CS266943B1 - Způsob rafinace kyseliny chinolinsírové - Google Patents

Abstract

Řešení se týká způsobu rafinace kyseliny chinolinsírové, vznikající extrakcí naftalenového a pracího oleje černouhelného původu roztokem kyseliny sírové. Jeho podstatou je, že se k 10 hmotnostním dílům kyseliny chinolinsírové přidá 1 až 5 hmotnostních dílů chinolinových zásad nebo jejich směsi s aromatickými uhlovodíky. Po dokonalém promíchání se získá rafinovaná kyselina chinolinsírová rozsazením jako spodní vrstva.

Description

Vynález se týká způsobu rafinace kyseliny chinolinsírové, vznikající extrakcí naftalenového a pracího oleje černouhelného původu roztokem kyseliny sírové.

Při extrakci uvedených dehtárenských olejů vodným roztokem kyseliny sírové vzniká tzv. kyselina chinolinsírová. V podstatě se jedná o vodný roztok síranů chinolinových zásad, obsahující v průměru 4 až 8 % hmotnostních volné kyseliny sírové a 25 až 30 % hmotnostních chinolinových zásad, převážně chinolinu, isochinolinu a jejich methylhomologů. Při extrakci se v kyselině chinolinsírové rozpouští, nebo se do ní strhávají organické látky kyselé, neutrální i amfoterní povahy v množství 1 až 2 % hmotnostní. Dále jsou v kyselině chinolinsírové přítomny i anorganické sloučeniny — zejména rhodanidy, sulfidy, sírany a kyanidy. Doprovodné nečistoty zejména organické povahy je nutno z kyseliny chinolinsírové odstranit před jejím rozkladem a uvolněním surových chinolinových zásad. Pro odstranění uvedených organických látek přímo z kyseliny chinolinsírové se používá v podstatě dvou způsobů. První způsob spočívá v odsazení a propaření kyseliny chinolinsírové vodní párou a přefoukání vzduchem, přičemž netěkavé sírany chinolinových zásad zůstávají v původním roztoku. Touto operací dochází jednak ke shlukování pryskyřičnatých a polymerních podílů na hladině kyseliny a jednak k odstranění aromatických i kyselých podílů destilací s vodní párou. V roztoku kyseliny chinolinsírové však musí být přebytek kyseliny sírové. Pokud by tomu tak nebylo, vytékaly by z roztoku chinolinové zásady vzniklé disociací síranů na hydrogensírany. Další nevýhodou tohoto postupu je poměrně dlouhá doba propařování, trvající 70 až 200 hodin při zvýšené teplotě. Za těchto podmínek podléhají některé složky, zejména indolového typu, polymeraci, shromažďují se na hladině a je nutno je mechanicky odstraňovat. Shlukování zpolymerovaných a pryskyřičnatých podílů a jejich shromažďování na povrchu rafinované kyseliny chinolinsírové se v řadě případů urychluje profukováním vzduchem (čeřením). Další nevýhodou tohoto rafinačního způsobu je jeho poměrně malá rafinační účinnost a vysoká energetická náročnost. Druhým způsobem odstraňování doprovodných složek z kyseliny chinolinsírové je její extrakce benzenem po předchozí úpravě kyselosti na pH = 3,5. Při této hodnotě je totiž rozpustnost indolu, fenolů i aromatických uhlovodíků v kyselině chinolinsírové nejnižší. I když tento druhý způsob má oproti prvému řadu předností, přece jen jeho rafinační efekt, pokud jde o polymerizovatelné a pryskyřičnaté látky, není na požadované úrovni. V kyselině chinolinsírové zůstává i při tomto způsobu volná kyselina sírová, která jednak způsobuje korozi zařízení a jednak působí jako katalyzátor polymerace.

