способ уничтожения люизита

Формула изобретения

Способ уничтожения люизита путем его химического превращения в менее токсичный мышьяксодержащий продукт, отличающийся тем, что превращение осуществляют путем распыления люизита и сжигания образующегося аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, водорода, кислорода равном 1:4,0 6,0:9,5 30,0, а в качестве менее токсичного мышьяксодержащего продукта получают оксид мышьяка.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области уничтожения химического оружия, в частности люизита.

Известен способ уничтожения люизита путем его взаимодействия с расплавом элементарной серы [1] При этом содержащийся в люизите мышьяк превращается в сульфид мышьяка. Одновременно образуется нерастворимый в воде виниловый полимер, который фиксирует сульфид мышьяка и прочно его удерживает. Этот полимер, не представляющий опасности для окружающей среды, подвергают захоронению. Основным недостатком этого способа уничтожения люизита является необратимая потеря ценного химического сырья.

Известен способ уничтожения люизита путем его хлорирования [2] Продуктами этой реакции являются треххлористый мышьяк и дихлорэтилен. Процесс протекает количественно и приводит к полному исчезновению боевого отравляющего вещества. Образующийся при этом менее токсичные продукты могут быть использованы в новой технике: хлористый мышьяк для получения металлического мышьяка и других его соединений, дихлорэтилен в качестве растворителя. Этот известный способ уничтожения люизита путем его превращения в малотоксичные продукты выбран в качестве прототипа как наиболее близкий к изобретению по назначению и технической сущности.

Известный способ имеет два существенных недостатка. Первый из них заключается в использовании высокотоксичного реагента хлора, который сам по себе является боевым отравляющим веществом. Второй недостаток известного способа заключается в том, что основным продуктом хлорирования люизита является треххлористый мышьяк вещество столь же летучее и ненамного менее токсичное, чем сам люизит. Промежуточное накопление и хранение треххлористого мышьяка в процессе массового уничтожения химического оружия связано с теми же трудностями и опасностями для человека и окружающей среды, что и хранение самого люизита. Поэтому образующийся при уничтожении люизита треххлористый мышьяк должен быть быстро переработан в другие малолетучие и малотоксичные продукты, например в элементарный мышьяк или оксид мышьяка. В результате известный способ хотя и приводит к исчезновению люизита как такового, но задачу уничтожения боевого отравляющего вещества полностью не решает. Известный способ является лишь первым этапом уничтожения люизита.

Задачей, решаемой изобретением, является уменьшение токсичности используемых реагентов и образующихся продуктов уничтожения люизита.

Поставленная задача решается тем, что в способе уничтожения люизита путем его химического превращения в малотоксичные продукты, превращение осуществляют путем распыления жидкого люизита и сжигания образующегося аэрозоля в водороднокислородном пламени при мольном соотношении люизита, водорода и кислорода, равном 1:(4,0:6,0):(9,5:30,0). Сжигание люизита обеспечивает быстрое и полное его уничтожение и превращение в малотоксичные продукты. Люизит имеет низкую теплотворную способность и неспособен самостоятельно гореть в кислороде. Поэтому его сжигают в водородно-кислородном пламени, которое характеризуется высокой температурой приблизительно 2000^oС и обеспечивает полноту уничтожения отравляющего вещества. Предварительное распыление жидкого люизита до аэрозольного интенсифицирует процесс горения, обеспечивая ему высокую производительность. Если сжигание люизита осуществляют в смеси водородом и кислородом при мольном соотношении 1: (4,0:6,0):(9,5:30,0), то единственным мышьяксодержащим продуктом превращения является оксид мышьяка.

Оксид мышьяка принадлежит к числу наименее летучих и токсичных производных мышьяка и является ценным химическим продуктом, пригодным к использованию в оптической промышленности.

Водород в аэрозольную смесь вводят в количествах, необходимых лишь для поддержания водородно-кислородного пламени, а в реакции превращения люизита он не участвует. Если содержание водорода превышает 6,0 моль на 1 моль люизита, то в продуктах реакции на ряду с оксидом мышьяка появляется и элементарный мышьяк. Если содержание водорода меньше 4,0 моль на 1 моль люизита, то горение становится неустойчивым.

Если содержание кислорода в смеси меньше 9,5 моль на 1 моль люизита, то в продуктах реакции также появляется элементарный мышьяк. При содержании кислорода большем 30,0 моль на 1 моль люизита процесс горения становится неустойчивым: пламя срывается с сопла форсунки и гаснет.

Газообразными продуктами процесса уничтожения люизита согласно изобретению являются углекислый газ, вода, хлористый водород и хлор. Эти продукты известным способом поглощают растворами соляной кислоты и едкого натра или карбоната натрия с образованием карбоната, хлорида и оксихлорида натрия. Мелкодисперсный оксид мышьяка при этом улавливается раствором соляной кислоты и выпадает в нем осадок. Этот осадок отделяют от водной фазы, промывают и высушивают.

Распыление жидкого люизита и сжигание образующегося при этом аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, водорода и кислорода, равном 1:(4,0:6,0):(9,5:30,0), являются существенными признаками изобретения, которые в совокупности обеспечивают полное и быстрое уничтожение боевого отравляющего вещества и превращение его в малолетучий и менатоксичный продукт оксид мышьяка.

Способ уничтожения люизита путем его распыления и сжигания образующегося аэрозоля в водородно-кислородном пламени при мольном соотношении люизита, водорода и кислорода, равном 1:(4,0:6,0):(9,5:30,0), не известен из открытых источников научно-технической информации и поэтому является новым.

Схема установки для уничтожения люизита согласно изобретению приведена на чертеже.

Установка состоит из расходной емкости 1, в которую помещают уничтожаемый люизит, многоканальной форсунки 2, с помощью которой осуществляют распыление жидкого люизита до аэрозольного состояния, запальника 3 для поджигания аэрозольное смеси, реактора 4, в котором осуществляют процесс сжигания, абсорберов 5,6, орошаемых поглощающими растворами соляной, кислоты и едкого натра, перистальтических насосов 7,8, осуществляющих циркуляцию поглощающих растворов, системы запорных воителей 9-14, ротаметров 15,16 для регулирования скорости подачи газов (водорода и кислорода).

Изобретение осуществляют следующим образом.

В расходную емкость загружают 1 кг люизита. По периферийным каналам форсунки подают водород со скоростью 150 л/ч и кислород со скоростью 800 л/ч. Смесь водорода и кислорода поджигают с помощью запальника. Включают перистальтические насосы, осуществляющие циркуляцию растворов соляной кислоты и едкого натра. Затем по центральному соплу форсунки из расходной емкости подают жидкий люизит со скоростью 130 мл/ч (250 г/ч). Процесс сжигания осуществляют в течение 4 ч до полного уничтожения люизита. Мольное соотношение люизита, водорода и кислорода составляет 1:5,4:28,5, что отвечает промежуточным значениям из интервала 1:(4,0:6,0):(9,5:30,0). По окончании процесса выпавший в абсорбере с соляной кислотой осадок оксида мышьяка отделяют от водной фазы, промывают и высушивают. Получают 475 г мелкодисперсного оксида мышьяка. Выход целевого продукта составляет 99,4% от теоретического. Производительность процесса на лабораторной установке составляет 250 г уничтожаемого люизита в 1 ч и может быть многократно увеличена при использовании более мощной аппаратуры.

Изобретение обеспечивает количественные уничтожение люизита и получение из этого боевого отравляющего вещества ценного химического продукта оксида мышьяка, который после соответствующей очистки от примесей может быть использован в оптической промышленности.