ITRM990738A1 - Trattamenti disinquinante e rigenerazione di soluzione acquose di soda caustica esauste da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi, e - Google Patents

Trattamenti disinquinante e rigenerazione di soluzione acquose di soda caustica esauste da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi, e Download PDF

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ITRM990738A1
ITRM990738A1 IT1999RM000738A ITRM990738A ITRM990738A1 IT RM990738 A1 ITRM990738 A1 IT RM990738A1 IT 1999RM000738 A IT1999RM000738 A IT 1999RM000738A IT RM990738 A ITRM990738 A IT RM990738A IT RM990738 A1 ITRM990738 A1 IT RM990738A1
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01DCOMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D1/00Oxides or hydroxides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D1/04Hydroxides
    • C01D1/28Purification; Separation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G19/00Refining hydrocarbon oils in the absence of hydrogen, by alkaline treatment
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Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: "TRATTAMENTO DISINQUINANTE E RIGENERAZIONE DI SOLUZIONI ACQUOSE DI SODA CAUSTICA ESAUSTE DA DEPURAZIONE E LAVAGGIO DI PRODOTTI PETROLIFERI,ED APPARECCHIATURA IDONEA ALLA LORO ESECUZIONE"
DESCRIZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un procedimento per il trattamento disinquinante e la rigenerazione di soluzioni acquose di soda caustica esauste da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi ("spent caustica"), basato sull'impiego di ozono.
Come risulta dallo stato della tecnica di questo specifico settore, gli sforzi dei ricercatori si sono prevalentemente orientati sulla definizione di trattamenti finalizzati alla riduzione del carico inquinante di queste soluzioni esauste. Cioè al fine di ottenere "streams" finali compatibili con le specifiche ecologiche delle normative nazionali ed internazionali in materia di emissioni atmosferiche, di scarichi idrici e di residui finali solidi destinati allo smaltimento in centri autorizzati.
La presente invenzione mira invece a ridurre i problemi legati all'inquinamento ed ai costi di esercizio per rendere compatibili le soluzioni esauste decontaminate alle rigide normative vigenti in fatto di emissioni ambientali.
La presente invenzione ha infatti per oggetto un procedimento per il trattamento disinquinante e la rigenerazione di soluzioni acquose di soda caustica esauste da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi, comprendente in combinazione le seguenti operazioni:
eventuale deoleazione della suddetta soluzione di soda caustica esausta,·
eventuale filtrazione iniziale della soluzione risultante eventualmente deoleata;
ossidazione della soluzione risultante, eventualmente deoleata e filtrata, con ozono in quantità almeno stechiometrica rispetto ai contaminanti da allontanare;
filtrazione finale della soluzione risultante dalla ozonizzazione; e
- recupero e riutilizzo della soluzione di soda caustica rigenerata e chiarificata, con pH >14 e con un titolo di soda caustica libera fino al doppio di quello della soluzione caustica esausta di partenza.
La quantità di ozono può essere compresa nell'intervallo di 0,5-50 kg per metro cubo della soluzione di soda caustica da trattare.
L'invenzione ha anche per oggetto la soluzione di soda caustica rigenerata, ottenuta con il procedimento sopra menzionato, che esibisce un pH maggiore di 14.
Ulteriore oggetto della presente invenzione è un'apparecchiatura idonea all'esecuzione del procedimento sopra descritto, comprendente in combinazione: eventualmente mezzi per deoleare; eventualmente mezzi filtranti iniziali; una camera di ozonizzazione della soluzione risultante con mezzi per l'alimentazione dell'ozono, mezzi per l'alimentazione della soluzione da trattare e mezzi per lo scarico della soluzione dopo ozonizzazione; mezzi filtranti finali; e mezzi per recuperare la soluzione di soda caustica rigenerata.
I mezzi per la deoleazione possono consistere in apparati PPI-CPI.
I mezzi filtranti iniziali possono consistere in letti filtranti mediante filtri impaccati con idrossidi metallici.
I mezzi filtranti finali possono consistere di filtri a membrana.
La deoleazione si propone la finalità di eliminare la componente idrocarbonica disciolta e, oppure sospesa.
La filtrazione iniziale si propone una parziale rimozione delle componenti organiche solforate, di più problematica demolizione ossidativa, la cui permanenza nella soda caustica finale, dopo trattamento, tenderebbe a diminuire il livello di soda libera.
L'ozonizzazione ha la funzione di demolire la componente aromatica (fenolo-fend ati-benzene) ed ossidare le specie riducenti inorganiche (solfurisolfiti) a zolfo e le specie solforilate organiche ad idrocarburi inferiori e zolfo.
La filtrazione finale si propone di eliminare:
a) torbide inorganiche (carbonati) e mucillagini organiche (polimeri, gomme, idrocarburi superiori) indotte in fase di operatività;
b) TSS (carbonati-solfati); e
c) torbidità residua dal processo di ozonizzazione, che consiste essenzialmente in zolfo elementare, a matrice colloidale, e che potrebbe inficiare il successivo riutilizzo, seppure per meri scopi industriali di neutralizzaizone di correnti acide, di trattamento di acque di testa colonna, di guardia idraulica e così via.
La spiegazione chimica degli effetti dell'azione dell'ozono sulle soluzioni di soda caustica esauste, provenienti da depurazione e lavaggi di prodotti petroliferi, non può essere formulata in via generale definitiva, tenuto conto della varietà dei contaminanti. Tuttavia, nel caso di sode caustiche con esclusiva presenza di contaminanti di acido solfidrico e mercaptani, con tracce di idrocarburi e bassi contenuti di fenoli, l'attacco ossidativo decorre secondo un meccanismo di tipo radicalico. La reattività di tipo radicalico dell'ozono in soluzioni acquose è già definibile dalla sua tendenza a subire decomposizione spontanea. La decomposizione dell'ozono in soluzioni acquose è stata oggetto di numerosi studi (Stachelin J. Hoigne J: Environ Sci. Tecnol. 16, 676, 1982).
I diversi comportamenti cinetici osservati sono interpretati sulla base di meccanismi che si basano su:
- sviluppo a catena radicaiica del meccanismo di decomposizione;
- effetto attivante degli ioni ossidrile sulla decomposizione;
intervento dei radicali ossidrile negli stadi di propagazione.
Tenuto conto di quanto sopra si possono ipotizzare i tre seguenti meccanismi di reazione per i tre tipi diversi di contaminanti indicati. 1) L'ossidazione dei solfuri decorre secondo il seguente schema
2) L'ossidazione dei fenoli evolve attraverso meccanismi di:
- attacco ossidativo al substrato aromatico con formazione di aldeide;
- attacco iniziale di 03 al legame aldeidico con formazione di radicali acilici: R - CO<*>; ;- stadio di propagazione con attacco a R - CO<* >e formazione di acido gliossilico,-trasformazione in prodotti finali quali acido ossalico e C02 {processo quest'ultimo che procede solo per prolungata ossidazione),-3) L'ossidazione dei mercaptani comporta parziale demolizione a S (zolfo).
Le specie finali risultano essere: ossidrile {OH-), zolfo, Na (Na<+>) ed eventuali acidi deboli. Si evidenzia così una nettissima diminuzione sia di solfuri organici ed inorganici sia di aromatici (fenoli) e idrocarburi.
Ciò comporta 1'aumento del pH da valori peculiari dell'esausto 12 - 12,5 a valori superiori a 14, l'aumento netto del titolo di soda caustica libera da valori nell'intervallo 3,5-3,8% fino a valori anche doppi.
Si è data finora della presente invenzione una descrizione di carattere generale, con l'aiuto del seguente esempio verrà ora fornita una descrizione dettagliata di una sua forma di realizzazione specifica, finalizzata a farne meglio comprendere scopi, caratteristiche, vantaggi e modalità operative .
ESEMPIO
Una soluzione acquosa di soda caustica esausta da impianto petrolifero, da sottoporre al procedimento di trattamento disinquinante e di rigenerazione secondo l'invenzione, all'analisi chimica rivela la seguente composizione espressa in ppm:
Dieci (10) metri cubi di questa soluzione vengono sottoposti ad ossidazione mediante ozono nella misura di 5,6 kg/ora. L'ozono è stato prodotto in un ozonizzatore con potenza massima di 50 KW e portata massima di ossigeno 80 NmVh.
Dopo 36 ore di trattamento ossidativo con ozono, viene rigenerata una soluzione di soda caustica che esibisce la seguente analisi chimica espressa in ppm:
Per le sue caratteristiche di composizione chimica, valore di pH (14,5) e titolo di soda caustica, la soluzione rigenerata può essere riutilizzata per la depurazione e il lavaggio di prodotti petroliferi.

