Спосіб виділення beta-метилнафталіну із сировини з підвищеним вмістом насичених вуглеводнів

Данное изобретение относится к способам получения b-метилнафталина высокой степени очистки из сырья с повышенным содержанием насыщенных углеводородов и может найти применение в коксохимической промышленности. Основным источником сырья для получения b-метилнафталина, используемого в органическом синтезе, в микробиологической и медицинской промышленностях, являются нафталиновая и поглотительная фракции каменноугольной смолы [Справочник коксохимика. Под. ред. А. К. Шелкова. М.: Металлургия, 1966, т. 3, с. 357]. Учитывая возрастающую потребность в b-метил нафталине и низкое содержание его в указанных фракциях, возникла проблема расширения сырьевой базы. Таким сырьем может быть и сольвент-нафта черная [ТУ 14-7-19-79 с изм. 1.2], в которой содержится выше 6% b-метилнафталина. Но в этом сырье наряду с b-метилнафталином содержатся также и насыщенные углеводороды. Известен способ выделения b-метилнафталина из поглотительной фракции каменноугольной смолы путем ректификации исходного сырья с выделением широкой монометилнафталиновой фракции, ее поочередной промывки растворами кислоты и щелочи с целью обеспиридинивания и обесфеноливания, калиплавления для извлечения индола и тонкой (четкой) ректификации обесфеноленной, обеспиридиненной, обезиндоленной фракции с получением узкой кристаллизующейся фракции b-метилнафталина. Из указанной фракции кристаллизацией, фугованием, прессованием получают целевой продукт [Справочник коксохимика, т. 3, с. 358-359]. Недостатком указанного способа является невозможность получения b-метилнафталина высокой степени очистки из сырья с повышенным содержанием насыщенных углеводородов, так как последние имеют температуру кипения, близкую к гомологам монометилнафталина. Наиболее близким по поставленной цели и получаемому эффекту к предлагаемому способу является способ получения b-метилнафталина высокой степени чистоты из смеси углеводородов, содержащей алкилбензолы и парафины [Патент США №3270074]. Этот способ включает ректификацию исходного сырья с выделением фракции с конечной температурой кипения 254,4-260°С, которую в присутствии катализатора обрабатывают водородом при повышенном давлении. Последняя операция называется селективным гидрокрекингом, в результате которой все насыщенные углеводороды подвергаются селективному крекингу с получением нижекипящих соединений. bметилнафталин отделяют от указанных примесей тонкой ректификацией и получают конечный продукт с высокой (99%-ной) степенью чистоты. К недостаткам способа по прототипу следует отнести сложность осуществления операции селективного гидрокрекинга широкой монометилнафталиновой фракции, потребность в специальном оборудовании, работающем под давлением. Задачей, решаемой предлагаемым способом, является упрощение его осуществления при получении βметилнафталина высокой степени чистоты. Поставленная задача решается тем, что перед четкой ректификацией монометилнафталиновой фракции, ее очищают от пиридиновых оснований, фенола, индола и подвергают азеотропной ректификации с выделением насыщенных углеводородов, используя в качестве азеотропного агента смесь моноэтаноламина и Ν,Ν'-диметилацетамида, взятых в соотношении 5,7:1-11,5:1, добавляя его в количестве 13-17% от массы очищенной фракции. Использование в качестве азеотропного агента указанной смеси полярных растворителей в заданном соотношении и в определенном количестве к массе очищенной фракции обеспечивает высокую селективность выделения из фракции примесей насыщенных углеводородов и получение β-метилнафталина высокой степени чистоты более простым способом. Сущность способа состоит в следующем. Прежде всего ректификацией сольвент-нафты или смеси каменноугольных масел и сольвент-нафты получают поглотительную фракцию, в интервале температур 240-300°С, содержащую 20-27% bметилнафталина и около 6% насыщенных углеводородов, являющуюся сырьем для получения bметилнафталина. Поглотительную фракцию подвергают ректификации в колонне с получением широкой монометилнафталиновой фракции в интервале температур 230-270°С. Затем монометилнафталиновую фракцию промывают поочередно растворами кислоты