Переработка каменноугольной смолы

ПЕРЕРАБОТКА КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ

1. Образование смолы при коксовании. Состав и свойства смолы                                                                    

Каменноугольнная смола - черная, маслянистая, вязкая жидкость, обладающая запахом нафталина. Плотность смолы в пределах 1120— 1220 кг/м³. Образуется смола в основном при пирогенетическом раз­ложении первичной смолы в процессе коксования. Это сложная смесь органических соединений. Главными компонентами смолы являются углеводороды ароматического ряда и гетероциклические, серу-, кислород- и азотсодержащие соеди­нения. По химическим свойствам все соединения смолы делят на три группы: нейтральные, кислые и основные.

Нейтральные соединения в смоле представлены в основном производными одноядерных углеводородов, двухядерными и мно­гоядерными углеводородами и их производными. Главными пред­ставителями являются нафталин С₁₀Н₈, антрацен С₁₄Н₁₀, хризен C₁₈H₁₂. Спутниками ароматических углеводородов являются многоядерные гетероциклические соединения — индол, карбазол, бензокарбазол и др.

Из непредельных соединений в смоле содержатся стирол, инден, кумарол и их производные.

Серуосодержащие соединения в смоле представлены тиофеном C₄H₄S, тионафтеном C₈H₆S (с температурой кипения 219, 5 °С) и их метилированными производными и др. Их основная масса находится в поглотительной, нафталиновой и антраценовой фракциях и является вредной примесью. Выделить сернистые соединения из смолы при ее разгонке нельзя из-за близости температур кипения углеводородов и серосодержащих соединений, поэтому выделяют их химической очисткой или другими методами. Наиболее трудноудаляемым соединением является тионафтен.

Общее содержание нейтральных соединений в смоле дости­гает 42—43 %. Наиболее ценными из них являются нафталин и антрацен, которые выделяются из смолы в виде фракций — наф­талиновой и антраценовых.

Кислая часть смолы представлена соединениями, содержащими кислород в боковой цепи: фенол С₈Н₅ОН, крезолы С₆Н₄СН₃ОН, ксиленолы С₆Н₃(СН₃)₂ОН и многоядерные фенолы, общее содер­жание которых достигает 1, 2—2, 0 %. Наибольшую ценность представляют фенол и о-, п-, м-крезолы. Основная часть этих соединений выделяется из смолы в виде фенольной фракции, остальная часть распределяется по другим фракциям. Фенолы из фракций выделяются обработкой их раствором щелочи с получе­нием фенолятов.

Основными свойствами обладают азотсодержащие соединения смолы — пиридин (C₅H₆N), хинолин (С₅Н₇N) и их производные, а также высококипящие основания. Общее содержание оснований в смоле достигает 0, 8—1, 2 %. При фракционировании смолы они распределяются по фракциям в зависимости от температуры ки­пения.

Выделение оснований из фракций и масел осуществляется при обработке их серной кислотой.

Качество смолы характеризуется плотностью, выходом фрак­ций, содержанием фенолов, нафталина, а также содержанием ве­ществ, нерастворимых в толуоле, влажностью.

Повышение плотности смолы свидетельствует о повышении содержания в смоле веществ нерастворимых в толуоле и ксилоле, тем меньше выход масел и фенолов при ее переработке. Молекулярная масса смолы, характеризующая только часть, растворимую в толуоле, находится в пределах 210—235.

Переработка каменноугольной смолы включает следующие стадии: подготовка смолы к переработке; окончательное обез­воживание; ректификация (или дистилляция) с получением фрак­ций; переработка фракций; химическая очистка фракций и масел от фенолов и пиридиновых оснований; обработка среднетемпературного пека; получение высокотемпературного пека и его коксо­вание; получение очищенного нафталина, антрацена и др. продуктов.

2. Подготовка смолы к переработке

Технологическая схема

 1 — сливной резервуар; 2 — подземные хранилища; 3, 9, 11 — насосы; 4—8 — наземные хранилища; 10 — хранилище нафталинсодержащих масел; 12 — сборник надсмольной воды; / — приводная смола; // — смола из цеха улавливания; /// — в отделение дистилляции.

В смолоперерабатывающие цехи смола поступает с содержа­нием влаги до 4 % и золы до 0, 1 %. Перед ректификацией ее необходимо очистки от воды, золы и растворенных в ней солей.

 Подготовка смолы включает следующие технологические операции:

1. прием и хранение смолы

Принимается и хранится каменноугольная смола в смолопере­рабатывающем цехе на складе. Здесь же обеспечивается постоянство состава, частичное обезвоживание, обессоливание и обеззоливание смолы.

Пребывающие смола и сольвент-нафта разгружаются из цистерн в подземные хранилища В зимнее время смолу цистерны разогревают паром (острым или глухим) Смола из подземных хранилищ перекачивается в на­земные. Туда же через специальные хранилища подаются нафталинсодержащие масла из отделения кристаллизации или со склада масел Смола из цеха улавливания своего завода поступает на склад по трубопроводу в одно из первых по ходу потока наземных хранилищ

 На­земные хранилища склада смолы представляют собой отдельные резервуары емкостью до 3000 м³, оборудованные нижними подогревателями для подогрева смолы до 70—80 °С. В верхней части резервуаров предусмотрен коллектор для периоди­ческого спуска самотеком отстоявшейся надсмольной воды. Уро­вень жидкости в резервуарах контролируется' уров­немерами. Наружные стенки резервуаров теплоизолированны.

Для правильной подготовки смолы на складе устанавливают не менее четырех резервуаров, расположен­ных в каскадном порядке.

123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: