факел), а продукты сгорания вместе с азотом выбрасываются в атмосферу. Other products of the destruction of mustard gas are a mixture of hydrocarbons and nitrogen. Nitrogen is formed as a result of partial decomposition of ammonia. Hydrocarbons are sent for combustion (to the torch), and the products of combustion, together with nitrogen, are released into the atmosphere.

Реакция между ипритом и аммиаком осуществляется при небольшом избытке аммиака по сравнению со стехиометрически необходимым его количеством. Это необходимо для связывания всего содержащегося в иприте хлора в хлористый аммоний и для образования водного раствора сульфида аммония. Реакция уничтожения иприта проводится при мольном соотношении иприт: аммиак, равном 1:(4,0 - 6,0) и температуре процесса 400-600oC. При этих условиях взаимодействие иприта с аммиаком протекает количественно и приводит к полному уничтожению боевого отравляющего вещества.The reaction between mustard gas and ammonia is carried out with a small excess of ammonia compared with its stoichiometrically necessary amount. This is necessary for the binding of all chlorite contained in mustard gas to ammonium chloride and for the formation of an aqueous solution of ammonium sulfide. The mustard gas destruction reaction is carried out at a mustard: ammonia molar ratio of 1: (4.0 - 6.0) and a process temperature of 400-600 o C. Under these conditions, the interaction of mustard gas with ammonia proceeds quantitatively and leads to the complete destruction of the chemical warfare agent.

Таким образом, конечными накапливаемыми продуктами уничтожения иприта предлагаемым способом являются сульфид аммония и хлористый аммоний, т.е. практически не токсичные вещества, не представляющие угрозы для окружающей среды. Хлористый аммоний широко используется в промышленности, а сульфид аммония легко может быть превращен в более ценные вещества. Thus, the final accumulated products of the destruction of mustard gas by the proposed method are ammonium sulfide and ammonium chloride, i.e. practically non-toxic substances that do not pose a threat to the environment. Ammonium chloride is widely used in industry, and ammonium sulfide can easily be converted into more valuable substances.

Существенными признаками предлагаемого изобретения, обеспечивающими уничтожение иприта и его превращения в нетоксичные продукты, являются:
1 - использование в качестве реагента газообразного аммиака;
2 - мольное соотношение иприта и аммиака, равное 1:(4-6);
3 - температура процесса, равная 400-600oC;
4 - поглощение образующегося сероводорода и хлористого аммония раствором аммиака;
5 - получение в качестве накапливаемых конечных нетоксичных продуктов сульфида аммония и хлористого аммония.
The essential features of the present invention, providing the destruction of mustard gas and its conversion into non-toxic products, are:
1 - the use of gaseous ammonia as a reagent;
2 - molar ratio of mustard gas and ammonia, equal to 1: (4-6);
3 - process temperature equal to 400-600 o C;
4 - absorption of the resulting hydrogen sulfide and ammonium chloride with an ammonia solution;
5 - receiving as accumulated final non-toxic products of ammonium sulfide and ammonium chloride.

Одновременное сочетание всех этих признаков обеспечивает решение поставленной задачи - быстрое и полное уничтожение иприта и превращение его в нетоксичные продукты. The simultaneous combination of all these signs provides a solution to the problem - a quick and complete destruction of mustard gas and its transformation into non-toxic products.

Выбранный интервал мольного соотношения аммиака и иприта обусловлен условиями процесса. Если содержание аммиака меньше, чем 4 моля на 1 моль иприта, то имеет место полное уничтожение отравляющего вещества, но неполное превращение образующегося сероводорода в водном растворе в кислый сульфид аммония. Если мольное соотношение аммиака и иприта больше 6:1, то значительная его часть не используется ни в процессе основной реакции, ни в процессе поглощения сероводорода, что приводит к неоправданному расходу этого реагента. The selected interval of the molar ratio of ammonia and mustard gas is due to the process conditions. If the ammonia content is less than 4 mol per 1 mol of mustard gas, then there is a complete destruction of the poisonous substance, but incomplete conversion of the resulting hydrogen sulfide in an aqueous solution into acidic ammonium sulfide. If the molar ratio of ammonia and mustard is more than 6: 1, then a significant part of it is not used either during the main reaction or in the process of absorption of hydrogen sulfide, which leads to an unjustified consumption of this reagent.

