Удаление сероводорода из попутно добываемой воды

[Гесс]

Chemist и talgar - прекращаем препирательство и чуханье ЧСВ. Конкретику плиз, а не эти ваши "известные особенности" и "в отличие от вас я знаю".

[chemist]

Гесс, не волнуйтесь, Ваше ЧСВ тут никак не затронуто
О том, что сероводород, будучи кислым газом, поглощается анионитами, пишет каждый второй учебник по ионному обмену, вот на вскидку:

Лебедев К.Б. Иониты в цветной металлургии - 1975, стр.288.PNG

.
Доказывать это, всё равно, что доказывать, будто молекулы состоят из атомов, какое уж тут препирательство, не смешите

[talgar]

1. В цитате идёт речь о сорбции из газов, а не водных растворов в присутствии больших концентраций примесей.
2. Смола ЭДЭ10П имеет смесь основных групп, включая четвертичные. Квалифицирывать эту смолу как чисто слабоосновную - некорректно.
3. Слабоосновные смолы не могут быть в ОН-форме по определению. Об этом пишет каждый первый учебник по ионному обмену. Речь идёт о сильноосновных смолах или, по крайней мере, содержащих большое количество сильноосновных групп.
Мало найти цитату, надо понимать, что там написано.

И, уважаемый Гесс, этот тон задал не я. Раньше надо было реагировать.

[chemist]

talgar, иониту всё равно где обменивать ион - в воде или в воздухе, хотя гелевые формы в газовой фазе неэффективна, это специалистам известно. Всё остальное к автору книги, пожалуйста, у меня нет желания объяснять Вам известные факты, Вы так и будете путаться, судя по желанию не доказать, а тупо переспорить
Вы согласны с тем, что сероводород поглощается простыми ионитами, а значит дорогие хелатные не нужны? Тогда в чём вопрос? ЧСВ не даёт? Плюньте и разотрите!

[Гесс]

Гесс, не волнуйтесь, Ваше ЧСВ тут никак не затронуто

И, уважаемый Гесс, этот тон задал не я. Раньше надо было реагировать.

[chemist]

Доказал!

[alien308]

Обратитесь к тем кто делает катализаторы для очистки воды окислением, наверное Новосибрск, Ангарск. Может подберут что доброе.

[alien308]

https://www.google.ru/url?sa=t&rct=j&q= ... b22bYWHnEA например

[talgar]

Dear Chemist,

...Как вариант - использовать слабоосновный анионит с подходящим рКа.

Слабоосновные аниониты предназначены для сорбии анионов сильных кислот при рН от нейтральных до кислых.

вот с этого начилось "препирательтво". Кто-то посмел вас поправить?

Вы согласны с тем, что сероводород поглощается простыми ионитами...?

А я где-то писал, что ионитами нельзя поглащать сероводород? Я писал, что слабоосновные не годятся для этого. А вы на лету подменили предмет спора. Хотя, может вы разницу между сильноосновными и слабоосновными не очень понимаете...
Почему не применяют слабоосновные аниониты для сорбции анионов слабых кислот? На практике функциональные группы слабоосновных анионитов представлены алифатическими аминами, имеющими неподелённую электронную пару. Эти амины сами по себе электронейтральны и не способны к ионному обмену. При присоединении протона появляется возможность обменивать противоион. В какой среде происходит протонизация амина, тов. Chemist? Правильно, в кислой. Однако вот какая беда: слабые электролиты, типа сероводорода, в кислой среде не хотят диссоциировать и, поэтому, становятся очень равнодушны к ионному обмену. Т.е., получаем ситуацию "Не понос, так золотуха". Для иллюстрации граф из книги Кунина, Майерса "Ионообменные смолы":

Как видите, даже анионы сильных электролитов перестают сорбироваться слабоонсновным анионитом при рН выше 7-8.
А вот ещё от тех же авторов:

И ещё, из той же книги, которую цитировали вы:

Сильноосновные аниониты имеют гораздо более широкий диапазон рКа и обменивают анионы вплоть до рН13.
По этой причине в процессах обессоливания в промышленной водоподготовке слабоосновные аниониты стоят после катионитов в Н-форме и служат они только для удаления анионов сильных кислот (как вы говорите, "это специалистам известно").

...иониту всё равно где обменивать ион - в воде или в воздухе,...

Дорогой Chemist, о каком ионе в воздухе вы говорите? О плазме вроде речь не шла. В воздухе сероводород находится в виде нейтральной молекулы. Сорбироваться она может практически любым телом с развитой полярной поверхностью, включая сухой ионит - обыкновенная себе физическая сорбция, к ионному обмену прямо не имеющая отношения. Может даже растворяться в сорбированной влаге.

