Процес отримання нафталіну з кам’яновугільної смоли для виробництва фталевого ангідриду

1. Процес отримання нафталіну із кам'яновугільної смоли для виробництва фталевого ангідриду, що містить процеси отримання нафталінової фракції шляхом ректифікації кам'яновугільної смоли, її очистки від домішок шляхом кристалізації і промивки лугом, який відрізняється тим, що в процесі ректифікації кам'яновугільної смоли відбирають нафталінову фракцію із зниженим вмістом до 2,5-2,6 % нейтральних домішок, що киплять при температурі вище від 222°С (переважно монометилнафталінів), шляхом зміни точок відбору нафталінової та поглинальної фракцій, отриманий нафталін розчиняють в о-ксилолі у співвідношенні розчинника і нафталіну 0,5.(1-1,5), обезфенолюють до кінцевого вмісту фенолів 0,3-0,5 % шляхом промивки отриманого розчину розчином лужних фенолятів, потім виділяють нафталін у вигляді кристалів шляхом охолодження обезфеноленого розчину і наступної кристалізації нафталіну із розчинника (перекристалізації), далі розплавляють кристали нафталіну і розплав з температурою 8595°С пропускають через адсорбент у вигляді активованого вугілля марок АР або СКД, контролюючи характеристики нафталіну після кожного процесу. 2. Процес згідно з п. 1, який відрізняється тим, що нафталінову фракцію, відібрану після ректифікації, додатково очищають від домішок, котрі киплять при температурі нижче за 218°С (нейтральні домішки), шляхом вичерпування до їх кінцевого вмісту менше за 2,5 % на випарній колоні. 3. Процес згідно з п. 1, який відрізняється тим, що як розчинник використовують коксохімічні розчинники - ксилол, ксилольну, ксилол-толуольну фракції, які постійно знаходяться в замкненому циклі: розчинення нафталінової фракції, перекристалізація нафталіну і відділення маточного розчину від кристалів, дозована подача маточного розчину на ректифікацію разом з кам'яновугільною смолою, відбір розчинника боковим відбором із верхньої секції фракційної колони, подача його на розчинення нафталінової фракції. со СО о Корисна модель стосується технології отримання нафталіну із кам'яновугільної смоли для виробництва фталевого ангідриду. Нафталін для виробництва фталевого ангідриду на ванадійкалій-сульфатно-сілікагелевому (ВКСС) каталізаторі повинен мати наступні технічні характеристики: температура кристалізації, не менше,°С 78,8 масова доля домішок: бензонітрилу, не більше,% 0,01 індолу, не більше, % 0,024 окрас по йодній шкалі, не вище 7 Відхилення технічних характеристик нафталіну від вище згаданих призводить до зменшення виходу фталевого ангідриду і робить неможливим виробництво якісного фталевого ангідриду без додаткових витрат на його додаткову очистку від домішок. Традиційно процес отримання нафталіну із кам'яновугільної смоли полягає в ректифікації смоли з виділенням нафталінової фракції та очистки її від домішок до вищезгаданих технічних характеристик. Якщо процес ректифікації кам'яновугільної смоли з виділенням нафталінової фракції є обов'язковим і відзначається лиш зміною вмісту нафталіну та домішок у нафталіновій фракції, то процеси технічної очистки нафталінової фракції від домішок відзначаються значною різноманітністю. По-перше, це кристалізація - пресування, які є недостатніми для отримання нафталіну заданої якості, бо неможливо досягти достатньої очистки від таких домішок як тіонафтен, індол, хінолін, ізохінолін та інші. Сірчанокислотна очистка нафталі 5> а> 9193 ну з ректифікацією дозволяє отримати нафталін потрібної якості, але сам процес досить складний, потребує відповідного устаткування з корозійно стійких матеріалів. До того ж при сірчанокислотній очистці наявні кислі відходи, значні втрати нафталіну. Формальдегідний процес очистки нафталіну теж досить складний, потребує додаткової ректифікації, в ньому теж присутня сірчана кислота, хоча і в меншій кількості, зате наявні токсичні відходи [Р.Е. Лейбович, Е.И. Яковлева, А.Б. Филатов «Технология коксохимического производства», М., Металлургия, 1982, с.348-3 56]. Відомі різні процеси очистки як нафталінової фракції, так і технічного нафталіну від домішок: добавка метилового спирту до нафталіну, який гарно розчиняє домішки і погано нафталін, що дозволяє відвести очищений нафталін; екстракція сольвент-нафтою або аміаком з наступною сублімацією нафталіну. Для зменшення забарвлення нафталіну після його обробки сірчаною кислотою нафталін пропускають при 100°С через адсорбенти у вигляді силікагелю або гелю окису заліза [Н. Доналдсон «Химия и технология соединений нафталинового ряда», Химическая литература, М., 1963, с.30-31]. До недоліків цього процесу слід віднести використання матеріалів