Mercaptan Controlled Effectively with Hydrogen Peroxide Mercaptans

12
Mercaptan Controlled Effectively with Hydrogen Peroxide Mercaptans Thiols are found in many industrial wastes, both liquid and gaseous. In earlier literature, thiols were called mercaptans. Although thiols are toxic, they usually are found in very low concentrations and can be detected by smell in a concentration far below a toxic level. They are not considered hazardous, but rather a nuisance, since the odor detection levels are in the order of parts per billion (PPB). Hydrogen peroxide has been shown to effectively oxidize thiols over a range of temperatures and concentrations. Catalysis is sometimes required for vigorous oxidation. Sources of Thiols In the Kraft pulping process, methane thiol is formed by the demethylation of lignin. In petroleum products thiols evolve from the decomposition of various sulfur containing compounds during the refining process. Thiols find application in ore flotation and are used or formed as byproducts in many chemical manufacturing processes, i.e., pharmaceuticals, insecticides, wetting agents, plastics, rubber additives. Thiols are formed also by bacterial decomposition of organic materials typically found in the rendering industry and at sewage treatment plants. Treatment Hydrogen peroxide is useful for the treatment of both liquids and gases which are contaminated with thiols. Treatment of Liquid Effluents If only higher thiols other than methane thiol are present, a mild oxidation according to the equation: 2 RSH + H 2 O 2 RSSR + 2 H 2 O may be sufficient. The reaction occurs rapidly after mixing. The products are water insoluble disulfides which form an oily layer. This can be readily separated leaving behind only trace amounts of odorous material. The weight ratios of hydrogen peroxide to source thiols for the disulfide formation are: H2O2 / Thiol Wt. Ratio Ethane Thiol 0.2

Transcript of Mercaptan Controlled Effectively with Hydrogen Peroxide Mercaptans

Mercaptan Controlled Effectively with Hydrogen PeroxideMercaptansThiols are found in many industrial wastes, both liquid and gaseous. In earlier literature, thiols were called mercaptans. Although thiols are toxic, they usually are found in very low concentrations and can be detected by smell in a concentration far below a toxic level. They are not considered hazardous, but rather a nuisance, since the odor detection levels are in the order of parts per billion (PPB).

Hydrogen peroxide has been shown to effectively oxidize thiols over a range of temperatures and concentrations. Catalysis is sometimes required for vigorous oxidation.

Sources of ThiolsIn the Kraft pulping process, methane thiol is formed by the demethylation of lignin. In petroleum products thiols evolve from the decomposition of various sulfur containing compounds during the refining process.

Thiols find application in ore flotation and are used or formed as byproducts in many chemical manufacturing processes, i.e., pharmaceuticals, insecticides, wettingagents, plastics, rubber additives. Thiols are formed also by bacterial decomposition of organic materials typically found in the rendering industry and atsewage treatment plants.

TreatmentHydrogen peroxide is useful for the treatment of both liquids and gases which are contaminated with thiols.

Treatment of Liquid Effluents

If only higher thiols other than methane thiol are present, a mild oxidation according to the equation:

2 RSH + H2O2 → RSSR + 2

H2O

may be sufficient. The reaction occurs rapidly after mixing. The products are waterinsoluble disulfides which form an oily layer. This can be readily separated leaving behind only trace amounts of odorous material. The weight ratios of hydrogen peroxide to source thiols for the disulfide formation are:

H2O2 / Thiol Wt.

Ratio

Ethane Thiol 0.2

H2O2 / Thiol Wt.

Ratio

7

Propane

Thiol

0.2

2

Butane Thiol0.1

7

If methane thiol is present, or if a complete deodorization is desired, more rigorous oxidation is necessary. This requires all or some of the following: presence of catalyst, most conveniently in the form of a soluble iron salt (e.g., ferrous sulfate), excess hydrogen peroxide, and elevated temperatures.

Some experimentally determined conditions are described in the following examples:

Example 1 - A 1000 mg/L ethane thiol solution was treated at ambient temperature with an amount of hydrogen peroxide providing a 3% solution (30,000 mg/L). In the presence of 250 mg/L of iron catalyst deodorization of the mixture was complete in 40 minutes.

Example 2 - At 50C in presence of 250 mg/L of iron catalyst, thiol solutions are completely deodorized in less than 15 seconds with hydrogen peroxide in 5:1 H2O2: RSH molar ratio at pH 2. At pH 6 or above, deodorization is complete in less than one minute. The weight ratios corresponding to the 5:1 molar ratio for some common thiols are:

H2O2 / Thiol Wt.

Ratio

Methane

Thiol

0.2

7

Ethane Thiol0.2

7

Propane

Thiol

0.2

2

H2O2 / Thiol Wt.

Ratio

Butane Thiol0.1

7

Treatment of Gas Effluents

Treatments for contaminated gases are illustrated in the following pilot plant examples.

