UA45850A - Спосіб отримання нафталіну коксохімічного - Google Patents

Abstract

Спосіб отримання нафталіну коксохімічного полягає у виділенні нафталінової фракції із вмістом нафталіну не менше за 78% ваги та її кристалізації з подальшим механічним розділенням на тверду фазу у вигляді пресового нафталіну і рідку фазу у вигляді пресових відходів. Пресові відходи розбавляють іншими нафталіновмісними маслами до отримання шихтової суміші з допустимою домішкою тіонафтену і з вмістом нафталіну не менше за 55-60% ваги. Потім з шихтової суміші методом безперервної ректифікації виділяють нафталінову фракцію, з якої витягують нафталін ректифікований. Як шихтову суміш використовують суміш з нафталінового масла, сольвент-нафти і фенольного масла.

Description

Опис винаходу

Винахід відноситься до області отримання пресового | ректифікованого сортів технічного нафталіну і може 2 бути використане в коксохімічній промисловості.

Серед різних видів ароматичної сировини для промисловості органічного синтезу нафталіну, як і бензолу, належить ведуче місце.

Нафталін (СіоНв) конденсований ароматичний вуглеводень, що має бцоп-80,3"С; (фуип-218"С, щільність 1,15г/смУ, погано розчиняється у воді, добре розчиняється в більшості органічних розчинників, переганяється з то водяною парою.

У промисловості нафталін отримують в основному охолоджуванням фракції кам'яновугільної смоли з іхип210-2207С. На коксохімічних заводах в процесі коксування вугілля, газ, той, що виходить з коксових камер, збирається в загальний газопровід, де охолоджується надсмольною водою до 100-120 С, при цьому виділяється кам'яновугільна смола, яка надалі зазнає тонкої ректифікації на установках безперервної дії з відбором т фенольної фракції, нафталінової фракції, поглинного масла, антраценової фракції та інш.

Нафталін по кількості є головним компонентом кам'яновугільної смоли. Однак, в нафталіні, що отримується з коксохімічної сировини, міститься велика кількість домішок, що вимагає значних зусиль і витрат по його подальшому глибокому очищенню. Кількість домішок в нафталіні характеризується показником АЇї, на величину якого знижується температура топлення від значення для чистого нафталіну 80,3"С. б Україні і країнах колишнього СРСР саме коксохімічна промисловість продовжує залишатися основним постачальником нафталіну. У ведучих капкраїнах в останні роки основна маса ароматичної сировини, в тому числі і нафталін, виробляється нафтохімічною промисловістю з продуктів піролізу нафти. Нафтовий нафталін в порівнянні з кам'яновугільним характеризується значно меншою кількістю домішок, особливо тіонафтена, що в більшій мірі відповідає вимогам промисловості органічного синтезу, яка базується на добре підготовлених видах сировини. 29 Нафталін має важливе значення як початкова речовина для отримання великого числа органічних « напівпродуктів, головним чином, фталевого ангідрида, барвників, змочувател/др, диспергаторів і інш. (див.

Д.Д. Зиков, Б.М.Пац. Нафталін коксохімічний, М.Металлургия, 1981. (1); Довідник коксохіміка, т.П, вид.

Металургія, М, 1966. І|І2); Хімічна енциклопедія, т.3, Науч. Ізд. "Велика росс. Енциклопедія" Москва, 1992 |З). о

Основоположні відомості по нафталіну кам'яновугільному приведені в монографії (11.

Історично ситуація отримання нафталіну складається так, що в зв'язку з різмими коливаннями попиту на ІФ) нафталін всі дослідження в цій галузі в основному підкорялися поточним задачам отримання сортів нафталіну, со що задовольняють існуючим вимогам. Традиційна схема виробництва кам'яновугільного нафталіну включає: фракціонування кам'яновугільної смоли з відбором нафталінової фракції, її кристалізацію з подальшим ІФ) відділенням рідкої фази механічними методами центрифугування або пресуванням. Пресований нафталін або « має самостійне застосування при виробництві фталевого ангідрида, синтетичних дубителів і т.п., або служить початковою сировиною для більш глибокого очищення нафталіну для промислового оргсинтезу .

