Sulfolane: Magic Extractor or Bad Actor? Pilot-Scale Study on Solvent Corrosion Potential

2.1.Sulfolan tarkibi va xususiyatlari. Rasmiy ravishda sulfolan siklik sulfon bo'lib, tarkibida to'rt elementli uglerod halqasi va sulfanil funktsional guruhi (R2SO2) oltingugurt atomi ikki kislorod atomiga ikki marta bog'langan, juda katta dipol momentiga ega (d = 4.7 debye), dielektrik konstantasi (b = 43.4) va past bug 'bosimi Sulfolanning zvitterion va dritterion rezonans tuzilmalari bilan tuzilishi shaklda ko'rsatilgan

1. 
   _(b)
   

sulfolane “zwitterion” “dritterion”

(c)
1-rasm Sulfolanning tuzilishi (a) gidrofil va gidrofob qismlar (b) 3D geometriya (c) rezonans tuzilmalari.

Sulfolan fizikaviy va kimyoviy xossalari (harakatsizligi va barqarorligi) kombinatsiyasi tufayli sikloalkanlardan yaqin qaynoq alkanlarni olib tashlash uchun ishlatiladigan suyuq-suyuqlik va suyuq-bug 'ekstraktsiyasidagi selektiv erituvchi hisoblanadi (neft fraktsiyalaridan olingan C5-C10). ) yoki arenlarni ekstraktiv rektifikatsiyalashda (BTX — benzol, toluol, ksilen) aromatik bo'lmagan to'yingan uglevodorod aralashmalaridan to'yinganligi va qutblanish darajasi boshqacha bo'lgan birikmalarni ajratish uchun) Sulfolan qoniqarli selektivligi tufayli ushbu jarayonlar uchun afzal qilingan hal qiluvchi hisoblanadi qiziqtiradigan aromatik moddalar uchun past qaynash harorati va uning nisbatan katta miqdordagi aromatik moddalarni nisbatan kam miqdordagi erituvchida eritish qobiliyati - sulfolanni ajratib olish jarayoni boshqa erituvchilar yordamida shunga o'xshash jarayonlarga qaraganda ancha arzon. Aromatik uglevodorodlarni qazib olishda va "nordon gazni tozalashda" an'anaviy qo'llanmalarga qo'shimcha ravishda (masalan, tabiiy gaz oqimidan kislota gazlarini olib tashlash uchun) sulfolanni texnik va biomedikal dasturlarda, masalan, yog'ochni fraktsiyalashda qo'llash mumkin. qatronlar, epoksi qatronlar uchun davolovchi vosita, elektronika va polimer ishlab chiqarish Bundan tashqari, sulfolan va uning analoglari yallig'lanish inhibitorlari (sulfolan ta'sirida paydo bo'lgan gipotermiya) va o'sma hujayralarining o'sish inhibitörlerinin xususiyatlarini namoyish etadi, ammo bu ta'sir turlarga xosdir va inson salomatligi uchun ekstrapolyatsiya qilinishi mumkin. bir kuzatuvchi ta'kidlaganidek, spekulyativdir. Sulfolan, dunyo bo'ylab yuqori ishlab chiqarishga ega (yiliga taxminan 18,000-36,000 tonna), suvsiz yoki suvli kimyoviy moddalar sifatida sotib olinishi mumkin bo'lgan tijorat kimyoviy moddasi (3-5% suv tarkibida qotib qolishni oldini oladi). ECHA (Evropa kimyo agentligi) ma'lumotlariga ko'ra, sulfolan yiliga 1000-10000 tonna miqdorida Evropa iqtisodiy zonasida ishlab chiqariladi va / yoki import qilinadi. Nazariy jihatdan, sulfolan / erituvchi oqishi katta miqdordagi sanoat maqsadlarida yuz bermaydi. joyida tiklash va tiklash orqali; ammo, odatdagi yo'qotish darajasi millionga 5-10 qism (millionga qism) ozuqa darajasi. Ba'zi kutilmagan / tasodifiy to'kilishlar, shuningdek, neftni qayta ishlash zavodlarida yoki gaz zavodlarida ekstraktsiya zavodlaridan oqish deyarli butun dunyoda qayd etilgan, bu Vadose zonasi, er osti suvlari va botqoqli erlar ekotizimlarining bexosdan ifloslanishiga olib keladi, Bundan tashqari, chiqindixonalardan oqish, texnologik jarayonlar va ishlab chiqarish quduqlari va qoplamasiz suv omborlaridan chiqib ketish natijasida gazni qayta ishlash zavodlari atrofidagi tuproq va er osti suvlarining sulfolan bilan ifloslanishi sodir bo'ldi. Sulfolanning past oktanol bilan birlashtirilgan suv bilan yuqori darajada aralashishi. suvni ajratish (Kow), uglerod-suvni ajratish koeffitsienti (Koc) va pKa qiymati ifloslangan joylardan joydan tashqariga ko'chib o'tishga olib keldi, shuning uchun aralashmaning ekologik taqdiri faol o'rganilmoqda. Sulfolanning oqishi va to'kilishini kamaytirish uning korrozivligi va sanoat tizimlarining (quvurlar, idishlar, nasoslar va boshqalar) yaxlitligiga ta'siri to'g'risida muhim savol tug'diradi. Sulfolan nasosining g'ildiraklari metall orqali o'tadigan sulfolanning tezligi tufayli korroziyaga ayniqsa sezgir ekanligi kuzatilgan. Ko'rinib turibdiki, sulfolanning korroziyasi aniq sanoat muammosi bo'lib, uning ommaviy tarqalishi yo'q, chunki tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, korroziya hech qachon shiddatli bo'lib, sulfolanning o'simlik tashqarisiga oqib chiqishi / to'kilishiga olib keladi. Aslida, ish sharoitida standartdagi toza sulfolan tarkibida barqaror va po'latga nisbatan korroziv emas, ammo sulfolan tizimlari, agar kislorod izlari bilan ifloslangan bo'lsa va odatdagi jarayon sharoitida (170-180 ° C), sulfolanning parchalanishiga va korroziv hosil bo'lishiga olib kelishi mumkin ( -) mahsulotlar -po'latning korroziyasi juda tez bo'lishi mumkin, bu sanoat uskunalariga jiddiy zarar etkazadi. Sulfolanning parchalanishini odatda sulfolanni erituvchi sifatida ishlatiladigan suv borligi va navbati bilan kislorod va / yoki xloridlar borligi bilan kuchaytirish mumkin. Kislorod va xlorid kontsentratsiyasi o'rtasida bir nechta umumiy korrelyatsiyalar ma'lum va tavsiflanadi, bu sulfolanning korroziyalanishiga olib keladi, masalan, kislorod miqdori 0,5% dan yuqori va suv 3% dan yuqori bo'lsa, sulfolanning parchalanishi va kislota koroziflari hosil bo'ladi. Shu bilan birga, sulfolanning korroziyasiga oid ma'lumotlar hanuzgacha individual aralashmalarni, ularning chegaralari va uglerod va qotishma po'latlarning korroziya darajasi bo'yicha o'zaro ta'sirini batafsil va miqdoriy baholashga ega emas. Atrof muhitda sulfolanning taqdirini va insonning ushbu hal qiluvchi ta'sirining asosiy mumkin bo'lgan yo'llarini kuzatib borish muhimmi? Yuqoridagi savolga javob ijobiy, chunki sulfolan er usti va er osti suvlari, nordon gaz zavodlari atrofidagi maishiy quduqlarning ifloslanish xavfini tug'diradi va joydan tashqariga ko'chib o'tadi - suyuq va qattiq fazalar o'rtasida ifloslantiruvchi moddalarning ommaviy tarqalishi kuzatilgan. sanoat maydonchalari yaqinidagi bir nechta mintaqalarda er osti suvlarida uchraydi, shuning uchun odamlar uchun potentsial xavfni ba'zi bir baholash toksiklik ko'rsatkichlari, shu jumladan bir nechta genotoksikani o'rganish, bir nechta turlarga ta'sir qilishning ko'plab marshrutlaridan foydalangan holda o'tkir toksikani o'rganish yoki surunkali og'iz zaharliligini tahlil qilish bilan amalga oshirildi. Aslida, hayvonlarning ma'lumotlari shuni ko'rsatadiki, reproduktiv va rivojlanish toksikligi faqat boshqa yumshoq yon ta'sirlar bilan bog'liq bo'lgan konsentratsiyalardan yuqori bo'lishi mumkin. Sulfolan laboratoriya kalamushlari va dengiz cho'chqalari uchun 200 mg / kg dan yuqori dozalarda juda zaharli ekanligi ma'lum. Yaxshiyamki, sulfolan mutagen, klastogen yoki kanserogen bo'lishi mumkin emas yoki reproduktiv salomatlik yoki rivojlanish xavfi tug'dirishi mumkin emas, ehtimol juda yuqori ta'sir qilish konsentratsiyasidan tashqari.