Daging Dan Pemanasan Globalon KHAMIS, 18 JUN 2009

Percayakah anda bahawa dengan hanya mengubah dari memakan stikkepada salad,anda boleh mengurangkan jumlah pembebasan karbon bersamaan dengan tidak menggunakan kereta selama beberapa hari? Demikian menurut pakar dari Dalhousie University di Kanada pada awal tahun 2009.Ini adalah disebabkan oleh proses penternakan lembu yang mengeluarkan banyak gas metana ke atmosfera dan menyumbang ke arah pemanasan global.

Dengan meneliti pelbagai aspek pengeluaran,dari jumlah bijirinyang di makan oleh lembu kepada pelepasan gas-gas yang dihasilkan oleh najis lembu,pakar sains semakin memahami 'kos'sebenar penghasilan makanan.sektor penternakan dianggarkan menumbang kepada 18% pengeluaran gas-gas rumah hijau dan penternakan embu adalah yang terbesar.Merujuk Pelletier,seorang pakar di American Association For the Advancement of Science,walaupun daging lembu hanya merupakan 30% daripada jumlah daging yang dimakan di negara-negara maju,ia bertanggungjawab ke atas 78% pengeluaran gas rumah hijau.ini kerana,bagi setiap satu kg daging lembu yang dihasilkan,16 kg gas karbon dioksida akan dilepaskan dan ianya4 kali lebih tinggi dari penghasilan daging babi dan 10 kali lebih tinggi dari daging ayam.Beliau turut menambah ahawa kitaboleh mengurangkan pelepasan gas arbon dioksida sebanyak 70%,jika kita mengubah corak pemakanan dari daging lembu kepada ayam.

Isunya ialah kita memakan lebih banyak daging daripada yang diperlukan untuk membekalkan zat untuk badan.Chris Weber,profesor Kejuruteraan Sivil dan Alam Sekitar dari University Carnegie Mellon di Pennsylvania menekankan betapa pentingnya untuk kita mengubah corak pemakanan harian ."Oleh kerana pilihan makanan d buat secara harian,maka ia lebih mudah diubah",katanya.

Secara puratanya isi rumah di Amerika Syarikat,membebas lebih kurang 5 tan gas arbon dioksida setahun melalui pemanduan kereta dan 3.5 tan gas karbon dioksida daripada bahan makanan.Penukaran kepada pemakanan yang tidak berasaskan daging merah dan produk tenusu adalah bersamaan dengan menjimatan pemanduan kereta sejauh 8,100 batu

Menurut Weber juga,membeli daging dan tenusu keluaran tempatantidak akan memberikan kesan yang ketara kerana pengangkutan makanan ke pasaran hanya menyumbang 5% pelepasan gas karbon dioksida yang dihasilkan oleh makanan.Oleh itu,pengguna boleh mengurangkan pelepasan gas karbon dioksida dengan hanya mengubah amalan memakan daging dan tenusu kepada jenis makananlain setiap hari- See more at: http://www.lovehijau.com/2009/06/daging-dan-pemanasan-global.html#sthash.wsnjzx4F.dpuf

Scaling up to commercial size can be done by standard engineering procedures.

Example 1 - Tests were made in a laboratory scrubber constructed of 2" diameter Pyrex pipe containing a 28" column of 1/4' ceramic Intalox saddles. The total gas flow was 15 L/min. The gas contained 1000 ppm by volume methane thiol. The liquid flowrate was 1.35 L/min. The liquid consisted of an aqueous solution containing 1.0g/L or NaOH and 1 g/L H2O2. The pH of the solution was 11.9.

After liquid-gas contacting, the effluent gas contained 4 ppm methane thiol, a 99.6% reduction. The effluent liquid pH had dropped to 11.0 and the content of unoxidized sulfur compounds was below detection limits.

Example 2 - The same conditions were used as in the previous example, only the gas contained 8000 ppm by volume H2S and 200 ppm by volume methane thiol. The effluent gas contained no detectable H2S and 2 ppm by volume methane thiol. The effluent liquid had a pH of 11.2 and the content of unoxidized sulfur compounds was below detection limits.

Example 3 - The same conditions were again used only the gas contained 1000 ppm by volume ethane thiol, 1000 ppm by volume dimethylsulfide and 100 ppm thiophene. The effluent gas contained no detectable sulfur compounds. The effluent liquid had a pH

of 11.9 and none of the original sulfur compounds were present. The effluent did contain approximately 5 mg/L of diethyldisulfide.

PEMANASAN GLOBAL (GLOBAL WARMING)

GAMBARAJAH DI BAWAH MENUNJUKKAN KEJADIAN FENOMENA PEMANASAN GLOBAL

Pemanasan global merupakan satu fenomena pemerangkapan gas yang dikenali sebagai gas rumah hijau yang mana kumpulan gas ini menghalang dan memerangkap haba bumi daripada terbebas keluar ke angkasa. Sifat kumpulan gas ini ialah membenarkan bahangan matahari menembusinya tetapi menghalang pembebasan semula bahangan bumi ke atmosfera.Contoh gas rumah hijau ialah karbon dioksida, karbon monoksida, kloroflorokarbon (CFC), metana, nitrogen oksida dan lain-lain. Kebiasaannya, fenomena pemanasan global dapat dirasai dengan lebih jelas di kawasan kutub utara dan selatan, kawasan pembangunan perindustrian, kawasan perbandaran dan banyak lagi tempat dunia.