При температуре ниже 400oC имеет место неполное превращение иприта, а при температуре выше 600oC аммиак заметно разлагается на азот и водород, что приводит к его перерасходу. Оптимальным является мольное соотношение иприта к аммиаку, равное 1:5, и температура 500oC.At temperatures below 400 o C there is an incomplete conversion of mustard gas, and at temperatures above 600 o C ammonia decomposes noticeably into nitrogen and hydrogen, which leads to its excessive consumption. The optimal is the molar ratio of mustard to ammonia, equal to 1: 5, and a temperature of 500 o C.

Способ уничтожения иприта взаимодействием его с аммиаком при мольном соотношении 1:(4,0 - 6,0) и температуре 400-600oC с последующим поглощением образующихся при этом сероводорода и хлористого аммония водным раствором аммиака с получением в качестве нетоксичных продуктов сульфида аммония и хлористого аммония неизвестен из открытых источников научно-технической и патентной информации и является новым.The method of destroying mustard gas by its interaction with ammonia at a molar ratio of 1: (4.0 - 6.0) and a temperature of 400-600 o C, followed by absorption of the resulting hydrogen sulfide and ammonium chloride with an aqueous solution of ammonia to produce ammonium sulfide as non-toxic products and ammonium chloride is unknown from open sources of scientific, technical and patent information and is new.

Предлагаемое изобретение осуществляют следующим образом: в трубчатый реактор длиной 400 мм и диаметром 30 мм, нагретый до температуры 500oC, через форсунку подают иприт в количестве 80 г/ч (0,5 моля/ч). Одновременно в реактор подают газообразный аммиак со скоростью 112 л/ч (5 молей в час). На выходе из реактора газообразные продукты, состоящие из сероводорода, хлористого аммония, смеси углеводородов, непрореагировавшего избыточного аммиака, направляются в скруббер, орошаемый водой. За счет растворения избыточного аммиака в воде образуется раствор гидроокиси аммония, обеспечивающий химическое поглощение сероводорода и улавливание хлористого аммония. При этом конечными продуктами уничтожения иприта являются: нетоксичные сульфид аммония и хлористый аммоний. Продукты реакции, которые не поглощаются водным раствором аммиака, утилизируются: смесь углеводородов с примесью азота направляется на сжигание, а продукты сгорания сбрасываются в атмосферу.The invention is carried out as follows: in a tubular reactor 400 mm long and 30 mm in diameter, heated to a temperature of 500 o C, mustard is supplied through the nozzle in the amount of 80 g / h (0.5 mol / h). At the same time, gaseous ammonia is supplied to the reactor at a rate of 112 l / h (5 moles per hour). At the outlet of the reactor, gaseous products consisting of hydrogen sulfide, ammonium chloride, a mixture of hydrocarbons, unreacted excess ammonia are sent to a scrubber irrigated with water. Due to the dissolution of excess ammonia in water, a solution of ammonium hydroxide is formed, which ensures the chemical absorption of hydrogen sulfide and the capture of ammonium chloride. In this case, the final products of the destruction of mustard gas are: non-toxic ammonium sulfide and ammonium chloride. The reaction products that are not absorbed by the aqueous ammonia solution are disposed of: a mixture of hydrocarbons with an admixture of nitrogen is sent to combustion, and the combustion products are discharged into the atmosphere.

Таким образом, предлагаемое изобретение обеспечивает полное уничтожение иприта и превращение его в нетоксичные продукты. Thus, the present invention provides the complete destruction of mustard gas and its conversion into non-toxic products.

Источники информации
1. Российский химический журнал (журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). Т. 37. Вып. 3, 1993. С. 28.
Sources of information
1. Russian Chemical Journal (journal of the Russian Chemical Society named after D.I. Mendeleev). T. 37. Issue. 3, 1993.S. 28.

