Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Литвиненко, М. С. Химические продукты коксования (производство и использование)

.pdf
Скачиваний:
56
Добавлен:
20.10.2023
Размер:
8.3 Mб
Скачать

ж и в а н ие гидратов пиридиновых оснований; в) ректифика­ ция обезвоженных пиридиновых основании. При ректифи­ кации обезвоженных оснований отбирают фракции чистого

пиридина (114—117° С),

пиридина-растворителя (1-20—

140° С), а-пнколина (128—131° С), р-пнколина (138 — 146° С)

и лутидиновых оснований

(158—167° С).

Тяжелые пиридиновые

основания извлекают из феноль-

•ных и нафталиновых масел каменноугольной смолы про­

мывкой

разбавленной

серной кислотой (15—17%)

с после-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица

47

Физико-химические показатели чистого пиридина

(ГОСТ

2747-67)

 

Показатель

 

Норма

 

Показатель

 

 

Норма

 

Внешний

вид

Прозрачная,

бес­

Плотность

при

 

 

 

 

 

цветная

жидкость,

температуре

 

 

 

 

 

 

допускается

сла­

20° С,

г/см3

 

0,981—0,985

 

 

бо-желтоватый

Пределы кипе­

 

 

 

 

 

или

зеленоватый

ния, °С:

 

Не

ниже

 

 

 

оттенок .

 

 

температура

на­

 

Растворимость

 

 

 

 

чала

перегонки

114,0

 

Полная

 

 

температура

 

Не

выше

 

в воде

 

 

 

 

 

конца

перегонки

116,0

 

дующим

разложением

сульфата пиридина аммиачной

во-1

д о й . Эти основания

являются товарным продуктом: их при­

меняют в качестве флотореагентов, а также

ингибиторов

коррозии. В случае необходимости

из тяжелых оснований

получают технический хинолин и узкие фракции,

которые

подвергают

дальнейшей

переработке.

 

 

 

 

Ассортимент пиридиновых

оснований.

Коксохимической

промышленностью СССР выпускаются следующие виды пиридиновых и хинолиновых оснований:

П и р и д и н ч и с т ы й . По физико-химическим по­ казателям чистый пиридин должен соответствовать требо­ ваниям и нормам, приведенным в табл. 47.

Пиридин применяется как растворитель в производстве непромокаемых тканей, гербицидов, фунгицидов, бактери-

.цидов

и лекарственных препаратов. Гидрированием

пири­

д и н а

получают пиперидин — мягчитель и ускоритель

вул­

канизации в резиновой промышленности. Как третичный амин пиридин используется в качестве одного из компо­ нентов реакции введения остатка серной кислоты, напри-

щер, при получении сернокислых эфиров лейкосоединений кубовых красителей (кубозоли).

Динамика роста производства чистого пиридина в кок­ сохимической промышленности СССР характеризуется дан­ ными табл. 48. Значительные количества пиридина отече-

Рост

производства

чистого пиридина в

коксохимической

Таблица

48

 

 

промышленности

СССР

 

 

 

 

 

Год

1950

1955

1960

1965

1970

Производство чистого пириди­

 

677

 

 

на,

%

100

' 132

1275

1625

ственного производства экспортируются в зарубежные стра­ ны (табл. 49) [170].

Рост производства пиридиновых оснований наблюдает­ ся в ряде зарубежных стран. Так, например, в коксохими­

ческой промышленности

Ф Р Г

производство пиридина

уве­

личилось с 340

 

m в 1955

г. до

 

1330

m в

19.65

г.

[187].

6-П и к о л

и н о в а я

ф.р

а к ц и я .