Всі зроблені спроби поліпшення окремих стадій, а саме: фракціювання кам'яновугільної смоли, кристалізації, пресування, методів очищення нафталіну, зберігали недоліки, властиві основній схемі отримання: « 20 відносно високі втрати нафталіну на всіх стадіях виробництва; громіздкість схеми, особливо в зв'язку з з проблемою переробки пресових опливів, наявність кислих відходів і порушення санітарно-гігієнічних норм в с цехах за змістом нафталіну. :з» Розділення кам'яновугільної смоли на фракції, як правило, здійснюють найбільш поширеним в хімії універсальним процесом розділення безперервною ректифікацією. У СРСР для ректифікації кам'яновугільної смоли набули поширення атмосферні установки з однократним випаровуванням, обладнані однією або двома їх но ректифікацийними колонами, з отриманням нафталінового концентрату нафталінової фракції. Концентрація нафталіну в якій повинна бути не менше за 7895 ваг., а ще краще максимальне можливої 83-8596, що обмежено 1 техніко-економічними міркуваннями (див. 11, стор.1-14). со Широко застосовується при отриманні нафталіну операція розділення фаз пресуванням, яка дозволяє отримувати навіть при однократній кристалізації 96-9795 технічний нафталін. Однак спосіб страждає цілим рядом 1 50 недоліків, зокрема, для отримання однорідності властивостей в брикеті, що пресується, при тиску пресування не о менше за ЗбМпа, необхідно здійснювати так зване гаряче пресування в діапазоні температур 55-6070.

Співвідношення фаз між кількістю твердої і рідкої фаз визначається вмістом нафталіну в масі, що пресується, і воно повинне бути не менше за 8095. При більш низькому вмісті нафталіну неможливо витримати оптимальний режим пресування. Тому, пресові опливи, що отримуються при гарячому пресуванні неминуче містять високий відсоток нафталіну, а у разі високосіркової початкової сировини, також високий відсоток в. тіонафтена. Підвищений вміст тіонафтену зумовлений тим, що при гарячому пресуванні тіонафтен утворює з нафталіном тверді розчини, які важко відділити кристалізацією. Температури кипіння нафталіну і тіонафтена близькі, а різниця температур кристалізації становить 507"С. Задача очищення нафталіну від тіонафтену особливо ускладнюється для сировини на основі кам'яновугільних смол, що отримуються з вугілля шахт півдня бо України звичайно утримуючих не менш 1,8-2905 тіонафтена.

У колишньому СРСР, незважаючи на проведення в ряді інститутів цілого ряду науково-дослідних робіт по безперервній ректифікації нафталінової фракції в промислових масштабах виробництво ректифікаційного нафталіну не було освоєне. Зокрема, значні експериментальні роботи по вдосконаленню методів отримання нафталіну проводилися в умовах спеціалізованого фенольного заводу в м. Дзержинське, Донецької обл. Так, в 65 роботі авторів: Маркус г. А., Терентьев В.Х., Кирсанов В.С., Кокс і хімія, 1997, с.27-33 була експериментально показана можливість методом чіткої ректифікації пресованого нафталіну і нафталінової фракції, що містить 2,4-6,595 тіонафтену, отримати ректифікований нафталін із вмістом 0,4-0,595 тіонафтену.

Колона для цього повинна мати близько 55 теоретичних тарілок і працювати при підвищених значеннях флегмових чисел 15-35.

При повторній ректифікації залишку може бути отриманий 97-9895 тіонафтеновий концентрат. Дані результати були отримані на установці періодичної дії.