поглощается простыми ионитами, а значит дорогие хелатные не нужны

1. Сорри, экономический Стоимость ("дорогой, не дорогой") можно определить только в сравнии с чем-либо. Когда бабушка идёт на базар за картошкой, она сравнивает стоимость продукта со своей пенсией. И вы так рассуждаете. В бизнесе немного по другому. Есть цена проблемы (сероводород в воде), есть цена решения. Если разница цены решения и цены проблемы положительная, значит всё зашибись. И тут не цены конкретных ионитов надо сравнивать, а стоимость альтернативных комплексных технических решений.
2. К вашему сведению, некоторые аниониты обладают ярко выраженными хелатирующими свойствами.
3. А что означает "простые иониты"? Я такой классификации не знаю.

P.S. Не знаю, встали ли картинки на место.

[talgar]

Не встали. И какого рожна им надо?

[talgar]

Уважаемые химики! Подскажите, пожалуйста, какую-нибудь достойную методику удаления сероводорода из попутных воды.
... в данном случае pH довольно высока ~ 7.4, а понизить её необходимо до 2: большой расход кислоты.
Мы хотим опробовать реакцию взаимодействия солей трёхвалентного железа, или железного порошка, с образованием сульфида железа, ...сульфидов от 180 до 500 мг/л,
... Подскажите, в каком направлении двигаться и спасибо за внимание!

Уважаемый kenguru,
Очень интересная задача. После её детального обсуждения с коллегами на данном форуме лично я склоняюсь к такому совету.
Итак, вы имеете:
1. Высокое общее солесодержание.
2. Наличие органики, в основном углеводороды, но может и ещё что-то.
3. Сероводород.
Наиболее эффективным методом было бы селективное удаление сероводорода в какой-либо форме. Мне представляется, что образование сульфидной связи с катионом переходного металла есть пример такого селективного процесса для данной системы.
Как это осуществить на практике? Можно воспользоваться техникой лигандного обмена. Суть его в следующем:
1. Насыщаете ионообменную смолу катионами железа (просто потому, что железо дешевле). Железо должно прочно удерживаться смолой, поэтому надо использовать хелатные смолы, например, аминофосфоновую. (Chemist, цена такой смолы при закупке нормальных объёмов, а здесь они обещают быть нормальными, составляет порядка 10 баксов за литр без растаможки). Координатные числа таких катионов (если без экзотики) составляют 6,8. Если катион затратит 2,3 на связь со смолой, то он будет способен удерживать ещё лиганды и обменивать их с внешним раствором.
2. Пропускаете вашу воду через такую модифицированную смолу. Сульфиды связываются железом и остаются на смоле.
3. Для десорбции применяете раствор щёлочи. В десорбате получается сульфид натрия. Железо остаётся в смоле, готовое к следующему сорбционному циклу (Avor, не нужно десорбировать железо, тем более трилоном Б).
Суть процесса в том, что вы концентрируете сульфиды в меньшем объёме воды, с которым легче оперировать. Коэфициент концентрирования можно узнать только из эксперимента, он может составлять десятки, сотни раз. При более высокой концентрации и осаждение, и фильтрация пойдут экономичнее.
Я уже упоминал, что ионообменные смолы хорошо переносят контакт с нейтральной органикой.
И, кстати, такого типа смолы, уже с железом,производятся промышленно для удаления из воды, в частности, мышьяка.

[avor]

Я не уверен что железо на такой смоле будет адекватно себя вести в щелочном растворе, как и в том что щелочь вытеснит сероводород из такой системы. Как и не уверен в цене в 10 баксов за указанную смолу. Так же я не уверен, что такая гипотетическая система окажется дешевле, тоже гипотетической системы использующей окисление сероводорода, например кислордом воздуха.

[chemist]

Много бла-бла-бла, коллега talgar, но я попробую развеять дым

А я где-то писал, что ионитами нельзя поглащать сероводород? Я писал, что слабоосновные не годятся для этого.

Как видите, из приведенного мной отрывка из книги, очень даже годятся, будете и дальше препираться?

Почему не применяют слабоосновные аниониты для сорбции анионов слабых кислот? На практике функциональные группы слабоосновных анионитов представлены алифатическими аминами, имеющими неподелённую электронную пару. Эти амины сами по себе электронейтральны и не способны к ионному обмену. При присоединении протона появляется возможность обменивать противоион. В какой среде происходит протонизация амина, тов. Chemist? Правильно, в кислой. Однако вот какая беда: слабые электролиты, типа сероводорода, в кислой среде не хотят диссоциировать и, поэтому, становятся очень равнодушны к ионному обмену.

