Глава 4. Переработка высококипящих фракций с получением индивидуальных полициклических углеводородов
Рис. 4.14 Растворимость хризена в зависимости от температуры [46]:
1 - пиридин; 2 - поглотительное масло; 3 - нитробензол; 4- а-метилнафталин; 5- толуол; 6 - спирт
На первой стадии очистки сырая 29 %-ая фракция при температуре 20-25 °С отмывается от масел и других легкорастворимых соединений ароматическим растворителем - толуолом. Выбор толуола в качестве растворителя обусловлен тем, что он очень хорошо растворяет органические соединения разных классов, но растворимость самого хризена в толуоле при низких температурах незначительна.
В табл. 4.27 приведены результаты исследований по отмывке сырой хризеновой фракции толуолом с максимальным эффектом удаления легкорастворимых примесей. Из приведенных экспериментальных данных следует, что при соотношении сырая хризеновая фракция:толуол как 1:3 достигается обогащение продукта с содержанием хризена 59 % при выходе 45 %. Степень извлечения хризена в обогащенную фракцию превышает 92 %, что свидетельствует о незначительных потерях целевого продукта с растворителем.
Таблица 4.27
Зависимость выхода и качества хризена на стадии отмывки хризеновой фракции толуолом
|
Соотношение толуол / фракция, по объему |
Выход обогащенного продукта, % |
Содержание хризена, % |
Степень извлечения хризена от ресурсов, фракция / ТПД, % |
|
3/1 |
45,0 |
59,2 |
92,2/73,7 |
|
4/1 |
37,5 |
64,1 |
83,2 / 66,3 |
|
4,5/ 1 |
35,0 |
69,4 |
84,1 /67,0 |
|
5/1 |
34,7 |
70,0 |
84,0/66,9 |
|
6/1 |
34,5 |
70,2 |
83,8 / 66,8 |
- 186-
- 187 -
Е. Т. КОВАЛЕВ. Научные основы и технология переработки высококипящих фракций каменноугольной смолы с получением полициклических углеводородов
Соотношение фракции и растворителя 1:4 приводит к снижению выхода обогащенного продукта до 37 % при содержании хризена на уровне 64 %. Степень извлечения хризена от его ресурсов в сырой фракции также довольно высока и находится на уровне 83 %.
Лучшие результаты получены при отмывке сырой фракции при соотношении фракция:растворитель 1:4,5. Несмотря на то, что в этом случае выход обогащенного продукта несколько ниже (35 %), содержание основного вещества превышает 69 %. Степень извлечения хризена от ресурсов во фракции также несколько выше ~ 84 %. При соотношении 1:5 получается обогащенный продукт с содержанием хризена 70 %. Выход такого хризена практически такой же, как и в предыдущем случае. На одном уровне остается и степень извлечения хризена от его ресурсов во фракции и дистиллятах.
Дальнейшее увеличение соотношения фракция:растворитель не имеет смысла и может привести лишь к потерям целевого продукта.
Таким образом, при отмывке сырой хризеновой фракции толуолом оп-тимальным является соотношение фракция:растворитель 1:5 (можно 1:4,5). По данным ГЖХ компонентный состав отмытого продукта следующий (% мас.):
|
фенантрен + антрацен - |
1,4 |
|
карбазол |
0,7 |
|
флуорантен |
5,0 |
|
пирен |
7,1 |
|
хризен |
70,0 |
Выход отмытого продукта ~ 35 % от сырой хризеновой фракции при степени извлечения от ресурсов во фракции ~ 67 %.
На второй стадии очистки обогащенный продукт перекристаллизовы-вают из смеси растворителей диметилацетамид (ДМАА) - ацетон при соотношении продукт : растворитель 1 : 3. Такое соотношение является минимальным для достижения полного растворения очищаемого продукта при температуре кипения смеси.
Выбор в качестве одного из компонентов смеси такого суперрастворителя, как ДМАА обусловлен тем, что для получения высокопроцентного хризена необходимо удаление таких близко кипящих и трудно растворимых примесей, как бензантрацен, бензфенантрен, бензпирен.
Результаты определения соотношения растворителей в смеси на П-ой стадии перекристаллизации обогащенной фракции приведен в табл. 4.28.