Очевидно, що із-за підвищених знерговитрат застосування вказаного методу для промислового отримання нафталіну економічно невигідна. 70 Відомі різні схеми отримання нафталіну ректифікацією з використанням двох, трьох або чотирьох ректифікаційних колон. Ректифікаційне устаткування безперервної дії за кордоном побудовано, в основному після війни, за проектами французької фірми "ПРОАБД". Найбільш широко фірмою постачалися двухколоне ректифікаційне устаткування безперервної дії. (див. (2) стор. 267-269; |1) стор.150-151).

Проведений патентно-інформаційний пошук з проблеми отримання нафталіну підтвердив той факт, що за /5 останні 20-30 років винаходи переважно були направлені не на розробку нових високоефективних методів отримання нафталіну, а на удосконалення різних методів очищення нафталіну від домішок, зокрема, каталітичним окисленням, адсорбентами, цеолітами, хімічним очищенням, гідроочищенням, каталітичною екстрактивною ректифікацією і т.д. (див. напр., ас.СРСР Мо210847, Со7С, бюл. Мо7, 1968,

Мо365358, СО7ДбЗ3/20, бюл. Моб,1973; Мо394349, СО7С15/24, бюл. Мо34,1973; Мо403659, СО715/24, бюл. Мо43, 1973; Мо979313, Мо1146301 і інш.).

Проте, проблема глибокої переробки нафталінвмісхної сировини для отримання максимально можливого виходу нафталіну продовжувала залишатися актуальною. Особливо гостро ця проблема виявилася в цей час в

Україні через значну недостачу коксохімічної сировини. В умовах підвищеного попиту на нафталін знову стає актуальною задача як збільшення виробництва технічних сортів нафталіну пресованого, дистильованого і ректифікованого, так і подальшого їх очищення від домішок.

Як прототип, співпадаючий із заявленим винаходом за призначенням і близькою сукупністю ознак вибраний « спосіб отримання технічного нафталіну з монографії (1! Д.Д.Зиков, Б.М.Пац. Нафталін коксохімічний, М,

Металургія, 1981, стор.1-73, 122-126, 150-151.

Загальними ознаками способу отримання технічного нафталіну з коксохімічної сировини по прототипу і о зо заявленому винаходу є: отримання нафталінової фракції, з вмістом нафталіну не менш допустимого для проведення кристалізації; кристалізація нафталінової фракції з розділенням на тверду і рідку фази, наприклад, о пресуванням, з отриманням твердої фази у вигляді пресованого нафталіну і рідкої фази у вигляді пресових со опливів.

У основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого способу отримання технічного нафталіну з о коксохімічної нафталінвміоної сировини, в якій за рахунок особливостей підготовки початкової сировини для «Е подальшої його переробки методом безперервної ректифікації забезпечуються підвищений вихід нафталіну і практична безвідхідность процесу переробки.

Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання нафталіну коксохімічного, який включає виділення нафталінової фракції із змістом нафталіну не менше за 78905 ваг., її кристалізацію з подальшим « механічним розділенням на тверду фазу у вигляді пресованого нафталіну і рідку фазу у вигляді пресових з с опливів, ЗГІДНО з ВИНАХОДОМ, пресові опливи розбавляють іншими нафталінвмісними маслами до отримання шихтової суміші з допустимою домішкою тіонафтена і вмістом в ній нафталіну не менше за 55-6095 ваги, ;» виділяють з вказаної шихтової" суміші методом безперервної ректифікації нафталінову фракцію, з якої додатково витягують нафталін ректифікований. Конкретна відмінність способу полягає в тому, що як шихтову буміш використовують суміш з нафталінового масла, сольвент-нафти і фенольного масла. їх Інша конкретна відмінність способу полягає також в тому, що в процесі безперервної ректифікації додатково витягують легку фракцію, важку фракцію і вуглеводневу смолу. о Вказані конкретні особливості реалізації винаходу не є обов'язковими, а найбільш переважними з точки зору о заявника і не виключають можливості іншого здійснення в межах суті винаходу, що заявляється.

