CS251524B1 - Sposob úpravy a obohatenia ťažkých pyrolýznych olejov, živíc, alebo dechtových frakcií - Google Patents

Description

251524

Predmetom tohoto vynálezu je sposob ú-pravy a obohatenia ťažlkých pyrolýznycholejov, živíc, alebo dechtových frakcií prenáročné uhlíkové materiály odstraněnímich nežialdúciích tuhých příměsí úpravoutýchto pyrolýznych látok vo vhodných roz-tokoch.

Roztoky týchto látok, ktoré predstavujúmedzištádium ich technického spracovaniamožno připravit samozřejmé běžným roz-púš taním v 1'ubovol'ných účinných rozpúš-ťadlách. Ak isa, však roztoky, ich přípravaa spracovanie musia podriadiť požiadavkámnávazných operáicií, potom aj ich vlastnostidané povahou samotných spracovávanýchlátok i rozpúšťadiel sa tiež musia poidriadiťtýmto· požiadavkám.

Tažké pyrolýzne oleje a živice, resp. smo-ly sú vedřajšími «plodinami pyrolýznehospracovania ropy, resp. jej fraíkcií, alebokonečné produkty spracovania čiernouhoí-ných dechtov. Získávájú sa ako deistilačnázbytky ,po oddělení 1'ahších cennějších py-rolýznych produktov. Do ich zloženia pre-chádzajú nečistoty východiskových surovin,vedlajšie sploidiny pyrolýznych pochodov adruhotné sploidiny, vznikajúce při vysokýchteplotách pri destilačnom delení. Pri desti-láciach sa tieto zložky koncentrujú. Ichobsah určuje vlastnosti destilačných zvyš-‘kov a možnosti ich spracovania. Ťažké pyrolýzne «plodiny isa s ohladomna ich zloženie a vlastnosti zužitkovává júvačšinou ako pálivá, příměsí, alebo náhraž-ky asfaltov, alebo sa spracovávajú na rQznedruhy uhlíkových materiálov, alebo sa akonevyužívaný odpad hromadia na ekologickynebezpečných skládkách. Len malá část vy-hřátých pyrolýznych produktov sa bez oso-bitných úprav dá spracovať na technickynáročné výrobky.

Obmedzenie spracovatelnosti ťažkých py-rolýznych produktov je vyvolané predovšet-kým prítoimuoisťou tuhých látok — neroz-pustných a netaivitelných — rozptýlenýchv podobě jemných čiastočiek. Tieto sú tvoře-né hlavně popolovinaimi, jemnozrným 'kok-sem, polokoksom a i.

Požiadavky náročnějších výrob na nízkýobsah tuhých příměsí sa doteraz riešía pře-vážné výberom vhodného pyrolýzneho ole-ja alebo živice s velmi malým obsahomtýchto zložiek, ktorý neruší spracovanie.

Tento přístup značné obmedzuje možnostiefelktívneho využívania vačšiny pyrolýznychsurovin. Na druhej straně táto obmedzenosťvýběru znemožňuje zaístiť perspektivné po-třebné množstvo surovin pre náročné vý-robky, Iktorých vývoj a zvýšenú potřebu isivynucuje technický vývoj.

Zaistenie dostatočného množstva ťažkýchpyrolýznych surovin vyhovujúcej kvality'spočívá vo vypracovaní vhodných' separač-ných metod a podmienok na odstránenie ne-žiadúcich příměsí, z dostupných surovin,ktoré sú doteraz využívané len extenzívně.

Takými metodami můžu v principe byť:filtrácia, sedimentácia alebo extrakcia. Kaž-dá z týchto metód možQ viesť k určitémuzníženiu obsahu tuhých příměsí. Ichj tech-nické uplatneinie je však obmedzovanévlastnosťamií dělených látok ako sú visko-zita a· hustota1 pyrolýznych surovin, povaha'a velkosť častíc tuhých zložiek a i.

Tieto vlastnosti sa dajú v žiadúcom sme-te upravit převedením týchto pyrolýznychproduktov do roztoku. S týmto je spojenénájdenie vhodných rozpúšťadiel ulahčujú-'cich separáciú nežiadúcich látckj a, bezl ne-gativného vplyvu na návazné operácie spra-'covania pyrolýznych produktov. Pri výbere'třeba zohíadniť viaceré technické problé-my, ktoré vypilývajú z vlastností použitýchlátok a ich systémov i z charakteru použí-vaného separačného postupu.

