Спосіб отримання нафталіну коксохімічного

1 Спосіб отримання нафталіну КОКСОХІМІЧНОГО, що включає виділення нафталінової фракції із вмістом нафталіну не менше за 78% ваги, її кристалізацію з подальшим механічним розділенням на тверду фазу у вигляді пресового нафталіну і рідку фазу у вигляді пресових ВІДХОДІВ, ЯКИЙ відрізняється тим, що пресові відходи розбавля Винахід відноситься до області отримання пресового І ректифікованого сортів технічного нафталіну і може бути використане в КОКСОХІМІЧНІЙ промисловості Серед різних видів ароматичної сировини для промисловості органічного синтезу нафталіну, як і бензолу, належить ведуче місце Нафталін (С-юНз) конденсований ароматичний вуглеводень, що має tTOn-80,3°C, t Km -218°C, ЩІЛЬНІСТЬ 1,15г/см3, погано розчиняється у воді, добре розчиняється в більшості органічних розчинників, переганяється з водяною парою У промисловості нафталін отримують в основному охолоджуванням фракції кам'яновугільної смоли з tKm-210-220°C На КОКСОХІМІЧНИХ заводах в процесі коксування вугілля, газ, той, що виходить з коксових камер, збирається в загальний газопровід, де охолоджується надсмольною водою до 100-120 С, при цьому виділяється кам'яновугільна смола, яка надалі зазнає тонкої ректифікації на установках безперервної дії з відбором фенольної фракції, нафталінової фракції, поглинного масла, антраценової фракції та інш Нафталін по КІЛЬКОСТІ Є ГОЛОВНИМ компонентом кам'яновугільної смоли Однак, в нафталіні, що отримується з коксохімічної сировини, міститься велика КІЛЬКІСТЬ домішок, що вимагає значних зу ють іншими нафталіновмісними маслами до отримання шихтової суміші з допустимою домішкою тюнафтену і з вмістом в ній нафталіну не менше за 55-60% ваги, виділяють з вказаної шихтової суміші методом безперервної ректифікації нафталінову фракцію, з якої потім додатково витягують нафталін ректифікований 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як шихтову суміш використовують суміш з нафталінового масла, сольвент-нафти і фенольного масла 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що в процесі безперервної ректифікації додатково витягують легку фракцію, важку фракцію і вуглеводневу смолу силь і витрат по його подальшому глибокому очищенню КІЛЬКІСТЬ ДОМІШОК В нафталіні характери зується показником At, на величину якого знижується температура топлення від значення для чистого нафталіну 80,3°С б Україні і країнах колишнього СРСР саме коксохімічна промисловість продовжує залишатися основним постачальником нафталіну У ведучих капкрашах в останні роки основна маса ароматичної сировини, в тому числі і нафталін, виробляється нафтохімічною промисловістю з продуктів піролізу нафти Нафтовий нафталін в порівнянні з кам'яновугільним характеризується значно меншою КІЛЬКІСТЮ ДОМІШОК, особливо тюнафтена, що в більшій мірі відповідає вимогам промисловості органічного синтезу, яка базується на добре підготовлених видах сировини Нафталін має важливе значення як початкова речовина для отримання великого числа органічних напівпродуктів, головним чином, фталевого анпдрида, барвників, змочувател/р, диспергаторів і інш (див Д Д Зиков, Б М Пац Нафталін КОКСОХІМІЧНИЙ, М Металлургия, 1981 [1], Довідник коксохіміка, тІІІ, вид Металургія, М, 1966 [2], Хімічна енциклопедія, т 3, Науч Ізд «Велика росс Енциклопедія» Москва, 1992 [3] Основоположні ВІДОМОСТІ ПО нафталіну кам'яновугільному приведені в монографії [1] О ю 00 ю 45850 чайно утримуючих не менш 1,8-2% тюнафтена У колишньому СРСР, незважаючи на проведення в ряді інститутів цілого ряду науководослідних робіт по безперервній ректифікації нафталінової фракції, в промислових масштабах виробництво ректифікаційного нафталіну не було освоєне Зокрема, значні експериментальні роботи по вдосконаленню методів отримання нафталіну проводилися в умовах спеціалізованого фенольного заводу в м Дзержинське, Донецької обл Так, в роботі авторів Маркус Г А, Терентьев В Х , Кирсанов В С , Кокс і ХІМІЯ, 1997, с 27-33 була експериментально показана можливість методом чіткої ректифікації пресованого нафталіну і нафталінової фракції, що містить 2,4-6,5% тіонафтену, отримати ректифікований нафталін із вмістом 0,40,5% тіонафтену Колона для цього повинна мати Всі зроблені спроби поліпшення окремих стаблизько 55 теоретичних тарілок і працювати при дій, а саме фракціювання кам'яновугільної смоли, підвищених значеннях флегмових чисел 15-35 