DE1256221C2 - Verfahren zur Aufarbeitung von Steinkohlenteerpech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Steinkohlenteerpech durch Versetzen mit Erdölprodukten, Erhitzen des Gemisches und Abtrennen der ungelösten Bestandteile.

Steinkohlenteerpech ist der Rückstand, der bei der Destillation von Kokereiteer zurückbleibt, wenn die Destillation des Teers bis zu etwa 360° C bei Atmosphärendruck geführt wird. Ein rohes Steinkohlenteerpech hat einen normalen Erweichungspunkt von etwa 44 bis 49° C K.S. und in der Regel einen unteren Erweichungspunkt von etwa 35° C K.S.

Es ist bekannt, Steinkohlenteerpech durch Behandeln mit verschiedenen bis zu 250° C siedenden Lösungsmitteln aufzuarbeiten, z.B. durch Behandeln mit Solventnaphta, Benzol, Toluol, Alkoholen, Ketonen, Glykolen u. dgl. Durch diese Behandlung wird das Steinkohlenteerpech in einen unlöslichen Rückstand und in Bestandteile, die in den Lösungsmitteln löslich sind, zerlegt.

So ist nach der deutschen Patentschrift 591 729 ein Verfahren zur Aufarbeitung von asphalthaltigen Stoffen, wie Teeren, Erdölen, Krackprodukten dieser Stoffe, Druckhydrierungsprodukten von Kohlen u. dgl., durch Zusatz von Asphaltfällungsmitteln und anschließende fraktionierte Fällung bekannt. Als Fällungsmittel werden flüssige aliphatische Kohlenwasserstoffe oder Gemische, die diese in wesentlichen Mengen enthalten, sowie auch Alkohole, Ketone, Säuren oder Ester allein oder in Verbindung mit vorgenannten Fällungsmitteln angegeben. ■

Weiterhin beschreibt die deutsche Patentschrift 654 265 ein Verfahren zur Gewinnung hochwertiger Asphalte durch stufenweise Ausfällung aus ölen mittels flüssiger, insbesondere verflüssigter, bei gewöhnlicher Temperatur gasförmiger Kohlenwasserstoffe.

Die beiden erwähnten bekannten Verfahren verwenden aber keine Extraktionsmittel, sondern Fällungsmittel, mit denen Inhaltsstoffe der behandelten Ausgangsprodukte bei Raumtemperatur oder darunter ausgefällt werden.

Nach Holde, »Kohlenwasserstofföle und Fette«, Berlin, 1933, S. 236, ist es bekannt, Peche mit Kohlenwasserstoffen, wie Kerosin (Siedepunkt 200 bis 250° C), das im wesentlichen ein Gemisch aliphatischer Kohlenwasserstoffe darstellt, zu behandeln.

Ferner ist durch die deutsche Patentschrift 818 356 ein Verfahren zur Verarbeitung eines Pechs aus Asphalt oder dem Rückstand aus der Destillation von Kohlenteer oder Erdöl zu »freiem Kohlenstoff« ίο bekannt, bei dem als Lösungsmittel Solventnaphta (»Schwerbenzol«, ein Gemisch aus Xylol, Cumol und Toluol vom Siedepunkt 160 bis 180° C) Verwendung findet.

Schließlich beschreibt die deutsche Patentschrift 831552 ein Verfahren, wonach die in der Erdöl-, Braunkohlenteer- und Steinkohlenteerdestillation anfallenden Peche in einem höhersiedenden aliphatischen Alkohol gelöst werden und die Lösungen dann mit einem selektiven Lösungsmittel, z.B. ao einem Keton, extrahiert werden. Als Lösungsmittel kommen dabei nach der deutschen Patentschrift 922 713 weiterhin in Betracht: Amylacetat, dessen Mischungen mit höheren Alkoholen, hochsiedende Benzolhomologen, Benzylalkohol, handelsübliches Lackbenzin, Terpentinöl, Cyclohexanol, hochsiedende Ester oder Chlorkohlenwasserstoffe.

Bei den letztgenannten drei Verfahren des Standes der Technik finden ausschließlich aliphatische bzw. chemisch relativ stabile Lösungsmittel mit Siedepunkten unterhalb 250° C zur Extraktionsbehandlung der Ausgangsprodukte Verwendung.

