CS251530B1 - Spásob úpravy ťažkých pyrolýznych olejov a živíc - Google Patents

Abstract

Účelom úpravy je zlepšeme ďalšieho spracovania pyrolýznych surovin. Oprava sa uskutečňuje převedením 'Upravovanej — čistenej látky do roztoku v hydrogenavanom oleji, alebo pracom oleji, alebo v ich zmesi, následným odstraněním prevládajúcej časti obsahu nerozpustných tuhých zložiek v sedimentačnej odstredivke. Použité rozpúšťadlo sa nakoniec odstráni destiláciou. U- ,pravené ipyrolýzne oleje a živice sú vhodné na spracovanie na náročné uhlíkové výrobky, ako napr. ihličkový koks, uhlíkové vlákna a i.

Description

251530

Predmetom tohoto vynálezu je úpravaťažkých pyrolýznych olejov a žilvíc zníže-ním obsahu ich .nerozpustných zložiek zaúčelem zlepšenia ich spracovatefnosti. Příprava roztokov ťažkých pyrolýznychprodulktov a odstraňovanie nerozpustnýchzložiek představuje medzištádřum ich tech-nického spracovania ,na cennejšie výrobky. Ťažké pyrolýzne oleje a živice sú vedlej-šími splodinamí spracovania ropy, aleboniektorýeh jej podielov. Získavajú sa akozhyitlky po oddělení fahších cennějších py-rolýznych produktov .v sérii viacerých se-paračných pochodov. Do ich zloženia pre-chádzajú nečistoty východiskových surovin,.ved'1'ajšie spdodiny .pyrolýznych pochodov iasplodiny ich druhotných realkcií, vznikájúcepri destilačnom delení při vysokých teplo-tách. Pri destiláciach sa tie.to zložky kon-centrujú a určujú vlastnosti destilačnýchzvyškov a možnosti ich spracovania. Ťažké pyrolýzne splodiny sa s ohladomna ich zloženie a vlastnosti zužitikovávajúváčšinou neefektívne, napr. ako paliva, pří-měsi alebo náhražky asfaltov, alebO' sa spra-covávajú na rožne druhy uhlíkových mate-riálov, ailebo sa nezužitkovávajú vůbec ahromadia sa na ekologicky rizikových sklád-kách. Len malá, vybratá časť pyrolýznychproduktov sa spracováva ,na technicky ná-ročné druhy uhlíkových výrobkov ako súihličkový koks, uhlíkové vlákna a i. Důležitými nežiaducimi zložkami ťažkýchpyrolýznych produktov sú tuhé, t. j. neroz-pustné a netavitelné látky rozptýlené ivoformě velimi jemných čiastočiek. Tieto sútvořené hlavně popotovinami, jemnozrnýmkoksom, polokoksom a i.

Požiadavky náročnějších výrob na nízkýobsah tuhých zložiek v pyrolýznych pro-duktech zatial' riešia .převážné výberomvhodného pyrotýzneho oleja, alebo živicebez obsahu tuhých zložiek alebo s ich níz-kým obsahem, iktorý neruší spracovanie,alebo sa dá jednoducho1 znížiť na únosnúmieru.

Tento přístup značné ohraničuje možnos-ti efektívneho využívania různých pyrolýz-nych surovin. Na druhej straně takto ohme-dzený výher nevytvára předpoklady zaiste-nia perspektivné dostatečného množstvasuroviny na náročné uhlíkové výrobky, kto-rých vývoj a zvýšenú ipotrebu si vynucujetechnický vývoj.

Riešenie problému zaistenia .potřeb ťaž-kých .pyrolýznych surovin vyhovujúcej kva-lity spočívá v nájdení vhodnej úpravy, t. j.vhodných separačných metod a podmienokna odstránenie nežiadúcich příměsí aj zosurovin, které sú doteraz využívané exten-zívně. V principe to můžu byť filtrácia, sedimen-tácia a extrakcia. Uplatnenie týchto metodnaráža na viaceré technické překážky, kte-ré vyplývajú z vlastností dělených ilátokako sú viskozita pyrolýznych surovin, po-vaha a velkost častíc tuhých zložiek a i.

