DE3314163C2 - Raffinierung von Lurgi-Teersäuren - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Entfernung von Teerbasen und neutralen Öfen aus Lurgi-Teersäuren beschrieben, wobei die Teersäuren mit wäßrigem Natriumbisulfat behandelt werden, um die Teerbasen in Salze überzuführen und die neutralen Öle zu Hydrolyseprodukten zu hydrolisieren, und die Teersäuren destilliert werden, um gereinigte Teersäure als Destillat zu erhalten, während die Teerbasesalze und Hydrolyseprodukte des neutralen Öls als Rückstand zurückbleiben.

Description

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die Teersäure-Fraktion bei Atmosphärendruck bis 230° C destilliert wird;
das Destillat mit einer wäßrigen Natriumbisulfatlösung behandelt wird;
die Feststoffe vor dem Gemisch abfiltriert werden; und

die Teersäuren von dem Filtrat abdestilliert werden.

Die Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Teersäuren und insbesondere auf die Herabsetzung von Teersäure innewohnenden verunreinigenden Bestandteilen.

Roher Teer enthält Teersäuren, Teerbasen und neutrale Öle. Diese stellen kommerziell wertvolle Substanzen dar. Roher Teer wird einer Destillation unterworfen, um diese Verbindungen zu entfernen und die Eigenschaften des Teers zu ändern. Ungünstigerweise neigen die Siedepunkte der verschiedenen Bestandteile des rohen Teers dazu, sich zu überschneiden, so daß die jeweiligen Bestandteile nur schwierig durch die Destillation des Teers abzutrennen sind. Der Teer wird daher zunächst einer Destillation unterworfen um Fraktionen zu schneiden, die große Temperaturbereiche umfassen.

Die erste Destillat-Fraktion ist diejenige, welche vom Teer bei Temperaturen unter 230 bis 240°C abdestilliert wird, die im allgemeinen mit »Teersäuren« bezeichnet wird und hauptsächlich aus Hydroxybenzolen, wie Phenolen und Homologen, besteht. Dieses Destillat kann dann entweder auf chemischem Wege oder auf physikalischem Wege, wie durch fraktionierte Destillation, in verhältnismäßig reine Bestandteile, aufgetrennt werden, im allgemeinen in Phenol, o-, m- und p-Cresol und die drei Xylolisomeren. Die Destillatfraktion enthält normalerweise einige »Teerbasen«, die hauptsächlich zyklische, stickstoffhaltige Verbindungen sind, beispielsweise Pyridin, Picolin, Lutidin, Collidin, Anilin, Toluidin, XyIidin, Chinolin, Isochinolin und Chinaldin. Die Destillat-Fraktion kann auch etwas »neutrales Öl« enthalten, das Benzol- und Naphthalin-Kohlenwasserstoffderivate umfaßt. Wie erwartet, hängt die Zusammensetzung des Schnitts von dem Teer ab, aus dem der Schnitt erhallen wird.

Die Hauptquelle für Teersäuren war bisher der Teer, der als Nebenprodukt bei der Kohleverkokung anfällt. Die Teersäure-Fraktion, die bei der Destillation dieses Teers enthalten wird, beträgt etwa 10 bis 20% des rohen Kohlete:ers.

Durch das Lurgi-Schwefelverfahren ist vor kurzem eine Quelle für Teersäuren zur Verfügung gestellt worden. Beim Lurgi-Verfahren wird Sauerstoff und Dampf verwendet, um Braunkohle, Lignit und nicht verkokbare magere Kohle in einem Festbett bei Drücken zwischen 0 und 20 Atmosphären zu vergasen und Brenngas herzustellen. Das Rohgas, das die Vergasungsanlage verläßt, enthält Carbonisierungsprodukte, wie Teer, Öl, Naphtha, Phenole, Cyanide sowie Kohle und Aschcslaub. Das Gas wird gereinigt d. h. diese Produkte werden aus dem Gas entfernt, bevor das Gas als Brennstoff verwendet wird. Der so erhaltene Teer wird einer Destillation in der gleichen Weise wie der Teer unterworfen, der bei der Koksherstellung erhalten wird, um verschiedene Destillations-Fraktionen zu schneiden.

Teersäuren sind für die Herstellung zahlreicher Gegenstände, wie Harze, Weichmacher und Desinfektionsmitteln kommerziell wertvoll. Die Siedepunkte der Teersäuren, Teerbasen und des neutralen Öls sind derart, daß sie nicht v/irksam allein durch Destillation abgetrennt werden können. Die Verunreinigung der Teersäuren durch Teerbasen und neutrale Öle beeinträchtigt die Verwendbarkeit der Teersäuren.

