Odzysk kobaltu i manganu ze strumieni odpadowych przemysłu petrochemicznego na przykładzie procesu produkcji kwasu tereftalowego

• Autorzy: Kura Łukasz , Jurczakowski Rafał , Wiśniewski Piotr

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2023.6.9

Warianty tytułu

EN

Recovery of cobalt and manganese from waste streams of the petrochemical industry on the example of terephthalic acid production process

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Stwierdzono ilościowe wytrącanie szczawianów kobaltu(II) i manganu(II) (stężenia metali poniżej LOD: Co < 0,35 ppm, Mn < 0,27 ppm) w stężonym roztworze kwasu octowego (90% mas.), powszechnie stosowanym jako rozpuszczalnik w przemysłowych procesach utleniania p-ksylenu do kwasu tereftalowego. Obecność zanieczyszczeń typowych dla procesu utleniania p-ksylenu, czyli kwasu benzoesowego, kwasu bromowodorowego oraz jonów sodu nie miała negatywnego wpływu na powstawanie osadów. Obecność stałego kwasu tereftalowego w mieszaninie reakcyjnej miała pozytywny wpływ na proces odzyskiwania katalizatora. Zaobserwowano, że szczawiany tworzą aglomeraty na powierzchni stałego kwasu tereftalowego, co ułatwia oddzielenie osadu od cieczy macierzystej. Ponadto potwierdzono wysoką efektywność wytrącania w szerokim zakresie stężeń metali (50-1600 ppm). Wyniki pokazują, że strącanie kwasem szczawiowym jest skuteczną metodą odzyskiwania katalizatorów homogenicznych zawierających związki kobaltu(II) i manganu(II).

EN

A 1% soln. of (COOH)₂ in 90% MeCOOH was added to a 90% MeCOOH soln. contg. Co and Mn ions at concns. of 500 and 300 ppm, resp., and impurities typical of the oxidn. of p-xylene to C₆H₄(COOH)₂ (BzOH, HBr and Na ions) in amts. simulating the mother liquor compn. of a real industrial process. After mixing, the Co and Mn contents of the decanted liq. were detd. by AAS. Presence of impurities had no neg. impact on the ppt. formation. The presence of solid C₆H₄(COOH)₂ in the reaction mixt. had a pos. impact on the catalyst recovery process. Oxalates formed agglomerates on the surface of the solid C₆H₄(COOH)₂ which facilitated the sepn. of the ppt. from the mother liquor. The pptn. with (COOH)₂ is an efficient recovery method of spend Co(II) and Mn(II) homogeneous catalysts.

Słowa kluczowe

PL

p-ksylen; utlenianie; kwas tereftalowy; katalizator; kobalt; mangan

EN

p-xylene; oxidation; terephthalic acid; catalyst; cobalt; manganese

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2023
• Tom: T. 102, nr 6
• Strony: 600--605
• Opis fizyczny: Bibliogr. 34 poz., il., tab., wykr.