Riešenie problému odstránenia tuhých zlo-žiek sa vlaže na prevedenie pyrolýznych o-lejov, živíc do- roztokov.

Klíčovou otázkou riešenia uvažovanýchseparácií sa potom stává najdeme vhodnýchtechnických rozpúšťadiel a příprava mani-pulovatelných roztokov ťažkých pyrolýz-nych produlktov, pretože iné doteraz známeriešenia separácií z taverno živíc pri zvý-šených teplotách majú len velmi obmedze-ný účinok i preveditelnosť a sú uvádzanélen v súvislosti s filtráciou takých pyrolýz-nych živíc, kitoré už samotné majú nízkýpodieil tuhých zložiek.

Oveía lepšie předpoklady pre použitie se-paračných póstupov vytvárajú pri převede-ní pyrolýznych živíc do roztokov. Týrntospůsobom možno oproti taveninám desiah-.nuť zníženie ikoncentrácie odstraňovanýchlátek, ich visikozity a hustoty manipulova-ných látoik a tým rozšíriť škálu použitel-ných surovin na pyrolýzne produkty s vyš-ším ohsahom tuhých podielov.

Podmienkou riešenia je výher vhodnýchrozpúšťadiel, poskytujících roztoky pyro-lýznych živíc, ktoré majú relativné priazni-vé vlastnosti pre uplatnenie účinného se-paračného postupu.

Pri výbere rozpúšťadiel a vypracovanípostupu odstraňovania tuhých zložiek z py-rolýznych surovin třeba však zohladniť via-ceré technické problémy, ktoré vyplývajúz vlastností látek a ich systémov predovšet-kým z ich ohmedzenej rozpustnosti, visko-zitných vlastností tavenín a roztokov z ma-lých rozmerov čiastočiek oddelovanej tuhejlátky atď.

Ukázalo sa, že pri přípravě roztokov mož-no použit viaceré účinné roapúšťadlá alebo-ich zmesi s relativné nízkou hustotou a vis-kozitou, ohmedzenou prchavosťou pri za-chovaní možnosti ich odstránenia a regene-rácie destiláciou. Okrem toho použité roz-púšťatilo nemá byť jedovaté a korozívne amá byť lačné.

Individuálně rozpúšťadlá alebo ich zmešizodpoivedajúce uvedeným požiadavkam prepyrolýzne produkty našli uplatnenie pri a-nalytickom charakterizovaní ich skupinové-ho zloženia a .pri preparatívnej selektívnejseparácií jednotlivých frakcií tavitelnýchlátek. Pri oddělovaní tuhých zložiek zo ži-víc sa použitie rozpúšťadiel spomína lenojediněle v súvislosti s možnosťou filtrácie.Ukazuje sa však, že pri pyrolýznych živi-ciačh s vyšším ohsahom tuhých zložiek ne-možno technologicky úspěšně uplatnit anifiltráciu, ani běžné spůsoby extratocie.

Použitie čistých rozpúšťadieil alebo ichdefinovaných zmesi to přípravě roztokov mávýhodu v tom, že sa pracuje s látkami sdefinovanými vlastnosťami. Pri opakovanémpoužití rozpúšťadiel na přípravu roztokovpyrolýznych produktov a ich regeneráciídestiláciou sa táto výhoda stráca, pretožepri dešti,lácii prechádzajú do rozpúšťadielaj prchavejšie zložky z rozpúšťanej látky -a

I s 6 251530 .při opalkcjvaní regenerácie sa obsah týchtolátok v rozpúšťadlách postupné zvyšuje. Pře tento případ sa ukazuje výhodnejšiepoužit zmesné rozpúšťadlo, které už obsa-huje zložky shodné s lehkou — prchavoufrakeiou čištěného pyrolýzneho produktu apri regenerácii udržiavať obsah týchto zlo-žiek na stálenej úrovni.