PUNCA-PUNCA BERLAKUNYA PEMANASAN GLOBAL

1. PERINDUSTRIAN

Aktiviti perindustrian merupakan punca utama kepada fenomena pemanasan global. Pembakaran bahan api fosil seperti gas dan arang batu bagi menggerakkan mesin dan jentera telah mengeluarkan banyak gas rumah hijau terutamanya gaskarbon dioksida.

Semakin banyak gas karbon dioksida dihasilkan, semakin banyak haba yang dan terperangkapoleh lapisan gas lalu meningkatkan suhu udara secara global.

2. PENGANGKUTAN

Kenderaan bermotor kini merupakan pengangkutan utama bagi manusia memudahkan pergerakan mereka di bumi ini.

Penggunaan kenderaan yang menggunakan minyak sebagai bahan bakar utama bagi menggerakkanenjin kenderaan khususnya minyak tanpa plumbum telah banyak membebaskan gas karbon dioksida dan gas karbon monoksida

3. PEMBAKARAN HUTAN

Kegiatan pembakaran hutan secara besar-besaran dan berleluasa untuk

membersihkan kawasan hutan bagi menjalankan aktiviti pertanian, petempatan atau sebagainya telah menyumbang kepada pemanasan global

Pembakaran hutan telah menyebabkan imbangan kandungan oksigen dengan karbon dioksida tidak seimbang. Lebihan karbon dioksida terjadi dan berlakulah pemanasan globalAsap yang terbebas ke angkasa daripada pembakaran hutan juga mengandungi banyak gas karbon dioksida.

4. PERTANIAN DAN PENTERNAKAN

Aktiviti pertanian yang menggunakan racun-racun serangga dan baja kimia secara berlebihan.

Penggunaan racun-racun serangga dan baja kimia yang secara berlebihan ini telah mengeluarkan banyak gas rumah hijau terutamanya gas metana.Kegiatan perternakan juga menyebabkan berlakunya pemanasan global. Hasil buangan najis haiwan ternakan seperti kambing dan lembu telah menghasilkan dan membebaskan banyak gas metana ke angkasa.

LETUSAN GUNUNG BERAPI

Selain punca pemanasan global yang disebabkan oleh aktiviti manusia terdapat juga disebabkan oleh faktor semulajadi iaitu letusan gunung berapi.

Letupan gunung berapi yang banyak mengeluarkan asap dan debu yang mengandungi banyak gasrumah hijau contohnya karbon dioksida, gas karbon monoksida, gas sulfur dioksida dan sebagainya telah menyumbang kepada berlakunya pemanasan global.

Contoh gunung berapi yang pernah meletus ialah Gunung Tambore di Sumbawa dan Gunung Krakatoa di Selat Sunda.

KESAN-KESAN AKIBAT PEMANASAN GLOBAL

Peningkatan suhu secara global sudah tentu akan mencairkan litupan salji dan glasier di kawasan-kawasan pergunungan dan kedua-dua kutub.Kenaikan air laut akibat pencairan ais berupaya memberi dampak yang dahsyat seperti kejadian banjir besar terhadap negara-negara kepulauan contohnya Fiji dan Maldives sertanegara-negara pada ketinggian yang rendah contohnya Belanda dan Bangladesh. Akibat pencairan ais yang menyebabkan kejadian banjir besar ini akan mengakibatkan kemusnahan bukan sahaja nyawa manusia dan harta benda akan musnah tetapi bekalan makanan seperti

tanah-tanah pertanian yang subur akan turut termusnah.

Suhu bumi yang tinggi menyebabkan tanah-tanah yang subur menjadi tandus dan tidak sesuaibagi aktiviti pertanian. Pokok-pokok tanaman juga tidak dapat hidup dengan subur seterusnya mengurangkan hasil pertanian. Walaupun hanya berlaku perubahan kecil pada suhu, taburan hujan dan sinaran matahari,ia boleh menyebabkan hasil pertanian terjejas teruk, sekaligus mengancam bekalan makanan dunia.

Kekeringan sumber air permukaan bumi/ kemarau menyebabkan proses sejatan tidak mempunyai wap-wap air untuk membentuk awan yang tebal bagi menurunkan hujan. Kadar hujan berkurangan, udara menjadi kering dan persekitaran menjadi panas. Dalam keadaan udara kering memudahkan terbentuknya jerebu/ partikulat-partikulat terampai. Pemanasan global mengakibatkan peningkatan suhu di Lautan Pasifik. Hal ini mengubah pola tiupan angin lazim dari darat ke laut akibat perbezaan tekanan yang hebat. Kesannya angin kencang bertiup ke barat Pasifik menyebabkan cuaca panas dan angin lembab pula bertiup ke timur Pasifik menyebabkan kejadian ribut, banjir dan taufan.