Гипохлорит натрия как осветляющий агент

[Алексей_Лунин]

Всем доброго времени суток!

На производстве решили перерабатывать кубовые отходы производства некоторых органических продуктов.
В принципе по своему качественному составу они вполне приемлемы для дальнейших манипуляций, но из-за цветности с ними ничего нельзя сделать. По внешнему виду - смесь черного цвета. Поэтому стоит задача улучшить их цветность, до светло-коричневого или еще лучше желтого. Такой результат в принципе вполне устраивает.
Из все массы окислителей-отбеливателей был выбран гипохлорит натрия как наиболее пожаро-взрывобезопасный агент.
Спустя месяц лабораторных работ, удалось наконец-то подобрать условия которые дали удовлетворительные, я бы даже сказал очень хорошие результаты. Одна проблема - простое введение гипохлорита натрия ничего не дает. Абсолютно нет никакого эффекта.
Необходимо сначала нейтрализовать его (как бы ужасно это не звучало ) 37% соляной кислотой до рН < 6,0. И уже только эта смесь выступает как активный осветляющий агент. Кислоты конечно надо немного, но все-таки в больших масштабах - операции порядка 5 тонн, приведет к существенному и заметному выделению хлора, что естественно нежелательно.
Известно, что наиболее активно гипохлорит как отбеливающий агент ведет себя в области рН =7.0. Пробовал вводить кислоту в исходную смесь кубовых, даже закислять их до рН <4, все равно введение товарного стабилизированного (щелочного) гипохлорита никакого осветления не производит.
В результате пришел к выводу, что активное осветляющее вещество может быть не сам NaClO, а продукт взаимодействия NaClO и HCl.
Но вроде как по литературе выходит, что помимо хлора, такое опасное взаимодействие приводит к образованию солей хлорида натрия NaCl и хлората натрия NaClO3. Первая соль понятное дело не может приводить к отбеливающему эффекту, а вторая, опять-таки согласно литературе, в водных растворах (а у меня в системе около 10 % воды) окислительные свойства проявляет весьма слабо.
Сам являюсь к.х.н., но сломал себе всю голову.
Есть результат - предварительно обработанный кислотой гипохлорит осветляет, без обработки - никакого эффекта. Процесс осветления протекает при 80-100 град. Смешение гипохлорита натрия и кислоты по всем источникам - табу.

У кого какие мысли, какой набор продуктов может получаться при взаимодействии гипохлорита натрия и 37% соляной кислоты?

[kika]

Интересное наблюдение!
А Вы, когда проводили опыты на маленьких образцах, следовали изменение рН во время осветления?
Или оно так и держалось на под 6, которые Вы имели после прибавления солянки?
Дело в том, что как окислитель, гипохлорит работает в щелочной среде. Для работы в кислой среде с целью окисления берут NaClO2, к примеру.
...хотя появилось такое объяснение.
Для улучшение окислительных свойств гипохлорита иногда используют катализатор - стабильный радикал. Так вот, когда готовят этот "радикальный катализатор", среда кислая...

[ Post made via Android ]

[antabu]

При подкислении гипохлорита - не очень простая система, и видимо, неравновесная, может получаться Cl2O, если исходный не содержит хлорида. А если подкислять соляной кислотой, тогда Cl2.
Смотрите в старых учебниках, типа Реми.
Видимо, у Вас действующим отбеливателем является элементарный хлор.

[himdim2012]

как альтернатива возьмите озон. В принципе проблема на мой взгляд решается созданием приточно вытяжной вентиляцией.

[Любитель_Манниха]

А что, никакие свойства "отбеливание" не херит? Кто сказал, что окисляться будет только окрашенное и вы не получите кашу из продуктов окисления всего, что есть в этой субстанции?

[ Post made via Android ]

[Кохиба Робустас]

А с перекисью почему не хотите попробовать?

[Алексей_Лунин]

При подкислении гипохлорита - не очень простая система, и видимо, неравновесная, может получаться Cl2O, если исходный не содержит хлорида. А если подкислять соляной кислотой, тогда Cl2.
Смотрите в старых учебниках, типа Реми.
Видимо, у Вас действующим отбеливателем является элементарный хлор.

Думал про хлор. Но вряд ли.
Дело в том, что вместе с осветлением смесь в конце процесса не должна содержать воды. Поэтому проводил эксперимент - одновременное осветление с отгонкой воды под вакуумом при температуре 80-100 град.
Если принять, что окислитель (отбеливатель) растворенный хлор, то даже без нагревания при вакууме -1 (примерно) в смеси его бы не осталось.
А моя смесь напротив спокойно себе ответвлялась, причем наблюдалась классическая зависимость скорости реакции (осветления) от температуры. Чем она была выше, тем быстрее наступал эффект. И осветление проходило в зависимости от скорости нагрева, но никак не раньше 20 минут.

