[go: up one dir, main page]

RU2288765C2 - Yperite destruction method - Google Patents

Yperite destruction method Download PDF

Info

Publication number
RU2288765C2
RU2288765C2 RU2004116894/15A RU2004116894A RU2288765C2 RU 2288765 C2 RU2288765 C2 RU 2288765C2 RU 2004116894/15 A RU2004116894/15 A RU 2004116894/15A RU 2004116894 A RU2004116894 A RU 2004116894A RU 2288765 C2 RU2288765 C2 RU 2288765C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
yperite
destruction
mustard
reaction
mustard gas
Prior art date
Application number
RU2004116894/15A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004116894A (en
Inventor
Борис Иванович Древко (RU)
Борис Иванович Древко
Тать на Анатольевна Радюшкина (RU)
Татьяна Анатольевна Радюшкина
Сергей Александрович Конешов (RU)
Сергей Александрович Конешов
Николай Павлович Шебанов (RU)
Николай Павлович Шебанов
Владимир Григорьевич Мандыч (RU)
Владимир Григорьевич Мандыч
Галина Александровна Баранчикова (RU)
Галина Александровна Баранчикова
Original Assignee
Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) filed Critical Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ)
Priority to RU2004116894/15A priority Critical patent/RU2288765C2/en
Publication of RU2004116894A publication Critical patent/RU2004116894A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2288765C2 publication Critical patent/RU2288765C2/en

Links

Landscapes

  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Fire-Extinguishing Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: toxic compound technology.
SUBSTANCE: destruction of yperite involves preparation of carbon tetrachloride solution of yperite and carbon tetrabromide, which solution is then exposed to UV emission with wavelength 250-400 nm. After a 4 h irradiation, concentration of yperite decreased by 95-104 times: from 0.084 mole/L to 0.0009-0.00081 mole/L (from 13.333 mg/ml to 0.128-0.141 mg/ml). Reaction results in a mixture of low-toxicity halogen-containing hydrocarbons capable of being vaporized from contaminated surface.
EFFECT: enhanced destruction efficiency.

Description

I. Область применения.I. Scope.

Согласно международным договоренностям все запасы отравляющих веществ должны быть уничтожены [Федеральный закон от 2 мая 1997 г. №76 ФЗ "Об уничтожении химического оружия"]. При выполнении данного закона возможно попадание ОВ на одежду и оборудование. Однако для детоксикации иприта обычно используют агрессивные реагенты, которые не позволяют уничтожить иприт без порчи имущества (обмундирования, микросхем и.т.д.), поэтому при попадании данного ОВ на поверхность имущества необходим метод, позволяющий очистить ее без повреждения последней и не требующий дополнительной обработки.According to international agreements, all stockpiles of poisonous substances must be destroyed [Federal Law of May 2, 1997 No. 76 of the Federal Law "On the Destruction of Chemical Weapons"]. If this law is implemented, OM may get on clothing and equipment. However, aggressive reagents are usually used for detoxification of mustard gas, which do not allow the destruction of mustard gas without damage to property (uniforms, microcircuits, etc.), therefore, when this substance enters the property surface, a method is needed that allows it to be cleaned without damaging it and not requiring additional processing.

II. Предшествующий уровень техники.II. The prior art.

Известен способ утилизации иприта его взаимодействием с водно-спиртовым раствором сульфида натрия [Александров В.Н., Емельянов В.И. Отравляющие вещества. - М.: Воениздат, 1990, С.136] по схеме:A known method for the disposal of mustard gas by its interaction with a water-alcohol solution of sodium sulfide [Alexandrov V.N., Emelyanov V.I. Toxic substances. - M .: Military Publishing House, 1990, p.136] according to the scheme:

Figure 00000001
Figure 00000001

Иприт можно уничтожать реакцией с водно-спиртовыми растворами щелочей [Франке З. Химия отравляющих веществ. - М.: Химия, 1973, ч.1., С.158-159]:Mustard can be destroyed by reaction with water-alcohol solutions of alkalis [Franke Z. Chemistry of toxic substances. - M .: Chemistry, 1973, part 1., S.158-159]:

Figure 00000002
Figure 00000002

Можно уничтожать иприт при его взаимодействии с аммиаком или аминами [Франке З. Химия отравляющих веществ. - М.: Химия, 1973, ч.1., С.160].You can destroy mustard gas when it interacts with ammonia or amines [Franke Z. Chemistry of toxic substances. - M .: Chemistry, 1973, part 1., S.160].

