СПОСОБ ОБРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ТЯЖЕЛОЙ ПИРОЛИЗНОЙ СМОЛЫ Российский патент 2003 года по МПК C10C1/04 C10C1/08 C10C3/04 

Изобретение относится к нефтехимической промышленности, а именно к способу обезвоживания, очистки от кокса и утилизации тяжелой пиролизной смолы, которая образуется в процессе пиролиза углеводородного сырья как побочный продукт.

Известен способ обезвоживания тяжелой смолы пиролиза (Лебедев Н.Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. М.: Химия, 1988, 347 с. ), в котором отделение от воды проводят с помощью отстоя. В верхней части собирают легкую фракцию (легкое масло), которую реализуют, а в нижней - тяжелую фракцию. Однако тяжелая пиролизная смола не разделяется полностью с водой и содержит частицы кокса. Ее выводят как отход производства, обычно не используют и уничтожают.

Известен способ разрушения стойких водно-смоляных эмульсий и суспензий тяжелой пиролизной смолы (А.с. СССР 340281), в котором обработку осуществляют путем ее смешения с аммиачной водой, содержащей до 14 г/л свободного аммиака, в количестве 25-30 маc.% в присутствии деэмульгатора с последующим отстоем в течение 8 ч при 85-95^oС и повторной обработкой аммиачной водой в количестве 25 мас.%. Способ многостадиен и трудноосуществим вследствие высокой летучести аммиака при 85-95^oС и связан с затратами реагентов и воды.

Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения тяжелой пиролизной смолы из отходов производства синтетического этилового спирта (А.с. СССР 403714), в котором очистку от вязких, камнеподобных отходов и отделение от воды осуществляют путем ее смешения с фенольной водой, содержащей 10 мас. % фенола, в весовом соотношении до 1:7 при 35-70^oС и барботажем инертным газом в течение 6 ч с последующим отстоем в течение еще 6 ч. Недостатками этого способа являются: 1) значительные затраты фенола (на 1 т обрабатываемой смолы расходуют до 700 кг товарного фенола) и дороговизна процесса обработки, при этом отделившаяся вода будет загрязнена компонентами тяжелой пиролизной смолы; 2) необходимость дополнительной обработки тяжелой пиролизной смолы с целью получения котельного топлива, так как обработанная по известному способу смола содержит значительное количество фенола и легких углеводородов; 3) недостаточная степень обезвоживания (до 2 мас.% воды), 4) большая длительность процесса обработки (не менее 12 ч).

В предлагаемом способе обработку тяжелой пиролизной смолы осуществляют с целью получения товарного котельного топлива или топливной композиции на его основе.

Способ заключается в обезвоживании и отделении легкой фракции путем тепловой обработки смолы в присутствии поверхностно-активных веществ в количестве 0,01-0,1 г/л в температурном режиме 90-150^oС с барботированием через нее воздуха, азота или дымовых газов с последующей конденсацией образующихся паров воды и легких смол, в результате чего образуются два продукта: 1) тяжелая смола с содержанием воды не более 1,5%, которую может использовать в качестве котельного топлива или топливной композиции на основе мазута; 2) легкое масло с содержанием ароматических углеводородов до 56-60%, которое можно использовать в качестве сольвента, применяемого в качестве растворителя для лакокрасочных материалов.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) вводят в смолу в качестве пеногасителей и деэмульгаторов. В качестве ПАВ используют Дипроксамин-157 и Реапон (РП-4В).

Пример 1 (по прототипу). Тяжелую пиролизную смолу в количестве 1 т с содержанием 10% воды и 7,5% кокса смешивают с фенольной водой в количестве 7 тонн с содержанием 700 кг фенола, затем нагревают до 70^oС, обрабатывают азотом и отстаивают. Общее время протекания процесса 12 ч. В результате процесса смолу обезвоживают до 2%.