[Алексей_Лунин]

Интересное наблюдение!
А Вы, когда проводили опыты на маленьких образцах, следовали изменение рН во время осветления?
Или оно так и держалось на под 6, которые Вы имели после прибавления солянки?
Дело в том, что как окислитель, гипохлорит работает в щелочной среде. Для работы в кислой среде с целью окисления берут NaClO2, к примеру.
...хотя появилось такое объяснение.
Для улучшение окислительных свойств гипохлорита иногда используют катализатор - стабильный радикал. Так вот, когда готовят этот "радикальный катализатор", среда кислая...

[ Post made via Android ]

Если не затруднит, можно поподробнее про этот "радикальный катализатор"?

[Алексей_Лунин]

А что, никакие свойства "отбеливание" не херит? Кто сказал, что окисляться будет только окрашенное и вы не получите кашу из продуктов окисления всего, что есть в этой субстанции?

[ Post made via Android ]

Понимаете, исходная смесь - это кубовые отходы производства. В принципе главное их предназначение - быть сожженными в печах сгорания. Так и делали на протяжении долгого времени. Но сейчас в эпоху коммерциализации и стремления получить выгоду абсолютно из всего, данная процедура стала весьма накладной. Испортить какие-либо свойства - вряд ли, но конечно такая вероятность есть.

Изменение свойств до и после осветления будет проверено в ближайшую неделю-две.
Хотя я думаю, что эффект осветления, напротив, свидетельствует об улучшении тех свойств, которые меня интересуют.

[Алексей_Лунин]

По поводу озона и пероксида водорода.

Главная моя цель, а если точнее задача, перенести этот процесс из лаборатории в производство. Приблизительные объемы производственных операций 10-30 тонн. При этот как я понял позицию руководства особых денег под этот проект выделять не собираются.
Иными словами, разработки проекта по все нормам ПБ И ОТ не будет, есть оборудвование: колонна ректификации, емкости, насосы и т.п. которые можно обвязать в единую схему.

Я на 100 % не знаю состав продуктов в исходной смеси, а уж в смеси после окисления и подавно. Исходная смесь - это 100% органика, итоговая смесь - также не должна содержать воды, поэтому подразумевается отгонка воды, если осветляющий агент вводится в виде водного раствора.

Использование пероксида водорода с большой вероятностью в каком-то количестве будет давать взрывоопасные гидропероксиды или просто органические пероксиды. Конечно пока есть вода, взрывоопасность равна 0, но вот в безводной среде, опасность накопления возрастает. А теперь представьте этот эффект на массе в 30 тонн продукта.
Рисковать, брать на себя ответственность не хочется. Хотя с 60%-пероксидом также проводил опыты и отгонял воду без последствий, но всегда итоговая смесь давала положительную реакцию на пероксо-соединения. И не понятно, то ли это остаточная перекись водорода, то ли это образовавшиеся пероксиды органических соединений. Правда в количественном отношении их было немного, около 0,5%.

Про озон тоже самое, только опасения усилены в 1000 раз. Плюс я прикидывал использование озона не проходит по экономике.

[Jokermaniak]

А Вы сухой гипохлорит кидаете, или раствор?

[kika]

Если не затруднит, можно поподробнее про этот "радикальный катализатор"?

Вам интересно узнать, как он готовится или какой стабильный радикал используется?
Теперь по поводу больших количеств на больших аппаратах в комбинации с гипохлоритом.
Где-то даже фотографию приводила тут на форуме, как прошло тестовое испытание куска качественной стали с добавкой титана в реакционной смеси в присутствии гипохлорита.
Ржавеет, мама не горюй! ... правда, в щелочной среде,
может, после нейтрализации будет как-то по-другому...
Да, а типа активированного угля для обесцвечивания не пробовали? Может, для больших масштабов это и не покатит по экономике, но хотя бы для интереса.

[Алексей_Лунин]

А Вы сухой гипохлорит кидаете, или раствор?

Раствор. Около 160 г/л активного хлора

[himdim2012]

Про озон тоже самое, только опасения усилены в 1000 раз. Плюс я прикидывал использование озона не проходит по экономике.

