CS266943B1

CS266943B1 - Process for refining quinolinosulfuric acid

Info

Publication number: CS266943B1
Application number: CS883009A
Authority: CS
Inventors: Jan Ing Csc Vymetal
Original assignee: Vymetal Jan
Priority date: 1988-05-04
Filing date: 1988-05-04
Publication date: 1990-01-12
Also published as: CS300988A1

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.The solution concerns a method of refining quinolinesulfuric acid, produced by extraction of naphthalene and wash oil of coal origin with a sulfuric acid solution. Its essence is that 1 to 5 parts by weight of quinolinesulfuric acid are added to 10 parts by weight of quinolinesulfuric acid or their mixture with aromatic hydrocarbons. After thorough mixing, refined quinolinesulfuric acid is obtained by settling as the bottom layer.

Description

Vynález se týká způsobu rafinace kyseliny chinolinsírové, vznikající extrakcí naftalenového a pracího oleje černouhelného původu roztokem kyseliny sírové.The present invention relates to a process for refining quinolinesulphuric acid, resulting from the extraction of naphthalene and washing oil of coal origin with a sulfuric acid solution.

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.During the extraction of said tar oils with an aqueous solution of sulfuric acid, the so-called quinoline sulfuric acid is formed. It is essentially an aqueous solution of quinoline base sulphates, containing on average 4 to 8% by weight of free sulfuric acid and 25 to 30% by weight of quinoline bases, mainly quinoline, isoquinoline and their methyl homologues. During the extraction, organic substances of an acidic, neutral and amphoteric nature are dissolved or entrained in the quinoline sulfuric acid in an amount of 1 to 2% by weight. Inorganic compounds are also present in quinolysulphuric acid - especially rhodanides, sulphides, sulphates and cyanides. Accompanying impurities, especially of an organic nature, must be removed from the quinoline sulfuric acid before it decomposes and releases the crude quinoline bases. There are essentially two methods used to remove said organic substances directly from quinoline sulfuric acid. The first method consists in settling and steaming the quinolinic acid with water vapor and blowing with air, while the non-volatile sulphates of the quinoline bases remain in the original solution. This operation, on the one hand, agglomerates the resinous and polymeric fractions on the acid level and, on the other hand, removes the aromatic and acidic fractions by steam distillation. However, there must be an excess of sulfuric acid in the quinoline sulfuric acid solution. If this were not the case, quinoline bases formed by dissociation of sulphates into bisulphates would flow out of the solution. Another disadvantage of this process is the relatively long steaming time, lasting 70 to 200 hours at elevated temperature. Under these conditions, some components, especially of the indole type, undergo polymerization, accumulate on the surface and must be removed mechanically. The agglomeration of polymerized and resinous fractions and their accumulation on the surface of refined quinolinesulphuric acid is in many cases accelerated by air blowing (refining). Another disadvantage of this refining process is its relatively low refining efficiency and high energy consumption. The second way to remove the accompanying components from quinolinic acid is to extract it with benzene after previously adjusting the acidity to pH = 3.5. At this value, the solubility of indole, phenols and aromatic hydrocarbons in quinoline sulfuric acid is the lowest. Although this second method has a number of advantages over the first, its refining effect in terms of polymerizable and resinous substances is not at the desired level. In this process, free sulfuric acid remains in the quinoline sulfuric acid, which on the one hand causes corrosion of the equipment and on the other hand acts as a polymerization catalyst.

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,Many of the above disadvantages of existing quinoline sulfuric acid refining processes are overcome by the refining process of the invention. Its essence is that 1 to 5 parts by weight are added to 10 parts by weight of quinoline sulfuric acid,

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.CS 266 943 Bi 2 preferably 2 to 4 parts by weight of quinoline bases or mixtures thereof with aromatic hydrocarbons. After thorough mixing, the refined quinolinic acid is obtained by disintegration as a lower layer. As quinoline bases it is possible to use either crude quinoline bases or their distillation fractions, such as the high-boiling quinoline fraction, technical quinoline and especially quinoline precursor. Benzene, toluene, xylene, high-boiling homologues of benzene or various mixtures of these hydrocarbons can be used as the aromatic hydrocarbon, up to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, of aromatic hydrocarbons being added per part by weight of quinoline bases.

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.The main advantage of the new refining process, compared to offset and steam blow refining, is the substantial reduction in the contact time of the tar oil components which are dissolved in the quinoline sulfuric acid or have entered it by imperfect separation from the extracted tar oil with the free sulfuric acid. This significantly reduces the formation of polymerization and resin moieties. At the same time, the corrosion of the technological equipment will be significantly reduced, as quinoline sulfuric acid will no longer contain free sulfuric acid before refining as before. The refining effect is increased, because neutral aromatic hydrocarbons, phenols and amphoteric substances are significantly more soluble in quinoline bases than in aromatic hydrocarbons or quinolinic acid. Also, the polymerization and resin fractions formed during the extraction of tar oil with a sulfuric acid solution are more soluble in quinoline bases than in quinolinesulfuric acid alone. Said refining process will also make it possible to increase the yield of quinoline, since when using a quinoline pre-drip for refining, quinoline itself is preferentially bound to the free sulfuric acid in quinolinesulphuric acid. The addition of an aromatic hydrocarbon to quinoline bases will increase the extractability of phenols from quinoline sulfuric acid and at the same time reduce the solubility of the free quinoline bases in this acid.