2. Там же, Т. 38. Вып. 2, 1994. С. 34. 2. Ibid., T. 38. Issue. 2, 1994.S. 34.

3. Там же, Т. 37. Вып. 3, 1993. С. 28. и Т. 38. Вып. 2, 1994. 3. Ibid., T. 37. Issue. 3, 1993. S. 28. and T. 38. Issue. 2, 1994.

4. Там же, Т. 38. Вып. 2, 1994. С. 35. 4. Ibid., T. 38. Issue. 2, 1994.S. 35.

Claims (1)

Способ уничтожения иприта химическим превращением его в нетоксичные продукты, отличающийся тем, что превращение осуществляют взаимодействием иприта с аммиаком при мольном соотношении 1 : (4,0 - 6,0) и температуре 400 - 600oС, а образующийся при этом сероводород и хлористый аммоний поглощают водным раствором аммиака с получением в качестве нетоксичных продуктов сульфида аммония и хлористого аммония.The method of destroying mustard gas by chemical conversion of it into non-toxic products, characterized in that the conversion is carried out by the interaction of mustard gas with ammonia in a molar ratio of 1: (4.0 - 6.0) and a temperature of 400 - 600 o C, and the resulting hydrogen sulfide and ammonium chloride absorb aqueous ammonia with obtaining as non-toxic products of ammonium sulfide and ammonium chloride.
RU97114781A 1997-09-01 1997-09-01 Method of destroying mustard gas RU2169598C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97114781A RU2169598C2 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Method of destroying mustard gas

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU97114781A RU2169598C2 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Method of destroying mustard gas

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU97114781A RU97114781A (en) 1999-07-20
RU2169598C2 true RU2169598C2 (en) 2001-06-27

Family

ID=20196858

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU97114781A RU2169598C2 (en) 1997-09-01 1997-09-01 Method of destroying mustard gas

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2169598C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Основные технологические и экологические аспекты уничтожения иприта. - Российский химический журнал, т. XXXVIII, вып.2, с.35. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3845190A (en) Disposal of organic pesticides
US9084978B2 (en) Production of chemical compounds
US3778320A (en) Non-polluting disposal of explosives and propellants
JPS625008A (en) Method of decomposing noxious organic halide
WO2013032540A1 (en) Production of chemical compounds
US4853193A (en) Process for removing NOx and SOx from a gaseous mixture
RU2169598C2 (en) Method of destroying mustard gas
JPH01500454A (en) Combustion neutralization method for liquid waste products
CA2697369A1 (en) Method and apparatus for producing ammonium carbonate from urea
JPH09117735A (en) Decomposing treatment of organic hetero compound such as poison gas by hydrothermal action
Perlmutter et al. Absorption of nitric oxide promoted by strong oxidizing agents: organic tertiary hydroperoxides in n-hexadecane
RU2415829C2 (en) Method for combined production of sulphur oxide-containing product and fertiliser
US5846286A (en) Method for removing NOx from a gas stream while producing an alkaline earth nitrate fertilizer composition
US5211821A (en) Method and apparatus for providing ecological protection with respect to equipment using a halogenated hydrocarbon
RU2227052C2 (en) Method of annihilation of poison gasses
US6479723B1 (en) Process for chemical destruction of sulphur mustard
PL167513B1 (en) Method of converting sulfur dioxide contained in gaseous mixtures into elementary sulfur
WO1995018667A1 (en) Prevention of formation and destruction of organohalogen compounds in incineration of waste materials
US4530292A (en) Treatment of acidic organic and alkaline inorganic wastes
RU2096057C1 (en) Method of destroying lewisite
RU93039639A (en) METHOD FOR DISPOSAL OF IPRITA
SU981209A1 (en) Process for decomposizing alkali metal azide
WO1994022562A1 (en) A process for reducing the concentration of nitric oxide in an exhaust gas
US20230008305A1 (en) System and method thereof for efficient production of ammonia
DE3906037C1 (en)
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载