Казанский национальный исследовательский технологический университет, Казань, Россия:

А. У. Аетов, магистрант кафедры теоретических основ теплотехники (ТОТ), эл. почта: aetovalmaz@mail.ru
Р. А. Усманов, профессор каф. ТОТ, докт. техн. наук, эл. почта: usmanoff@gmail.com
С. В. Мазанов, доцент кафедры ТОТ, канд. техн. наук, эл. почта: serg989@yandex.ru
Ф. М. Гумеров, профессор, зав. каф. ТОТ, докт. техн. наук, эл. почта: gum@kstu.ru

Одним из перспективных путей решения экологических проблем, связанных с утилизацией промышленных отходов, а также проблем выделения молибдена и важных органических компонентов из водного стока, исследуемого в данной статье, могут явиться процессы с рабочими средами в сверхкритическом флюидном (СКФ) состоянии. Именно этот подход и явился предметом исследований, результаты которых представлены в работе. Авторы статьи ранее остановили свой выбор на сочетании сверхкритического флюидного экстракционного процесса с диоксидом углерода в качестве экстрагента применительно к задаче выделения органических соединений и процесса окисления оставшихся органических компонентов водного стока и одновременного осаждения неорганической составляющей, осуществляемых в СКФ-условиях для водного раствора. Оба процесса оказались довольно науко- и трудоемкими. Осуществление процесса окисления в СКФ-условиях имеет значительные преимущества перед традиционными методами, а именно термическим обезвреживанием и контрольным захоронением за счет уменьшения количества выбросов в атмосферу и почву, улучшения качества обезвреживания, возможности рецикла обезвреженной воды. При соответствующем составе водного стока возможно использование тепла экзотермической реакции и для внутренних нужд производства. Представлены результаты исследования процесса окисления промышленного молибденсодержащего водного стока при эпоксидировании пропилена, осуществленном в СКФ-условиях (Т = 673–873 К, Р = 22,5 МПа) на установке с проточным реактором и с использованием в качестве окислителя кислорода воздуха. Изучено влияние термодинамических условий на эффективность процесса окисления органических соединений водного стока. Выделен и охарактеризован элементный состав неорганического остатка, концентрирование молибдена в котором осуществлено на установке высокочастотной индукционной плазмы.
Авторы выражают благодарность Российскому фонду фундаментальных исследований (соглашение № 18-29-06041) за финансовую поддержку исследования.

