Глава 4. Переработка высококипящих фракций с получением индивидуальных полициклических углеводородов
карбазола) для выделения фенантрена. Остаток (смесь антрацена и карбазола) разделяют с помощью полярных растворителей, с которыми карбазол образует водородные свечи.
Однако практически наиболее интересна перекристаллизация антрацена из ацетона. Одним из примеров такой технологии может служить ацетоновый метод производства 93 %- ного антрацена, разработанный и УХИНе под руководством Л.Д. Глузман и М.С. Литвиненко [40]. Принципиальная технологическая схема производства 93 %-ного антрацена представлена на рис. 4.8, который не требует специального пояснения.
Процесс проводится в три стадии. Первое и второе обогащение производится из маточных растворов, а третье - ацетоном. Метод дает возможность получать 93-94 %-ный антрацен со степенью извлечения 52-54 % от ресурсов.
Преимуществом ацетона как растворителя является его достаточно высокая селективность, низкая температура кипения и малая теплота испарения, доступность и дешевизна. В то же время из-за высокой летучести ацетона его потери оказываются большими. Поскольку длительность растворения и кристаллизации достаточно велика (время пребывания суспензии в кристаллизаторах после каждой стадии растворения составляет 18 20 ч), даже при небольшой производительности по антрацену - 3000 т/год полезный объем аппаратов для растворения и кристаллизаторов должен составлять не менее 300 м3 . Это резко увеличивает пожароопасность и повышает инерционность системы.
В работах [41-43] приводятся данные по разработке способов перекристаллизации сырого антрацена из растворителей высокого селективно го действия, обеспечивающих получение 96-98 %-ного антрацена с выходом в пределах 70-75 % от его ресурсов в исходном сырье. Авторы делают попытку теоретически обосновать выбор растворителей с помощью «правила Семенченко», а дополняющим критерием, характеризующим пригодность того или иного растворителя для перекристаллизации сырого антрацена, предлагается использовать донорное число растворителя. Наиболее эффективными в свете этого являются полярные апротонные растворители с диэлектрической проницаемостью около 35 и донорным числом 25-З9. К таким растворителям относятся N,N1-диметилацетамид, N,N'-диметилформамид, N-метилпирролидон, гексаметилфосфортриамид, тетраметиленсульфон.
Рис. 4.8 Принципиальная технологическая схема производства 93 %-ного антрацена: 1 - нижний аппарат для растворения сырого антрацена; 2 - верхний ний аппарат для растворения сырого антрацена; 3 - кристаллизатор I стадии обогащения; 4 - мешалка к центрифуге; 5 - центрифуга I стадии обогащения; 6 - сборник III маточного раствора; 7 - сборник I маточного раствора; 8- напорный бак I маточного раствора; 9 - нижний аппарат для растворения II стадии обогащения; 10 - верхний аппарат для растворения II стадии обогащения; 11 - кристаллизатор II стадии обогащения; 12 - мешалка к центрифуге; 13 - центрифуга II стадии обогащения; 14 - сборник II маточного раствора: 15 - напорный бак ацетона; 16 - нижний аппарат для растворения III стадии обогащения; 17 - верхний аппарат для растворения III стадии обогащения; 18 - кристаллизатор III стадии обогащения; 19 - мешалка к центрифуге; 20 - центрифуга III стадии обогащения: 21 - сушилка; 22 - сборник ацетона; 23 - насосы: А -1 маточный раствор; Б - II маточный раствор; В - III маточный раствор
Теоретические исследования, выполненные в УХИНе и ИНЭОС РАН СССР [44, 45], позволили сформулировать представление о бинарной системе антрацен - карбазол как о системе, образующей истинные растворы замещения и характеризующейся ограниченной взаимной растворимостью компонентов с эвтектикой. Бинарная система антрацен - фенантрен дает разрыв растворимости с перитектикой. Для подобных систем наиболее эффективным процессом разделения антрацена и его спутников, по утверждению авторов, является метод жидкостной экстракции парными (неполярный -
-146-
-147-
Е. Т. КОВАЛЕВ. Научные основы и технология переработки высококипящих фркций каменноугольной смолы с получением полициклических углеводородов