Файл: Чистяков, А. Н. Технология коксохимического производства в вопросах и задачах учебное пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 31.10.2024
Просмотров: 256
Скачиваний: 8
Каталитическая гидроочистка сырого.бензола внедряется в промышленность. Сырой бензол освобождается при этом от примесей сернистых, непредельных, азот- и кислородосодер жащих соединений в результате процессов деструктивной гид рогенизации. Реакция происходит при температуре 380— 420° С, давлений водорода 20—25 ати в присутствии катали затора.
Рис. 6—4. Технологическая схема производства инден-кумароновых смол:
/ — куб; 2 — ректификационная колонна; 3 — дефлегматор; 4 — сепаратор флегмы; 5 — конденсатор-холодильник; 6 — сепаратор отбираемой фракции; 7 — контрольный
сепаратор; 8 — мерник |
для толуольно-ксилольной фракции; 9 — мерник |
для инден- |
||
кумароновой |
фракции; |
10 — сборник инден-кумароновой фракции; |
11, 13, |
19— насосы; |
12— аппарат |
для полимеризации; /4 — холодильник трубчатый; |
/5 —хранилище для |
полимеризата; |
16, 17, 18— мерники для кислоты, щелочи |
и воды; 20 — куб; |
21 — рек |
тификационная |
колонна; 22 — дефлегматор; 23 — конденсатор-холодильник; |
24 — се |
|
паратор; 25 — мерники; 26 — бумажный .мешок; |
27 — конденсатор. |
|
При применении коксового газа вместо водорода давление должно быть 40—50 ати.
Сырьем для гидроочистки служит фракция БТК, что дает возможность выделить, и использовать циклопентадиен, серо углерод и смолообразующие соединения тяжелого бензола.
В последние годы стали уделять внимание получению в коксохимической промышленности полиметилбензолов — псевдокумола, мезитилена, дурола, являющихся сырьем для про
84
изводства соответственно тримеллитового ангидрида, тримезиновой кислоты и пиромеллитового диангидрида, имеющих большое значение в промышленности органического синтеза.
Вопросы
1. На рис. 6—5 показано графическое изображение обра зования ароматических углеводородов. Обоснуйте сущест вующие теории, мнения, взгляды на образование ароматиче ских углеводородов.
2.Напишите реакции, происходящие при сернокислотной
икаталитической гидроочистке сырого бензола.
3.Почему требуется тщатель
ное отделение головной |
фракции |
|
|
|
1Щ |
|||||||
перед |
сернокислотной |
очисткой |
|
|
|
|||||||
легкого бензола? |
|
|
|
|
|
|
|
Вт |
||||
4. Добавление каких соедине |
|
|
|
|||||||||
ний |
перед |
кислотной |
очисткой |
|
|
|
||||||
БТК |
может |
облегчить |
|
полноту |
|
|
|
ем' |
||||
удаления тиофена; |
их роль, ре |
|
|
|
||||||||
акции. |
|
|
|
|
|
|
|
|
>^sVsSN4 |
|
||
5. |
Механизм |
реакций |
непре |
|
|
|
it f |
|
|
|||
дельных соединений с хлористым |
|
|
|
ftA3 |
|
|
||||||
алюминием при получении инден- |
|
1 W~~'lio 700 800 m |
||||||||||
кумароновых смол. |
|
|
|
10 |
||||||||
6. Принцип выбора ключе |
|
|
|
|
|
|
||||||
вых |
компонентов |
при |
|
расчете |
Рис. 6—5. Графическое изобра |
|||||||
ректификации |
многокомпонент |
|||||||||||
ных смесей. |
|
|
|
|
|
жение |
образования |
аромати |
||||
|
|
установка от- |
|
ческих |
углеводородов: |
|||||||
7. |
Чем вызвана |
/ — наиболее |
благоприятная зона |
|||||||||
парной колонны? |
|
|
|
|
для |
образования |
углеводородов; |
|||||
реакции |
и ука |
2 — бензол; |
3 — ксилолы; |
4 — наф |
||||||||
8. |
Написать |
талин; |
5 — толуол; |
6 — антрацен. |
||||||||
зать |
условия |
окисления |
|
псевдо- |
|
|
|
|
|
|
кумола, дурола и мезитилена при получении тримеллитовой, пиромеллитового диангидрида и тримезиновой кислот.
6.2.Переработка каменноугольной смолы
ВСССР вырабатывается более 3 млн. т смолы в год. Выход, состав и физико-химические свойства смолы зави
сят от состава шихты и условий коксования.
