專利名稱：應(yīng)用過氧化氫處理有機(jī)硼的廢氣的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及對含有有機(jī)硼化合物的含水廢氣的處理，是將有機(jī)硼化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榕鹚岷陀袡C(jī)化合物。特別是，本發(fā)明涉及將苯基硼化合物水解為硼酸和苯。
2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的描述有機(jī)硼化合物，例如三苯基硼烷，適用于在丁二烯的氫氰化反應(yīng)中作助催化劑。用于氫氰化反應(yīng)的芳基硼化合物是按照美國專利4046815和4076756所描述的方法制備的。這類化合物的制備會產(chǎn)生含有各種不同量有機(jī)硼化合物的含水廢氣。由于環(huán)保的原因，需要降低這些廢氣中有機(jī)硼化合物的水平。
美國專利5,709,841披露了一種將含有以通式R3B、R4B-1、及R2BOH表示的有機(jī)硼化合物的含水廢氣水解為硼酸和相應(yīng)的烴的方法。該方法包括調(diào)整廢氣的pH值至5-9，升溫至至少150℃，壓力調(diào)整至足夠高以防止水溶液的大量蒸發(fā)。該方法不能充分地在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)完成R4B-1的水解。
美國專利4,840,765披露了一種酸水解包含在核廢料中的4PBS(四苯基硼酸鈉)的方法。該水解是在銅(II)陽離子催化劑和甲酸存在的條件下完成的。
發(fā)明概述本發(fā)明公開了一種處理含有通式為R4B-1M+的有機(jī)硼化合物的含水廢氣的方法，包括調(diào)節(jié)所述廢氣的pH值至5-11，用過氧化氫在至少150℃溫度下接觸該廢氣；其中R選自由苯基、鄰甲苯基、對甲苯基、萘基、對甲氧基苯基、對氨基苯基及聯(lián)苯基組成的組，并且R基任選被Br或Cl取代，M+選自由Na+、K+、NH4+、Li+、H+和Cs+組成的組。
發(fā)明詳述含有R4B-1M+的含水廢氣產(chǎn)生于用美國專利4,046,815所描述的方法制備三苯基硼的過程中。通式R3B、R2BOH和RB(OH)2表示的有機(jī)硼化合物也是所述的廢氣的典型成分。R4B-1表示的化合物需要一反電荷離子，M+。典型的M+是Na+。R4B-1M+的有機(jī)基團(tuán)(R)可以相同或不同，。R可以是具有6-12個碳原子的芳基或取代的芳基。R基團(tuán)的例子有苯基、鄰甲苯基、對甲苯基、萘基、對甲氧基苯基、對氨基苯基、聯(lián)苯基、氯代苯基和溴代苯基。所述廢氣除有機(jī)硼化合物以外，通常還含有(1)堿金屬鹵化物，(2)低級烷基醇(即含有1-6個碳原子的)，和(3)硼酸。
如上所述的含有有機(jī)硼化合物的廢氣可以通過有機(jī)硼化合物水解為硼酸和有機(jī)化合物，并然后通過蒸餾去除所產(chǎn)生的有機(jī)化合物(例如苯，是指在苯基硼化合物的情況下)。所得產(chǎn)物可以隨后生物處理。在生物處理之前將有機(jī)硼物質(zhì)基本上完全水解是十分重要的。通式R4B-1M+表示的化合物(例如四苯硼酸鈉)特別難以水解。四苯基硼酸鈉可以抑制廢水的生物處理體系。
加入過氧化氫可以增加R4B-1化合物水解反應(yīng)的程度。這可使得更多的水解產(chǎn)物進(jìn)行生物處理。
過氧化氫因其在使用過程中具有較高的可達(dá)到200ppm或更高濃度的溶解度而優(yōu)于其它的氧源。優(yōu)選的是，過氧化氫的濃度至少200ppm，更優(yōu)選的是，其濃度超過2000ppm。
水解反應(yīng)可在pH5-11條件下進(jìn)行。溫度至少在150℃。優(yōu)選的是，溫度在200-250℃。優(yōu)選的水解反應(yīng)壓力在150-4000psig(1.14-27.7MPa)。優(yōu)選的是，所選擇的壓力使得水溶液的蒸發(fā)達(dá)到最小。
任選的，可以使用金屬催化劑促進(jìn)R4B-1化合物的水解。然而，由于可能的生物毒性的結(jié)果，優(yōu)選不使用所述的催化劑。
本發(fā)明的方法適合于前述的R4B-1M+化合物，其中M+為K+、NH4+、Li+、H+、和Cs+。該方法還適用于R基團(tuán)被Br和Cl取代的有機(jī)硼化合物。
實施例實施例1-3是在10ml、316不銹鋼小型反應(yīng)釜中用沙浴加熱至200℃下進(jìn)行的。10個反應(yīng)器，分別加入6ml相同的4PBS(四苯基硼酸鈉)溶液，同時置于200℃沙浴中，隨后按預(yù)定的間隔時間取出。在所有的操作中，溶液的pH值用緩沖溶液控制在大約9.3，其中緩沖溶液的配制是通過將882ml的0.1N的NaOH溶液與9.27g的H2BO3混合，并用去離子水稀釋至總體積1000ml制得。
實施例1包含2000ppm四苯基硼酸鈉(4PBS)的溶液在pH為9.3的緩沖溶液中在120分鐘內(nèi)稀釋至約600ppm 4PBS。作為對比，該實驗重復(fù)進(jìn)行，并加入200ppm的H2O2。在后一個實驗中，最終的4PBS濃度為大約3ppm。
實施例2包含2000ppm 4PBS的溶液在pH為9.3的緩沖溶液(加入第二相苯1ml)中在120分鐘內(nèi)稀釋至約700ppm 4PBS。作為對比，該實驗重復(fù)進(jìn)行，并加入200ppm的H2O2。在后一個實驗中，最終的4PBS濃度為大約60ppm。
實施例3在pH為9.3的緩沖液中包含2000ppm 4PBS的溶液，以1ml含大約90％苯加環(huán)己烷，大約6-12％的異丙醇，和大約1％的其它有機(jī)物如苯基異丙醇、苯酚和聯(lián)苯的第二有機(jī)相在140分鐘內(nèi)稀釋至1300ppm 4PBS。作為對比，該實驗重復(fù)進(jìn)行，并加入200ppm的H2O2。在后一個實驗中，最終的4PBS濃度為大約10ppm。
權(quán)利要求
1.一種處理含有通式為R4B-1M+的有機(jī)硼化合物的含水廢氣的方法，包括調(diào)節(jié)所述廢氣的pH值至5-11，用過氧化氫在至少150℃溫度下接觸該廢氣，其中R選自由苯基、鄰甲苯基、對甲苯基、萘基、對甲氧基苯基、對氨基苯基及聯(lián)苯基組成的組，并且R基任選被Br或Cl取代，M+選自由Na+、K+、NH4+、Li+、H+和Cs+組成的組。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中過氧化氫的濃度為至少200ppm。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其中所述溫度在200-250℃。
4.如權(quán)利要求3所述方法，其中R4B-1M+是四苯基硼酸鈉。
5.如權(quán)利要求4所述方法，其中過氧化氫的濃度為至少2000ppm。
全文摘要
一種用過氧化氫處理含水廢氣的方法，該所述廢氣pH值為5－11，其含有通式為R
文檔編號C02F3/00GK1507418SQ02809436
公開日2004年6月23日 申請日期2002年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月7日
發(fā)明者R·A·雷默, R A 雷默 申請人:納幕爾杜邦公司