В

соответствии

с техническими

условиями

(ЧМТУ

3454—53)

р-пиколино-

Экспорт пиридина

из СССР, тыс.

m

 

 

 

 

Таблица

49

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Год

,

 

 

 

1966

1967

1968

1969

 

1970

Количество экспортируемого

пи­

 

 

 

2,Г

2,5

 

2,2

 

 

ридина

 

 

 

 

 

 

1,4

 

 

1,8

вая

фракция

должна

иметь

плотность

при

температуре

20° С

не ниже

 

0,93,

отгон

до

138° С — не более

5 .и до

146° С — н е менее 95%.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р-Пикол-иновая фракция содержит в качестве главных

компонентов а-,

Р- и -у-пиколин

и 2,6-лутидин. Так,

напри­

мер,

хроматографическим

анализом

одного

из

образцов

Р-пиколиновой фракции Донецкого фенольного завода установлен следующий ее состав: 2,6-лутидииа — 22, сх-пи- колина — 18, Р-пиколина — 30 и -у-пиколина — 28% [125].

Р-Пиколиновая фракция подвергается разделению на индивидуальные гомологи пиридина, в первую очередь,

91

для выделения 6- и у-пиколина; последние перерабаты­ ваются затем в никотиновую и изоникотиновую кислоты. Никотиновая кислота является исходным продуктом для производства витаминов и лечебных препаратов; нзоникотиновая кислота и ее производные являются основой для

синтеза эффективных противотуберкулезных

средств.

Известен ряд способов переработки В-пиколнновой

фрак­

ции. Один

из них заключается в ректификации фракции,

с водным

раствором формальдегида. При этом азеотропы

отдельных

компонентов указанной фракции

перегоняются

в следующем порядке: пиридин, q-пиколии,

2,6-лутидин и;

6-пиколин.

y-ПИКОЛИН вступает в реакцию конденсации

 

 

Таблица

50

Рост производства Р-пиколиновой фракции в коксохимической промышленности fcCCP

Год

1955

1960

1965

1970

Производство Р-пнколиновой фракции, 96

100

198

294

449

формальдегидом и остается в ректификационном

кубе.

Окислением оксиметилыгаго производного у-пиколнна

азот­

ной кислотой получают изоникотиновую кислоту, а 6-пико- лин, после его выделения через комплексную соль с серно­ кислой медью, окисляют перманганатом в никотиновую кислоту [166]. В числе других известных химических и фи­ зико-химических способов разделения 6-пиколиновой фрак­ ции [35] описан также способ разделения ее азеотропной ректификацией с применением воды в качестве азеотропа 1125].

Развитие производства В-пиколиновой фракции в оте­ чественной коксохимической промышленности иллюстри­

руется данными

табл. 50.

П и р и д и н

. - р а с т в о р и т е л ь представляет со­

бери смесь-пиридина и его метилпроизводных, находит при­ менение как растворитель органических веществ и как ис­ ходный продукт в органическом синтезе. Выпускается сле­ дующих сортов:

а) пиридин-растворитель (ЧМТУ 4—49—70): 95% отго­ няется в пределах температур от 120 до "140° С; раствори­ мость в воде полная;

92

б) пиридин-растворитель № 1 (ЧМТУ 6—7—67): пре­ делы кипения 114—КЮ° С; растворимость в воде полная; содержание пиридина не менее 64%;

в) пиридин-растворитель № 2 (ЧМТУ 6—5—66): пре­ делы кипения 114—160° С; растворимость в воде полная; содержание пиридина не менее1 80%;

г) пиридин-растворитель № 3 (ТУ 14—10.6—59—71): отгон до 138° С не более 5%, до 146° С — не менее 95%; растворимость в воде полная при соотношении 1 : 1 .

а-П и к о л и н

т е х н и ч е с к и й (ЧМТУ 5044—55):

95% должно отгоняться в пределах

126—131° С; раствори­

мость в воде при

соотношении 1 : 2

полная; допускается

слабая опалесценция раствора. Продукт является исходным сырьем для синтеза 2-винилпиридина, гербицидов и арборицидов, акарицидов, лекарственных веществ; применяется

также

как

растворитель.

