Способ переработки каменноугольной смолы Советский патент 1992 года по МПК C10C1/04 

Изобретение относится к области переработки каменноугольной смолы с получением пека.

Известен способ переработки каменно- угольной смолы путем нагрева ее в трубчатой печи с последующей термической обработкой при 400-500°С в течение 0,25-4 ч под давлением собственных паров и разделения на парообразные продукты и пек.

Недостатком известного способа является невозможность его использования для переработки высокопиролизованных смол,

Известен способ переработки высоко- пиролизованной смолы, с получением электродного пека, включающий выделение пека и обработку его антраценовым маслом при 220-280°С с получением суспензии. Разделение суспензии на жидкую и твердую

фазы проводят центрифугированием или фильтрацией с последующей термической обработкой жидкой фазы при 360-375°С, выделением ароматического дистиллята и рециркуляцией его на обработку.

Недостатком известного способа является сложность и многостадийность процесса и значительный расход растворителя - антраценового масла.

Известен способ переработки каменноугольной смолы, включающий нагревание предварительно обеззоленной и обезвоженной смолы в трубчатой печи, однократное испарение с отбором пека и паров э испарителе и последующее разделение паров на фракции с введением в смолу перед трубчатой печью концевой высококипящей фракции со стадии разделения в количестве 3-10% от веса исходной смолы.

Х|

(

ел

а

ю

В качестве концевой высококипящей фракции использовали 2-ю антраценовую. Недостатком известного способа является отсутствие эффекта улучшения качества пека по содержанию #1 -фракции при использовании 2-й антраценовой фракции в качестве возврата в смолу при ее переработке.

Известен способ переработки смолы с получением пека, включающий обработку пека двумя растворителями: ароматическим смолорастворителем и растворителем парафинового ряда с выделением из пека веществ, нерастворимых в хинолине ( а -фракция). Согласно способу среднетемпературный каменноугольный пек обрабатывают ароматическим смолорастворителем при температуре от 200 до 270°С. Затем в полученную смесь подается парафиновый растворитель и температуру смеси понижают до 1бО-200°С. При этом происходит интенсивное осаждение а-смол ( а +ац -фракций). Растворители отделяют от жидкой фазы путем дистилляции. При этом получают пек с минимальным содержанием а - фракции и выходом 75-90 % от исходного. Однако выделение из пека а-фракции приводит к получению не электродного, а мезо- фазного пека.

Известен способ переработки каменноугольной смолы с получением электродного пека, включающий отделение от смолы воды, золы и фусов путем отстоя в отделении конденсации и дешламации центрифугированием, нагрев смолы в трубчатой печи до температуры 385-415°С, разделение в испарителе на парообразные продукты, поступающие в ректификационную колонку и жидкие продукты - пек. Способ взят в качестве прототипа.

Известный способ имеет следующие .недостатки. Электродный пек, соответствующий требованиям действующего стандарта, может быть получен только из смолы с содержанием веществ, нерастворимых в хинолине ( см -фракция) не более 4%. Кондиционный электродный пек из высокопирализованных смол с содержанием Ofi -фракции более 4 % по известной тех- нологии получить невозможно (главным образом, по показателю - содержание веществ, нерастворимых в хинолине - фракция). Кроме того, высокое содержание фусов в смоле, не отделяемых на стадии ее подготовки, вызывает дополнительные трудности на стадии переработки смолы, связанные с образованием отложений в аппаратуре.

0

5

0

5

0

5

0

0

5

Цель изобретения -улучшение качества электродного пека, получаемого из высоко- пиролизованной каменноугольной смолы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки каменноугольной смолы путем ее дешламации и перегонки с получением электродного пека, перед стадией дешламациии смолу предварительно смешивают с фракцией широкого дистиллята с интервалом температур выкипания 120-365°С при массовом соотношении смо- ла:фрация (7-9) : 1.

Фракцию широкого дистиллята получают при кубовой дистилляции каменноугольной смолы конденсацией паров с 1кип 120-365°С. Введение фракции широкого дистиллята в высокопиролизованную каменноугольную смолу и последующая де- шламация полученной смеси позволяет селективно удалить из смолы избыточное содержание веществ, нерастворимых,в хинолине ( а -фракцию), практически не затронув полезную составляющую «2- -фракцию (растворимую в хинолине, но нерастворимую в толуоле). При этом снижение содержания а-смол в исходной каменноугольной смоле ( а а + ац) происходит исключительно за счет снижения содержания «1 -фракции, При высокотемпературной переработке такой смолы путем дистилляции (перегонки) получают пек с высоким значением показателя «-фракции (отвечающего за коксообразующую способность пека) и соответствующий требованиям действующего ГОСТ 10200-83 и ТУ 14-7-83-86 на электродное связующее.