Пример 2 (предлагаемый способ). В 1 т тяжелой пиролизной смолы с содержанием 10% воды и 7,5% кокса добавляют Дипроксамин-157 в количестве 0,01 г/л, нагревают до 110^oС и обрабатывают воздухом или азотом в течение 2 ч, в результате чего смолу обезвоживают до 1,5%, частицы кокса флотируют и удаляют. Пары воды и легкого масла направляют в холодильник-конденсатор, где происходит их конденсация и расслоение на две жидкости. Обработанную пиролизную смолу в количестве 765 кг с параметрами: кинематическая вязкость при 80^oС 6-9 мм²/с, температура вспышки 80-90^oС, коксуемость 7-8%, зольность 0,1-0,2%, теплота сгорания (низшая) 9800-9850 ккал/кг, можно использовать в качестве высококачественного котельного топлива или заменителя мазута марки "топочный 40" по ГОСТ 10585-75. Сконденсированное легкое масло в количестве 100 кг с содержанием ароматических углеводородов 57% можно использовать как сольвент пиролизный, который по основным эксплуатационным свойствам и углеводородному составу соответствует нефтяному сольвенту марки "Нефрас-А-110/150".

Пример 3. Процесс протекает как в примере 2, однако Дипроксамин-157 добавляют в количестве 0,1 г/л, а обработанную пиролизную смолу используют для улучшения свойств топочного мазута марки "топочный 40" в качестве компонента топливной композиции в массовом соотношении смола:мазут 1:1, что позволяет вдвое снизить вязкость топлива и его нагарообразование, повысить устойчивость к расслоению и на 5-10% теплоту его сгорания. Топочная композиция при данном соотношении 1:1 имеет следующие характеристики: кинематическая вязкость при 80^oС 30 мм²/с, температура вспышки 85^oС, коксуемость 8%, зольность 0,1-0,2%, теплота сгорания (низшая) 9800 ккал/кг.

Пример 4. Процесс протекает как в примере 2, однако в качестве ПАВ используют Реапон (РП-4В) в количестве 0,05 г/л. Легкое масло в количестве 100 кг используют как самостоятельный или композиционный растворитель в качестве заменителя сольвента нефтяного ГОСТ 10214-78 или сольвента каменноугольного ГОСТ 1928-67. Его также можно использовать в качестве компонента растворителей серии: Р; Р-1000; Р-2000; РЛ и РЭ-В, предназначенных для растворения масел, битумов, каучуков, мочевиноформальдегидных олигомеров, полиэфиров терефталевой кислоты, полиэфирамидов, полиэфиримидов и т.д..

Сравнительные характеристики процесса обработки тяжелой пиролизной смолы по прототипу и по предлагаемому способу приведены в таблице.

Использование: нефтехимическая промышленность. Сущность: обработку смолы осуществляют в присутствии поверхностно-активных веществ в количестве 0,01-0,1 г/л и температурном режиме 90-150^oС с барботированием через слой смолы воздуха, азота или дымовых газов с последующей конденсацией образующихся паров воды и легких компонентов смолы, в результате чего образуются два продукта: 1) тяжелая смола с содержанием воды не более 1,5%, которую можно использовать в качестве котельного топлива или топливной композиции на основе мазута; 2) легкое масло с содержанием ароматических углеводородов 56-60%, которое можно использовать в качестве сольвента пиролизного или композиционного органического растворителя. Технический результат - упрощение процесса. 1 табл.

Способ обработки и утилизации тяжелой пиролизной смолы, заключающийся в обезвоживании и отделении от нее легкой фракции, отличающийся тем, что обработку смолы осуществляют в присутствии поверхностно-активных веществ в количестве 0,01-0,1 г/л и температурном режиме 90-150^oС с барботированием через слой смолы воздуха, азота или дымовых газов с последующей конденсацией образующихся паров воды и легких компонентов смолы, в результате чего образуются два продукта: 1) тяжелая смола с содержанием воды не более 1,5%, которую можно использовать в качестве котельного топлива или топливной композиции на основе мазута; 2) легкое масло с содержанием ароматических углеводородов 56-60%, которое можно использовать в качестве сольвента пиролизного или композиционного органического растворителя.