Причинно-слідчий зв'язок відмінних ознак технічного результату полягає в наступному. 1 Одною з головних вимог до нової техніки для отримання нафталіну є зниження його втрат на всіх стадіях о переробки сировини із забезпеченням його максимально можливого виходу. Однією з серйозних проблем на цьому шляху є саме проблема переробки пресових опливів, що отримуються при режимі гарячого пресування нафталіну і утримуючих не менш 60-6595 ваги нафталіну.

Відомий можливий шлях безпосередньої переробки вказаних пресових опливів з високим відсотком вмістом нафталіну, які кристалізуютсья в механічних кристалізаторах і потім центрифугуються. Фугований нафталін

Р» поступає на пресування, а опливи після центрифугування являють собою вже кінцевий продукт із змістом нафталіну 35-4095 ваги. Однак це вельми трудомісткий шлях.

Відповідно до заявленого винаходу необхідною умовою для здійснення ефективної і безперервної роботи бо Колони на регламентному режимі є підтримка стабільного складу шихтової суміші. Це забезпечується за рахунок використання крім преоових опливів одночасно трьох інших видів нафталінвміоної сировини, в складі яких в середньому міститься досить великий вміст нафталіну, а саме: нафталінове масло не менше за 3090; фенольне масло не менше за 3090; сольвент нафта 55-6090.

Оскільки при складанні шихтової суміші використовують вказані вище компоненти тільки після видалення 65 фенолу, то приведені вище відсотки вмісту нафталіну зростуть.

Тому, саме використання вказаних нафталінвмісхних масел для розбавлення пресових опливів дозволяє підготувати стабільну шихтову суміш, в якій одночасно забезпечувалося б і допустимий вміст тіонафтена. З вказаної шихтової суміші спочатку отримують нафталінову фракцію із змістом нафталіну не менше за 7895 ваги, при подальшій ректифікації якій можна отримувати ректифікований нафталін з 95-9795 -м вмістом нафталіну.

При використанні запропонованої схеми вихід нафталіну з всієї кількості, що міститься в нафталінвмісної сировині, збільшується з 4595 не менш ніж до 70-8095. При цьому практично відсутні відходи, так як в процесі ректифікації додатково отримують легку фракцію, важку фракцію, вуглеводневу смолу.

Крім того, незважаючи на існуючу різноманітність ректифікаційних установок продуктивність і якість переробки нафталінвмісиної сировини залежить від вибраної технологічної схеми процесу переробки сировини, 70 вибору оптимального числа тарілок в колонах і їх конструкції, вибору місць подачі відповідних фракцій і т.п.

Істотним чинником підвищення техніко-економічних параметрів процесу безперервної ректифікації, що пропонується, є те, що устаткування централізованої переробки нафталінвмісмюї сировини спроектовано на досить велику продуктивність.

Переробка нафталінвміс "них масел і нафталінової фракції здійснюється на централізованом устаткуванні по 75 переробці нафталінової фракції і масел, призначеній для глибокого витягання нафталіну методом безперервної ректифікації по двухколоній технологічній схемі. Нафталінова фракція і нафталінові масла зберігаються в роздільних сховищах і переробляються роздільно, по мірі накопичення необхідної кількості для роботи устаткування.

На прикладі ректифікації нафталінової фракції послідовність основних технологічних операцій наступна.