для очистки з різних галузей виробництва. Висока летючість розчинника, багатоступеневість процесу очистки нафталіну, токсичність випаровування, складні процеси відновлення розчинників. Відомий процес отримання нафталіну з температурою кристалізації 78-79°С з кам'яновугільної смоли, коли в процесі її ректифікації відбирають нафталінову фракцію по температурі кипіння, потім додатково пропускають через колону з тарілками, котрі обігріваються, відібрану нафталінову фракцію кристалізують, центрифугують, бризкаючи на нього розбавленою сірчаною кислотою, водою, розбавленим розчином їдкого натру з водою температурою 50-90°С [патент ФРН №1261843 "Способ получения нафталина с температурой кристаллизации 78-79°С из каменноугольной смолы", бюллетень №9, 1968]. До недоліків цього процесу відносяться його багатоступеневість, наявність кислих відходів, проведення очищення самого нафталіну збризкуванням не дозволяє отримувати нафталін, з якого виробляють фталевий ангідрид. Відомо, що на Японській фірмі "Кавасака сейтецу" нафталінову фракцію, котра отримана в процесі ректифікації кам'яновугільної смоли, очищають шляхом гідрогенізації (для видалення основної маси тіонафтену та хіноліну), пресування з використанням пресового шнеку непреривної дії для відділення різнофазних домішок від нафталіну, адсорбційної очистки пресованого продукту активною відбілюючою глиною в непреривному процесі в колоні з паровим обігрівом для остаточного видалення хіноліну та сублімування в випарному апараті при пониженому тискові для видалення полімерів, що дають окрас нафталінові. В результаті отримують чешуйчатий нафталін з температурою кристалізації 79,9°С з білизною 92%, що вміщують масові долі тетраліну - 0,1%, сірчаних сполук - менше 0,003%, азотистих сполук менше 0,01%, низькокиплячих компонентів менше 0,02%. [Т.Я.Гоголева, В.И. Шустиков «Химия и технология переработки каменноугольной смолы», М., Металлургия, 1992, с.145-158, 165-172]. Даний процес отримання нафталіну із-за його багатостадійності є досить складним, відповідно, і дорогим. Відомо, що в СРСР основними процесами очищення нафталінової фракції від домішок, котра отримана в процесі ректифікації кам'яновугільної смоли, були більш жорсткі умови пресування при підвищених температурах та тискові в пресі [Гоголева Т.Я., Буцинская Л.И., Русьянова Н.Д., Коган Б.Б. «Анализ производства нафталина - важнейшего сырья для химической промышленности», «Кокс и химия», №3, 1979, с.25-28], що забезпечило менший вміст домішок у вигляді евтектик з нафталіном і покращило його якість, хоч вихід нафталіну і зменшився, а об'єм пресових відтоків, які потребують додаткової переробки, тобто додаткового устаткування та реалізації додаткових процесів, збільшився. До того ж в цих процесах наявні значні викиди парів нафталіну. Але й цей процес отримання нафталіну не дозволяє отримати нафталін для виробництва фталевого ангідриду, тому його додатково очищають формальдегідним методом з кінечною ректифікацією отриманого нафталіну. До недоліків даного процесу відносяться його багатоопераційність, наявність складного корозійно стійкого устаткування, наявність високотоксічних відходів, що забруднюють оточуюче середовище, значних втрат нафталіну, наявність кислих відходів виробництва у вигляді кислих смолок та відпрацьованих кислот. Відомий процес отримання нафталіну на коксохімічних підприємствах, обраний як прототип, шляхом ректифікації кам'яновугільної смоли з виділенням концентрованої нафталінової фракції, наступної її переробки в нафталін шляхом очистки від домішок процесами кристалізації-пресування, дистиляції з хімічною очисткою концентрованою сірчаною кислотою, послідуючою промивкою лугом та ректифікацією. [Р.Е.Лейбович, Е.И. Яковлева, А.Б. Филатов «Технология коксохимического производства», М., Металлургия, 1982, с.335-349]. Цей процес дозволяє отримати нафталін для виробництва фталевого ангідриду. До недоліків вищезгаданого процесу отримання нафталіну для виробництва фталевого ангідриду відносяться відбір нафталінової фракції з максимальним вмістом нафталіну, а, відповідно, і домішок, значні втрати нафталіну в процесі його очистки від домішок - пресування, незначну продуктивність процесу, значні викиди шкідливих парів нафталіну в оточуюче середовище, втрачаються луги, інденова та метилнафталінова фракції, в процесі дистиляції наявні значні втрати сірчаної кислоти, значні відходи кислої смолки, промивних стічних вод зі значними втратами нафталіну. В основу корисної моделі поставлена задача отримати нафталін із кам'яновугільної смоли для виробництва фталевого ангідриду зі значно меншими затратами в умовах