Способ выделения кислородсодержащих соединений из сланцевых смол Советский патент 1962 года по МПК C10C1/18 

В процессе полукоксования прибалтийских горючих сланцев получают смолу, весьма богатую кислородосодержапдимн соединениями.

Фракции этих смол, кипящие в пределах от 200 до 300°, содержат 15-2GVo фенолов, 0,7-1,1.% карбоновых кислот, 30-35% нейтральных кислородных соединений и 40-45% углеводородов.

Известные способы выделения фенолов яз этих и им подобным смол, как, например, применяемый в промышленности метод щелочной экстракции, метод экстракции фенолов из сланцевой смолы при помощи метилового спирта и другие методы селективного разделения средних фракций смол полукоксования прибалтийских горючих сланцев, обладают рядом существенных недостатков. А именно; фенолы, выделяемые указанными методами, содержат много нейтральных масел; фенолы получаются обводненными, и для отгонки воды из таких фенолов расходуются больщие количества тепла; экстрактные и рафинатные фазы обладают близкими удельными весами, что затрудняет работу экстракционных установок; на одном экстракционном аппарате, возможно разделение исходного материала только на две фракции, и промыщленные экстракционные колонны малоэффективны. Поэтому большинство известных способов выделения кислородосодержащих соединений из сланцевой смолы не нашло промышленного применения.

Предложен новый, свободный от выщеуказанных недостатков способ выделения фенолов и других кислородосодержащих соединений из сланцевых смол путем экстракции в колонне заключается в том, что в колонну, заполненную силикагелем, сначала подают безводный метанол, а затем какой-либо малополярный или неполярный растворитель, например парафинистый бензин; при этом, с целью выделения карбоновых кислот, смолу предварительно пропускают через колонну, заполненную безводной окисью алюминия, пропитанной метанолом.

№ 1455542 В основе описываемого способа лежит одновременное использование процессов экстракции и адсорбции. В качестве оборудования применяют колонны, заполненные адсорбентом силикагелем.

Для разделения применяют два растворителя: один из них. в данном случае, безводный или 90-95% метанола, сильно адсорбируемый на неподвижном силикагеле; вторым растворителем служит малоадсорбируемый силикагелем - парафинистый бензин, кипящий в пределах от 70 до 120°, которым промывается разделяемое масло. В ходе экстракции разделяемая масляная фракция распределяется между этими двумя растворителями.

Пример. Ход и условия процесса разделения масляной фракции.

Разделяемая масляная фракция должна выкипеть в пределах 70- 100° между началом и концом кипения (например, в интервале 200- 270° или 270-360°), так как в случае более ширококипящих фракций разделение ухудшается.

Процесс разделения протекает в форме последовательно повторяемых циклов при следующих примерных показателях технологического процесса.

1.Весовые соотношения компонентов в одном цикле:

масло, метанол, бензин 1 : 3, 5 : 1,5; масло: силикагель 1 : 5,5.

2.Отношение диаметра к высоте колонны 1 : 10.

3.Скорость движения масла в колонне 3-5 мл/см в 1 мин.

4.Размер зерен силикагеля - от 0,06 до 0,30 мм.

В начале цикла экстракции на силикагеле, которым заряжена колонна, адсорбирован метанол, которым в конце цикла вымывают адсорбированные фенолы.

Разделяемую масляную фракцию подают в верхнюю часть колонны, где при движении сверху вниз кислородные соединения растворяются в метаноле, адсорбированном на силикагеле, а углеводороды заполняют свободное нространство между зернами силикагеля.

После масла в колонну подают второй растворитель (в данном :случае парафинистый бензин), который вымывает из метанола ней:тральные кислородные соединения. Второй растворитель движется по колонне быстро, масляная фракция медленнее, а метанол остается неподвижным и по отношению к маслу происходит противоточная экстракция. Компоненты масла выходят из колонны в порядке их коэффициентов распределения между двумя растворителями: вначале угле.водороды, а потом нейтральные кислородные соединения. Фенолы вымывают из колонны метанолом вначале одноатомные, а потом двухатомные.

Этим заканчивается цикл экстракции, и колонна опять готова для проведения следующего цикла экстракции. В присутствии метанола силикагель не адсорбирует компонентов масла, и их можно полностью вымывать из колонны.

Для удаления растворителей от выделенных компонентов масляной фракции применяют отдельные колонны, которые могут работать

непрерывно, если установка состоит из 4-5 экстракционно-адсорбционных колонн с насадкой из силикагеля.

Описанное разделение является высокоэффективным, так как даже короткая силикагелевая насадка обеспечивает несколько сот теоретических контактов..

Карбоновые кислоты обладают таким же коэффициентом распределения, как и одноатомные фенолы. Для их выделения рекомендуется масляную фракцию предварительно до подачи ее на силикагелевую

колонну пропустить через вспомогательную колонку, заполненную безводной окисью алюминия и пропитанную метанолом. Благодаря некоторым щелочным свойствам насадки из окиси алюминия она задерживает преимущественно карбоновые кислоты. После насыщения кислотами окись алюминия регенерируют метанолом.

По сравнению с известными методами описанный способ разделения масляной фракции сланцевой смолы дает возможность селективного разделения сланцевых продуктов на группы соединений (одно- и .двухатомные фенолы, карбоновые кислоты, нейтральные кислородные соединения и др.).

При применении безводного метанола расход тепла на его регенерацию небольщой, и фенолы получаются безводными. В качестве второго растворителя может быть использован любой неполярный или малополярный растворитель, независп.ю от его удельного веса.

Предмет изобретения

1.Способ выделения кислородосодержащих соединений из сланцевых смол путем экстракции метанолом в колонне, отличающийся тем. что, с целью более четкого разделения комионентов, в колонну, заполненную силикагелем, сначала подают безводный метанол, а затем какой-либо малополярный или неполярный растворитель, например парафинистый бензин.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью выделения карбоновых кислот, сланцевую смолу предварительно пропускают через колонну, заполненную безводной окисью алюминия, пропитанной метанолом.

- 3 -JVb 145554