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

Каменноугольная смола содержит эмульгированную во­ ду, конденсирующуюся вместе со смолой из коксового газа. В воде растворены аммиачные соли — хлористый, родани­ стый, сернистый и сернокислый аммоний, углекислые со­ единения и ряд других веществ. В смоле имеются нераство­

быть освобождена от воды, растворенных в ней солей, вы­ зывающих коррозию аппаратуры, а также от фусов, повы­ шающих зольность пека и загрязняющих аппаратуру. Это достигается отстаиванием смолы в хранилищах или в цент­ робежном поле путем применения специальных отстойных центрифуг. Фусы могут быть также отделены на вибра­ ционных фильтрах [134).

Проблема удаления воды, золы и агрессивных солей из смолы приобрела в последнее время очень важное значение в связи с внедрением на коксохимических заводах бездым­ ной загрузки коксовых печей, а также процессов сушки и подогрева угольной шихты.

В последние годы на ряде коксохимических заводов реа­ лизована эффективная схема отстоя каменноугольной смолы [100], сущность которой заключается, во-первых, в интен­ сификации выделения тонкоднсперсных твердых частиц из смолы путем снижения плотности последней за счет смеше­ ния смолы газосборннкового и холодильникового циклов и, во-вторых,— в более целесообразной схеме отстоя и промывки смолы, осуществляемой в такой последователь­ ности: механизированный осветлитель — конечный газо­ вый холодильник — отстойник — экстракционная установ­ ка (рис. 27).

При использовании указанной схемы для высокопиролизованных смол с большим содержанием нерастворимых в толуоле веществ, которые образуют очень стойкие водносмоляные эмульсии, необходимо проводить также мероприя­ тия, направленные на быстрое и эффективное разрушение этих эмульсий.

Одним из условий подготовки каменноугольной смолы перед дальнейшей переработкой является усреднение смо­ лы, т. е. смешение получаемых на различных участках от­ деления конденсации и отличающихся по составу смол: из газосборни-ков, газовых холодильников и_электрофильтров. Нередко смолеперегонные цехи перерабатывают смо-

150

лы разных заводов; при этом также необходимо их усред­ нение, которое достигается приемом смолы в общие храни­ лища большой емкости и перемешиванием ее путем пере-

I

22- - 21 __20

Рис. 27..Схема подготовки каменноугольной смолы:

качки с различных уровней хранилища. Показателем одно­ родности смолы служит содержание в ней нафталина. Ко­ лебания в содержании нафталина не должны превышать 1%.

2. ПЕРЕРАБОТКА КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ

Переработка каменноугольной смолы состоит в разделе­ нии ее на фракции ректификацией с последующей кристал­ лизацией, экстракцией и повторной ректификацией полу­ ченных фракций. Ректификация каменноугольной смолы осуществляется на установках непрерывного действия с по-"~ догревом смолы в трубчатых печах высокой производи­ тельности (100—200 тыс. т в год) и разделением на фракции в мощных ректификационных колоннах. В настоящее вре­ мя в промышленности применяется ряд непрерывных си­ стем переработки смолы:

а) одноколонная атмосферная система с однократным ис­ парением смолы;

151

1-и.парением смолы. Мощные ректификационные колонны этих установок обеспечивают сосредоточение 80—82% наф­ талина в нафталиновой фракции от ресурсов его в смоле при концентрации нафталина во фракции 80—85%. Мно­ гоколонная атмосферно-вакуумная система с многократным подводом тепла через донные продукты, рециркулирующие через трубчатые печи, осуществлена на центральных пере­ рабатывающих заводах Рютгерсверке, ФР Г [185] и в Клертоне, США [76].

