Способ выделения антрацена из антраценсодержащих фракций Советский патент 1980 года по МПК C07C15/28 C07C7/10 

Изобретение касается способа получения высококонцентрированного антрацена с оановременным получением техническог фенантрена из антраценсодержащих фракций каменноугольной смолы и смолы пиролиза нефтяных фракций и может найти применение в коксохимической и нефтепе рерабатывающей промышленностях. Эти соединения находят применение в химической промышленности; ан рацен - для производства антрахинона, фенантрен для производства дифеновой кислоты, фенантренхинона, фенантренформальнегид- ных смол и др. Известен способ выделения антрацена из антраценсодержащих смесей, заключаю щийся в том, что исходную смесь растворяют в водно-ацетоновой смеси в закрытом объеме при нагревании с последую щей кристаллизацией и отделением продукта от маточника известными способами. Предпочтительно используют водноацетоновую смесь, содержащую 1О-2О% воды l . Наиболее близким по своей технической сущности являеся способ выделения антрацена из антраценсодержащих фракций каменноугольной смолы или смояы пиролиза нефтяных фракций путем противоточной экстракции с ацетоном при перепаде давления на входе и выходе 6О60О мм &ОД. ст. и температуре 25-ЗО С. Выход 93%-ного антрацена от ресурсов в сыром антрацене составляет 83%. В расчете на содержание антрацена в антраценовой фракции выход составляет 62%W. Однако известный способ имеет ряд недостатков: низкая чистота полученного антрацена, токсичность, и взрывоопасность процесса, связанного с использованием ацетона, невозможность получения технического фенантрена одновременно с антраценом, необходимость предварительного выделения из антраценовой фракции сырого антрацена, что приводит к значительным потерям антрацена с антраценовым маслом и снижает выход целевого продукта в расчете на содержание антрацена в исходной антраценовой фракции/ проведение процесса в системе жидкостьтвердое, уменьшает скорость экстракции и увеличивает потери растворителя. Целью изобретения является увеличение выхода и повышение качества антрац на. Это достигается предлагаемым способом выделения антрацена из антраценсо- держащих фракций каменноугольной смолы или смолы пиролиза нефтяных фракций, при повышенной температуре, включающим противоточную экстракцию в присутствии селективного растворителя - смеси полярного растворителя, выбранного из числи простых эфиров, алифатических гликолей, алифатических аминов или суль фолана, и неполярного растворителя - парафиновых углеводородов - С, при их весовом соотношении равном 1-3:8-10.. Предпочтительно экстракцию проводит при температуре 8О-85°С. Экстракция происходит благодаря раз личной растворимости антрацена и фенан- трена в растворителях, которые должны обладать наименьшей взаимной растворимостью. При. экстракции фенантрен перех дит в слой полярного растворителя, а антрацен остается в слое парафинового углеводорода в соответствии с коэффициентами распределения. Коэффициенты распределения антрацена и фенантрена в присутствии двух растворителей определялись на основании фазовых диаграмм жидкость - твердое - жидкость тройных систем, образованных антраценом и фе- нантреном с полярным и неполярным рас творителями. В табл. 1 приведены коэффициенты распределения для антрацена и фенантре- на, селективность пары растворителей при 80, 100 и 120%. С увеличением температуры экстракции (выше ) увеличивается растворимость антрацена в полярном растворителе, возрастает взаимная растворимост растворителей, что приводит к уменьшению их селективности по отношению к системе антрацен - фенантрен. При тем- nepaTypiB менее 80°С требуются большие количества растворителей, что приводит к ухудшению технико-экономических пок зателей. Соотношение полярный растворитель: .парафиновый углеводород, определенное экспериментально, составляет l- 3:8-lj3 При увеличении количества полярного растворителя разделение антрацена и енантрена ухудшается из-за абсолютного величения потерь антрацена в полярном растворителе. Уменьшение количества неполярного растворителя также приводит к ухудшению разделения веществ, что связано с неполным растворением антрацена. Повышение доли неполярного растворите- ля улучшает, процесс разделения. Однако увеличение доли неполярного растворителя в соотношении растворителей более 1О приводит к увеличению технико-экономических затрат. Процесс разделения антрацена и фенан- трена осуществляется следующим образом. Исходная антраценовая фракция, содержащая 20% антрацена и фенантрена, 6% карбазола и 5% флуорена, подвергается ректификации на колонне, эффективностью 35 теоретических тарелок, при атмосферном давлении. Получают антраценфенан- треновую фракцию, состоящую на 95% из антрацена и фенантрена. Степень извлечения антрацена и фенантрена составляет 80.85%. Полученная смесь -антрацена и фенан- трена растворяется в неполярном раство- рителе при температуре 8О-85°С. Весовое соотношение растворитель: исходная, смесь выбиралось на основании изучения диаграммы растворимости антрацена и фенантрена в данном растворителе, исходя из необходимости полного растворения антрацена и фенантрена в парафиновом углеводороде и составило 8-10:1. Полученный раствор смешивается с полярным растворителем. Разделение антрацен- фенантреновой смеси осуществляется в процессе противоточной экстракции. Весовое соотношение полярный растворитель - неполярный растворитель составляет 1-3:8-10, . . После экстракции слой неполярного растворителя охлаждают до 2О-25 С, выпавшие кристаллы антрацена центрифугируют и сушат, а растворитель возвращают в цикл. Слой полярного растворителя разбавляют водой, выпавшие кристаллы фенантрена центрифугируют и сушат. Воду добавляют в количестве 50- 6О% от веса: растворителя. Пример 1. Антрацен-фенантреновую смесь состава 20%. антрацена и 8О% фенантрена, полученную при ректификации антраценовой фракции, подвергают противоточной экстракции на экстракгоре непрерывного цействия эффективностью 10 теоретических ступеней при весовом соотношении диэтиленгликоль и декан 1:8 и температуре . Антрацен, вьшеленный из слоя декана, содержит 98% чистого антрацена. Фенантрен, полученный из слоя диэтиленгликоля, содержит 9О% чистого фенантрена. Выход антрацена и фенантрена от ресурсов в антраценовой фракции составляет 80% каждого из продуктов (потери продуктов на стадии ректификации исходного антра ценсодержащего сырья).