коксохімічного виробництва шляхом відбору нафталінової фракції в процесі ректифікації зі зменшеним вмістом домішок, розчинення отриманої фракції в розчинниках, 9193 промивкою лугом (обезфеноленню) отриманого нафталіну та пропусканні його розплаву через адсорбент з контролем після кожного процесу вмісту домішок та температури кристалізації нафталіну. Поставлена задача вирішується тим, що в процесі отримання коксохімічного нафталіну для виробництва фталевого ангідриду, який містить процеси отримання нафталінової фракції шляхом ректифікації кам'яновугільної смоли, її кристалізації, хімічної очистки від домішок з наступною промивкою лугом (обезфенолення) згідно з винаходом в процесі ректифікації кам'яновугільної смоли відбирають нафталінову фракцію з пониженим вмістом до 2.5-2,6% нейтральних домішок, що киплять вище від 222°С (монометілнафталінів) шляхом зміни точок відбору нафталінової та поглинальної фракцій, отриманий нафталін розчиняють в о-ксилолі у співвідношенні розчинник до нафталіну як 0,5:(1-1,5), промивають лугом (обезфенолюють) до вмісту фенолів 0,3-0,5%, шляхом добавлення до отриманого розчину лужних фенолят, потім виділяють нафталін у вигляді кристалів шляхом перекристалізації, далі розплав кристалів нафталіну з температурою 85-95°С пропускають через адсорбент у вигляді активованого вугілля марок АР або СКД контролюючи характеристики нафталіну після кожного процесу. До того ж, поставлена задача вирішується за допомогою того, що, при потребі, нафталінову фракцію після ректифікації очищають від домішок, котрі киплять при температурі нижче за 218°С (нейтральні домішки) шляхом відпарювання до їх кінцевого вмісту менше за 2,5% на відпарній колоні. Процес відрізняється і тим, що в якості розчинника можуть використовуватись коксохімічні розчинники - ксилол, ксилольна, ксилол-толуольна фракції, які постійно знаходяться в замкненому циклі - розчинення нафталінової фракції, відділення маточного розчину, дозована його подача на ректифікацію разом з кам'яновугільною смолою, відбір розчинника, подача на розчинення нафталінової фракції; до того ж вищезгадані процеси можуть не проводитися кожний окремо, або декілька разом, якщо і без них досягнута задана якість нафталіну для виробництва фталевого ангідриду. В процесі ректифікації кам'яновугільної смоли відбирання нафталінової фракції при фракціонуванні проводять не по максимальному вмісту нафталіну в фракції, а по заниженому вмісту нейтральних домішок до 2,5-2,6% , температура кипіння яких вище 222°С. Досягають цього за рахунок більш чіткого режиму ректифікації, який полягає в зміні точок відбору нафталінової, фенольної та поглинальної фракцій. Цей процес супроводжується не тільки частковою втратою нафталіну, який переходить в поглинальну або, фенольну фракцію, але й зменшенням вмісту домішок, що киплять вище 222°С, в основному - монометілнафталінів. Тобто, вже на етапі фракціонування вдається зменшити вміст домішок, які киплять вище 222°С з 11,5-5,1% до 2,5-2,6%, що значно спрощує процес отримання нафталіну для виробництва фталевого ангідриду. Кожний процес ведеться до того часу чи до такого регулювання режиму, поки не буде досягнуто заданих параметрів, які контро люються на кожному етапі при найменших затратах енергії, часу, устаткування. Розчинення отриманої нафталінової фракції в о-ксилолі у співвідношенні розчинник до нафталіну як 0,5:1,5 по масі за рахунок більшої кількості розчинника дозволяє видалити необхідну кількість домішок, регулюючи втрати нафталіну з маточним розчином. Далі розчин нафталінової фракції в оксилолі обезфенолюють шляхом добавки до нього лужних фенолят в такій кількості, яка забезпечує кінцевий вміст фенолів 0,3-0,5%. Обезфенолений розчин (промитий лугом) нафталінової фракції охолоджують, щоб викристалізувати і відділити кристали нафталіну. Розчинені домішки залишаються переважно в маточному розчині. Це фізичне явище і використане для виділення нафталіну з розчину шляхом проведення перекристалізації, тобто охолодження розчину в заданому температурному режимі з видаленням кристалів нафталіну. Така реалізація процесу очистки та виділення нафталіну значно простіша, дешевша порівняно з процесами сірчанокислотної чи формальдегідної очистки, які потребують додаткової витрати реагентів та устаткування з корозійно стійких матеріалів, є дорогими та складними, забруднюють навколишнє середовище кислими відходами. Пропускання розплаву кристалів нафталіну через адсорбер, котрий заповнений адсорбентом у вигляді активованого вугілля марки АР або СКД, очищає нафталін від індолу та смолистих речовин (нелетючого залишку) до остаточного їх вмісту