Okrem uvedeného přednostou rozpúšťa-dla s uvedenými vlastnosťami může byť pod-statné nižšia cena ako cena čistých rozpúš-ťadieil.

Experimentálně sa zistilo, že při dodrža-ní uvedených zásad vo vybere rozpúšťadiela rešpektovaní obmedzení zodpovedajúcichpovahe čištěného pyrolýzneho produktu avýchodiskového· obsahu jeho tuhej zložkydá sa připravit roztok živice zbavený pre-vládajúceho podielu tejto zložky a oddesti-lovaním rozpúšťadla živica so zbytkovýmobsahom tuhého .podielu pod. 1 %.

Ukázalo sa, že úpravu ťažkých ipyrolýz-nych olejny a živíc a zníženie obsahu ichnerozpustných zložiek možno podlá tohotovynálezu uskutočniť tak, že ťažlký pyrolýznyolej aileboi živica sa rozpustí v 1 až líO-ná-sobku hydrcgenovaného oleja alebo pracie-ho oleja alebo ich zmesí a připravený roz-tok sa zbaví prevládajúcej časti nerozpust-ného podielu sedimentáciou v odstredivkea potom sa rozpúšťadlo odstráni destiláciou.Hydrogenovaný olej představuje technickérozpúšťadlo získané toryštalizačnou úpravoudestilačného· zbytku po destilácii hydroge-naone rafinovaného koksárenského benzo-lu. Prací olej je frakcia kamenouhofnéhodechtu destilujúca medzi 230 až 300 °C.

Použitie hydrogenovaného odeja, alebopracieho' oleja, alebo ich zmesi alko rozpúš-ťadla pyrolýznych olejov, živíc alebo frak-cii čiernouhoíného dechtu na přípravu roz-tokov pre odcentrifugo.vanie — sedimentač-ně — ich tuhých podielov má viac výhod.Predovšetkým tieto irozpúšťadla sú pre pře-vážný podiel ťažkých pyrolýznych splodíndobrými rozpúšťadlami. Přitom mierne pod-porujú agregáciu čiastočiek odstraň ovane jlátky a tým ufahčujú jej usadzovanie. Níz-ká tenzia pár a poměrně vysoké teplotyvaru sú výhodné pre udržanie rizika požía-ru ,pri· odstreďovaní na prijateínej úrovni.

Na druhej straně umožňujú destilaoné od-straňovanie rozpúšťadla po odstránení tu-hých látok. Regenerácia oddestilovanéhorozpúšťadila pre dpatovné použitie sa dájednoducho zaistiť čiastóčným vymrazenímtak, aby sa pri opakovaném použití zacho-valo jeho přibližné zloženie. Okrem uvede-ného technické a zmesné rozpúšťadlá súlacnejšie a'ko individuálně rozpúšťadlá. Z různých separačných metod sa pri od-stránení tuhých zložiek z pyrolýznych pro-dulktov ukazuje výhodným sedimentačněodstreďovanie. Filtrácia ani v odstredivkenevedie tk priaznivému výsledku pre rýchlutvorbu prakticky nerozpustného koláča.Extrakcia je spojená s uvolňováním čiasto- čiek tuhej látky do extrakčných roztokov,to znamená, že problém extraikcie je v pod-statě shodný s problémami filtrácie.