Twórcy

autor

Kura Łukasz

• Polski Koncern Naftowy ORLEN SA, ul. Chemików 7, 09-411 Płock

autor

Jurczakowski Rafał

• Uniwersytet Warszawski

• https://orcid.org/0000-0002-5071-5763

autor

Wiśniewski Piotr

• Polski Koncern Naftowy ORLEN SA

Bibliografia

• [1] H. Fisher, Cobalt Market Report 2021, Cobalt Institute, maj 2022.
• [2] B. Swennen, J. P. Buchet, D. Stánescu, D. Lison, R. Lauwerys, Br. J. Ind. Med. 1993, 50, nr 9, 835.
• [3] S. Mahey, R. Kumar, M. Sharma, SN Appl. Sci. 2020, 2, 1279.
• [4] Obwieszczenie Ministra Infrastruktury i Budownictwa z dnia 28 września 2016 r. w sprawie ogłoszenia jednolitego tekstu rozporządzenia ministra budownictwa w sprawie sposobu realizacji obowiązków dostawców ścieków przemysłowych oraz warunków wprowadzania ścieków do urządzeń kanalizacyjnych, Dz.U. 2016, poz. 1757.
• [5] C. Latunussa, K. Georgitzikis, C. T. de Matos, M. Grohol, U. Eynard, D. Wittmer, L. Mancini, M. Unguru, C. Pavel, S. Carrara, F. Mathieux, D. Pennington, G. A. Blengin, Study on the EU’s list of Critical Raw Materials (2020), Fact Sheets on Critical Raw Materials, Publications Office of the European Union, Luksemburg 2020.
• [6] G. A. Blengini, C. Latunussa, U. Eynard, C. T. de Matos, D. Wittmer, K. Georgitzikis, C. Pavel, S. Carrara, L. Mancini, M. Unguru, D. Blagoeva, F. Mathieux, D. Pennington, Study on the EU’s list of Critical Raw Materials (2020) Final Report, Publications Office of the European Union, Luxemburg 2020.
• [7] N. T. Nassar, S. M. Fortier, Methodology and Technical Input for the 2021 Review and Revision of the U.S. Critical Minerals List, U.S. Geological Survey Open- File Report 2021-1045, 31, https://doi.org/10.3133/ ofr20211045.
• [8] S. A. Barazi, U. Naeher, S. Vetter, P. Schütte, M. Liedtke, M. Baier, G. Franken, Commodity Top News 2017, 53, 1.
• [9] E. Petavratzi, G. Gunn, C. Kresse, BGS Commodity Review: Cobalt, 2019.
• [10] M. Rogers, K. Sanghavi, PTQ Catalysis 2016, 21, nr 2, 43.
• [11] A. W. Budiman, J. S. Nam, J. H. Park, R. I. Mukti, T. S. Chang, J. W. Bae, M. J. Choi, Catal. Surv. Asia 2016, 20,173.
• [12] Y. Ning, T. Ohwada ,F.-E .Chen, Green Synth. Catal. 2021, 2, 247.
• [13] R. A. F. Tomás, J. C. M. Bordado, J. F. P. Gomes, Chem. Rev. 2013, 113, 7421.
• [14] E .A. Karakhanova, A. L. Maksimova, A. V. Zolotukhina, V. A. Vinokurov, Russ. J. Appl. Chem. 2018, 91, nr 5, 707.
• [15] M. Li, F. Niu, D. H. Busch, B. Subramaniam, Ind. Eng. Chem. Res. 2014, 53, 9017.
• [16] https://www.orlen.pl/PL/DlaBiznesu/ProduktyPetrochemiczne/Petrochemikalia/Strony/Kwas-tereftalowy-PTA.aspx, dostęp 9 listopada 2022 r.
• [17] Pat. USA 3584039 (1971).
• [18] Pat. USA 5567842 (1996).
• [19] Pat. USA 7285677 (2007).
• [20] Pat. USA 9409849 (2016).
• [21] V. Rezaeia, S. A. A. Sajadib, Russ. J. Appl. Chem. 2015, 88, nr 7,1201.
• [22] Pat. USA 3341470 (1967).
• [23] S. Anwani, R. Methekar, V. Ramadesigan, J. Mater. Cycles Waste Manage. 2020, 22, 2092.
• [24] R. Sadanandam, M. F. Fonseca, K. Srikant, A. K. Sharma, S. K. Tangri, A. K. Suri, Hydrometallurgy 2008, 91, 28.
• [25] A. Verma, R. Kore, D. R. Corbin, M. B. Shiflett, Ind. Eng. Chem. Res. 2019, 58, 15381.
• [26] Pat. USA 3840469 (1979).
• [27] Pat. USA 4488999 (1984).
• [28] Pat. Wlk. Bryt. 2115413 (1983).
• [29] Pat. USA 4490297 (1984).
• [30] S. Roy, M. Vashishtha, A. K. Saroha, J. Eng. Sci. Technol. Rev. 2010, 3, nr 1, 95.
• [31] M. Saeed, M. Ilyas, M. Siddique, A. Ahmad, Arab. J. Sci. Eng. 2013, 38, 1739.
• [32] A. M. Fedoseev, A. V. Gogolev, V. P. Shilov, I. A. Charushnikova, V. I. Makarenkov, V. P. Perminov, Radiochemistry 2017, 59, nr 6, 502.
• [33] Q.-H. Tian, Y. Yi, X.-Y. Guo, J. Central South Univ. 2011, 42, nr 9, 2558.
• [34] S. Imamura, Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 1743.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).