Es wurde nun gefunden, daß man verschiedene, durch die bekannten Verfahren nicht zugängliche wertvolle Bestandteile des Steinkohlenteerpechs durch das im folgenden beschriebene erfindungsgemäße Verfahren erhalten kann.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufarbeitung von Steinkohlenteerpech durch Versetzen mit Erdölprodukten, Erhitzen des Gemisches und Abtrennen der ungelösten Bestandteile. Es ist dadurch gekennzeichnet, daß man das Pech bei erhöhter Temperatur mit einem bei 250 bis 450° C siedenden, vorwiegend aromatische Bestandteile enthaltenden Extrakt von Erdöl versetzt, das Gemisch bei Temperaturen zwischen 180 und 380° C homogen verkocht, dann stufenweise bis auf 60° C abkühlt und die jeweils ausgeschiedenen ungelösten Bestandteile stufenweise abtrennt und die von den unlöslichen Bestandteilen abgetrennte Lösung, gegebenenfalls bei Temperaturen bis zu 450° C, destilliert.

Die nach der Abtrennung der unlöslichen Bestandteile erhaltene Lösung wird vorzugsweise crackend destilliert, wobei man mit der Destillationstemperatur bis auf etwa 450° C heraufgehen kann. Die von der Lösung abgetrennten unlöslichen Bestandteile können ihrerseits weiter aufgearbeitet werden, z. B. durch Extrahieren mit Lösungsmitteln. Als solche Lösungsmittel sind beispielsweise Fraktionen oder Extrakte von Erdöl verwendbar. Die hierbei erhaltenen Lösungen können dann in an sich bekannter Weise durch Destillation aufgearbeitet werden.

Eine genauere Untersuchung hat gezeigt, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren viele wertvolle Stoffe erhalten werden, die auch Umsetzungsprodukte von Inhaltsstoffen des Lösungsmittelextraktes mit Bestandteilen des Steinkohlenteerpechs sein können.

Die nach der Abtrennung von der Lösung als Se-

diment erhaltenen nicht gelösten Bestandteile enthalten fast alle im Steinkohlenteerpech enthaltenen, in Toluol unlöslichen und in Pyridin unlöslichen Stoffe, die rußartig sind. Diese nichtlöslichen Stoffe lassen sich im Unterschied zu normalem Steinkohlenteerpech (44/49° C K.S.) mit Bitumen im Mengenverhältnis 1:1 nicht homogen verschmelzen. Die in der Lösung enthaltenen toluollöslichen Stoffe aus dem Pech lassen sich dagegen mit Bitumen homogen verschmelzen, ohne daß die Schmelze sich bei 0° C entmischt. Diese homogenen Bitumenschmelzen können beispielsweise für Anstrichmassen, Bautenschutzmittel, Bindemittel u. dgl. verwendet werden.

Die nach dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Destillate können beispielsweise als Zusatzstoffe für natürliche und synthetische Elastomere (Kautschuk u. dgl.) sowie für gewisse hochmolekulare Stoffe als Quellmittel verwendet werden.

Diese Lösungen geben bei der Destillation einen Rückstand, der Bestandteile des Erdöls und des Steinkohlenteerpechs enthält, und ein Destillat, das zwischen etwa 300 und 420° C siedet und noch bei 0° C flüssig ist.

Bei Destillation oberhalb etwa 370° C zerfallen unter Crackung die in Toluol löslichen Bestandteile. Bis etwa 420° C destillieren ölige Stoffe einstweilen unbekannter Zusammensetzung ab. Als Rückstand verbleiben koksartige Stoffe.

Bei der Extraktion der abgetrennten unlöslichen Bestandteile erhält man einen Rückstand, der zerkleinert und dann als Füllstoff in Verbindung mit Bindemitteln verwendet werden kann; man kann diesen Rückstand aber auch z. B. zu Elektrodenkoks verkoken. Die bei der Extraktion der unlöslichen Pechinhaltsstoffe erhaltenen Lösungen, die mit Toluol weitgehend oder ganz mischbar sind, können beispielsweise für die thermische Replastizierung von Altgummi verwendet werden. Gegebenenfalls können auch sie durch Destillation und andere Trennverfahren aufgearbeitet werden.