кристалізації, пресування, методів очищення нафІсторично ситуація отримання нафталіну складається так, що в зв'язку з різкими коливаннями попиту на нафталін всі дослідження в цій галузі в основному підкорялися поточним задачам отримання сортів нафталіну, що задовольняють існуючим вимогам Традиційна схема виробництва кам'яновугільного нафталіну включає фракціонування кам'яновугільної смоли з відбором нафталінової фракції, и кристалізацію з подальшим відділенням рідкої фази механічними методами центрифугування або пресуванням Пресований нафталін або має самостійне застосування при виробництві фталевого анпдрида, синтетичних дубителів і т п , або служить початковою сировиною для більш глибокого очищення нафталіну для промислового оргсинтезу таліну, зберігали недоліки, властиві основній схемі отримання відносно високі втрати нафталіну на всіх стадіях виробництва, громіздкість схеми, особливо в зв'язку з проблемою переробки пресових опливів, наявність кислих ВІДХОДІВ І порушення санітарно-гігієнічних норм в цехах за змістом нафталіну Розділення кам'яновугільної смоли на фракції, як правило, здійснюють найбільш поширеним в хімії універсальним процесом розділення безперервною ректифікацією У СРСР для ректифікації кам'яновугільної смоли набули поширення атмосферні установки з однократним випаровуванням, обладнані однією або двома ректифікацийними колонами, з отриманням нафталінового концентрату нафталінової фракції Концентрація нафталіну в якій повинна бути не менше за 78% ваг, а ще краще максимальне можливої 83-85%, що обмежено техніко-економічними міркуваннями (див [1], стор 1 -14) Широко застосовується при отриманні нафталіну операція розділення фаз пресуванням, яка дозволяє отримувати навіть при однократній кристалізації 96-97% технічний нафталін Однак спосіб страждає цілим рядом недоліків, зокрема, для отримання однорідності властивостей в брикеті, що пресується, при тиску пресування не менше за ЗбМпа, необхідно здійснювати так зване гаряче пресування в діапазоні температур 55-60°С Співвідношення фаз між КІЛЬКІСТЮ твердої і рідкої фаз визначається вмістом нафталіну в масі, що пресується, і воно повинне бути не менше за 80% При більш низькому ВМІСТІ нафталіну неможливо витримати оптимальний режим пресування Тому, пресові опливи, що отримуються при гарячому пресуванні неминуче містять високий відсоток нафталіну, а у разі високосіркової початкової сировини, також високий відсоток тюнафтена Підвищений вміст тіонафтену зумовлений тим, що при гарячому пресуванні тюнафтен утворює з нафталіном тверді розчини, які важко ВІДДІЛИТИ кристалізацією Температури кипіння нафталіну і тюнафтена близькі, а різниця температур кристалізації становить 50°С Задача очищення нафталіну від тіонафтену особливо ускладнюється для сировини на основі кам'яновугільних смол, що отримуються з вугілля шахт півдня України зви При повторній ректифікації залишку може бути отриманий 97-98% тюнафтеновий концентрат Дані результати були отримані на установці періодичної дії Очевидно, що із-за підвищених энерговитрат застосування вказаного методу для промислового отримання нафталіну економічно невигідна ВІДОМІ різні схеми отримання нафталіну ректифікацією з використанням двох, трьох або чотирьох ректифікаційних колон Ректифікаційне устаткування безперервної дії за кордоном побудовано, в основному після війни, за проектами французької фірми «ПРОАБД» Найбільш широко фірмою постачалися двухколоне ректифікаційне устаткування безперервної дії (див [2] стор 267-269, [1] стор 150-151) Проведений патентно-інформаційний пошук з проблеми отримання нафталіну підтвердив той факт, що за останні 20-30 років винаходи переважно були направлені не на розробку нових високоефективних методів отримання нафталіну, а на удосконалення різних методів очищення нафталіну від домішок, зокрема, каталітичним окисленням, адсорбентами, цеолітами, ХІМІЧНИМ очищенням, гідроочищенням, каталітичною екстрактивною ректифікацією і т д (див напр, а с СРСР №210847, Со7С, бюл №7, 1968, №365358, СО7Д63/20, бюл №6,1973, №394349, СО7С15/24, бюл №34,1973, №403659, СО715/24, бюл №43, 1973, №979313, №1146301 і інш ) Проте, проблема глибокої переробки нафталіНВМІСХНОІ сировини для отримання максимально можливого виходу нафталіну продовжувала залишатися актуальною Особливо гостро ця проблема виявилася в цей час в Україні через значну недостачу коксохімічної сировини В умовах