Для сорбции кислого H2S вовсе не нужен никакой ионный обмен, достаточно простого солеобразования (хемосорбции):
RN(CH3)2 + H2S ---> RNH(CH3)2+ + SH-, где R - полимерная матрица ионита
Реакция эта равновесная и при смещении рН в кислую или щелочную стороны приводит к разрушению продукта, поэтому для полноты извлечения H2S среду нужно держать нейтральной.

Дорогой Chemist, о каком ионе в воздухе вы говорите? О плазме вроде речь не шла. В воздухе сероводород находится в виде нейтральной молекулы. Сорбироваться она может практически любым телом с развитой полярной поверхностью, включая сухой ионит - обыкновенная себе физическая сорбция, к ионному обмену прямо не имеющая отношения.

С аминами H2S образует соли, часто настолько стабильные, что их можно выделить в индивидуальном виде (известны как сульфиды аминов). Почему же, по-Вашему, он не даёт солей с анионитом (см. выше), если слабоосновный анионит - это тот же полимерный амин, а, главное, как H2S отличат что именно перед ним - обычный (низкомолекулярный) амин или полимерный (анионит), если эти самые свободные электронные пары у них совершенно одинаковые? . Вот бы мне такой нюх!

1. Сорри, экономический Стоимость ("дорогой, не дорогой") можно определить только в сравнии с чем-либо. Когда бабушка идёт на базар за картошкой, она сравнивает стоимость продукта со своей пенсией. И вы так рассуждаете. В бизнесе немного по другому. Есть цена проблемы (сероводород в воде), есть цена решения. Если разница цены решения и цены проблемы положительная, значит всё зашибись. И тут не цены конкретных ионитов надо сравнивать, а стоимость альтернативных комплексных технических решений.
2. К вашему сведению, некоторые аниониты обладают ярко выраженными хелатирующими свойствами.
3. А что означает "простые иониты"? Я такой классификации не знаю.

Обычные (не комплексообразующие, т.е. простые) иониты стОят 1-2 тыс.долл./т, комплексообразующие же (например, с самой простой иминодиуксусной функцией) - в несколько раз дороже и требуют гораздо более дорогой регенерации.
Ионы железа, как и других поливалентных металлов, конечно, можно использовать для придания комплексообразующих свойств аниониту, но только один раз, т.к., повторяю, гелевый ионит "зашьётся" и выродится в обычные пластиковые шарики без признаков каких-либо ионообменных свойств

[talgar]

Я не уверен

Как и не уверен

Так же я не уверен

Это всё?
И что такое

железо ... будет адекватно себя вести...

?
Это из какой области знаний? Психология?
По поводу возможности десорбции сульфидов с железа:

iron sulfide pH diagrams.png

Chemistry of Iron Sulfides. Hem. Rev. 2007, 107, 514−562

и это

пирит_щёлочь.png

BEHAVIOR OF MINERAL MATTER DURING ALKALINE LEACHING OF COAL. C.-W. Fan, R. Markuszewski, and T. D. Wheelock, Iowa State University

[avor]

Это картинки для каких-то еле ощутимых концентраций железа и сульфида.......... И никак не развевают моих сомнений.
Скажите вы сами так делали? Если делали и все проверили то я вам верю. Если не делали. Давайте будем рассматривать ваше предложение, как одно из возможных, которое требует экспериментальной проверки и ТЭО. И закончим на этом.

[talgar]

Это картинки для каких-то еле ощутимых концентраций железа и сульфида.......... И никак не развевают моих сомнений.

Нет проблем. Каждый имеет право на сомнения.

[talgar]

...но я попробую развеять дым

"Остапа несло" C Ильф & Петров.
С вами нет смысла спорить: вы опять подменяете исходный предмет спора и игнорируете аргументы оппонета, видимо потому, что нечего возразить.
В своих пассажах про сульфид аммония вы забыли про воду , сероводород-то из воды надо удалять, а не оттуда, откуда вам удобно.
Перл про "...гелевый ионит "зашьётся" и выродится..." я буду показывать своим коллегам, - повеселимся. Кстати, почему "гелевый"?

[chemist]

Коллега talgar, нельзя ли покорректнее, без выпендронов так сказать, тем более, по количеству букаф несёт как раз Вас. Или это Ваша основная цель?
Откуда Вы взяли, что я забыл про воду? Вода сама-собой подразумевается, зачем о ней в попыхах упоминать как на экзамене.
Большинство ионитов имеет гелевую структуру, Вы не в курсе?
Конечно стоит рассказывать своим коллегам основы, которые я тут дал, если коллеги также слабовато разбираются в ионитах как и Вы.

[spets]

Отработанная технология - это каталитическое жидкофазное окисление до серы:
http://ahmadullins.com/publiclist/artic ... rovodoroda
Сера легко удаляется в виде серной пены.
Сейчас есть разработки значительно улучшающие процесс.