Srovnání s dosavadním stavem a konkrétní provedení rafinace kyseliny chinolinsírové podle vynálezu vyplývá z následujících příkladů.A comparison with the prior art and a specific embodiment of the quinoline sulfuric acid refining according to the invention follows from the following examples.

Příklad 1Example 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.100 g of quinolinesulphuric acid containing 22.9% by weight of bound bases in the form of sulphates and 6.49% by weight of free sulfuric acid were mixed with 20 g of benzene. After decomposition and separation of the benzene and base layers, refined quinoline sulfuric acid was obtained, which on decomposition gave 32 g of crude quinoline bases containing 43.3% by weight of quinoline, 2.7% by weight of aniline homologues, 0.1% by weight of phenols, 3.1 % by weight of aromatic amines, 19.3% by weight of isoquinoline, 0.9% by weight of indole and 30.6% by weight of other bases.

Příklad 2Example 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.100 g of quinolinesulphuric acid of the composition according to Example 1 were mixed with a mixture of 30 g of quinoline precursor, containing 84.9% by weight of quinoline, 3.7% by weight of aniline homologues, 8.8% by weight of phenols, 1.3% by weight of aromatic hydrocarbons and , 3% by weight of other bases, and 30 g of benzene. After separating and separating the pre-drip layer with benzene, 120.8 g of refined quinoline sulfuric acid were obtained, containing 30% by weight of bound bases and free of free sulfuric acid. Decomposition of this refined acid gave 35.0 g of crude quinoline bases containing 65.8% by weight of quinoline, 1.0% by weight of aniline homologues, 0.4% by weight of phenols, 0.5% by weight of aromatic hydrocarbons, 10.3% by weight of isoquinoline, 0.05% by weight of indole and 21.95% by weight of other bases.

Příklad 3Example 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.100 g of quinolinesulphuric acid of the composition according to Example 1 were refined with 20 g of crude quinoline bases containing 48% by weight of quinoline. After decomposition of refined quinolinesulphuric acid, free of free sulfuric acid, 36 g of crude quinoline bases were obtained, containing 63.5% by weight of quinoline, 1.2% by weight of aniline homologues, 0.9% by weight of phenols, 0.3% by weight of aromatic hydrocarbons, 10 .9% by weight of isoquinoline, 0.08% by weight of indole and 23.12% by weight of other bases.

Příklad 4Example 4

CS 266 943 Bl .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.100 g of quinolinesulphuric acid of the composition according to Example 1 were refined with a mixture of 20 g of isomeric xylenes and 40 g of isoquinoline fraction, containing 46.7% by weight of quinoline, 42.0% by weight of isoquinoline, 1.1% by weight of indole, 0.6% by weight of aniline , 0.6% by weight of phenols, 0.5% by weight of aromatic hydrocarbons and 8.5% by weight of other bases. Refined quinoline sulfuric acid did not contain free sulfuric acid. Decomposition gave 34.5 g of crude quinoline bases containing 81.5% by weight of quinoline, 0.5% by weight of aniline homologues, 0.4% by weight of phenols, 0.2% by weight of aromatic hydrocarbons, 12.2% by weight of isoquinoline, 0.01% by weight of indole and 5.19% by weight of other bases.

Příklad 5Example 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.100 g of quinolinesulphuric acid of the composition according to Example 1 were refined with a mixture of 40 g of high-boiling homologues of benzene and 20 g of technical quinoline containing 92% by weight of quinoline. Decomposition of refined quinolinesulphuric acid, free of free sulfuric acid, gave a mixture of 34.0 g of bases containing 85% by weight of quinoline, 0.3% by weight of aniline homologues, 0.5% by weight of phenols, 0.5% by weight of aromatic hydrocarbons, 9.1 % by weight of isoquinoline, 0.01% by weight of indole and 4.59% by weight of other bases.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

1. A process for refining quinolinesulphuric acid resulting from the extraction of a naphthalene scrubbing oil of coal origin with a sulfuric acid solution, characterized in that 1 to 5 parts by weight, preferably 2 to 4 parts by weight, of quinoline bases or mixtures thereof are added to 10 parts by weight. with aromatic hydrocarbons and after thorough mixing, the refined quinoline sulfuric acid is obtained after decomposition as a lower layer.

2. The process according to claim 1, wherein the quinoline bases used are crude quinoline bases or distillation fractions thereof, such as technical quinoline or a high-boiling mixture of quinoline and isoquinoline homologues or, preferably, a quinoline precursor.

3. The process according to claim 1, characterized in that benzene and / or toluene and / or xylene and / or high-boiling homologues of benzene are used as aromatic hydrocarbons.

4. The process according to items 1 to 3, characterized in that up to 10 parts by weight, preferably 0.5 to 2 parts by weight, of aromatic hydrocarbons are added per 1 part by weight of quinoline bases.