Množstvo rozipúšťadla oproti množstvučistenej pyrolýznej látky musí spíňať po-žiadavky nízkéj viskozity a hustoty, mož-nosti odstreďovania pri nízkej alebo málozvýšenej teplote s dosiahnutím dostatočné-ho separačného účinku a požiadavky zvlád-nutelnosti destilačného odstránenia rozpúš-ťadla bez negativného vplyvu na ďalšiuspracoivateťnosť živíc. Okrem toho pri po-žiadavke dostatočného zrieďujúceho účinkurozpúšťadla, vystupuje tu protichůdná po-žiadavka na minimalizáciu množstva roz-púšťadla, totoré třeba po separácii tuhýchpodielov zo živice odstrániť pri minimálnomvynaložení energie a priaznivom technolo-gickém využití objemových kapacit desti-lačných zariadeuí. Přípravu roztokov pyrolýznych produk-tov a odstraňovanie ich nerozpustných zlo-žiek pódia tohoto vynálezu demonštrujú na-sledujúce příklady: Příklad 1 100 g ťažkého pyrolýzneho oleja sa roz-pustilo v 300 ml hydrogenovaného oleja. Zpřipraveného roztoku sa do kyiviet labora-toř nej odstředivky nadávkovalo po 50 ml.Po polhodinovom odsitredování pri 3 000•otáčkach/min sa na dne kyviet usadila pod-statná časť tuhých zložiek z odstreďované-ho roztoku. Zbytok častíc bol rozptýlený vpohyblivej vrstvě, v ktorej ich ikonoeritráciasmerom k hladině patrné klesala. Vrstvarozpúšťadla tesne pod hladinou bola čirá.Odsátím vrchnej vrstvy sa získalo 50 až 60-percent roztoku leh so stopovou prímesoutuhej látky. Oddestiloivaním rozpúšťadla saregeneruje vyčištěný pyrolýzny olej. Příklad 2

Postupovalo sa podobné ako v příklade1 s tým rozdielom, že východiskový roztoksa připravil rozpuštěním 200 g ťažkého py-rolýzneho oleja v 200 nul hydrogenovanéhooleja. V tomto případe sa ukázalo potřeb-ným odstreďovaný roztok predohriať. Po-čiatočná teplota sa zvolila 60 °C. P r i lk 1 ad 3

Postup bol podobný ako v (příklade 1. Po-užil sa však zriedený roztok ťažkého pyro-lýzneho oleja v desaťnásobnom množstverozpúšťadla. Usadzovanie čiastočiek tuhejlátky bolo účinné. Pri regenerácii sa všakmuselo oddestilovať velké množstvo roz-púšťadla. Příklad 4 >20 kg ťažkého pyrolýzneho oleja s obsa-hom 2,47 % tuhých zložiek sa rozpustilo v

Claims (1)

1. 2515 7 80 1 hydrogenovaného oleja. Roztok sa od-stredoval v kontinuálně] odstredivke při8 000 Otáčkach/min a při prietoku 0,8 1 zaminútu. Z odstředěných roztokov sa oddes-tilovalo rozpúšťadlo a prchavé zložky vý-chodiskovej suroviny. Získaný destilačnýzbytek cca 10 kg obsahoval 0,9 % tuhýchpříměsí. Příklad 5 Postupovalo sa .podobné ako v příklade 4,s tým irozdielom, že sa připravil roztok 20kilogramov ťažkého pyrolýzneho oleja v 40litroch 'hydrogenovaného oleja, další postupaj výsledky sa přibližné zhodujú s příkla-dem 4. 30 8 Příklad 6 Postupovalo sa ako v přiklade 1, s týmrozdielom, že namiesto hydrogenovanéhooleja sa použil prací oděj. Výsledky sa zho-dujú s príkladom 1. Příklad 7 Postupovalo sa podobné ako v příklade4, s tým rozdielom, že namiesto hydrogeno-vaného oleja sa použil prací olej. Výsledkysa zhodujú s príkladom 4. P r í k 1 a d 8 Postup bol podobný ako v příklade 4. Na-miesto hydrogenovaného oleja sa však po-užila zmes 40 1 hydrogenovaného oleja a40 1 pracieho oleja. P RE DMET Spfisob úpravy ťažkých pyrolýznych ole-jov a živíc znížením obsahu ich nerozpust-ných zJOžiek vyznačený tým, že ťaižký ipyro-lýzny olej, alebo živica sa rozpustí v 1 až10-náiSOibku hydrogenovaného oleja, alebo praciého oleja, alebo ich zmesí a připrave-ný roztok sa zbaví prevládajúcej časti ne-rozpustného podielu odstředěním v sedi-mentačnej odstredivke a potom sa rozpúš-ťadilá bdstránia destiláciou. Savarograíla, n. p., závod 7, Most Cena 2,40 Kčs