 

 

 

П и р и д и н о в ы е

о с н о в а н и я

т я ж е л ы е

к а м е н н о у г о л ь н ы е

представляют собой смесь ор­

ганических

оснований и нейтральных соединений.

В за­

висимости

от

исходного

сырья и назначения пиридино­

вые

тяжелые

основания

вырабатываются

двух

сортов

(ГОСТ 7922—61): Ф Р (применяется для флотации руд цвет­ ных металлов) и ЧМ - Р (предназначается для снижения

скорости

растворения металла

при

травлении).

 

,Х и н о л и н т е х н и ч е с к и й

(ЧМТУ

3183—52);

плотность

1,08—1,09 г/см3; 90%

продукта должно перего­

няться в

пределах температур

235—240° С и

давлении

760 мм рпг. ст. Применяется для синтеза1 никотиновой ки­ слоты, красителей и других химических продуктов.

Следует отметить, что хинолин является наиболее пер­ спективным сырьем для синтеза никотиновой кислоты. Технико-экономические расчеты показывают, что себестои­

мость

никотиновой

кислоты из технического

хинолина в

два раза ниже,

чем

при получении

ее из р-пиколина, и на

25%

меньше,

чем

при

окислении

2-метил-5-этилпириди-

на азотной кислотой [116]. В отечественной

коксохимиче­

ской

промышленности

разработан

и проверен в полуза­

водских условиях способ получения никотиновой кислоты путем озонолиза технического хинолина [132]. Ресурсы

хинолина в каменноугольной

смоле составляют около

10 тыс. т в год.

 

 

 

П р и с а д к а ВНИИНП - 106

представляет собой

рас­

твор алкилфенолятов железа

и

кубовых остатков

от

93

ректификации пиридиновых оснований. Д л я получения этой присадки применяют следующие компоненты: каменно­

угольное масло, кубовые

остатки от ректификации

пи­

ридиновых оснований и

алкнлфеноляты

железа.

Каче­

ство присадки регламентируется техническими

условиями-

Ч М Т У 6—22—68. Присадку ВНИИНП -

106

используют

при сжигании сернистых мазутов для предотвращения кор­ розии наружных поверхностей труб паровых котлов.

М а л о т о н н а ж н ы е п р о д у к т ы и

р е а к т и ­

в ы п и р и д и н о в о г о

и х и и о л и н о-в о г о р я д а .

Отечественная

коксохимическая

промышленность

выпу­

скает

также

ряд

малотоннажных

продуктов,

относящих­

ся к

пиридиновым

и хинолиновым основаниям. Ассорти-i

мент

этих

продуктов включает

пиридин-реактив, а-, р.

и у-пиколин,

2,4-

и 2,6-лутидин,

коллидин,

чистый

хине-

лин, изохинолин, чистый хинальдин, лепидин и др. |

Методы выделения пиколинов и лутидинов из 6-пиколи-: новой фракции были описаны выше. Способы получения

реактивов из хинолиновых оснований (хинолин,

хиналь-'

дин, изохинолин

и лепидин)

однотипны

и заключаются

в осаждении

основания в виде соли или комплекса,

очистке

образовавшегося

соединения

перекристаллизацией,

разло­

жении соли

или

комплекса

и перегонке

выделившегося

основания [51].

 

 

 

 

Так, например, в основу способа получения чистого хинолина положена различная растворимость фосфатов хинолина и изохинолина в воде. Способ выделения хииальдина основан на его способности образовывать прочный аддукт с мочевиной. При выделении изохинолина используется различие в растворимости сульфатов изохинолина, хииолина и хннальдпна в этиловом спирте [51].

Д о середины пятидесятых годов коксохимическая про­ мышленность являлась практически единственным постав­ щиком пиридина и его производных. В настоящее время

пиридин, а-, 6- и у-пиколин получаются

в ряде стран в про­

мышленных количествах не только при

коксовании

угля,

но и синтетическим путем. В больших

масштабах

выраба­

тываются синтетические

2-метил-5-этилпиридин и

2-винил-

5-этилпиридин.