Qoida tariqasida sulfolan tarkibidagi ifloslantiruvchi moddalarni sanoat / ekologik zonalardan olib tashlash uchun qo'llaniladigan transformatsiyalar xususiyatiga qarab ikkita protsedurani ajratish mumkin: fizik (filtrlash) va kimyoviy (oksidlanish). Birinchi usul suyuq fazadagi ifloslantiruvchi moddalarni qattiq fazaga o'tkazilishini va (yoki faol uglerod bilan adsorbsiyani) o'z ichiga oladi, ikkinchisi esa molekulalarni termal / katalitik oksidlanish, yonish yoki parchalanish orqali zararsiz (yon mahsulotlarga) molekulalarning yo'q qilinishi / parchalanishi bilan bog'liq. Sulfolanning to'liq oksidlanishini quyidagicha ta'riflash mumkin:

C₄H₈O₂S + 6.5O₂ → 4CO₂ + 3H₂O + 2H⁺ + SO₄²⁻ (1)

Tabiiy ravishda paydo bo'lgan mikroorganizmlarning ifloslangan hududlarda metabolik imkoniyatlaridan foydalanib, boshqariladigan tabiiy susayish yoki biostimulyatsiya kabi usullardan foydalanish sulfolan bilan ifloslangan suv qatlamlarini tozalash paradigmasidan keyin qayta tiklashning bir usuli bo'lishi mumkin. ... faol loy tizimida, chiqindi suvlarni tozalash paytida yoki suvli qatlamning ifloslangan cho'kindilaridan foydalangan holda laboratoriya mikrokozmida, bu navbati bilan aerob va anaerob sharoitida baholandi. Sulfolan bilan ifloslangan atrof-muhit namunalari ozuqa moddalari bilan boyitilgan aerob mikrokosmoslarida biologik parchalanishi oson.