1. Гумеров Ф. М. Сверхкритические флюидные технологии. Экономическая целесообразность. — Казань : Изд-во Академии наук РТ, 2019. — 439 с.
2. Кирпичников П. А., Береснев В. В., Попова Л. М. Альбом технологических схем производств промышленности синтетического каучука : учеб. пособие для вузов. — 2-е изд., перераб. — Л. : Химия, 1986. — 224 с.
3. Пат. 2268885 РФ. Способ извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов / В. М. Бусыгин, Х. Х. Гильманов, Н. Р. Гильмутдинов, А. Б. Багавиев, Д. Х. Сафин и др. ; заявл. 16.11.2004 ; опубл. 27.01.2006, Бюл. № 03.
4. Пат. 543965 США. Регенерация молибденового катализатора // ИСМ. 1996. Вып. 11. № 5. С. 17.
5. А.С. 485754 СССР. Способ выделения катализатора эпоксидирования олефинов / А. А. Петухов, В. А. Беляев, В. В. Смирнов и др. ; заявл. 18.03.74 ; опубл. 30.09.75., Бюл. № 36.
6. А.С. 491398 СССР. Способ выделения катализатора эпоксидирования олефинов / А. А. Петухов, В. А. Беляев, Н. Н. Ржевская и др. ; заявл. 18.03.74 ; опубл. 15.11.75, Бюл. № 42.
7. Пат. 4317801 США. Извлечение молибдена из отработанных каталитических растворов при гидропероксидных эпокси дированиях / Д. Тейлор, М. Мокелла ; заявл. 22.01.1981 ; опубл. 02.03.1982 // ИСМ. Вып. 51. № 12. С. 51.
8. Каюмов Р. А., Сагдеев А. А., Гумеров Ф. М. Утилизация молибденсодержащего отхода с использованием сверхкритических флюидных сред. — Нижнекамск : Бриг, 2016. — 143 с.
9. Yoo K.-P., Fukuzato R. Current status of commercial development and operation of SCF technology in China, Japan, Korea and Taiwan // Proc. of the 8^th Intеrnational Symposium on Supercritical Fluids. Kyoto (Japan). — 2006. Pl-3.
10. Jian-Guo C., Ai-Min L., Quan-Xing Z. Hemei Daxue xuebao. Ziran kexue ban // Hefai Uniu. Sci. 2004. No. 3. Р. 326–331.
11. Gurbulak E., Yuksel E., Tekbas M., Doruk T., Eyvaz M. et al. Supercritical water oxidation of octol — containing wastewater // Global NEST Journal. 2019. Vol. 21, No. 2. P. 172–179.
12. Prasad Mylapilli S. V., Sivamohan N. Sub and supercritical water oxidation of pharmaceutical wastewater // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2019. Vol. 7, Iss. 3. 1031065.
13. Yao G., Chen Q., Li D., Xie Z., Zhou Y. et al. Behaviors of Organic and Heavy Metallic Pollutants during Supercritical Water Oxidation of Oil-Based Drill Cuttings // Water Air Soil Pollut. 2018. Vol. 229, No. 102.
14. Yang J., Wang Sh., Li Y., Jiang Zh., Xu D. et al. Oxidationsulfidation attacks on alloy 600 in supercritical water containing organic sulfides // Materials Letters. 2020. Vol. 263, No. 12218.
15. Yang J., Wang Sh., Lei J., Xu H., Zhang Y. et al. Corrosion Behavior of Candidate Materials for Supercritical Water Oxidation Reactor for Sewage Sludge Processing Plants // Solid State Phenomena. 2018. Vol. 278. P. 107–111.
16. Aki S. N. V. K., Abraham M. A. An economic evaluation of catalytic supercritical water oxidation: comparison with alternative waste treatment // Technologies. Environmental Progress. 1998. Vol. 17, No. 4. P. 246–255.
17. Федяева О. Н., Востриков А. А. Утилизация токсичных органических веществ в сверхкритической воде // Сверхкритические флюиды: теория и практика. 2012. Т. 5. № 1. C. 64–88.
18. Usmanov R. A., Gabitov F. R., Gumerov F. M., Zaripov Z. High yield biofuel production from vegetable oils with supercritical alcohols // Liquid Fuels: Types, Properties and Production. Nova Science Publisher, Inc., New York. 2012. Ch. 3. P. 99–146.
19. Usmanov R. A., Gabitov R. R., Biktashev Sh. A. et al. Pilot unit for permanent transesterification of vegetable oils in supercritical methanol or ethanol media // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2011. Vol. 5, No. 8. Р. 1216–1227.
20. Mazanov S. V., Gabitova A. R., Usmanov R. A., Gumerov F. M., Labidi S. et al. Continuous production of biodiesel from rapeseed oil by ultrasonic assist transesterification in supercritical ethanol // Journal of Supercritical Fluids. 2016. Vol. 118. P. 107–118.
21. ГОСТ Р 52708–2007. Вода. Метод определения химического потребления кислорода. — Введ. 01.07.2008.
22. Jin F. M., Kishita A., Enomoto H. Kinetics of oxidation of food wastes with H₂O₂ in supercritical water // Journal Supercritical Fluids. 2001. Vol. 19, Iss. 3. P. 251–262.
23. Fedyaeva O. N., Vostrikov A. A. Transformations of Pyrite and Pyrrhotite in Supercritical Water // Russian Journal of Physical Chemistry B. 2017. Vol. 11, No. 7. P. 1070–1077.
24. Gumerov F. M. Waste management in propylene epoxidation process with the use of supercritical fluid media // American Journal of Analytical Chemistry. 2012. Vol. 3, Iss. 12A. P. 950–957.