У сховищах нафталінова фракція відстоюється, збезфенолюється і збезводнюється, потім подається насосами з швидкістю 5-7 м'/година спочатку на кожухотрубні підігрівачі-збезводнювачі, що підігріваються парою тиском 10-12атм. до температури 120-130"С, а потім поступає для збезводнення фракції у випарник першого рівня. З верху випарника першого рівня пари води і пари легкокипячих компонентів фракції по газовій трубі поступають під 19-ю тарілку першої ректифікаційної колони. З низу випарника першого рівня збезводнена нафталінова фракція зливається в збірники, а потім насосом подається через великий змійовик трубчастої печі « першої колони, де нагрівається до 270"С, у випарник другого рівня. Фракція скипає і її пари через верх випарника другого рівня по газовій трубі поступають під 13-ю тарілку першої колони. Нелеткі і тяжкокипячі фракції, що не випаровуються у випарнику другого рівня, рідкий залишок (вуглеводнева смола) стікають в збірник і потім використовуються як котельне паливо. У другій колоні набирається нормальний рівень фракції, (ав) плавно підіймається температура в печі другої колони до 260-2707С, нагрівається циркулюючий донний залишок і прогрівається вся колона. Потім перша і друга колони виводяться на регламентний режим роботи: пари ю нафталінової фракції через верх другої колони поступають в конденсатори; дистилят набирається в приймачі і (ее) частина його як флегма подається зверху колони насосом. Починається відбір готового продукту - нафталіну ректифікованого. Знизу другої колони періодично виводиться в збірники донний залишок, для подальшого о використання в якості єнергопалива. Регулювання роботи колон здійснюється рефлюксом або відбором «І нафталіну.

Ректифікований нафталін, що отримується при переробці по приведеній схемі характеризується наступними усередненими параметрами: температура кристалізації 78,5-797С; зміст тіонафтена 3-495 ваги; вихід нафталіну « від загального ресурсу в початковій сировині 80-90905.

Матеріальний баланс ректифікації нафталінової фракції на установці по централізованій переробці - с нафталінвмістної сировини такий: на 1000 кг кінцевого продукту - нафталіну ректифікованого 9595-0ї чистоти и необхідно подати нафталінову фракції 7890-ої чистоти 1408кг, при цьому додатково отримують легку фракцію -» 163 кг і донний залишок (вуглеводнева смола) 239кг. Втрати нафталіну при переробці становлять 590.

Для отримання 100Окг ректифікованого нафталіну 9590-0ї чистоти необхідно переробити 1919кКг нафталінвмістних масел пресових опливів у вигляді шихтової суміші з 55956-им вмістом нафталіну, з додатковим т. отриманням 440кг легкої фракції, важкої фракції З8Зкг і донного залишку Убкг. сл Таким чином, застосування схеми переробки пресових опливів, що пропонується, дозволяє збільшити процент витягання нафталіну з коксохімічної сировини, що використовується приблизно з 4595 ваги по крайній (ее) мірі до 80-9095 ваги. сл 50 При цьому забезпечується практична безвідхідність процесу, так як знаходять практичне використання всі інші продукти, що отримуються при ректифікації: легка фракція, важка фракція і вуглеводнева смола.

Claims (2)

Формула винаходу

1. Спосіб отримання нафталіну коксохімічного, що включає виділення нафталінової фракції із вмістом » нафталіну не менше за 7890 ваги, її кристалізацію з подальшим механічним розділенням на тверду фазу у вигляді пресового нафталіну і рідку фазу у вигляді пресових відходів, який відрізняється тим, що пресові відходи розбавляють іншими нафталіновмісними маслами до отримання шихтової суміші з допустимою бо домішкою тіонафтену і з вмістом в ній нафталіну не менше за 55-6095 ваги, виділяють з вказаної шихтової суміші методом безперервної ректифікації нафталінову фракцію, з якої потім додатково витягують нафталін ректифікований.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як шихтову суміш використовують суміш з нафталінового масла, сольвент-нафти і фенольного масла. 6Е З. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в процесі безперервної ректифікації додатково витягують легку фракцію, важку фракцію і вуглеводневу смолу.

Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2002, М 4, 15.04.2002. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України.

« «в) ю с ІС) « ші с ;»

щ» 1 (ее) с 50 (42)

60 б5