Известны также и другие схемы ректификации смолы, как например двухколонная атмосферно-вакуумная система с двухступенчатым испарением и ректификацией одной части отгона под атмосферным давлением и другой части под ва­ куумом (система Копперс, ФРГ); одноколонная вакуумная система с применением стриппингов при отборе фракций (система Штиль, ФРГ); двухколонная система с выносной стриппинг-колонной для поглотительной фракции и с ис­ пользованием тепла отходящих фракций для нагрева сырья (ЧССР); двухколонная система с использованием прин­ ципа двухкратного испарения смолы путем ввода допол­ нительного тепла при рециркуляции донного продукта (си­ стема Осака, Япония), одноколонная система с использо­ ванием в качестве теплоносителя каменноугольного пека (система Вилтон, Англия) и др.

Задачей ректификации каменноугольной смолы с раз­ делением ее на фракции является сосредоточение в каждой фракции максимально возможной доли ресурсов подлежа­ щего выделению вещества. Из всех содержащихся в ка­ менноугольной смоле индивидуальных веществ наибольший промышленный интерес представляет нафталин, поэтому процесс ректификации должен обеспечить возможно бо­ лее полное выделение его при одновременном получении остальных продуктов высокого качества.

152

рис. 29 — схема атмосферной ректификации каменноуголь­ ной смолы с одной колонной. В табл. 73 приведены данные, характеризующие примерный выход и состав фракций, по­ лученных при ректификации каменноугольной смолы на двухколонном атмосферном агрегате одного из смолоперерабатывающих цехов южных коксохимических заводов [1421.

Схема многоколонной атмосферно-вакуумной ректифи­ кации с многократным подводом тепла приведена на рис. 30 [1851.

вергают ректификации с передачей нафталиновой фракции на производство нафталина и тяжелого сольвента — на производство инден-кумароновых смол, сольвента или ла­ ков.

Нафталиновая фракция, содержащая 80—85% нафта­ лина, промывается растворами щелочи и кислоты для экс-

154

тракции фенолов и оснований и направляется на произ­ водство нафталина.

Поглотительная фракция содержит нафталин и его го­ мологи, аценафтен, флуорен, дифениленоксид, индол, дифенил, хинолин и его гомологи, фенолы, сернистые и непредельные соединения, а также до 20% нендентифицированных углеводородов. Эта фракция промывается раствора­ ми щелочи и кислоты для удаления фенолов и хинолнновых

Обезвоженная Квакуупной установке

Гнс. 30. Схема многоколонной атмосферно-вакуумиой ректификации каменноугольной смолы с многократным подводом тепла:

тительной фракции; 12 — антраценовая колонна.

оснований. Мытое поглотительное масло используется для производства различных технических масел, улавливания бензола из коксового газа, получения ряда индивидуальных веществ — метилнафталинов, индола, аценафтена, флуорена и др.

Антраценовые фракции, состоящие в основном из фенантрена, антрацена, карбазола, пирена и других многоядер­ ных углеводородов, подвергаются кристаллизации. Кри­ сталлы представляют собой сырой антрацен. Его исполь­

156

от сырого антрацена, идет для приготовления технических масел (деревопропиточных, масел для сажи, флотационных, отопительных, для смачивания шихты), а также для вы­ деления содержащихся в нем индивидуальных веществ.

Каменноугольный пек — товарный продукт; его при­ меняют для производства малозольного электродного кок­ са, в качестве связующего для электродов, для дорожного строительства, брикетирования, производства каменно­ угольных лаков и других целей.

Ниже приведен примерный ассортимент первичных про­ дуктов переработки каменноугольной смолы на атмосфер,

ароматических углеводородов, используемых в качестве сы­ рья для промышленности органического синтеза. Из всех

ство фталевого ангидрида. Доля нафталина, идущего на получение фталевого ангидрида, составляет в последнее время в СССР 50—60%, США — до 70, Ф Р Г — 60, Японии и Англии — 75%. Нафталин находит также широкое при­

тивных веществ (некаль, депрессаторы, диспергаторы и смачиватели),1 инсектицидов (севин и др.), нитро- и хлорнафталина, синтанов (синтетических дубильных вещее.в)

157

Таблица 78

Распределение нафталина по фракциям каменноугольной смолы*

следующим горячим прессованием. В современных смоло-

160