Figure 00000003
Figure 00000003

К вышеприведенным методам можно отнести способ утилизации иприта, основанный на его взаимодействии с моноэтаноламином и этиленгликолем [Концепция уничтожения химического оружия в Российской Федерации. - М.: Воениздат, 1994] и способ, основанный на взаимодействии с мочевиной и тиомочевинной [Патент РФ №2073542, БИ - 1997. - №5].The above methods include a mustard gas recycling method based on its interaction with monoethanolamine and ethylene glycol [The concept of the destruction of chemical weapons in the Russian Federation. - M .: Military Publishing House, 1994] and a method based on the interaction with urea and thiourea [RF Patent No. 2073542, BI - 1997. - No. 5].

Figure 00000004
Figure 00000004

Возможна реакция иприта с металлическим натрием. В данном случае получают тетрагидротиофен [Патент РФ №2073543, БИ - 1997.- №5].A reaction of mustard gas with metallic sodium is possible. In this case, tetrahydrothiophene is obtained [RF Patent No. 2073543, BI - 1997. - No. 5].

Figure 00000005
Figure 00000005

Недостатками указанных методов детоксикации иприта является применение реакционных сред или условий реакции, которые могут привести в негодность сложное оборудование, обмундирование, электронные схемы и.т.д.The disadvantages of these methods of mustard detoxification is the use of reaction media or reaction conditions, which can render complex equipment, uniforms, electronic circuits etc. unusable.

Известен способ уничтожения галогеносодержащих органических соединений (в том числе боевых отравляющих веществ), основанный на разложении субстрата с последующим связыванием при помощи паров металлов. Сущность данного изобретения заключается в том, что уничтожаемые вещества помещают в реактор, который заполняют инертным газом и в качестве реагентов вводят пары щелочного или щелочноземельного металла, а энергетическое воздействие осуществляют с помощью импульсно-периодического разряда, возбуждаемого в объеме реактора от внешнего источника питания [Патент РФ №2209104, БИ - 27.07.2003].A known method of destruction of halogen-containing organic compounds (including chemical warfare agents), based on the decomposition of the substrate, followed by binding using metal vapor. The essence of this invention lies in the fact that the substances to be destroyed are placed in a reactor that is filled with an inert gas and alkali or alkaline earth metal vapors are introduced as reagents, and the energetic effect is carried out using a pulse-periodic discharge excited in the reactor volume from an external power source [Patent RF №2209104, BI - 07.27.2003].

Недостатком данного метода является его высокая энергоемкость и необходимость применения инертной атмосферы и паров металлов, что приводит к значительному удорожанию процесса и невозможности его применения вне заводских условий.The disadvantage of this method is its high energy intensity and the need to use an inert atmosphere and metal vapor, which leads to a significant increase in the cost of the process and the impossibility of its use outside the factory.

Известен способ уничтожения галогенсодержащих газообразных веществ, включающий осуществление реакций разложения молекул под действием нагрева и ультрафиолетового излучения, испускаемого поверхностным скользящим разрядом, и связывания продуктов реакции разложения с помощью реагента в реакторе, заполненном смесью газообразных высокотоксичных веществ, газов, способствующих осуществлению реакции разложения по всему реактору (реактор заполняется смесью газообразного субстрата, водорода и кислорода), и реагентов (Патент РФ №2152236 С1, А 62 D 3/00).A known method of destroying halogen-containing gaseous substances, including carrying out decomposition reactions of molecules under the influence of heating and ultraviolet radiation emitted by a surface sliding discharge, and binding the decomposition reaction products with a reagent in a reactor filled with a mixture of gaseous highly toxic substances, gases, contributing to the implementation of the decomposition reaction throughout the reactor (the reactor is filled with a mixture of a gaseous substrate, hydrogen and oxygen), and reagents (RF Patent No. 2152236 C1, A 62 D 3/00).

Данный способ является высокотемпературным, что предполагает использование дорогостоящего оборудования, поэтому он является дорогостоящим и не может быть применен вне заводских условий.This method is high temperature, which involves the use of expensive equipment, so it is expensive and can not be applied outside the factory.

