Спосіб виділення антрацену

Изобретение относится к технике получения антрацена из антраценсодержащего сырья и может быть использовано в коксохимической и химической отраслях промышленности. Технически чистый антрацен находит применение для получения антрахинона - промежуточного продукта, используемого для синтеза особо прочных протравках, кислотных и кубовых красителей. Известен способ выделения антрацена из "сырого" методом кристаллизации из различных растворителей, относящихся к разным классам органических соединений, например, пиридина [Патент США №2828346, кл. 260-675,1954], различных кетонов [№726860, кл. 215,1948]; Патент США №2783287, кл. 260318. 1957], производных фурана [Патент Англии №304179, кл. 215, 1929], N,N'-диметилацетамида [Авт.св. СССР №438246] или смеси дихлорэтана и N,N'-диметилацетамида [Авт.св. СССР №695995]. Общими недостатками этих способов является недостаточно высокий выход целевого продукта. А для осуществления двух последних способов необходимо оборудование изготавливать из специальных сталей типа 10х17НІ3М2Т, так как эти растворители являются коррозионноактивными. [Отчет УХИНа "Изучение причин коррозии в технологических процессах коксохимического производства и разработка методов защиты №Гос.регистр. 77022539, Харьков, 1977, с.21-26]. Указанные недостатки препятствуют промышленному применению известных способов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу является способ выделения антрацена в три стадии. Первое и второе обогащение антрацена осуществляется из маточных растворов, третье - ацетоном [Литвиненко М.С., Глузман Л.Д., Рок А.А. и др. Производство 93%ного антрацена ацетоновым методом. - Кокс и Химия, 1976, №3, с.33-36]. Ацетон был выбран в качестве растворителя вследствие его относительно неплохой селективности, сравнительно невысокой стоимости, а также возможности его регенерации при низких температурах, что сопряжено с меньшими энергозатратами. Описанный способ в сравнении с аналогами внедрен в промышленную практику на Авдеевском коксохимическом заводе. Для регенерации растворителя, сушки, обогащенного антрацена не требуется аппаратов из специальных сталей, так как ацетон не обладает коррозионной активностью. Однако для реализации способа по прототипу, требуется большой расход растворителя (1,5 т на 1 т готового продукта) из-за высокой его летучести и больших потерь при регенерации. К недостаткам этого способа можно отнести: недостаточно высокий выход обогащенного антрацена; значительные потери растворителя из-за высокой летучести. Задачей, решаемой предлагаемым техническим решением, является сокращение расхода растворителя (ввиду дефицита его в Украине) при достаточно высоком выходе целевого продукта и низкой коррозионной активности растворителя. Поставленная задача решается тем, что в известном способе выделения антрацена из антраценсодержащего сырья, включающем обработку растворителем, содержащим ацетон, в три стадии с использованием на первых двух маточного раствора с последующих стадий для обработки исходного сырья и отделение обогащенного антрацена, а на третьей стадии обработку растворителем, дополнительно содержащим этилацетат, взятый в соотношении к ацетону, равном 1:0.66-1:1,5. Этилацетат представляет собой прозрачную бесцветную жидкость со специфическим запахом d 20 = 0,901 г/см3; n20 -1,3728, tкип = 77°С, азеотропная смесь с водой (8,2%) tкип = 70,4°С, выпускается по ГОСТ 8981-78. Применение этилацетата в качестве растворителя при обогащении сырого антрацена путем перекристаллизации известно из литературы [N.Gardino, Nature, 163, 1949]. Однако применение предложенной смеси растворителей в указанном соотношении не известно и с очевидностью не следует из известного уровня техники. Отличительные признаки способа обеспечивают уменьшение летучести растворителя при его низкой коррозионной активности, что приводит к сокращению расхода растворителя, уменьшению его потерь. Кроме того, предлагаемый растворитель за счет более высокой селективности по отношению к примесям позволяет повысить выход целевого продукта. Сущность способа заключается в следующем, Антраценсодержащее сырье, например сырой антрацен, состава: Содержание антрацена - не менее 21-26% Влажность - не более 1,5-2,5% Зольность - не более 