любое окисление чревато последствиями, тем более на производстве. Начиная от взрыва и заканчивая токсичными продуктами. 37 % солянка с точки зрения ТБ тоже очень опасна. С таким подходом я бы на вашем месте ушёл из проекта, очень опасно Изменять конструкцию опасных производственных объектов без проекта тоже очень опасно.

[Алексей_Лунин]

Если не затруднит, можно поподробнее про этот "радикальный катализатор"?

Вам интересно узнать, как он готовится или какой стабильный радикал используется?
Теперь по поводу больших количеств на больших аппаратах в комбинации с гипохлоритом.
Где-то даже фотографию приводила тут на форуме, как прошло тестовое испытание куска качественной стали с добавкой титана в реакционной смеси в присутствии гипохлорита.
Ржавеет, мама не горюй! ... правда, в щелочной среде,
может, после нейтрализации будет как-то по-другому...
Да, а типа активированного угля для обесцвечивания не пробовали? Может, для больших масштабов это и не покатит по экономике, но хотя бы для интереса.

Интересно всё )))

Саму нейтрализацию, если все так и останется, можно проводить в полиэтиленовых емкостях. Благо сейчас с формой, размерами проблем нет. На операцию 30 тонн нейтрализованного ГПХН надо не так уж и много.
А смесь органики и ГПХН вполне нейтральна, рН около 6-8
Уголь не работает в такой смеси. Пробовал. Плюс потом проблемы с отделением отработанного угля и его утилизация.
если только водой разбавить вполовину, возможно что-нибудь получится. Но опять-таки эту воду потом надо удалять, утилизировать уголь. Короче, экономически не эффективно.

[Алексей_Лунин]

Про озон тоже самое, только опасения усилены в 1000 раз. Плюс я прикидывал использование озона не проходит по экономике.

любое окисление чревато последствиями, тем более на производстве. Начиная от взрыва и заканчивая токсичными продуктами. 37 % солянка с точки зрения ТБ тоже очень опасна. С таким подходом я бы на вашем месте ушёл из проекта, очень опасно Изменять конструкцию опасных производственных объектов без проекта тоже очень опасно.

...и заняться рукоделием ))))
к сожалению, не имею такой возможности. Поэтому приходиться как-то лавировать

[kika]

любое окисление чревато последствиями, тем более на производстве. Начиная от взрыва и заканчивая токсичными продуктами. 37 % солянка с точки зрения ТБ тоже очень опасна. С таким подходом я бы на вашем месте ушёл из проекта, очень опасно Изменять конструкцию опасных производственных объектов без проекта тоже очень опасно.

Да ладно Вам человека пугать!
Окисляют 50%-ной перекисью при некомнатных температурах, а гипохлорит работает при низших.
Да кислоту 37-ку можно разбавить, уж, если очень сташно.

[ Post made via Android ]

[kika]

Интересно всё )))

Саму нейтрализацию, если все так и останется, можно проводить в полиэтиленовых емкостях. Благо сейчас с формой, размерами проблем нет. На операцию 30 тонн нейтрализованного ГПХН надо не так уж и много.
А смесь органики и ГПХН вполне нейтральна, рН около 6-8...

Ну ведь у Вас получилась своя работающая система "гипохлорит-солянка" по обесцвечиванию! Не дорого и просто. Введение стабильного радикала только бы сделало дороже Вашу систему. Интерес еще не пропал?
Меня вот заинтересовал Ваш кубовый остаток.
Перед тем, как его отбеливать, там нельзя что-нибудь изолировать, раз у Вас ректификационная колонна имеется?

[ Post made via Android ]

[himdim2012]

kika, при всём уважении, ознакомьтесь пож-та со статьёй 143 УК РФ (основная статья по которой проходят все несчастные случаи на производстве). Процедура расследований несчастных случаев и аварий крайне неприятная, с участием прокуратуры и ростехнадзора. И на каждый чих должна быть бумажка, особенно когда речь идёт об опасных веществах. Уран и в промышленных масштабах обогащают и нечего, но ваяние тех процесса ОПО на коленке высокорискованное мероприятие.
Алексей_Лунин, попробуйте электрохимическое окисление, например, в вашем конкретном случае могут подойти электроды ОРТА, там меньше будет выделяться веществ и их можно своевременно вывести из системы.

[Jokermaniak]

А Вы сухой гипохлорит кидаете, или раствор?

Раствор. Около 160 г/л активного хлора

Дык небось двухфазная система образуется, с раствором гипохлорита внизу. Поэтому и реакция не идет, что окислитель в одной фазе, а органика в другой. Кидаете солянку - прет хлор, растворяется в верхней фазе, и идет процесс...