Известен способ уничтожения галогеносодержащих органических веществ, включающий разложение их молекул и связывание продуктов разложения в реакциях с реагентами (ЕР 0257170, МПК А 62 D 3/00). В названном способе разложение молекул осуществляется с помощью ультрафиолетового излучения (280-320 нм). В качестве реагентов используются смеси из соединений, образованных конденсацией окиси пропилена, окиси этилена, щелочью с окисляющим агентом или источником свободных радикалов и т.д.A known method of destroying halogen-containing organic substances, including the decomposition of their molecules and the binding of decomposition products in reactions with reagents (EP 0257170, IPC A 62 D 3/00). In the named method, the decomposition of molecules is carried out using ultraviolet radiation (280-320 nm). Mixtures of compounds formed by the condensation of propylene oxide, ethylene oxide, alkali with an oxidizing agent or a source of free radicals, etc. are used as reagents.

Данный метод требует применения дорогостоящего оборудования и не может использоваться для уничтожения иприта.This method requires the use of expensive equipment and cannot be used to destroy mustard gas.

III. Сущность изобретения.III. SUMMARY OF THE INVENTION

Целью данного изобретения является создание нового метода уничтожения иприта, который позволял бы дегазировать поверхности, не нанося им ущерб (агрессивными химическими средами, нагреванием, смолистыми или твердыми продуктами реакции и.т.д.).The aim of this invention is to create a new method for the destruction of mustard gas, which would allow degassing of the surface without causing them damage (aggressive chemical media, heating, tarry or solid reaction products, etc.).

Сущность данного изобретения заключается в том, что иприт подвергается воздействию ультрафиолетового излучения в присутствии четырехбромистого углерода и в результате превращается в смесь легкокипящих галогенсодержащих углеводородов.The essence of this invention lies in the fact that mustard is exposed to ultraviolet radiation in the presence of carbon tetrabromide and, as a result, turns into a mixture of low-boiling halogen-containing hydrocarbons.

Иприт, как и все тиоэфиры, имеет слабое поглощение в ультрафиолетовой области [Гордон А., Форд Р. Спутник химика. - М.: Мир. - 1976, С.239], поэтому прямое уничтожение данного соединения воздействием излучения в УФ области становится проблематичным. Однако известно, что серу- и селенсодержащие соединения легко реагируют по атому халькогена с продуктами свободнорадикального распада четырехбромистого углерода а затем перегруппировываются [Древко Б.И., Фоменко Л.А., Сучков М.А., Харченко В.Г. // ХГС - 1999. - №6. - С.749-751], поэтому реакцию было решено проводить в кварцевом реакторе, облучая раствор иприта и CBr4 в четыреххлористом углероде ультрафиолетовым излучением с длиной волны 250-400 нм.Mustard, like all thioethers, has a weak absorption in the ultraviolet region [Gordon A., Ford R. Chemist's companion. - M .: World. - 1976, S.239], so the direct destruction of this compound by exposure to radiation in the UV region becomes problematic. However, it is known that sulfur- and selenium-containing compounds easily react on the chalcogen atom with the products of free radical decomposition of carbon tetrabromide and then rearrange [Drevko BI, Fomenko LA, Suchkov MA, Harchenko VG // HGS - 1999. - No. 6. - S.749-751], therefore, it was decided to carry out the reaction in a quartz reactor, irradiating a solution of mustard gas and CBr 4 in carbon tetrachloride with ultraviolet radiation with a wavelength of 250-400 nm.

За ходом реакции следили при помощи газового хроматографа HP 5890 с масс-селективным детектором HP 5972. Хроматографическая колонка HP5MS, капиллярная, неподвижная фаза: 5% дифенил- и 95% диметил-полисилоксан (d=0,25 мм и L=30 м). Tнач=50°С. Ткон=260°С. Скорость подъема температуры =20°С/мин. Тинжектора=250°С. Тдетектора=270°С.The progress of the reaction was monitored using an HP 5890 gas chromatograph with an HP 5972 mass selective detector. HP5MS chromatographic column, capillary, stationary phase: 5% diphenyl and 95% dimethyl polysiloxane (d = 0.25 mm and L = 30 m) . T beg = 50 ° C. T con = 260 ° C. The rate of temperature rise = 20 ° C / min. T injector = 250 ° C. T detector = 270 ° C.

