Способ выделения и очистки сырых хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы Советский патент 1987 года по МПК C07D215/00 

11

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения и очистки .сырых хинолийовых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы, используемых в качестве исходного сырья для выделения из них индивидуальных компонентов или фракций ректификацией.

Цель изобретения - упрощение процесса выделения и очистки сырых хино линовых оснований, повышение их степени очистки и утилизации хинолиново го предгона со стадии ректификации хинолиновых оснований, что достигается экстракцией примесей из сульфатов сырых хинолиновых оснований хи- нолиновым предгоном.

В .примерах используют образец технических сульфатов оснований, полученных из нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы коксохимического производства Нижне-Тагильского металлургического комбината, и предгон, получаемый при ректификации выделенных очищенных оснований с т,кип. до 235 с.

Состав оснований и двух образцов предгона, используемого в качестве экстрагента, приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, содержание хинолина в предгонах близко к тако- вому хинолиновой фракции (80-85%). Содержание углеводородов и фенолов в предгонах значительно выше, чем в неочищенных основаниях. В экстр- агенте II этих примесей в 2 раза больше, чем в экстрагенте I. Эмпирически установлено, что сырые основания становятся растворимыми без ос- татка в бензоле только в том случае, если количество в них кубового остатка меньше 4%.

Пример 1. К 200 мл сульфатов оснований добавляют 100 мл воды и экстрагент в количестве, указанном в табл. 2. Смесь тщательно встряхивают, а затем отстаивают в течение .0,5 ч. Слои разделяют и измеряют объем экстракта и оснований. Нижний слой представляет собой водный раствор очищенных сульфатов. Его разлагают технической содой (для 200 мл данных сульфатов требуется 42 г соды, чтобы в полученном растворе сульфата натрия рН было в пределах 7-8). После отстаивания в течение 0,5 ч свободные основания отделяют от нижнего

52

слоя - водного раствора сернокислого натрия..

Основания испытывают на способность растворяться в бензоле, перегоняют до 300°С и анализируют фракции на хроматографе ЛХМ-8МД с пламенно-ионизационным детектором. Колонка длиной 3 м с внутренним диаметром 3 мм. Носитель - хроматон N (0,160,20 мм), 20%-ный дифениловый эфир в качестве фазы. Температура испарителя 300 С, газ-носитель - гелий. Сухой остаток взвешивают и таким об разом определяют кубовый остаток.

Результаты анализа представлены в табл.. 2.

Из данных табл. 2 видно, что во всех случаях под действием зкстр-t- агентов количество смолистых примесей уменьшается в 3-4 раза. Все полученные основания смешиваются без остатка с бензолом. В то же время при разбавлении эталонного образца происходит обильное выпадение смолис- того шлама.

При уменьшении расхода экстрагента I количество экстракта уменьшается, но заметно увеяичивается количество примесей в основаниях, вьще

ленных из очищенных сульфатов. Экстрагент II при указанном в табл. 2 расходе практически не очищает сульфаты от углеводородов и фенолов, а удаляет только смолистые примеси,

При увеличении расхода экстрагента от 80 до 100 мл содержание фенолов в полученных основаниях изменяется незначительно. Поэтому верхний . предел расхода экстрагента можно

ограничить 50 об.% от взятых на очистку сульфатов.

Пример 2. К 200 мл сульфатов оснований добавляют 100 ми зоды, 70 мл экстрагента I и обработанный

раствор сернокислого натрия из примера I (опыта 3) в количестве, указанном В табл. 3. Дальнейший процесс проводят, как в примере 1. В табл. 3 показано влияние добавки раствора отработанного сернокислого натрия со стадии разложения сульфатов оснований на степень очистки оснований.

Из данных табл. 3 видно, что выса- ивающий агент способствует удалению углеводородов и особенно фенолов. Этот прием позволяет получать основания, содержащие углеводороды и феноы в концентрации ниже 0,1%, поэтому

при ректификации таких оснований хинолиновые предгоны будут более чистыми от примесей неосновного характера, чем экстрагенты I и II.