 

 

 

 

 

Применение пиридиновых оснований.

Л е к а р с т в е н ­

н ы е п р е п а р а т ы

и в и т а м и н ы .

Многие соеди­

нения пиридинового и

хинолинового ряда

(пиридин,

р- и

-у-пиколин, 2,6-лутидин,

хинолин и др.)

являются

основой

I

94

для синтеза лечебных средств и витаминов. Наибольшую ценность в настоящее время из лекарственных препаратов ряда пиридина представляет серия противотуберкулезных •

средств, являющихся

производными

изоникотиновой

и

2-э f нлизоникотиновой

кислот 11661. Чаще всего для

этой

це­

ли используют гидразид изоникотиновой

кислоты,

а т а к ж е

разнообразные его производные по гидразиднои группе (гидразоны и др.). Изоникотиновая кислота служит также исходным полупродуктом для синтеза препарата ацеклидина, применяемого в офтальмологии и хирургии; оксилидина, используемого в терапии гипертонической болезни; квалидида, применяемого в хирургической практике и др. [1731. Широко применяется в медицинской практике в ка­ честве стимулятора сердечной деятельности корамин, явля­ ющийся диэтиламидом никотиновой кислоты; физиоло­

гическое действие корамина подобно

действию

камфоры.

Никотиновая

кислота — исходный

продукт для

синтеза'

никодина — препарата,

применяемого

для лечения

заболе­

вания

желчных

путей

[1731.

 

 

 

 

На

предприятиях медицинской

промышленности

освое­

но получение на

основе

пиколинов

и лутидинов,

содержа­

щихся в ji-пиколиновой фракции, более 15 наименований; важнейших лекарственных средств — противотуберкуле­ зных, сердечно-сосудистых и др. (фтивазид, тубазид, метазид, салюзид, кордиамин, корамин и т. п.).

На основе пиридина выпускаются также бактерициды, аналгетики, рентгеноконтрастные средства и пр. Имеются данные о применении производных N-окисей поливинил-

пиридина для лечения и профилактики силикоза [11-, 166L

К потребителям пиридина и р-пиколина относится так­

же производство таких важнейших витаминов, как

Р Р (ни­

котиновая кислота

и

никотинамид), В х (тиамин,

аневрин)

и В 0 (пиридоксил),

А

(аксерофтол, ретинол), D 2 и D 3 (каль­

циферолы), Н-(биотин) и др. Число медицинских

препара­

тов и витаминов, в синтезе которых используются

пириди­

новые и хинолиновые основания, в настоящее время

превы­

шает 100

наименований

[116]. •

 

 

Х и м и ч е с к и е

с р е д с т в а

з а щ и т ы

р а с - ,

т е н и й .

В ряду соединений пиридинового и хинолинового-

ряда открыто большое число практически важных пести­ цидов. Так, например, одним из важнейших производ­ ных ряда пиридинкарбоиовых кислот является тордон или пиклорам (3,5,6-трихлор-4-аминопиколиновая кислота).

'95.

При норме расхода этого препарата до 2 кг/га он уничтожает труднонскореняемые многолетние и однолетние сорняки, в том числе такие, борьба с которыми с помощью других лрепаратов сильно затруднена (горчак розовый, вьюнок полевой, амарантус и др.). Тордон (отечественный аналог — хлорамп) получают из а-пиколина путем последовательных операций хлорирования, обработки аммиаком и омыления [103, 1161,

В качестве контактных гербицидов используются про­ изводные 2,2-дипирндила и 4,4-дипиридила — паракват (1,11 -диметил-4,41 -днпиридилий хлористый) и дикват (1,11 -этилен-2,2-дипиридилий бромистый). Наиболее рас­ пространенным способом получения дипиридилов является реакция дегидрирования пиридина [103].