Pokial' ide o pyrolýzne suroviny třeba vi-dieť, že tietcí majú v roiznych rozpúšťadláchlen obmedzenú rozpustnost. Ich viskozita arelativné vysoká hustota sa čiastočne pre-nášajú aji na příslušné vlastnosti ich rozto-kov. Ciastočkyi oddelovanej pevnej látky súvelmi malé a nevelký je i rozdiel medzi ichhustotou a hustotou samotných pyrolýznychproduktov a ich roztokov.

Tieto vlastnosti sťažujú prevádzanie se-‘paráicií. Filtrácia v důsledku tvorby velminepriepustného filtračného koláča je pri ži-viciach s vyšším, obsahom tuhých příměsí vtechnickom meradle prakticky nepoužitel-ná., Přitom v, prvých štádiach filtrácie jem-'né častíce prechádzajú čiastočne do filtrá-tu, neskor po vytvoření filtračného» koláčanarastá tlak na neúnosnú úroveň. Extrakcia'je přitom v určitom zmysle spojená s po-dobnými problémami, pretože prí nej čias-točkyi pevnej látky prechádzajú do roztokua druhotné sa musia separovat na principefiltrácie. Použitelnou sa ukázala sedimentá-cia roztokov pyrolýznych produktov vo vy-hřátých rozpúšťadlách v odstředivkách.

Použité roizpúšťadlá majú spíňať nasledu-júce požiadavky: —- majú rozpúšťať prevládajúci podiel py-rolýznych surovin, — připravené roztoky nesmú mať vysokúhustotu, — roztoky majú mať relativné nízku vis-

Ikozitu, — majú byť málol hořlavá a pri podmien-kách odstreďovania máilo prchavé, — po odstredoivamí sa musia dať z rozto-kov odstrániť a regenerovat, — nemajú 'byť korozívne, — nemajú íbyť jedovaté — zdraiviu škodli-vé, — majú byť dostupné a laciné, — je výhodné ak sa můžu podielat na zvý-šení výťažnosti spracovania pyrolýznychproduktov.

Uvedené kritéria ,v značnej miere spíňajú 251524 viaceré účinné rozpúšťadlá, alebo ich zme-si s relativné nízkou hustotou a viskozitoua s obmedizenou pnchavosťou.

Individuálně· rozpúšťadlá, alebo ich defi-nované zmesi, zodpovedajúce uvedeným po-žiadavkám pře pyrolýzne produlkty našli•doteraz uplatnenie pri analytickom charak-terizovaní ich skupinového zloženia a pripreparatívnej selektívne] separácii jednotli-vých tavitelných látok. Pri oddělovaní tu-hých látok* sa použitie rozpúšťadiel spomí-na len ojedinele v súvislosti s možnosťoufiltrácie, Pri pyrolýznych živiciach s vyššímobsahem tuhých zložidk všalk nemožno pretechnologické účely úspěšně uplatniť anifiltráciu, ani běžné extraikčné postupy.

Použitie čistých rozpúšťadiel, alebo ichdefinovaných zmesí má obecne výhodu vtom, že sa pracuje s látkami s definovanýmivlastnosťami. Pri opakovanom použití roz-púšťadiel na přípravu roztokov pyrolýznychproduktov a ich regenerácii destiláciou savšak táto výhoda stráca, pretože pri desti-lácii prechádzajú do rozpúšťadiel aj prcha-vejšie žložky z rozpúšťanej látky a pri opa-kovaní použitia regenerácie sa obsah/' tých-to látok v rozpúšťadlách postupné zvyšuje. ’Pre tentoi případ sa ukazuje výhodnějšímpoužit směsné technické rozpúšťadlo s ob-sahem zložiek identických so zložkami l'ah-ších — prchavějších — frakcii čištěnéhopyrolýzneho produktu a pri reigeneráicii u-držať obsah týchto zložiek v rozpúšťadlena ustáienej úrovni. Přednostou rozpúšťadiel s uvedenýmivlastnosťami može byť podstatné nižšía ce-na, ako cena čistých rozpúšťadiel. Okremtoho medzi rozpúšťadlami možno nájsť ta-ké, ktoré okrem uvedených předností súschopné zvýšit výtažky následného spraco-vania produktov, tým, že část ich podielovv priebehu regenerácie neoddestiluje a zú-častní sa na priebehu tepelne kondenzač-ných reakcií.