В опыте 3 (40 мл агента) в полу- чанных основаниях содержится 55,6% хинолина, а в неочищенных 49,3%. В то же время выход очищенных оснований примерно в 1,8 раза больше, чем неочищенных. Это свидетельствует о том, что значительная часть хинолина, имевшегося в экстрагенте I, перешла в сульфаты, а затем и в очищенные основания.

Увеличение расхода высаливающего агента от 40 до 100 мп приводит к малому изменению углеводородов и фенолов в основаниях. Поэтому верхний предел расхода высаливающего агента можно ограничить 30 об.% от взятых на очистку сульфатов.

ПримерЗ, К 200 мл сульфатов добавляют 100 мл воды и различное количество соды. Затем приливают экстрагент I в количестве, указанном в табл. 4. Проводят обычную обработку и получают следующие результаты.

Предварительная нейтрализация свободных ионов водорода в растворах сульфатов оснований дает сернокислый натрий, количество которого оказывается достаточным для снижения в очищенных основаниях концентрации углеводородов и фенолов ниже 0,1% с помощью экстрагента I.

Судя по количеству вьщелившихся оснований, полная нейтрализация ионов водорода в данных сульфатах достигается при расходе соды, близком к 15г. Увеличение расхода .соды приводит к снижению количества полученных оснований, что нецелесообразно, поскольку потери оснований могут происходить за счет хинолина. В последнем опыте концентрация хинолина в основаниях составляет 51,3%, т.е. выше, чем в неочищенных основаниях (47,9%). .

Пример4. К 200 мл сульфатов добавляют 100 мл воды, 15 г соды, раствор сернокислого натрия и 10 мл экстрагента (что соответствует примерно 15% имеющихся в сульфатах оснований) . После обычной обработки получают результаты, представленные в табл. 5.

й

fO03954

Как видно из табл. 5, даже зкстр- агент II в присутствии сернокислого натрия способен в 3-4 раза снижать количество углеводородов и фенолов 5 по сравнению с неочищенными основаf5

20

25

fO

ниями, что позволяет получать более чистые предгоны и продукты. На примере экстрагента I, имеющего более низкое содержание примесей, видно, что при том же расходе достигается более лучшая степень очистки без дополнительного введения раствора сернокислого натрия.

В табл. 5 приведены результаты опытов при минимальном расходе весьма посредственного экстрагента. Уменьшение количества высаливающего агента с 40 до 30 мл приводит к повышению содержания фенолов в основаниях. Поэтому нижний предел расхода высаливающего агента следует ограничить 20 об.% от взятых на очистку сульфатов.

Пример 5. К 200 мл сульфатов оснований добавляют 20 мл экстрагента II, 100 мл насьш1енного раствора сульфата аммония и 18 мл 25%-ного водного аммиака. После отстаивания в течение 0,5 ч верхний слой отде- 30 ляют, а нижний слой разлагают 36 мл 25%-ного водного аммиака. После отстаивания в т ечение 0,5 ч получают 76 мл оснований и 20 мл экстракта. Полученные основания имеют.следую- 35 щий состав, %; кубовый остаток 1,60j углеводороды 0,08; фенолы 0,15.

Согласно полученным данным, по высаливающему действию сернокислый аммоний не уступает сернокислому натрию. Поскольку первый имеет значительно большую растворимость в воде, отпадает необходимость предварительного разбавления сульфатов оснований, водой, как при использовании соды.

Таким образом, предложенный -способ выделения и очистки хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракции каменноугольной смолы упрощает процесс вьщеления и очистки сырых хиног линовых рснований, повышает (содержание кубового остатка уменьшается с 4,86 до 1,5%) их чистоту и позволяет утилизировать предгон, получаемый при ректификации очищенных оснований.

40

50

55

Т а б л и ц а 1

Таблица2

ТаблицаЗ

Составитель Н.Нарышкова Редактор И.Сегляник Техред н.Глущенко Корректор И.Эрдейи

Заказ 1865/24 Тираж 372Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раусшкая наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Таблица

Т а б л и ц а 5