Паракват и дикват применяются в сельском хозяйстве для сплошного уничтожения растений перед посевом куль­ тур, а также в качестве десиканта. В 1967 г. Англия экспор­ тировала паракват и дикват в 97 стран 1184]. Кроме гербицидных свойств производные пиридина, в частности, N-оки- си замещенные пиридинов, проявляют высокую фунгитоксичность. Д л я защиты растений применяется также оксин (8оксихинолин) и др. 11031.

Многие производные продуктов гидрирования хинолина и изохинолина обладают способностью отпугивать кро­ вососущих насекомых. Простейшими производными этого ряда являются кюзол и кюзол-А, широко испытанные в

СССР

[103].

 

П о в е р х н о с т н о - а к т и в н ы е

в е щ е с т в а

(ПАВ).

Б а к т е р и ц и д ы. Пиридин

в больших количе­

ствах используется для синтеза катпоноактивных ПАВ находящих широкое применение в качестве эффективных бактерицидов, ингибиторов коррозии, в производстве во­ донепроницаемых тканей; эмульгаторов, смачивателей, пе­ нообразователей и пр. К числу наиболее распространенных поверхностно-активных веществ относятся четвертичные аммониевые и пиридиновые соли.

В нашей стране на.базе чистого пиридина и пиридинарастворителя разработана в опытно-промышленных усло­ виях технология получения катионного поверхностно-актив­ ного вещества — катапина (алкилбензилпиридинхлорида), являющегося высокоэффективным бактерицидом (эффектив­ ность его в десятки раз выше хлорной извести и фенола), Катапин обладает также сильными ингибитирующими свой-

96

ствами; он является весьма эффективным ингибитором при травлении черных металлов, превосходя по защитным

свойствам и

устойчивости в растворах кислот применяемые

в

настоящее

время в промышленности ингибитор П Б - 5

и

присадку

ЧМ.

Возможно использование катапина в полихлорвинило­ вых композициях для изготовления облицовочных плит и линолеума, а также в качестве поверхностно-активного ве­ щества в производстве резиновых изделий. Весьма эффектив­ ным может оказаться применение катапина в дорожном строительстве с целью повышения устойчивости асфальто­ вого покрытия в условиях длительного воздействия воды, низкой и высокой температур [116].

В США на основе пиридина выпускается в большом количестве бактерицид циприн (N-цетилпиридинийхлорид), широко используемый для дезинфекции, в том числе для обеззараживания рук в хирургической^ практике и пище­ вой промышленности [166].

При взаимодействии пиридина, амида стеариновой кис­ лоты .""""формальдегида и хлористого водорода получается так называемый препарат зелан, получивший широкое рас­ пространение благодаря способности сообщать тканям во­ донепроницаемость. На поверхности ткани, пропитанной водным раствором зелана, при сушке и прогревании до

температуры

120—150°'С образуется водозащитная пленка,

а пиридин при этом выделяется в свободном виде [71,

166].

П о л и м е р н ы е м а т е р и а л ы и в с п о м о г а ­

т е л ь н ы е

в е щ е с т в а . Отдельные . производные

пи­

ридинового ряда (2-метил-5-этилпиридин, 2-метил-5-винил- пиридин и др.) получают в настоящее время в больших ко­ личествах синтетическим путем на базе продуктов основного органического синтеза. В основе промышленного полу­ чения синтетических оснований, например, 2-метил-5-этил- пиридина, лежит реакция конденсации ацетальдегида (обычно паральдегида) с аммиаком при температуре выше

300° С. В присутствии дегидрирующих катализаторов

2-ме-

тил-5-этилпиридин превращается

в 2; метил-5-винйлпири-

дин. Попутной продукцией в этих синтезах

являются

а- и

Р-пиколин, лутидины и другие

гомологи

пиридина

Ц72].

