Глава 4. Переработка высококипящих фракций с получением индивидуальных полициклических углеводородов

Использование только этилового спирта для перекристаллизации на второй стадии очистки позволяет получить продукт с довольно высоким выходом (~ 67 %), однако содержание основного вещества находится на уровне 70 %. При содержании флуорантена в исходной фракции 67 % применение этого растворителя нецелесообразно.

Применение только толуола при повторной перекристаллизации обогащенного продукта приводит к получению флуорантена очень высокого качества - 97,7 % основного вещества. Однако выход такого флуорантена составляет всего 14,5 % при степени извлечения -21 % от ресурсов в обогащенной фракции и 6 % от ресурсов в ТПД.

Использование для перекристаллизации смеси растворителей, состоящей из 25 % этилового спирта и 75 % толуола позволяет получить конечный продукт высокого качества - содержание флуорантена находится на уровне 97 %, а выход - 54 %. Степень извлечения целевого продукта составляет ~ 78 % от его ресурсов в обогащенной фракции и 22 % от ресурсов в ТПД.

Несколько лучшие результаты получены при использовании смеси из 30% этилового спирта и 70 % толуола: с выходом 55,5 % получен флуорантен, содержащий 96,5 % основного вещества со степенью извлечения до 80 % от ресурсов в сырье и 22,5 % от его ресурсов в ТПД.

Увеличение содержания этилового спирта в смеси растворителей до 70 % приводит к снижению выхода флуорантена до 44 % и ухудшению его качества.

Следовательно, можно заключить, что для повторной перекристаллизации флуорантеновой фракции оптимальной является смесь растворителей, состоящая из 30 % этилового спирта и 70 % толуола. Содержание основных компонентов в полученном продукте (капиллярная ГЖХ) следующее (% по массе):

фенантрен + антрацен - 0,7 флуорантен - 96,5

пирен - 2,2

Выход высокопроцентного флуорантена от его ресурсов в обогащенной фракции составляет 55-56 %, а от ресурсов в ТПД - 23 %.

Нетрудно подсчитать, что при переработке 1 т ТПД по предложенному методу может быть получено 300 кг головной фракции и 160 кг флуорантеновой фракции. На первой стадии обогащения флуорантеновой фракции будет получено 80 кг обогащенной фракции, после обогащения, которой будет получено 45 кг 96,5 %-ного флуорантена.

Анализ полученных экспериментальных данных позволяет сделать следующие выводы.

- 178-

-179-

Е. Т. КОВАЛЕВ. Научные основы и технология переработки высококипящих фракций

каменноугольной смолы с получением полициклических углеводородов

-

4.3.4. Разработка технологии получения высокопроцентного пирена

Пирен - второй компонент ТПД, представляющий интерес для ряда направлений органического синтеза и определяющий комплексность технологических решений по переработке ТПД.

Потребность в пирене заявлялась постоянно, начиная с 60-х годов 20 го века, и в разное время колебалась от 20-50 до 300-500 т/год. Однако по ряду причин производство пирена в коксохимической промышленности не было организовано.

В настоящее время минимальная потребность в пирене для производства нафталинтетракарбоновой кислоты составляет 20 т/год. Прекращение импорта кислоты полностью парализовало в Украине производство очень ценных кубовых красителей широкого спектра, часть которых получают на основе тетрахлорпирена [60]. Весьма перспективным направлением использования пирена является получение на его основе термостабильных полимеров [61]. Продукты галоидирования пирена представляют собой активные инсектициды для протравки семян пшеницы.

Требования к качеству пирена из года в год повышались. Если в 70-годах прошлого века потребителей удовлетворял технический пирен с и держанием основного вещества 70-80 %, то в 80-х годах содержание ос-новного вещества заявлялось на уровне 90 %. В настоящее время эти тре-бования возросли до 95-96 %, а для пирена-реактива - не ниже 98 %.

Проблеме выделения пирена из коксохимического сырья уделялось достаточное внимание [62-65] и количество опубликованных по этому в( просу работ значительно превышает количество публикаций по получению флуорантена, не говоря уже о хризене.

Детально процесс выделения пирена изучался в УХИНе в 60-70-х годах [66-68]. В этих работах в качестве исходного сырья исследовались антраценовые фракции и пековые дистилляты [39], которым, в конечном счете, было отдано предпочтение. Было показано, что при ректификации пековых дистиллятов (содержание пирена 5 %) могут быть получены две пиреновые фракции:

• фракция, отобранная в интервале 385-390 °С (выход 6,5 %, содержа-ние пирена 33 %);

• фракция, отобранная в интервале 390-400 °С (выход 8,0 %, содержа-ние пирена - 48 %).

При отборе одной общей пиреновой фракции выход ее составил 14,5 %, а содержание пирена 41 %.

В другой работе УХИНа [68] путем ректификации ТПД, содержащих 8,25 % пирена, была получена пиреновая фракция с концентрацией пирена