Das Teersäure-Destillat, das von dem Nebenprodukt-Teer des Lurgi-Verfahrens geschnitten wird und im allgemeinen ais »Lurgi-Teersäuren« bezeichnet wird, weist eine Zusammensetzung auf, die typischerweise 93% Teersäuren, 5% Teerbasen und 2% neutrales Öl umfaßt.

Teersäuren, die neutrale öle und Teerbasen enthalten, sind bisher im allgemeinen mit bestimmten ausgewählten Lösungsmitteln oder Kombinationen von Lösungsmitteln extrahier? worden, wobei die Extrakte die neutralen Öle enthalten und ein Gemisch aus Teerbasen und Teersäuren zurückbleibt. Die Teerbasen können aus diesem Gemisch mit einer wäßrigen Lösung einer Mineralsäure, im allgemeinen mit wäßriger Schwefelsäure, extrahiert werden. Die zurückbleibenden Teersäuren werden schließlich vor der Destillation mit Wasser gewaschen. Die Extraktion mit Mineralsäure muß derart erfolgen, daß die Teersäuren keine oder fast keine Stickstoffverbindungen enthalten, damit sie verkäuflich sind.

Es wurde ein vereinfachtes Verfahren gefunden, mit dem die Reinigung dieser Lurgi-Teersäuren erreicht wird und das praktischer ist als das zur Zeit benutzte Verfahren. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Lösungsmittel und das Waschen mit Wasser überflüssig, wobei Teersäuren mit verkaufbarer Reinheit anfallen.

so Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Teersäuren mit Natriumbisulfat behandelt, um die Teerbasen in Salze überzuführen und die neutralen Öle zu hydrolisieren. Es wurde festgestellt, daß Natriumbisulfat zu keiner Sulfonierung der Teersäuren führt, selbst bei höherer Temperatur. Die höher siedenden Teersäuren erfordern höhere Temperaturen, um sie durch Destillation zu gewinnen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können höher siedende Teersäuren gereinigt und durch Destillation gewonnen werden, weil sie nicht im Destillationsgefäß durch Natriumbisulfat sulfoniert werden. Die raffinierten Teersäuren werden als Destillate gewonnen, während die Teersäuren als Salze in dem Rückstand und die neutralen Öle in dem Rückstand als hydrolisierte Produkte zurückbleiben.

' Nachstehend ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wobei Teile als Gewichtsteile zu verstehen sind.
Eine Teersäure-Fraktion (Lurgi-Teersäure), die von

einem Teerprodukt herrührt, das als Nebenprodukt bei dem Lurgi-Kohlevergasungsverfahren erzeugt wird, wurde analysiert, wobei festgestellt wurde, daß sie 93,2 Gew.-°/o Teersäuren, 5,3 Gew.-°/o Teerbasen und 1,5 Gew.-°/o neutrale Öle enthielt Die Lurgi-Teersäure-Fraktion wurde zunächst bei einem Dampfdruck bis 230⁰C und bei normalen Atmosphärenbedingungen destilliert Durch diese Destillation oder »Pechbeseitigung« wurden einige der höher siedenden unerwünschten Produkte aus der Teersäure-Fraktion entfernt Der erwünschte Bestandteil war das Destillat und der unerwünschte Bestandteil warder Rückstand.

Das Destillat (100 Teile) wurde mit einer 5O°/oigen wäßrigen Natriumbisulfatlösung (50 Teile) vermischt und bei 140°C (Temperatur des Behälters) unter Rückfluß gekocht. Eine kleine Menge Wasser wurde von dem Gemisch abdestilliert, bevor die Behältertempenuur auf 140° C anstieg. Einige der Teersäuren, die durch Wasserdampf-Destillation während dieser Erwärmungsperiode abgingen, wurden gesammelt, um rezyklisiert zu wer-,,den. Nach etwa einer Stunde unter Rückfluß wurde das fiWasser von dem Reaktionsgemisch abdestilliert und das trockene Reaktionsgemisch filtriert. Das Filtrat wurde bei 30 Torr mit einer 61 cm Vigreux-Kolonne destilliert, wobei ein Destillat erhalten wurde, das 89 Teile wasserklare Teersäuren enthielt, und das frei von neutralen Ölen und praktisch frei von Teerbasen war. Das Destillat, das aus gereinigten Teersäuren bestand, enthielt lediglich 0,015 Gew.-% Stickstoff und blieb über Monate wasserklar.

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Raffinierung der Teersäure-Fraktion, die bei der Lurgi-Kohlevergasung anfällt, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Teersäure mit einer wäßrigen Natriumbisulfatlösung behandelt wird; und

(b) die Teersäuren abdestilliert werden.

2. Verfahren zur Raffinierung der Teersäure-Fraktion, die als Teer-Nebenprodukt bei der Lurgi-Kohlevergasung anfällt, dadurch gekennzeichnet, daß