В качестве внутреннего стандарта использовался додекан, который значительно труднее, чем иприт вступает в свободнорадикальные реакции. Время удерживания внутреннего стандарта 6,742 мин. Время удерживания иприта 6,556 мин. Молекулярный ион иприта проявляется в виде трех сигналов с m/z=158, 160, 162 с интенсивностью, которая характеризуется природным соотношением изотопов хлора Cl35 и Cl37.Dodecan was used as an internal standard, which is much more difficult than mustard gas to enter into free radical reactions. The retention time of the internal standard is 6.742 minutes. Mustard retention time 6.556 min. The molecular ion of mustard gas manifests itself in the form of three signals with m / z = 158, 160, 162 with an intensity that is characterized by the natural ratio of chlorine isotopes Cl 35 and Cl 37 .

Общая схема превращений может выглядеть следующим образом:The general scheme of transformations may look as follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

Далее реакция протекает с перегруппировками и полным разложением иприта на смесь легкокипящих галогенсодержащих углеводородов по схеме:Further, the reaction proceeds with rearrangements and complete decomposition of mustard gas into a mixture of low-boiling halogen-containing hydrocarbons according to the scheme:

Figure 00000007
Figure 00000007

При анализе масс-спектров реакционной смеси на ранних стадиях реакции можно было предположить образование 1,5-дихлор-2-бром-3-тиапентана со временем удерживания 7,213 мин. В конечных продуктах реакции данное соединение не обнаружено.When analyzing the mass spectra of the reaction mixture in the early stages of the reaction, the formation of 1,5-dichloro-2-bromo-3-thiapentane with a retention time of 7.213 minutes could be assumed. This compound was not found in the final reaction products.

Концентрация иприта после четырехчасового облучения уменьшалась в 95-104 раза с 0,084 моль/л до 0,0009-0,00081 моль/л или с 13,333 мг/мл до 0,128-0,141 мг/мл.After four hours of irradiation, the mustard concentration decreased 95-104 times from 0.084 mol / L to 0.0009-0.00081 mol / L or from 13.333 mg / ml to 0.128-0.141 mg / ml.

Эксперимент проводили несколько раз. Для полной иллюстрации изобретения приводим конкретную методику выполнения эксперимента.The experiment was performed several times. To fully illustrate the invention, we present a specific experimental technique.

Раствор 0,08 г (0,0005 моль) иприта и 0,32 г (0,001 моль) четырехбромистого углерода в 6 мл четыреххлористого углерода помещали в реактор из кварцевого стекла, снабженного магнитной мешалкой и при постоянной температуре 15°С, реакционную смесь подвергали воздействию УФ-облучения (лампа ОКН-11, длинна волны 250-400 нм) в течение 4 часов. Пробы реакционной смеси отбирали каждый час. В качестве внутреннего стандарта использовали додекан (0,08 мл).A solution of 0.08 g (0.0005 mol) of mustard gas and 0.32 g (0.001 mol) of carbon tetrabromide in 6 ml of carbon tetrachloride was placed in a quartz glass reactor equipped with a magnetic stirrer and at a constant temperature of 15 ° C, the reaction mixture was exposed UV irradiation (OKN-11 lamp, wavelength 250-400 nm) for 4 hours. Samples of the reaction mixture were taken every hour. Dodecane (0.08 ml) was used as the internal standard.

Claims (1)

Способ уничтожения иприта с использованием облучения, отличающийся тем, что для уничтожения используют раствор иприта и четырехбромистого углерода в четыреххлористом углероде, на который воздействуют ультрафиолетовым излучением с длиной волны 250-400 нм.A method for the destruction of mustard gas using irradiation, characterized in that a solution of mustard gas and carbon tetrabromide in carbon tetrachloride, which is exposed to ultraviolet radiation with a wavelength of 250-400 nm, is used for the destruction.
RU2004116894/15A 2004-06-03 2004-06-03 Yperite destruction method RU2288765C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116894/15A RU2288765C2 (en) 2004-06-03 2004-06-03 Yperite destruction method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004116894/15A RU2288765C2 (en) 2004-06-03 2004-06-03 Yperite destruction method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004116894A RU2004116894A (en) 2005-11-10
RU2288765C2 true RU2288765C2 (en) 2006-12-10

Family

ID=35865328

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004116894/15A RU2288765C2 (en) 2004-06-03 2004-06-03 Yperite destruction method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2288765C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2355452C2 (en) * 2006-08-02 2009-05-20 Саратовский военный институт радиационной, химической и биологической защиты (СВИРХБЗ) METHOD OF O-ISOBUTYL-S-2-(N,N-DIETHYLAMINO)-ETHYLMETHYLTHIOPHOSPHONATE (SUBSTANCE OF TYPE Vx) DESTROYING