підвищеного попиту на нафталін знову стає актуальною задача як збільшення виробництва технічних сортів нафталіну пресованого, дистильованого і ректифікованого, так і подальшого їх очищення від домішок Як прототип, співпадаючий із заявленим винаходом за призначенням і близькою сукупністю ознак вибраний спосіб отримання технічного нафталіну з монографії [1] ДДЗиков, Б М Пац Нафталін КОКСОХІМІЧНИЙ, М, Металургія, 1981, с т о р і 73, 122-126, 150-151 45850 Загальними ознаками способу отримання техпідтримка стабільного складу шихтової суміші Це нічного нафталіну з коксохімічної сировини по прозабезпечується за рахунок використання крім претотипу і заявленому винаходу є отримання нафоових опливів одночасно трьох інших видів нафталінової фракції, з вмістом нафталіну не менш талінвмюної сировини, в складі яких в середньому допустимого для проведення кристалізації, крисміститься досить великий вміст нафталіну, а саме талізація нафталінової фракції з розділенням на нафталінове масло не менше за 30%, фенольне тверду і рідку фази, наприклад, пресуванням, з масло не менше за 30%, сольвент нафта 55-60% отриманням твердої фази у вигляді пресованого Оскільки при складанні шихтової суміші виконафталіну і рідкої фази у вигляді пресових оплиристовують вказані вище компоненти тільки після вів видалення фенолу, то приведені вище відсотки вмісту нафталіну зростуть У основу винаходу поставлена задача удосконалення відомого способу отримання технічного Тому, саме використання вказаних нафталіннафталіну з коксохімічної нафталінвмюної сировивмісхних масел для розбавлення пресових опливів ни, в якій за рахунок особливостей підготовки подозволяє підготувати стабільну шихтову суміш, в чаткової сировини для подальшої його переробки якій одночасно забезпечувалося б і допустимий методом безперервної ректифікації забезпечуютьвміст тюнафтена 3 вказаної шихтової суміші спося підвищений вихід нафталіну і практична безвідчатку отримують нафталінову фракцію із змістом хідность процесу переробки нафталіну не менше за 78% ваги, при подальшій ректифікації якій можна отримувати ректифіковаПоставлена задача вирішується тим, що в ний нафталін з 95-97% -м вмістом нафталіну При способі отримання нафталіну КОКСОХІМІЧНОГО, ЯКИЙ використанні запропонованої схеми вихід нафтавключає виділення нафталінової фракції із змістом ліну з всієї КІЛЬКОСТІ, що міститься в нафталінвміснафталіну не менше за 78% ваг, и кристалізацію з ноі сировині, збільшується з 45% не менш ніж до подальшим механічним розділенням на тверду 70-80% При цьому практично відсутні відходи, так фазу у вигляді пресованого нафталіну і рідку фазу як в процесі ректифікації додатково отримують у вигляді пресових опливів, ЗГІДНО з ВИНАХОлегку фракцію, важку фракцію, вуглеводневу смоДОМ, пресові опливи розбавляють іншими нафталу ЛІНВМІСНИМИ маслами до отримання шихтової суміші з допустимою домішкою тюнафтена і вмістом Крім того, незважаючи на існуючу різноманітв ній нафталіну не менше за 55-60% ваги, виділяність ректифікаційних установок продуктивність і ють з вказаної шихтової" суміші методом безпереякість переробки нафталінвмісиної сировини зарвної ректифікації нафталінову фракцію, з якої лежить від вибраної технологічної схеми процесу додатково витягують нафталін ректифікований переробки сировини, вибору оптимального числа Конкретна ВІДМІННІСТЬ способу полягає в тому, що тарілок в колонах і їх конструкції, вибору місць як шихтову суміш використовують суміш з нафтаподачі ВІДПОВІДНИХ фракцій і т п лінового масла, сольвент-нафти і фенольного маІстотним чинником підвищення технікосла економічних параметрів процесу безперервної ректифікації, що пропонується, є те, що устаткуІнша конкретна ВІДМІННІСТЬ способу полягає вання централізованої переробки нафталінвмістакож в тому, що в процесі безперервної ректифімюі сировини спроектовано на досить велику прокації додатково витягують легку фракцію, важку дуктивність фракцію і вуглеводневу смолу Вказані конкретні особливості реалізації винаПереробка нафталінвміс них масел і нафталіходу не є обов'язковими, а найбільш переважними нової фракції здійснюється на централізованом з точки зору заявника і не виключають можливості устаткуванні по переробці нафталінової фракції і іншого здійснення в межах суті винаходу, що заявмасел, призначеній для глибокого витягання нафляється таліну методом безперервної ректифікації по двухколоній технологічній