Řadu uvedených nevýhod stávajících rafinačních postupů kyseliny chinolinsírové odstraňuje způsob rafinace podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se k 10 hmotnostním dílům kyseliny chinolinsírové přidá 1 až 5 hmotnostních dílů,

CS 266 943 Bi 2 s výhodou 2 až 4 hmotnostní díly, chinolinových zásad nebo jejich směsi s aromatickými uhlovodíky. Po dokonalém promíchání se získá rafinovaná kyselina chinolinsírová rozsazením jako spodní vrstva. Jako chinolinové zásady je možno použít buďto surových chinolinových zásad, nebo jejich destilačních frakcí, jako je výševroucí chinolinová frakce, technický chinolin a zejména chinolinový předkap. Jako aromatického uhlovodíku je možno použít benzenu, toluenu, xylenu, výševroucích homologů benzenu či různé směsi těchto uhlovodíků, přičemž na 1 hmotnostní díl chinolinových zásad se přidává až 10 hmotnostních dílů, s výhodou 0,5 až 2 hmotnostní díly aromatických uhlovodíků.

Hlavní předností nového způsobu rafinace, ve srovnání s rafinací odsazením a přefoukáním párou, je podstatné snížení doby styku složek dehtového oleje, které jsou rozpuštěny v kyselině chinolinsírové, nebo se do ní dostaly nedokonalým rozsazením od extrahovaného dehtového oleje s volnou kyselinou sírovou. Tím se podstatně omezí tvorba polymeračních a pryskyřičnatých podílů. Současně se výrazně sníží koroze technologického zařízení, neboť kyselina chinolinsírová již nebude před rafinací obsahovat volnou kyselinu sírovou jako doposud. Zvýší se rafinační efekt, protože neutrální aromatické uhlovodíky, fenoly i amfoterní látky jsou v chinolinových zásadách výrazně lépe rozpustné než v samotných aromatických uhlovodících či kyselině chinolinsírové. Také polymerační a pryskyřičnaté podíly, vzniklé při extrakci dehtového oleje roztokem kyseliny sírové, jsou lépe rozpustné v chinolinových zásadách než v samotné kyselině chinolinsírové. Uvedený způsob rafinace umožní také zvýšit výtěžnost chinolinu, protože při použití chinolinového předkapu k rafinací se na volnou kyselinu sírovou v kyselině chinolinsírové váže přednostně samotný chinolin. Přídavek aromatického uhlovodíku k chinolinovým zásadám zvýší vyextrahovatelnost fenolů z kyseliny chinolinsírové a současně sníží rozpustnost volných chinolinových zásad v této kyselině.

Srovnání s dosavadním stavem a konkrétní provedení rafinace kyseliny chinolinsírové podle vynálezu vyplývá z následujících příkladů.

Příklad 1

100 g kyseliny chinolinsírové obsahující 22,9 % hmotnostního vázaných zásad ve formě síranů a 6,49 % hmotnostního volné kyseliny sírové bylo smíseno s 20 g benzenu. Po rozsazení a oddělení vrstvy benzenu a zásad byla získána rafinovaná kyselina chinolinsírová, která po rozkladu poskytla 32 g surových chinolinových zásad, obsahujících 43,3 % hmotnostního chinolinu, 2,7 % hmotnostního homologů anilinu, 0,1 % hmotnostního fenolů, 3,1 % hmotnostního aromatických aminů, 19,3 % hmotnostního isochinolinu, 0,9 % hmotnostního indolu a 30,6 % hmotnostního ostatních zásad.

Příklad 2

100 g kyseliny chinolinsírové o složení podle příkladu 1 bylo mícháno se směsí 30 g chinolinového předkapu, obsahujícího 84,9 % hmotnostního chinolinu, 3,7 % hmotnostního homologů anilinu, 8,8% hmotnostního fenolů, 1,3% hmotnostního aromatických uhlovodíků a 1,3 % hmotnostního ostatních zásad, a 30 g benzenu. Po rozsazení a oddělení vrstvy předkapu s benzenem bylo získáno 120,8 g rafinované kyseliny chinolinsírové, obsahující 30 % hmotnostních vázaných zásad a neobsahující volnou kyselinu sírovou. Rozkladem této rafinované kyseliny bylo získáno 35,0 g surových chinolinových zásad, obsahujících 65,8 % hmotnostního chinolinu, 1,0% hmotnostní homologů anilinu, 0,4% hmotnostních fenolů, 0,5 % hmotnostního aromatických uhlovodíků, 10,3% hmotnostního isochinolinu, 0,05 % hmotnostního indolu a 21,95 % hmotnostního ostatních zásad.