2-Метил-5-винилпиридин является важным мономером для производства сополимерных синтетических каучуков. Так, например, сополимеризацией винилпиридинов с бу­ тадиеном получают маслостойкие каучуки с повышенными

7 з-бо

97

физико-механическими свойствами. Описано большое число других сополимеров винилпиридинов со стиролом, капролактамом, акрилатами и другими мономерами. Применение винилпиридинов в производстве синтетического волокна улучшает его качество и повышает степень сродства химического волокна к красителям.

Получение винилпроизводных на основе пиридиновых и хинолиновых каменноугольных оснований открывает новые пути квалифицированного использования этих про­ дуктов. В коксохимической промышленности в опытнопромышленных условиях разработаны методы синтеза ви­ нилпроизводных оснований с испытанием опытных партий у потребителя.

В основе получения винилпроизводных оснований ле­ жит реакция конденсации соответствующих пиколннов, лутидинов, коллидинов, имеющих активную метильцую группу в 2-, 4- или 6-положении, с формальдегидом, при последующей дегидратации образующихся карбинолов. Ре­ сурсы оснований, пригодных для синтеза винилпроизвод­ ных, составляют около 25% от легких пиридиновых осно­ ваний, до 14% от оснований фенольной и нафталиновой фракций и более 9% от оснований тяжелой фракции [25].

На основе полученных данных намечено проектирова­ ние промышленного цеха получения из а-пиколина и пири­ дина-растворителя 2-винилпиридина с использованием это­ го продукта для производства латекса, идущего на пропит­ ку шинного корда [25].

Г л а в а IV

ПРОДУКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРОГО БЕНЗОЛА

1. СОСТАВ СЫРОГО БЕНЗОЛА

Из большого числа химических продуктов коксования, идущих для органического синтеза, наиболее важное зна­ чение имеют соединения ароматического ряда: бензол, то­ луол, ксилолы, нафталин, фенолы, антрацен и др . Источни­ ком ароматических углеводородов каменноугольного про­ исхождения являются сырой бензол и каменноугольная смола.

98

Соста в сырого бензола

 

 

Таблица

 

51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание % к

 

 

 

 

 

отгону

д о 180 ° С,

для

 

 

 

Компоненты

трех занодов

*

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I 1

" 1

 

Бензольные

углеводороды:

 

 

 

 

 

Бензол

 

 

 

 

65,25

70,7

74,9

Толуол

 

 

 

 

15,0

12,8

12,0

Ксилолы

 

 

 

4,5

4,0

3,8

га-ксилол

 

 

0,9

л-ксилол

 

 

2,6

о-ксилол

 

 

1,0

Этилбензол

 

 

0,25

0,2

Сольвент

 

 

 

2,0

1,5

1,4

Мезитилен

 

 

0,3

0,2

 

 

Псевдокумол

 

 

0,4

0,3

Гемимелитол

 

 

0,2

0,1

В с е г о

 

бензольных

углеводородов

87,1

89,3

92,1

1епредельные

соединения:

 

 

 

 

 

Циклопеитадиен

 

1,0

0,81

 

 

Амилены

п

другие

легкокппящие

непре­

0,7 J

1,5

дельные

 

соединения

 

0,8

0,3

Стирол

 

 

 

 

0,8

0,4

Кумарон

и инден с гомологами

3,5

2,4

2,4

Прочие

непредельные

соединения

2,3

1,8

2,0

В с е г о

непредельных

соединений

8,4

6,1

6,2

«рнистые соединения:

 

 

 

 

 

Сероуглерод

 

 

1,4

1,7

0,3

Сероводород

 

0,2

0,2

0,2

. Тиофен

с

гомологами

 

1,3

1,7

0,3

В с е г о

сернистых соединений

2,9

3,6

0,8

1римеси:

 

 

 

 

 

 

 

 

Насыщенные

углеводороды

1,1

0,7-

0,5

Фенолы

 

 

 

 

0,2

0,1

0,1

Пиридиновые

основания

0,3

0,2

0,3 .

* I н II южные заводы СССР [печи ПК и П В Р ] , I I I восточны» завод

(печи

Г*

99

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