схемі Нафталінова фракція Причинно-слідчий зв'язок ВІДМІННИХ ознак техі нафталінові масла зберігаються в роздільних нічного результату полягає в наступному сховищах і переробляються роздільно, по мірі наОдною з головних вимог до нової техніки для копичення необхідної КІЛЬКОСТІ для роботи устатотримання нафталіну є зниження його втрат на кування всіх стадіях переробки сировини із забезпеченням його максимально можливого виходу Однією з На прикладі ректифікації нафталінової фракції серйозних проблем на цьому шляху є саме проПОСЛІДОВНІСТЬ основних технологічних операцій блема переробки пресових опливів, що отримунаступна ються при режимі гарячого пресування нафталіну і У сховищах нафталінова фракція відстоюєтьутримуючих не менш 60-65% ваги нафталіну ся, збезфенолюється і збезводнюється, потім подається насосами з швидкістю 5-7 м3/година споВідомий МОЖЛИВИЙ ШЛЯХ безпосередньої печатку на кожухотрубні підігрівачі-збезводнювачі, реробки вказаних пресових опливів з високим відщо підігріваються парою тиском 10-12атм до темсотком вмістом нафталіну, які кристалізуютсья в ператури 120-130°С, а потім поступає для збезвомеханічних кристалізаторах і потім центрифугуднення фракції у випарник першого рівня 3 верху ються Фугований нафталін поступає на пресуванвипарника першого рівня пари води і пари легконя, а опливи після центрифугування являють сокипячих компонентів фракції по газовій трубі побою вже кінцевий продукт із змістом нафталіну 35ступають під 19-ю тарілку першої ректифікаційної 40% ваги Однак це вельми трудомісткий шлях колони 3 низу випарника першого рівня збезводВІДПОВІДНО ДО заявленого винаходу необхіднена нафталінова фракція зливається в збірники, ною умовою для здійснення ефективної і безпереа потім насосом подається через великий змійовик рвної роботи колони на регламентному режимі є 45850 8 трубчастої печі першої колони, де нагрівається до ресурсу в початковій сировині 80-90% 270°С, у випарник другого рівня Фракція скипає і її Матеріальний баланс ректифікації нафталінопари через верх випарника другого рівня по газової фракції на установці по централізованій перевій трубі поступають під 13-ю тарілку першої колоробці нафталінвмістної сировини такий на 1000 кг ни Нелеткі і тяжкокипячі фракції, що не випаровукінцевого продукту - нафталіну ректифікованого ються у випарнику другого рівня, рідкий залишок 95%-оі чистоти необхідно подати нафталінову (вуглеводнева смола) стікають в збірник і потім фракції 78%-оі чистоти 1408кг, при цьому додатковикористовуються як котельне паливо У другій во отримують легку фракцію 163 кг і донний заликолоні набирається нормальний рівень фракції, шок (вуглеводнева смола) 239кг Втрати нафталіплавно підіймається температура в печі другої ну при переробці становлять 5% колони до 260-270°С, нагрівається циркулюючий Для отримання 1000кг ректифікованого нафдонний залишок і прогрівається вся колона Потім таліну 95%-оі чистоти необхідно переробити перша і друга колони виводяться на регламентний 1919кг нафталінвмістних масел пресових опливів режим роботи пари нафталінової фракції через у вигляді шихтової суміші з 55%-им вмістом нафверх другої колони поступають в конденсатори, таліну, з додатковим отриманням 440кг легкої дистилят набирається в приймачі і частина його як фракції, важкої фракції 383кг і донного залишку флегма подається зверху колони насосом Почи96кг нається відбір готового продукту - нафталіну рекТаким чином, застосування схеми переробки тифікованого Знизу другої колони періодично випресових опливів, що пропонується, дозволяє збіводиться в збірники донний залишок, для льшити процент витягання нафталіну з коксохімічподальшого використання в якості єнергопалива ної сировини, що використовується приблизно з Регулювання роботи колон здійснюється рефлюк45% ваги по крайній мірі до 80-90% ваги сом або відбором нафталіну При цьому забезпечується практична безвідхіРектифікований нафталін, що отримується дність процесу, так як знаходять практичне викопри переробці по приведеній схемі характеризуристання всі ІНШІ продукти, що отримуються при ється наступними усередненими параметрами ректифікації легка фракція, важка фракція і вуглетемпература кристалізації 78,5-79°С, зміст тюнафводнева смола тена 3-4% ваги, вихід нафталіну від загального ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044)456-20- 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71