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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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. 62)

 

 

 

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

— 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.