Экологически чистые окислители

Область применения экологически чистых окислителей

К основным экологически чистым окислителям относятся:

• Мононадсерная кислота.
• Надсерная кислота.
• Пероксид водорода.
• Кислород.
• Озон.

Экологически чистые окислители используются:

для окислительной модификации, которая проводится с целью получения веществ с определенными структурой и свойствами; для осуществления селективного окисления с целью получения ценных химических реагентов; для глубокого окисления токсичных органических соединений с целью обеспечения безопасности продуктов.

Озон

Впервые озон был обнаружен голландским ученым Марумом в 1785 году. Сам термин был предложен немецким химиком Шёнбейном в 1840 году. Он же в 1840 году показал способность озона вытеснять йод из иодида калия:

$O_3 + H_2 O + 2KI = O_2 + 2KOH + I$

К основным химическим и физическим свойствам озона относятся:

1. Плотность составляет около 2,14гр/$дм^3$
2. Критическая температура около -12 градусов по Цельсию.
3. Коэффициент диффузии 0,157 $см^2$/с.
4. Растворимость в воде в 10 раз выше, чем у кислорода.
5. Резки запах.
6. Является мощным окислителем.

В природе озон образуется в результате ультрафиолетового облучения воздуха, протекающего в верхних слоях атмосферы Земли. В лабораторных условия его получают в результате химической реакции между пероксидом бария и концентрированной охлажденной серной кислотой:

$3H_2 SO_4 + 3BaO_2 = 3BaSO_4 + O_4 + 3H_2 O$

Озон широко применяется в различных областях. Он используется для стерилизации медицинского оборудования, отбеливания бумаги, очистки масел, очистки воды и воздуха от микроорганизмов, дезинфекции одежды и поверхностей, озонирования раствора. Жидки озон используется, как экологически чистый окислитель в ракетной технике.

В нефтегазовой отрасли озон используется для процесса озонирования. Благодаря озонированию сточные воды предприятия очищаются от сероводорода, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ, мышьяка, красителей, различных канцерогенов, пестицидов и т.п. Для осуществления озонирования на нефтегазовых предприятиях используются контактные устройства со змеевиковым реактором и барботажные колонны.

Использование пероксида водорода в нефтегазовой отрасли

Пероксид водорода представляет собой бесцветную жидкость с «металлическим» вкусом, которая является неограниченно растворимой в эфире, спирте и воде. В нефтегазовой отрасли данное вещество используется в гидродинамических и микробиологических методах повышения нефтеотдачи пласта, в качестве источника кислорода. Использование водного раствора пероксида водорода, как источника воздуха имеет несколько преимуществ, по сравнении. С нагнетанием воздуха в скважину.

Во-первых, при использовании пероксида водорода в пласте создаются благоприятные условия, которые способствуют развитию микробиологического процесса при помощи оптимизации содержания растворенного кислорода. Во-вторых, при использовании пероксида водорода отпадает необходимость в применении компрессоров высокого давления, с целью проведения операции по сжатию воздуха. Молекулярный кислород эффективно нейтрализует токсичные соединения, например, такие как сероводород, а также создает подходящие и благоприятные условия для аэробного этапа микробиологического процесса. Помимо всего перечисленного, выделение кислорода в основном происходит внутри пласта, там же, где он и потребляется, что становится причиной снижения кррозионной опасности протекающих процессов. Все это способствует улучшению степени эффективности микробиологического воздействия на продуктивный пласт.

Оптимальная концентрация пероксида водорода для водного раствора находится в диапазоне от 100 до 200 мкг/мл. Когда концентрация пероксида водорода превышает отметку в 300 мкг/мл рост культур замедляется.

Динамика роста количества аэробных микроорганизмов при использовании в качнстве источника кислорода пероксида водорода вычисляется по следующей химической формуле:

$2H_2 O_2 = O_2 + 2H_2 O$

$2(NH_2 )_2 CO • H_2 O_2 = O_2 + 2H_2 O + 2(NH_2 )_2 CO$

Исследования динамики роста числа микроорганизмов (при использовании пероксида водорода) проводили с культурами штамм 202, Pseudomonas aeruginosa, Rhodococcus erythropolis и штамм 367-6. Для выращивания бактерий использовалась среда Раймонда, состоящая из дрожжевого экстракта, хлорида натрия, хлорида аммония, хлористого шестиводного магния, двухводного хлорида кальция, пятиводного сульфата марганца, гидроортофосфата кальция и прочих веществ.