Příklad 3

100 g kyseliny chinolinsírové o složení podle příkladu 1 bylo rafinováno 20 g surových chinolinových zásad, obsahujících 48 % hmotnostních chinolinu. Po rozkladu rafinované kyseliny chinolinsírové, neobsahující volnou kyselinu sírovou bylo získáno 36 g surových chinolinových zásad, obsahujících 63,5 % hmotnostního chinolinu, 1,2% hmotnostního homologů anilinu, 0,9 % hmotnostního fenolů, 0,3 % hmotnostního aromatických uhlovodíků, 10,9 % hmotnostního isochinolinu, 0,08 % hmotnostního indolu a 23,12 % hmotnostního ostatních zásad.

Příklad 4

CS 266 943 Bl .

100 g kyseliny chinolinsírové o složení podle příkladu 1 bylo rafinováno směsí 20 g isomerních xylenů a 40 g isochinolinové frakce, obsahující 46,7 % hmotnostního chinolinu, 42,0 % hmotnostního isochinolinu, 1,1 % hmotnostního indolu, 0,6 % hmotnostního anilinu, 0,6 % hmotnostního fenolů, 0,5 % hmotnostního aromatických uhlovodíků a 8,5 % hmotnostního ostatních zásad. Rafinovaná kyselina chinolinsírová neobsahovala volnou kyselinu sírovou. Jejím rozkladem bylo získáno 34,5 g surových chinolinových zásad, obsahujících 81,5% hmotnostního chinolinu, 0,5 % hmotnostního homologů anilinu, 0,4 % hmotnostního fenolů, 0,2 % hmotnostního aromatických uhlovodíků, 12,2 % hmotnostního isochinolinu, 0,01 % hmotnostního indolu a 5,19 % hmotnostního ostatních zásad.

Příklad 5

100 g kyseliny chinolinsírové o složení podle příkladu 1 bylo rafinováno směsí 40 g výševroucích homologů benzenu a 20 g technického chinolinu, obsahujícího 92 % hmotnostních chinolinu. Rozkladem rafinované kyseliny chinolinsírové, neobsahující volnou kyselinu sírovou byla získána směs 34,0 g zásad, obsahující 85 % hmotnostních chinolinu, 0,3 % hmotnostního homologů anilinu, 0,5 % hmotnostního fenolů, 0,5 % hmotnostního aromatických uhlovodíků, 9,1 % hmotnostního isochinolinu, 0,01 % hmotnostního indolu a 4,59 % hmotnostního ostatních zásad.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob rafinace kyseliny chinolinsírové, vznikající extrakcí naftalenového pracího oleje černouhelného původu roztokem kyseliny sírové, vyznačující se tím, že se k 10 hmotnostním dílům kyseliny chinolinsírové přidá 1 až 5 hmotnostních dílů, s výhodou 2 až 4 hmotnostní díly, chinolinových zásad nebo jejich směsi s aromatickými uhlovodíky a po dokonalém promíchání se rafinovaná kyselina chinolinsírová získá po rozsazení jako spodní vrstva.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako chinolinové zásady použijí surové chinolinové zásady nebo jejich destilační frak ce, jako je technický chinolin nebo výševroucí směs homologů chinolinu a isochinolinu nebo s výhodou chinolinový předkap.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se jako aromatické uhlovodíky použijí benzen a/nebo toluen a/nebo xylen a/nebo výševroucí homology benzenu.

4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že na 1 hmotnostní díl chinolinových zásad se přidává až 10 hmotnostních dílů, s výhodou 0,5 až 2 hmotnostní díly, aromatických uhlovodíků.