Способ получения сланцевой синтетической смолы Советский патент 1974 года по МПК C08G5/12 C08G5/18 

1

Изобретение относится к способу получения сланцевой синтетической смолы, применяемому в сланцеперерабатывающей промышленности. Получаемая смола используется при изготовлении лаков, мастик и гидроизоляционных материалов.

Известен способ получения сланцевой синтетической смолы путем конденсации смолы термической переработки горючих сланцев или ее фракций с водным раствором формальдегида (формалином). Технологический процесс включает операции конденсации и выпарки. Конденсация проводится при 70- 95°С в присутствии щелочного катализатора в течение 2-3 час. Выпаривание воды осуществляется при постепенном повыщении реакционной смеси до 150-170°С в течение 5-10 час. Указанные операции проводятся в реакторах периодического действия, снабженных устройствами для перемешивания, нагрева и охлаждения.

Недостатками известного способа являются проведение процесса в две стадии, использование сложной и малопроизводительной аппаратуры, периодичность процесса. Операция обезвоживания протекает в условиях высокой вязкости реакционной смеси (10- 100 н-сек/м- при 100°С), что приводит к низкому коэффициенту теплоотдачи от греющего пара к обезвоживаемому продукту и его

вспениванию. Периодическая схема процесса усложняет обслуживание аппаратуры, создает неблагоприятные условия для автоматизации, приводит к перерасходу тепла.

Цель изобретения - исключение операции обезвоживания сланцевой синтетической смолы, повышение производительности и упрощение применяемой аппаратуры.

Для этого проводят реакцию с газообразным формальдегидом в абсорбере при 150- 250°С. Операция обезвоживания получаемой смолы исключается благодаря тому, что температура реакционной смеси поддерживается достаточно высокой, чтобы устранить конденсацию образующейся в результате реакции воды, а также водяных паров, которые могут подаваться в реактор совместно с газообразным формальдегидом. Повыщение производительности и упрощение аппаратуры становится возможным в результате ускорения реакции, создания условий для организации непрерывного процесса и изменения типа реактора. Проведение процесса при повышенной температуре увеличивает как скорость

гомогенной реакции, так и скорость массообмена между реагирующими фазами в результате уменьшения вязкости смолы. Снижение вязкости смолы также позволяет легко осуществить непрерывный .вывод смолы из реактора, что является главным препятствием для

внедрения непрерывного процесса при известном способе. Используемый в предлагаемом способе тип реактора - абсорбер - позволяет достигнуть высокой производительности и является более простым, чем существующий реактор периодического действия, так как может быть выполнен без устройств для теплообмена и механического перемешивания.

Принципиальная схема осуществления предлагаемого способа приведена на чертеже.

Смола термической переработки горючих сланцев проходит теплообменник 1 и при температуре, например, 150°С подается в абсорбер 2. Жидкий формалин подается в испаритель 3 и его пары, содержащие формальдегид и воду, направляются в абсорбер. Движение фаз в нем может быть противоточным или прямоточным.

При противоточном движении исходная сланцевая смола подается в верхнюю часть абсорбера, пары формалина - в нижнюю, а полученная синтетическая смола выводится из нижней части абсорбера. При прямоточном движении фаз исходную сланцевую смолу и пары формалина целесообразно предварительно смешать в смесителе 4 и затем направить в нижнюю часть абсорбера. Выход полученной синтетической смолы осуществляется из верхней части абсорбера. Парогазовая смесь, содержащая непрореагировавший формальдегид, нары воды и другие компопенты, выводятся из абсорбера и поступают на охлаждение и очистку. С целью увеличения степени поглощения формальдегида в абсорбер может подаваться аммиак, который является катализатором реакции конденсации. С целью снижения расхода формальдегида и повышения температуры размягчения смолы в абсорбер может подаваться воздух. В качестве абсорбера могут использоваться пустотелые барботажные колонны, применяемые для производства окисленных битумов. Температура в колонне 150-250°С, давление

гидростатическое, скорость газов в свободном сечении колонны 0,02-0,1 м/сек.

Пример. Способ осуществляют в лабораторном реакторе, который представляет собой вертикальную стальную трубу внутренним

диаметром 25 мм и высотой 450 мм. В нижней части реактора находится сетка с отверстиями 0,2 мм для распределения газового потока. В реактор загружают 100 г тяжелой смолы полукоксования сланца (высота слоя

0,18 м) и производят продувку нарами формалина или их смесью с воздухом. В ряде опытов в слой сырья вводят газообразный аммиак. Опыты проводят при 175 и 200°, скорость газов в свободном сечении составляет

0,01-0,05 м/сек. После подачи заданного количества реагентов опыт прекращают и полученную синтетическую смолу выпускают из реактора. На основе смолы и растворителя (смесь уайт-спирита и тяжелой бензиновой

фракции) готовят лак. Исходная тяжелая смола полукоксования имела плотность при 20°С -1,037 г/смз, вязкость ВУуб-9,6, н. к. 305°С, до 360°С выкипало 29%, содержание фенолов - 35 об. %.

Сравнительные результаты получения синтетической смолы по предлагаемому способу в лабораторном реакторе и по известному в промышленных условиях приведены в таблице.

Из полученных данных следует, что показатели синтетической смолы, изготовленной по предлагаемому способу с использованием в качестве реагента паров формалина и их смеси с аммиаком, не отличаются от показателей смолы, полученной по известному способу. Качество приготовленного из смолы лака соответствует техническим условиям, утвержденным на лак из смолы, полученной по известному способу.

Предмет изобретения

1. Способ получения сланцевой синтетической смолы путем конденсации смолы термической

переработки горючих сланцев или ее фракций с формальдегидом, отличающийся тем, что, с целью исключения операции обезвоживания получаемой смолы, повышения производительности и упрощения применяемой аппаратуры, реакцию проводят в абсорбере при 150-250°С и используют газообразный формальдегид.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют смесь формальдегида и паров

воды.

3.Способ по ц. 1 или по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что в реакцию вводят аммиак.

4. Способ по п. 1 или по пп. 1-3. отличающийся тем, что, с целью сокращения расхода формальдегида и повышения температуры размягчения смолы, в абсорбер вводят воздух.

Искодноя сланцебая смола

/V-HXh

Воздух -.

э.

Парогазобая смесь

Синтетическая смола

4X1hixj-

Формалин

- Ь-гД/

-«-{Х1

1X1