В табл. 2 приведено количество теоретических ступеней экстракции, необходимых для получения 98%-ного антрацена и фенантрена, при проведении процесса экстракции с различными полярными растворителями и деканом при разных соотношениях.

Из табл. 2 следует, что для получения 98%-ного антрацена и 9O%-4ioro фенантрена при минимальном количестве теоретических ступеней экстракции оптимальное соотношение полярный растворитель: неполярный растворитель составляет 1-3:8-10. С увеличением количества полярного растворителя ухудшается процесс разделения,, что приводит к необходимости увеличения числа теоретических, ступеней экстракции.

Предлагаемый способ, сущность которого состоит в применении противоточной экстракции в системе жидкость-жидкость с применением смеси полярного и неполярного растворителей, позволяет получить высокопроцентный антрацен (98%) с выходом его от ресурсов в антраценовой фракции не менее 8О% и одновременно дает возможность выделить 9О%-ный

фенантрен с таким же выходом. Способ может быть осуществлен по непрерывной схеме.

Таблица 1.

8О,0 Диэтиленгликоль

8О, О Моноэта- ноламин

80,0СульфоланДекан1:8:1

Таблица

10

Декан1:8:1

8 9

Декан1:8:1

2О,О 20,0 Формула изобретения 1. Способ вьшеления антрацена из антраценсодержащих фракций каменноуголь ной смолы или смолы пиролиза нефтяных фракций,, включающий противоточную экст ракцию в присутствии селективного расгворителя при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целе вого продукта, в качестве селективного растворителя используют смесь полярно- го растворителя, Выбранного из числа простых эфиров, алифатических гликолей, элифатических аминов или сульфолана, и

Продолжение табл. 2

10 4О

80 80

3:1О:1

7:7:1

38 36 21 20 неполярного растворителя - парафиновых углеводородов CJQ- С, , при их весовом соотношении равном 1-3:8-10. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию проводят при температуре 80-85С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 386889, кл. С 07 С 1Й/28,опублик. 1973.. 2.Авторское свидетельство СССР N 5.50371, кл. С 07 С 15/28 ,опублик. 1977 (прототип).