Zistilo sa, že vhodným výberom technic-kých rozpúšťadiel, alebo· ich zmesí zodpo-Ívedajúcich povahe čistenej látky sa dá' popřevedení rozpúštania a odstřeďovania při-pravit roztok pyrolýznej živice, zbavenýiprevládajúceho podielu jej ituhej zložky apo oddestilovaní rozpúšfadla živina otooha-tená o neprchavý podiel použitého rozpúš-ťadla a sd zbytkovým obsahám tuhých zlo-žiek pod 1 %. Výhodným spĎsoibom úpravy a obohateniaťažkých pyrolýznych olejov živíc a dechto-vých frakcii pre náročné uhlíkové výrobkyodstránením ich nežiadúcich tuhých přímě-sí sa podlá tohoto vynálezu ukázalo roz-'pústenie ťažkých pyrolýznych olejov, žiivícalebo ťažkých dechtových frakcii v 1 až 10--násobnom množstve antracénových olejov,alebo ich zmesí s pracím dlejom, alebo inýmrozipúšťadlom a potom odstredenie 10 až'50 %-ných roztokov v sedimentačněj od-středivko pri rýchlosti nad 2 00*0 otáčok* za'minútu a potom regenerácia čiastočne vy- 'čistemej látky odpařením rozpúšťadla, pri-čomi volbou zmesi pracieho oleja a rožne'ťažkých antracénových olejov a1 podmienokdestilácie sa zaistí, aby podiel aspoň 51 %použitých rozpúšťadiel zostal áko nedesti-lovateíný zvýšok Iv regenerovanom vyčiste-hom pyrolýznom produkte ako jeho trvalázložka. Prací olej je frakcia čiernouhotnéhodechtu medzi 240 a 263 °C; antracénové o-'leje sú vyšsie fratocie až po 380 °C.

Navrhované úpravy vyššie predstavujúmedzištádium spracovania ťažkých pyrolýz-nych zplodin na cennejšie uhlíkové vyrobky.Navrhovaný postup má viac výhod. Predo-všetkým navrhnuté kombinácie rozpúšťadielmajú vlastnosti, ktoré umožňujú odstránenienežiadúcich podielov z pyrolýznych produk-tov. Sú pre ne dobrými rozpúšťadlami; vďa-ka tomu, že majú poměrně malú tenziu pára vysokú teplotu varu nie sú vefmi hortavé,na druhej straně dajú sa zo živíc destilačneodstrániť.

Pri regenerácii sa ich zlože.nie dá udržaťna istálej úrovni. Ich hustota a viskozita sadajú nastavit na přijatelná úroveň podielomíahších frakcii uvedených rozpúšťadiel. Při-tom íahkými rozpúšťadlami v zmesi s antra-•cé,novými olejmi okrem .pracieho oleja mo-žu byť 1’ahké aromatické uhlovodíky ichhounolágy, étery, ketony alebo ich zmesi.Na druhej straně přítomnost tažších frakcii— ťažkého antracénolvého oleja — vedie )kzvyšovaniu výťažnosti čištěného pyrolýzne-ho produktu pri čistiacich pperáciach i vnávaznom spracovaní. Je to sposobovanétým, že najťažší podiel týchto rozpúšťadielpri spracovaní zostáva pri destilácii rozpúš-ťadiel v pyrolýznom produkte a zúčastní sana priebehu dejov pri jeho spracovaní.

Zmyslom přípravy roztokov s navrhova-nými rozpúšťadlami je čistenie pyrolýznychproduktov — presnejšie odstránenie nežia-dúceho podielu tuhých látok — pre potřebyďalšieho spracovania na technicky náročnéuhlíkové materiály, resp. výrobky. Vlastinouseparačnou operáciou je odstreďovanie vsedimentačněj centrifúge. Příprava roztokov predovšetlkým výběrrozpúšťadiel, alebo ich zmesí sa musí pod-riadiť požiadavkám zaisťujúcim — podmie-ňujúcim prevediteínosť tejto operácie a do-siahnutie potřebného stupňa vyčisteniaupraveného roztoku. To isté platí aj preurčenie koncentrácie roztoku.

Podlá potřeby sa produkt může pod-robit opakovanému odstreďovaniu pri rov-nakých, alebo výhodnejšie při rozdielnychrýchlostiach otáčania odstředivky.

