Файл: Чистяков, А. Н. Технология коксохимического производства в вопросах и задачах учебное пособие.pdf

Антрацен имеет’ наихудшую растворимость в ацетоне по сравнению со всеми другими компонентами сырого антрацена

(табл. 6—8).

Процесс осуществляется трехкратным обогащением сы­ рого антрацена в ацетоне: первое и второе обогащение произ­ водится из маточных растворов, третье — ацетоном.

Маточный раствор после первого обогащения подвергается дистилляции в колонне с целью регенерации ацетона. Остаток в колонне разбавляется антраценовым маслом и направля­ ется для производства сажи, приготовления дорожных дегтей или шпалопропиточного масла.

При пиридиновом методе сырьем служит редистиллированный сырой антрацен, содержащий 43—45% антрацена и 15— 17% карбазола. Сырье обогащают двухкратной перекристал­ лизацией из смеси легких пиридиновых оснований с толуо­ лом (1 : 1). Обогащенный антрацен содержит не менее 94% антрацена. Данный метод применен в ЧССР и ФРГ.

Во второй группе методов используется различие в хими­ ческих свойствах антрацена, фенантрена и карбазола при сплавлении со щелочами, сульфировании или гидрировании, а также способность антрацена образовывать продукт с ма­ леиновым ангидридом.

Из методов третьей группы получения обогащенного антра­ цена нашел реализацию метод азеотропной ректификации с диэтиленгликолем на опытно-промышленной установке Горловского коксохимического завода в 1965 г.

В литературе известны комплексные методы переработки сырого антрацена, например, метод ВУХИНа, по которому из сырого антрацена получают антрахинон, фталевый ангидрид, технический карбазол.

95-

Вопросы и задачи

1. Что понимается:

а) под истинной температурой кипения (ИТК) смолы и ■фракций?;

б) под температурой однократного испарения?

2. С какой целью вводится водный раствор соды в смолу перед поступлением ее в конвекционную часть трубчатой печи?

3. Чем определяются размеры радиантной части печи (объем, расстояние до перевальной стенки, ширина и вы­ сота) ?

4.В чем заключается подготовка смолы перед поступле­ нием в печь и чем вызывается необходимость максимального обезвоживания смолы?

5.На рис. 6—6 и 6—7 представлены технологические схемы ректификации смолы. Преимущества и недостатки той

идругой схемы.

6.Иногда каменноугольные масла применяются для обмасливания шихты. Для какой цели это делается?

7.В табл. 6—7 приведен состав сырых антраценов. На

шихтах каких угольных бассейнов работают эти заводы?

З а д а ч а 1. Определить температуру однократного испа­ рения смолы в испарителе 2-и степени при давлении 980 мм рт. ст., обеспечивающую отгон масляных фракций в количестве 44,6% по отношению к безводной смоле.

З а д а ч а 2. Определить температуру, размягчения пека, получаемого в условиях работы установки, указанных в за­ даче 1 .

у= 0,835 х — 250.

За д а ч а 3. Рассчитать поверхность конвекционной и радиантовой частей трубчатой печи производительностью 14т/ч

безводной смолы, исходя из допустимого теплонапряжения поверхности конвекционной и радиантной секций.

З а д а ч а 4. Рассчитать размеры топочной и радиантной камер (объем, высота, ширина, расстояние до перевальной стенки).

Тепловой баланс принять по данным задачи 3. Теплонапряжение топочного объема— 16 тыс. ккал (м3-ч).

Литература

Л и т в и н е н к о М. С. Химические продукты коксования. Киев

«Техника», 1974.

Справочник Коксохимика. Т. 3. М., «Металлургия», 1966.

96

600 тыс. т. Сырьем для его производства является среднетем­ пературный пек, около 75% которого используют для этой дели и в качестве связующего.

Пекококсовый цех состоит из отделения пекоподготовки, блока коксовых печей и отделения охлаждения газа и конден­ сации смолы.

В отделении пекоподготовки производится окисление сред­ нетемпературного пека (t азм~75°С), пековой смолы до высо­ котемпературного (высокоплавкого) пека (t азм~ 150°С) воз­ духом в кубах-реакторах, количество которых, а также поря­ док подключения (последовательное, параллельно-последова­ тельное) бывает различным на разных заводах и зависит от производительности цеха, физико-химических свойств и со­ става исходного пека.

Существует несколько схем получения высокотемператур­ ного пека:

а) раздельная обработка воздухом среднетемпературного

исходным среднетемпературным пеком.

В результате окисления среднетемпературного пека и пе­ ковой смолы получают высокотемпературный пек, направля­ емый в жидком виде на коксование, и пековые дистилляты, являющиеся ценным высококачественным сырьем для саже­

вой промышленности.

Химический состав пековых дистиллятов отражает состав пека и пековой смолы.

В табл. 7—1 приведенх имическцй состав каменноуголь­ ных пеков разной температуры размягчения по структурным типам конденсированных углеводородов с количественной оценкой их содержания. Было идентифицировано приблизи­ тельно 70% составляющих пека с температурой размягчения 80—85 °С и 58%— с температурой размягчения 140—150 °С. Средний молекулярный вес по данным хмасс-спектроскопии для первого пека равнялся 250, а средняя структурная еди­ ница состояла из 4—5 ароматических колец. Конденсирован- ■ные ароматические углеводороды ангулярной системы значи­ тельно преобладали над углеводородами линеарной системы. С повышением температуры размягчения пека увеличивалось количество неидентифицированных составляющих, вероятно, представляющие собой более конденсированные, чем семи­ кольчатые ароматические соединения.

Применение высокоразрешающих масс-спектрометров позволило расширить количество структурных типов с 34 до 76, а из 230 полученных эмпирических формул на основе эле­ ментарного состава и масс-спектрометрии 198 отвечают изве­ стным веществам.

Пековые дистилляты, хотя и являются сложной смесью конденсированных ароматических соединений, имеют химиче­ ский состав менее сложный, чем пеки *.

Проведенные в ЛТИ им. Ленсовета исследования химиче­ ского состава легких и тяжелых пековых дистиллятов, а также их фракций (одного из восточных заводов) методом ГЖХ (табл. 7—2) показали, что основная доля из идентифи­ цированных компонентов пековых дистиллятов приходится на трех- и четырехкольчатые ароматические углеводороды, среди которых преобладают фенантрен и антрацен, флуорантен и пирен.

Условия хроматографирования: хроматограф «Цвет-2»* с пламенноионизационным детектором и программированием температуры в интервале 110—250°Ссо скоростью 5 град/мин. Стационарная фаза SE-30 в количестве 5% наносилась на хромосорб «Р»; колонка длиной 3 м, диаметром 4 мм; ско­ рость газа-носителя (азота) — 60 мл/мин. Из пековых дистил­ лятов предварительно удалялись кислые и основные компо-

100