Claims (8)

  1. RIVENDICAZIONI 1 . Procedimento per il trattamento disinquinante e la rigenerazione di soluzioni acquose di soda caustica esauste da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi, comprendente in combinazione le seguenti operazioni: eventuale deoleazione della suddetta soluzione di soda caustica esausta,-eventuale filtrazione iniziale della soluzione risultante eventualmente deoleata; ossidazione della soluzione risultante, eventualmente deoleata e filtrata, con ozono in quantità almeno stechiometrica rispetto ai contaminanti da allontanare filtrazione finale della soluzione risultante dalla ozonizzazione; e recupero e riutilizzo della soluzione di soda caustica rigenerata e chiarificata, con pH > 14 e con un titolo di soda libera fino al doppio di quello della soluzione caustica esausta di partenza.
  2. 2. Procedimento per il trattamento disinquinante e la rigenerazione di una soluzione acquosa di soda caustica esausta da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi come da rivendicazione 1, in cui la quantità di ozono è compresa nell'intervallo 0,5 - 50 kg per m<3 >di soluzione di soda caustica esausta da trattare.
  3. 3. Soluzione di soda caustica rigenerata, caratterizzata dal fatto di essere ottenuta con il procedimento delle rivendicazioni da 1 a 2 e di esibire un pH > 14.
  4. 4. Apparecchiatura idonea all'esecuzione del procedimento delle rivendicazioni da 1 a 2, caratterizzata dal fatto di comprendere: - eventualmente mezzi per la deoleazione; - eventualmente mezzi filtranti iniziali; una camera di ozonizzazione con mezzi per l'alimentazione dell'ozono, mezzi per l'alimentazione della soluzione, eventualmente deoleata e filtrata, e mezzi per lo scarico della soluzione risultante dalla ozonizzazione; - mezzi filtranti finali; e mezzi per recuperare la soluzione di soda caustica rigenerata.
  5. 5. Apparecchiatura come da rivendicazione 6, in cui i mezzi per la deoleazione consistono in apparati PPI-CPI.
  6. 6. Apparecchiatura come da rivendicazione 4 o 5, in cui i mezzi filtranti iniziali consistono in letti filtranti mediante filtri impaccati con idrossidi metallici.
  7. 7. Apparecchiatura come da una qualsiasi delle rivendicazioni da 4 a 6, in cui i mezzi filtranti finali consistono in filtri a membrana.
  8. 8. Procedimento per il trattamento disinquinante e la rigenerazione di soluzioni acquose di soda caustica esauste da depurazione e lavaggio di prodotti petroliferi, soluzione acquosa di soda caustica rigenerata ed apparecchiatura idonea all'esecuzione del procedimento, come precedentemente descritto, esemplificato e rivendicato .
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