Глава 4. Переработка высококипящих фракций с получением индивидуальных полициклических углеводородов
4.3. Переработка тяжелых пековых дистиллятов
Рис. 4.11 Технологическая схема установки для получения антрахинона и фталевого ангидрида: 1 - сборник; 2 - насос; 3 - испаритель; 4 - воздуходувка; 5 фильтр для воздуха; 6, 23 - калориферы; 7, 9 - теплообменники; 8 - контактный аппарат; 10 - конденсаторы антрахинона; 11 - бункер; 12 - циклон; 13 - кон-денсатор намораживания; 14 - скруббер пенного типа; 15 - хвостовой вен-гилятор; 16 - циркуляционные сборники; 17 - циркуляционные насос; 18 - гранулятор; 19 - сито; 20 - сборник воды; 21 - погружной насос; 22 вентилятор; 24 - приемник сырого фталевого ангидрида; 25 - холодильник масла ЛМТ-300; 26 - сборник холодного масла; 27 - подогреватель масла ЛМТ-300; 28 - сборник горячего масла
Определенный интерес представляют исследования, направленные и получение ароматических поликарбоновых кислот, в основном, фталевой, бензойной, окислением сырого антрацена воздухом в водно-щелочной среде [53]. Это направление не лишено недостатков, главным из которых является трудность разделения целевых продуктов и их низкий выход.
Японской фирмой «Ниппон Стил Кемикл» на основе технического ан-трацена были получены пластифицирующие добавки для бетона, способ-ствующие повышению текучести бетонной массы без увеличения ее влаж-ности [54].
4.3.1. Выбор исходного сырья для производства флуорантена, пирена и хризена
Для оценки потенциальных ресурсов флуорантена, пирена и хризена и выбора исходного сырья для их получения были исследованы 4 образца высококипящих фракций: вторая антраценовая (I), легкие (II) и тяжелые (III) пековые дистилляты Авдеевского КЗХ, а также смесь (1:1) легких и тяжелых пековых дистиллятов Горловского КХЗ (IV). Характеристика разгонки исследованных фракций приведена ниже (температура падения пер-вой капли (П.к.) и объем отгона скорректированы).
|
Количество отгона, |
|
Температура, °С |
|
|
|
% по массе |
I |
II |
III |
IV |
|
П.к. |
266,2 |
301,9 |
302,8 |
298,0 |
|
10 |
316,4 |
327,5 |
374,5 |
354,1 |
|
20 |
346,2 |
351,6 |
386,7 |
378,3 |
|
30 |
360,5 |
366,7 |
398,0 |
386,5 |
|
40 |
370,6 |
375,5 |
411,2 |
391,9 |
|
50 |
383,3 |
385,4 |
419,5 |
401,8 |
|
60 |
391,7 |
399,5 |
434,2 |
423,0 |
|
70 |
400,1 |
430,4 |
456,6 |
439,5 |
|
80 |
420.2 |
450,2 |
484,6 |
464,2 |
|
90 |
441,9 |
461,6 |
489,2 |
471,6 |
Компонентный состав образцов исходного сырья по данным газожидкостной хроматографии приведен в табл. 4.10 [55]. Анализ данных позволяет констатировать, что, во-первых, разработанная методика капиллярной газожидкостной хроматографии в зависимости от вида анализируемого сырья дает возможность идентифицировать в нем (по компонентам) от 50 до 72 % массы образца, в то время как методы химического анализа обеспечивают только 30-35 %-ную идентификацию массы образца. Во-вторых, если исходить только из количественных характеристик компонентного состава, то в качестве сырья для организации производства флуорантена, пирена и хризена лучше всего использовать ТПД, хотя можно использовать и все другие виды исследованных фракций, в том числе и смесь легких и тяжелых пековых дистиллятов при невозможности их раздельного приема в отдельные сборники. Но наиболее оптимальный вариант - это
-150-
-151-
Е. Т. КОВАЛЕВ. Научные основы и технология переработки высококипящих фракций | каменноугольной смолы с получением полициклических углеводородов
отбор целевой фракции на многоколонном агрегате, работающем по принципу многократного испарения сырья. Такая схема была предложена и рассмотрена ранее.
Таблица 4.10
Компонентный состав исходных фракций
|
Компоненты |
Содержание, % по массе |
|||
|
I |
11 |
III |
IV |
|
|
Нафталин |
2,10 |
0,93 |
0,76 |
2,94 |
|
В-Метилнафталин |
0,55 |
0,19 |
0,33 |
0,40 |
|
А- Метилнафталин |
0,35 |
0,12 |
0,24 |
0,20 |
|
Аценафтен |
1,22 |
1,05 |
1,62 |
1,29 |
|
Дифениленоксид |
0,25 |
0,25 |
0,48 |
0,50 |
|
Флуорен |
0,60 |
1,87 |
1,17 |
1,21 |
|
Фенантрен |
9,46 |
9,88 |
18.80 |
12,20 |
|
Антрацен |
6,45 |
4.51 |
6,51 |
5,41 |
|
Карбазол |
5,21 |
3,51 |
4,64 |
3,10 |
|
Флуорен |
12,93 |
16,26 |
19,80 |
14,80 |
|
Пирен |
8,16 |
10,25 |
11,83 |
10,90 |
|
1,2-Бензантрацен |
0,41 |
0,91 |
1,22 |
0,85 |
|
Хризен |
1,62 |
2,21 |
2,91 |
2,60 |
|
Бензфлуорантен |
0,51 |
0,61 |
1,17 |
0,86 |
|
Бенз-е-пирен |
0,08 |
0,18 |
0,66 |
0,35 |
|
Бенз-а-пирен |
0,03 |
0,10 |
0,30 |
0,17 |
|
Всего |
49,93 |
52,83 |
72,44 |
57,78 |
При выборе сырьевой базы для производства высококипящих ароматических углеводородов необходимо также учитывать, что получение второй антраценовой фракции требует специального режима ректификации КУС и, кроме того, ресурсы этой фракции весьма ограничены, и она находит достаточно квалифицированное применение в качестве сырья для производства высокоструктурного углерода.
Каким бы ни было исходное сырье для получения фракций, обогащенных высококипящими углеводородами, оно должно подвергаться ректификации при высоких температурах (до 450 °С). В этом случае большое значение приобретает термическая устойчивость сырья, позволяющая свести к минимуму развитие процессов деструкции и образования кокса в кубе при периодическом процессе или в трубчатке при непрерывной ректификации.
Как показали наши исследования, начало интенсивной потери массы для второй антраценовой фракции находится в интервале температур 360 - 400 °С, для ТПД этот интервал составляет 410-460 °С. Легкие пековые дис-тилляты занимают промежуточное положение.
-152-