Соотношение смола:фракция (7-9): 1 соответствует концентрации широкого дистиллята в смеси 10,0-12,5% вес. При введении в смолу широкого дистиллята в количестве меньшем, чем указано в заявляемом соотношении, снижается эффективность очистки смолы от ел-фракции; большем - снижается селективность очистки и кроме «1 -фракции из смолы выделяется ощ -фракция, что приводит к снижению выхода из смолы пека на 3-5% и несоответствие его качества требованию действующего стандарта по показателю: содержание веществ, нерастворимых в толуоле ( а- фракция)(см. примеры в табл. 2).

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию новизна.

Сущность изобретения поясняется на примерах.

Пример 1.180 г высокопиролизован- ной смолы (смола А, табл. 1) следующего состава: плотность- 1,210 г/см3, влага(W)5,1 %, зола (А ) - 0,22%, массовая доля а- фракции - 11,9%, массовая доля а -фракции - 7,8%, смешивается с 20 г фракции широкого дистиллята, выкипающего в интервале 120-365°С плотность дистиллята - 1,08 г/см3, содержание влаги (W) - 1,1%. Смесь нагревается до 75°С, помещается в центрифугу с фактором разделения 440 и подвергается центрифугированию в течение 10 мин. После фугования производят отделение воды и фусов. В опыте получается 176 г фугата смолы, который подвергается дистилляции. При дистилляции получается 105,9 г электродного пека (выход пека равен 60,5%) соответствующего по качеству требованиям ГОСТ 10200-83 на марку А (температура размягчения 65,5°С, содержанием а- -фракции 7%, содержание «-фракции 25%, выход летучих V - 62%, содержание золы - 0,14%).

Характеристика исходного сырья, используемого в опытах, приведена в табл. 1.

Результат опытов по переработке высо- копиролизованных смол по предлагаемому способу и по известному приведены в табл. 2.

Пример 2. 1800 г высокопиролизо- ванной смолы следующего качества: плотность - 1,210 г/см , содержание, %: влаги (W) 4,4, «1 -фракции - 7, «-фракции - 10, золы (А ) - 0,2, смешивали с 200 т широкого дистиллята (Ткип 120-365 С), плотность - 1,080 г/см3, содержание, %: влаги (W) - 2,0, нафталина - 36,2, фенолов - 1,9, оснований - 1,47) в хранилище. При смешении компонентов смеси, ее усреднении и перекачке в сборник температура смеси поддерживалась на уровне 92-95°С. Затем смесь подавалась в напорный бак и далее самотеком

поступала в центрифуги типа 20 ГН 220IV- 02 с фактором разделения 440. Температура смеси, загружаемой в ротор центрифуги, находилась в интервале 88-94°С, температура фугата после центрифугирования 76-86°С,

время центрифугирования поддерживалась равным 10 мин. Из центрифуги фугат через сборник насосом подавался на установку непрерывной дистилляции смолы, где получался электродный пек с выходом от сырья

равным 60,2%. Конкретные показатели качества полученного по предлагаемому способу каменноугольного электродного пека приведены в табл. 3.

Из данных, приведенных в таблице,

видно, что полученный пек соответствует требованиям ГОСТа и ТУ на электродный пек.

Формула изобретения Способ переработки каменноугольной

смолы путем ее дешламации и перегонки с получением электродного пека, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта при переработке высокопиролизованной каменноугольной смолы, последнюю перед дешламацией предварительно смешивают с фракцией широкого дистиллята каменноугольной смолы с интервалом температур выкипания 120- 365°С при массовом соотношении смола:фракция(7-9):1.

Т а б л и ц а 1

Использование: углехимия. Сущность: каменноугольную смолу смешивают с фракцией широкого дистиллята каменноугольной смолы 120-365°С при массовом соотношении смола:фракция (7-9): 1, подвергают дешламации и перегонке с получением электродного пека. 3 табл.

Широкий дистиллат1 ,080

1,1

Известный

Смола А

73,5

Смола А широкий диет, (соотношение 9:1)65,5

Смола А:широкий диет, (соотношение 4:1)60,0

Известный

Смола Б

73,2

Смола Б:широ- кий диет, (соотношение 7:1)65,0

Таблица2

32,7 11,2 21,5 54,0 0,28 65,0

25,0 7,0 18,0 62,0 0,14 61,5

18,0 32,2

4,4 13,6 65,2 0,10 56,0 18,4 13,8 53,0 0,20 67,0

27,8 11,0 16,8 56,3 0,18 62,5

ТаблицаЗ