и щелочи для очистки от пиридиновых оснований и фенолов, и, при необходимости, подвергают обезиндоливанию. К промытой фракции добавляют смесь растворителей моноаэтаноламина (ТУ 6-09-05-944-79, ч) и N,N'-диметилацетамида (ГУ 6-09-537-80 с изменениями 1, 2 и 3), взятых в соотношении 5,7:1-11,5:1. добавляя его в количестве 13-17% от массы очищенной фракции. Затем смесь промытой широкой монометилнафталиновой фракции и растворителей подвергают азеотропной ректификации в колонне эффективностью 50 теоретических тарелок при флегмовом числе 10. Содержащиеся в широкой монометилнафталиновой фракции насыщенные углеводороды образуют с полярными растворителями азеотропную систему. В процессе азеотропной ректификации первоначально удаляют фракцию, выкипающую в интервале температур 180-200°С в количестве около 20% и представляющую собой смесь растворителей и концентрат насыщенных углеводородов. Остаток подвергают четкой ректификации в той же колонне эффективностью 50 теоретических тарелок, флегмовое число 25-30. В результате четкой ректификации получают более легкокипящую фракцию, содержащую 98,3-99% bметилнафталина и соответствующую ТУ 14-267-11-88, а в остатке смесь a-метилнафталина (~90%-ного) и bметилнафталина. Из указанной смеси известным способом выделяют целевой продукт. Пример осуществления способа. 1000 г поглотительной фракции состава, мас.%: промывают 25%-ной серной кислотой с целью частичного удаления хинолиновых оснований и 10%-ной NаОН для удаления фенолов. После этого отмытую фракцию подвергают ректификации с отбором нафталиновой фракции, монометилнафталиновой и кубового остатка. Состав монометилнафталиновой фракции следующий, мас.%: Полученную монометилнафталиновую фракцию (272,4 г) подвергают азеотропной отгонке с полярными растворителями. В качестве последних используют смесь моноэтаноламина и Ν,Ν'-диметилацетамида в указанном соотношении и количестве 13-15% к очищаемому сырью. В результате азеотропной ректификации отгоняют 20% смеси или 62 г, в основном состоящей из полярных растворителей и насыщенных углеводородов. Остаток подвергают четкой ректификации в той же колонне с эффективностью 50 теоретических тарелок с отбором готового продукта с температурой кристаллизации не ниже 32°С. Из полученного продукта путем кристаллизации и центрифугирования выделяют β-метилнафталин с содержанием основного вещества 98,34-99% при содержании насыщенных углеводородов 0,15-0,4%. Первоначально была обоснована правомерность выбора диапазона изменения количества азеотропного агента, добавляемого к монометилнафталиновой фракции перед ее азеотропной ректификацией. Полученные результаты приведены в табл. 1. Как следует из полученных данных, наиболее высокая селективность извлечения насыщенных углеводородов достигается при введении 13-17 мас.% смеси растворителей моноэтаноламина и Ν,Ν'диметилацетамида. Уменьшение количества снижает селективность извлечения насыщенных углеводородов и уменьшает содержание основного вещества ниже предела, установленного соответствующими ТУ. Увеличение количества азеотропного агента не изменяет степени очистки исходной фракции, но экономически не оправдано, учитывая высокие цены на указанные растворители. Далее были проведены эксперименты по обоснованию правомерности выбора диапазона изменения соотношения в смеси компонентов азеотропного агента моноэтаноламин:диметилацетамид. Полученные данные представлены в табл.2. Из табл. 2 следует, что увеличение в смеси содержания моноэтаноламина выше 92%, как и уменьшение ниже 85%, снижают селективность извлечения насыщенных углеводородов из монометилнафталиновой фракции. В табл. 3 приведены сравнительные данные способа по прототипу и предлагаемого. Из сравнительных данных следует, что для осуществления предлагаемого способа не требуется сложное оборудование, а процесс разделения насыщенных углеводородов от b-метилнафталина в предлагаемом способе осуществляется в более простых условиях, не требует повышенного давления, дорогостоящих катализаторов, использования водорода, что небезопасно с точки зрения взрывоопасности. Следовательно, предлагаемый способ более прост в осуществлении и обеспечивает получение bметилнафталина высокой степени чистоты.