Beispiel

100 Gewichtsteile Steinkohlenteerpech mit einem Erweichungspunkt von 44 bis 49° C K.S. wurden mit 100 Gewichtsteilen Erdölextrakt mit einem Siedebereich von 300 bis 450° C, der 65 bis 70 Gewichtsprozent Naphthenaromaten enthielt, in einem geschlossenen Gefäß am Steigrohr bei etwa 375° C homogen verkocht. Bei der Abkühlung des Gemisches auf 200° C setzten sich etwa 17 Gewichtsteile eines Sedimentes ab, das zu 48 Gewichtsprozent aus in Toluol löslichen und zu 46 Gewichtsprozent aus in Pyridin nicht löslichen Stoffen bestand.

Nach der Abtrennung dieser Abscheidung wurde weiter auf 150° C abgekühlt. Hierbei setzten sich nur geringe Mengen eines Sedimentes ab, das aus einem Gemisch von in Toluol-Pyridin unlöslichen Stoffen bestand.

Die von der Absetzung getrennte Lösung wurde weiter auf 90° C abgekühlt. Hierbei schieden sich

ίο etwa 44 Gewichtsteile eines Sedimentes ab, das aus weitgehend in Toluol löslichen Stoffen bestand.

Die Lösung wurde dann auf 65° C abgekühlt, wobei etwa 24 Gewichtsteile Sediment abgeschieden wurden, die aus zu etwa 98 % toluollöslichen Stoffen bestanden.

Diese Mengen Sedimente verschiedener Zusammensetzung enthielten jeweils 20 Gewichtsprozent und mehr Anteile von in Ligroin löslichen Stoffen.
Die verbleibende Lösung wurde bei Atmosphären-

ao druck destilliert.

Man erhielt hierbei im Siedebereich von 270 bis 360° C 18 Gewichtsprozent eines Öls mit einem spezifischen Gewicht von 0,892 g/ml bei 50° C, im Siedebereich von 360 bis 380° C 26 Gewichtsprozent eines Öls mit einem spezifischen Gewicht von 0,918 g/ml bei 50° C, im Siedebereich von 380 bis 410° C 14 Gewichtsprozent eines Öls mit einem spezifischen Gewicht von 0,935 g/ml bei 50° C und im Siedebereich von 410 bis 420° C 17 Gewichtsprozent eines Öls mit einem spezifischen Gewicht von 0,943 g/ml bei 50° C. Zurück blieben 25 Gewichtsprozent eines schwarzen, teilweise verkokten Destillationsrückstandes.

Im Unterschied zum Verfahren nach der deutsehen Patentschrift 818 356 wird erfindungsgemäß das Steinkohlenteerpech mit einem Erdölextrakt bei 180 bis 380° C homogen verkocht. Dieses homogene Gemisch wird dann stufenweise bis auf 60° C abgekühlt und die jeweils ausgeschiedenen ungelösten Bestandteile stufenweise abgetrennt. Dadurch wird eine weitergehende Gewinnung der wertvollen Bestandteile und eine bessere selektive Trennung der einzelnen Bestandteile des Steinkohlenteerpechs erzielt.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zum Verkochen mit dem Steinkohlenteerpech nicht niedrigsiedende Lösungsmittel, sondern ein bei 250 bis 450° C siedender Extrakt von Erdöl verwendet wird. Die Verwendung solcher höher siedender Mittel verringert die Feuer- und Explosionsgefahr, so daß das erfindungsgemäße Verfahren sicherer und gefahrloser durchgeführt werden kann.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufarbeitung von Steinkohlenteerpech durch Versetzen mit Erdölprodukten, Erhitzen des Gemisches und Abtrennen der ungelösten Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, daß man das Pech bei erhöhter Temperatur mit einem bei 250 bis 450° C siedenden, vorwiegend aromatische Bestandteile enthaltenden Extrakt von Erdöl versetzt, das Gemisch bei Temperaturen zwischen 180 und 380° C homogen verkocht, dann stufenweise bis auf 60° C abkühlt und die jeweils ausgeschiedenen ungelösten Bestandteile stufenweise abtrennt und die von den unlöslichen Bestandteilen abgetrennte Lösung, gegebenenfalls bei Temperaturen bis zu 450° C, destilliert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf 1 Teil Steinkohlenteerpech 1 bis 2 Teile des Extraktes des Erdöls verwendet.