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2152236C1 (en) * 1999-02-17 2000-07-10 Костин Владимир Владимирович Method of rapidly decomposing high-toxicity gaseous substances
DE19929120A1 (en) * 1999-06-24 2001-02-08 Elba Umwelttec Gmbh Detecting, handling and eliminating chemical, biological or radioactive materials, using sensor arrays to detect the materials, and UV reactors to activate oxidation
RU2209104C1 (en) * 2002-07-12 2003-07-27 Гарелина Светлана Александровна Method of neutralization of toxic halogen-containing organic compounds
EP1375432A1 (en) * 2001-03-28 2004-01-02 Fuji Electric Co., Ltd. Method and device for decomposing environmental pollutants

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2152236C1 (en) * 1999-02-17 2000-07-10 Костин Владимир Владимирович Method of rapidly decomposing high-toxicity gaseous substances
DE19929120A1 (en) * 1999-06-24 2001-02-08 Elba Umwelttec Gmbh Detecting, handling and eliminating chemical, biological or radioactive materials, using sensor arrays to detect the materials, and UV reactors to activate oxidation
EP1375432A1 (en) * 2001-03-28 2004-01-02 Fuji Electric Co., Ltd. Method and device for decomposing environmental pollutants
RU2209104C1 (en) * 2002-07-12 2003-07-27 Гарелина Светлана Александровна Method of neutralization of toxic halogen-containing organic compounds

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004116894A (en) 2005-11-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Halogen radical oxidants in natural and engineered aquatic systems
Stefan et al. UV direct photolysis of N‐nitrosodimethylamine (NDMA): Kinetic and product study
Czaplicka et al. Photo-oxidation of p-arsanilic acid in acidic solutions: kinetics and the identification of by-products and reaction pathways
Krasnokutski et al. A pathway to peptides in space through the condensation of atomic carbon
Caregnato et al. Chloride anion effect on the advanced oxidation processes of methidathion and dimethoate: Role of Cl2− radical
Cao et al. Photoactivation of chlorine and its catalytic role in the formation of sulfate aerosols
Sremački et al. Influence of aerosol injection on the liquid chemistry induced by an RF argon plasma jet
Lu et al. Study of the photodegradation kinetics and pathways of hexaflumuron in liquid media
Ruiz-Bermejo et al. The effects of ferrous and other ions on the abiotic formation of biomolecules using aqueous aerosols and spark discharges
Li et al. Photodegradation of nitrobenzene using 172 nm excimer UV lamp
Matsuo et al. Dispersed-phase interfaces between mist water particles and oxygen plasma efficiently produce singlet oxygen (1O2) and hydroxyl radical (• OH)
Zhang et al. Role of light in methylmercury photodegradation: From irradiation to absorption in the presence of organic ligands
Farhadi et al. Influence of a transient spark plasma discharge on producing high molecular masses of chemical products from L-cysteine
Wincel et al. Peptide bond formation in gas‐phase ion/molecule reactions of amino acids: a novel proposal for the synthesis of prebiotic oligopeptides
Tran et al. Second-order kinetic rate coefficients for the aqueous-phase sulfate radical (SO4•–) oxidation of some atmospherically relevant organic compounds
Huang et al. Degradation of trimethoprim in the simulated solar light/periodate system: Process and mechanism analysis
RU2288765C2 (en) Yperite destruction method
Custo et al. Total reflection X-ray fluorescence trace mercury determination by trapping complexation: Application in advanced oxidation technologies
Rohrbaugh Characterization of equimolar VX–water reaction product by gas chromatography–mass spectrometry
Lee et al. UV laser decontamination of chemical warfare agent simulants CEPS and malathion
Jaworek et al. Decomposition of phenylarsonic acid by AOP processes: degradation rate constants and by-products
De Almeida et al. Flow injection microwave-assisted dissolution of silicate rocks for magnesium determination by flame atomic absorption spectrometry
RU2327497C2 (en) Method of eliminating mustard
Braun et al. Technical development of UV-C-and VUV-photochemically induced oxidative degradation processes
Aydin Photolysis of naproxen under UV light: effect of natural organic matter and nitrate to transformation product formation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070604