Смола представляет собой маслянистую вязкую жидкость черного цвета с резким запахом. Плотность смолы колеблется в пределах 1,12—1,22. По химическому составу смола явля
85
ется сложной смесью ароматических, в основном, конденси рованных соединений, преимущественно углеводородов. Со держание гетероциклических соединений в ней определяется содержанием гетероатомов (серы, азота, кислорода) в шихте. Химический состав высокотемпературной каменноугольной смолы, особенно легких фракций, изучен хорошо (табл. 6—2)
|
|
|
Таблица 6—2 |
Процент идентифицированных соединений из фракций смолы |
|||
Температуры кипения |
Выход фракций, |
% индентифицированных |
|
фракций, °C |
% от смолы |
соединений из фракций |
|
до 250 |
20 |
90 |
|
250—360 |
15 |
70 |
|
360—450 |
15 |
35 |
|
>450 |
50 |
5 |
|
|
|
|
Таблица 6—3 |
Содержание некоторых |
конденсированных |
ароматических |
соединений |
в высокотемпературной смоле |
|
||
Соединение, % |
|
Соединение, |
% |
Нафталин .................... |
8—12 |
|
а-Метилнафталнн . . . |
|
1,01 |
(5-Метилнафталин . . |
|
1,51 |
Диметилнафталины . . |
|
L2 |
Ф луорен........................ |
1,2— 2,0 |
|
Ф енантрен.................. |
4—5 |
|
Антрацен ...................... |
1.0— |
1,8 |
Карбазол . . . . . . |
1,2— |
1,5 |
Флуорантен..................
П и рен ............................
Хризен
Дифенил.......................
Хинолин и его гомологи
А ценафтен...................
Дифениленоксид . . . .
2,2—3,3
1,23—2,1
2,0 сГ 1 © 2,0—3,0 1,4-1,8 005 1осо
В последней обзорной работе * по составу каменноуголь ной смолы сообщается, что количество идентифицированных
* Lang |
К. F., Eigen I. Fortschritte der chemischen Forschungsh., |
Band 8, heft |
1, 1967. |
соединений составляет 485. В работе приводятся ссылки на первоисточники, что очень важно, и указываются физические свойства этих соединений.
Данные по содержанию основных компонентов высокотем пературной смолы приведены в табл. 6—3.
На рис. 6—5 показана наиболее благоприятная темпера турная зона образования ароматических углеводородов.
Переработка каменноугольной смолы состоит в разделе нии ее на фракции путем ректификации с последующей кри сталлизацией, экстракцией и повторной ректификацией полу ченных фракций. Выход, состав фракций и их характеристика представлены в табл. 6—4. В результате переработки смолы и ее фракций получают технические продукты (шпалопропи точное масло, поглотительное масло, сырье для сажевой про мышленности и др.) и индивидуальные соединения (нафталин, антрацен и др.).
Таблица 6—4
Выход и характеристика фракций, полученных при ректификации каменноугольной смолы
Фракция
Легкая
Фенольная
Нафталиновая
Поглотительная
I антраценовая
II антраценовая
Пек с температурой размягчения 70° С
Выход,смолы от%
0,6
2,5
10,0
9,5
17,4
8,0
52,0
Содержание, |
% |
Температура |
|||
нафта лина |
фено лов |
основа ний |
начало кипения |
1 |
конец кипения |
ЮU |
|||||
|
|
|
|
Н |
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
о о |
|
|
|
! |
|
|
|
2,0 |
0,5 |
0,8 |
80 |
112 |
160 |
18,0 |
38,0 |
6,2 |
165 |
203 |
210 |
82,0 |
6,0 |
3,8 |
216 |
218 |
230 |
8,0 |
5,0 |
4,5 |
235 |
268 |
300 |
2,5 |
- |
- |
280 |
320 |
360 |
1,5 |
— |
— |
310 |
400 |
— |
Ассортимент продуктов переработки смолы составляет приблизительно 50 наименований, однако, основное значение имеют такие продукты, как каменноугольный пек, каменно угольные масла и нафталин.
87
оо
оо
Рис. 6—6. Схема |
ректификации смолы |
с двумя |
колоннами |
(а — вода |
на |
охлаждение; б — реф |
|||||||
|
|
|
|
|
|
люкс) : |
|
|
|
|
|
|
|
/ — трубчатая |
печь; |
2 — плунжерные |
насосы; |
3 — дозировочный |
насос |
для раствора |
соды; 4, |
9, |
11 — сборники |
||||
для раствора соды, |
сепараторной воды |
и обезвоженной |
смолы |
соответственно; 5’— продуктовые |
насосы; 6 — реф |
||||||||
люксные |
баки; |
7 — рефлюксные насосы; |
8 — приемники |
фракции; 10— |
смеситель; |
12 г- испаритель |
первой сту |
||||||
пени; 13 |
и 19 |
конденсатор паров; |
14— испаритель второй ступени; |
15 — сепаратор; |
16 — холодильник фракций; |
||||||||
|
|
|
17 — антраценовая колонна: 18 — фракционная колонна. |
|
|
|