0,03-0,04% Содержание масел - не более 6-10 Отгон до 350°С по массе не менее - 83 То же, до 360°С по массе не менее - 90-95 [Кокс и химия, 1976, №3, с.34] обрабатывали на I и II стадиях обогащения маточным раствором от последующих стадий. В аппарат растворения первой стадии (аппарат с перемешивающим устройством и паровой рубашкой) загружается II-й маточный раствор (фугат второй стадии обогащения) и сырой антрацен в соотношении по объему 4:1, где при температуре 60°С в течение 1 часа при постоянном перемешивании происходило частичное растворение сырого антрацена. Затем раствор перекачивали в кристаллизатор, где охлаждали до 25-30° в течение 8-10 часов. Полученная мелкокристаллическая суспензия самотеком направлялась в мешалку, откуда подавалась в центрифуги на разделение. Фугат (III-й маточный раствор) собирали в сборник и направляли на регенерацию. Твердый продукт из центрифуги по желобу подавали (смывали) в аппарат для растворения второй стадии обогащения. Одновременно в желоб подавали из напорного бака I-й маточный раствор (фугат третьей стадии). Далее процесс проводили аналогично описанной первой стадии обогащения сырого антрацена. На третьей стадии для отмывки от примесей частично обогащенного антрацена (твердого остатка после центрифуг второй стадии) использовали чистую или регенерированную смесь растворителей, подаваемого из напорного бака. Чистая смесь готовилась в специальной емкости с перемешивающим устройством, в которую ацетон и этилацетат дозировали из хранилищ растворителей. Регенерированная смесь поступала с узла совместной регенерации растворителей, сушка чистого антрацена осуществлялась в сушилке барабанного типа. Регенерация смеси растворителей осуществлялась в дистилляционной колонне непрерывного действия. III-й маточный раствор из сборника направлялся в подогреватель колонны. Для создания транспортабельности кубового остатка туда же (в качестве разбавителя) подавалось антраценовое масло в соотношении к кубовому остатку 3:1. Нагретая глухим паром до 90°С смесь подавалась на испарительную тарелку колонны, где происходило испарение растворителей. Пример. В круглодонную колбу, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром загружали 400 г сырого антраценаследующего состава, %: и 1600 мл смешанного растворителя (ІІ-го маточного раствора с последующей стадии). Растворитель по отношению к сырью брали в соотношении. При тщательном перемешивании содержимое колбы нагревали до 60°С и выдерживали при этой температуре в течение 1 часа; а затем охлаждали до 25-30°С и отделяли. фугованием выпавшие кристаллы частично обогащенного антрацена. Полученный твердый остаток направляли на вторую стадию обогащения, где отмывку оставшихся примесей осуществляли I маточным раствором в условиях аналогичных первой стадии. После второй стадии обогащения получали продукт с содержанием антрацена около 87% и II маточный раствор, который использовали для отмывки примесей на первой стадии. Антрацен после второй стадии обогащения подвергали дальнейшей обработке чистым смешанным растворителем (ацетон и этилацетат в соотношении 1:1) в условиях аналогичных предыдущим. При этом получали обогащенный антрацен в количестве 118,1 г с содержанием основного вещества 97,4% (хроматографический метод) и I маточный раствор смешанного растворителя, идущий на отмывку примесей на второй стадии обогащения. Выход антрацена от его ресурсов в сырье - составил 79%. Ill маточный раствор, после первой стадии обогащения направляли на регенерацию. Выход регенерированного растворителя 72% объемных. Первоначально были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора соотношения в смеси этилацетата и ацетона. Полученные данные приведены в табл.1. Как видно из данных табл. 1 оптимальным соотношением ацетона к этилацетату является 1:0,66-1:1,5. При снижении соотношения резко снижается выход и качество готового продукта. Увеличение соотношения экономически неоправданно. В табл.2 приведены сопоставительные данные известных и предлагаемого способов выделения антрацена. Из. сопоставительных данных следует, что предлагаемый способ в сравнении с известными обеспечивает получение продукта с самым высоким содержанием антрацена при незначительной скорости коррозии оборудования от контакта с этим растворителем.