Predmet tohoto vynálezu je demonstrova-ný v nasledujúcich príkladoch. Příklad 1 100 g ťažikého pyrolýzneho oleja sa roz-pustilo* v 300 ml pracieho oleja. Z připrave-ného roztoku! sa do ikyviet laboratórnej od-středivky nadávkovalo* po 50 ml. Po polho-

Claims (2)

1. 251524 dinovom odstreďovanl při 3 000 obrátkáchza minutu sa na dne kyviet usadila podstat-ná část tuhých zložiek. Zbytok bol difúznerozptýlený s (klesajúcou koncentráciou sme-roim iki hladině. Vrstva priliehajúca k hladi-ně bola číra. Pozorným odsátím vrchnejvrstvy sa dá získať 50 až 60 % roztoku ismalým obsahom jemne rozptýlenej tuhejlátky. Příklad 2 Postupovalo sa podobné ako v příklade 1s tým ro-zdielom, že namiest-o pracieho ole-Ja, sa použil 1'ahiký antracénový olej. Výsle-dek sa přibližné zhodoval s predchádzajú-cim. Příklad 3 200 g ťažkého py-rolýzneho oleja -sa roz-pustilo v 200 ml antracénového oleja. Od-streďqvanie podlá predchádzajúcich príkla-dov sa dalo zaistiť len po zahriatí roztokov.Východisková teplota sa zvolila 70 °C. P r í k 1 a-d 4 100 g ťažkého pyrolýzneho oleja sa roz-pustilo v 1 000 ml 1'ahlkého antracénovéhooleja. Ďalej sa postupovalo padla příkladu1. Účinok odstreďovania až na odlišný ob-sah tuhej 'látky bol podobný ako v příklade1. Příklad 5 20 !k-g ťažkého pyrolýzneho oleja s obsa- hom 2,47 °/o- tuhých zložiek sa rozpustilo v80 ll antracénového oleja. Roztok sa odstre-ďoval v kontinuálnej od-st-redivike pri 8 000otáčkach/min a prietoku 0,8 1/mi.n. Z od-středěného roiztoku sa oddestilovalo rozpúš-ť-a-dlo- a prchavé zložky vých-odiiskovej suro-viny. Získaný destilačný zvyšolk cca 10 kgobsahoval -menej a-ko 0,9 % tuhých příměsí.Příklad 6 Postupovalo sa podobné áko v příklade5, ale akoi rozpúšťadla s-a použila zmes ©0 1pracieho oleja a 2-0 kg ťažkého antracéno-vého oleja. Získaný destilačný zvyšoik s ob-sahom tuhých příměsí pod 1 % bol patrnévyšší — cca 13- kg. Příklad 7 10 kg čiernouholnej smoly sa rozpustilov 60 kg antracénového oleja. Roztok sa od-středil v kontinuálně] odstredivke pri 3 000otáčkach/min a potom opat-ovne pri 8 000otáčkach/min. Po oddestilovaní rozpúšťadlazbytok cca 8 kg obsahoval přibližné 1 % tu-hých zložiek. · Příklad 8 10 kig ťažkého pyrolýzneho Oleja sa roz-pustilo -v zmesi, 20 Ikg ťažkého antracénové-ho oleja a 20 kg tetrallínu. Po odstředění adestilácii sa získalo 8 kg produktu s obsa-hám tuhých příměsí 0,7 °/o. PREDMET

   1. Spůsob úpravy a Obohatenia ťažkýchpyrolýznych olejov, živíc alebo dechtovýchfrak-cií pre náročné uhlíkové materiály od-stránením ich nežiadúcich tuhých příměsí,význačný tým, že ťažký pyrolýzny olej, ži-vicaí alebo frakci-a dechtui sa rozpustí v 1až 10-náiSobnom množstve antracénovýcholejov, alebo ich zmesi s pracím olejom apřipadne s inými rozpúšťadlami a připra-vené 10 až 50 °/o-né roztoky sa odstredia vsedim-entačnej -odstredivlke pri fre-kvenciiotáčaní nad 2 000 min-1 a čištěná látka sa potom regeneruje oddestilovaním rozpúšťa-diel, pričom nedestiilovaitefný podiel ťažké-ho antracénového oleja, tvoriaci aspoň 5 %použitých ro-zpúšťadiel zostane ako trvalázložka upravovaných pyrolýznych produk-tov.
2. 2. SpĎsob ppravy a obohatenia ťažkýchpyrolýznych olejov, živíc alebo dechtovýchfrakci! pódia bodu 1 vyznačený tým, že roz-púšťadlami v zmesi s antracénovými ol-ejmisú l'ah|ké aromatické uhlovodíky, ich hom-o-lógy, étery, ketony, alebo ich zmesi.