Способ очистки обесфеноленной и обеспиридиненной нафталиновой фракции

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 11988802(Р 1) М Кп 3 С 07 С 15/24 с присоединением заявки Нов Государственный Комитет СССР по дедам изобретений и открытий(72) Авторы изобретени Л.Б.Павлович, В.Г.Мизин и знецкий филиал Восточног амени углетехнического нинститута рдена Трудоно-исследоват 1) Заявител(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ОБЕСФЕНОЛЕННОЙ И ОБЕСПИРИДИНЕННО НАФТАЛИНОВОЙ ФРАКЦИИксохиенно ки- наф 3 Изобретение относится к ко мической промышленности, а им к способу окислительной очист талиновой фракции.Известен способ очистки нафталиновой фракции обработкой озонированным кислородом 1 3.Недостатком способа является взрывоопасность, ядовитость и сложность приготовления окислителя.В случае использования в качестве окислителя воздуха или кислорода вышеуказанные недостатки исключаются.Известен способ очистки технического нафталина глубоким окислением примесей нафталина кислородом воздуха при температуре 350-500 оС над псевдоожиженным слоем окислитель- ного катализатора, состоящего из окислов железа, меди, кремниямарганца, никеля, кобальта, хрома и церия или из смеси двух или больше таких окислов, нанесенных на А 220 или 310 (2 3.Недостаток этого способа заключается в том, что количество воздуха с целью предотвращения сгорания самого нафталина должно быть теоретически высчитано с.учетом количества окисляемых примесей. Крометого,это сложный процесс с испольэованйем сложного катализатора псевдоожиженного слоя, что предъявляет к нему особые требования по физико-химическим и механическим свойствам, требуется регенерация катализатора при более высоком температурном режиме, чем сам процесс.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ очистки обесфеноленной и обеспиридиненной нафталиновой Фракции проПусканием ее паров в токе воздуха над стационарным слоем алюмосиликатного катализатора при 350-450 оС .с последующей перегонкой катализатора. Соотношение объемов воздуха к жидкому нафталину составляет 40-250:1 ГЗ 3.Способ прост в технологическом и аппаратурном оформлении, дает высокую степень очистки нафталина, но также имеет ряд существенных недостатков. Превалирующей стадией является окислительная конденсация, вызывающая образование высокомолекулярных соединений, часть которых отлагается на катализаторе в виде кокса, вследствие чего цикл регенерации катализатора на 20-25%988802 65 больше цикла непосредственно очистки нафталина, Этот способ применяется для очистки только техническихсортов нафталина. В случае очисткинафталиновой фракции, т.е. с увеличением количества реакционно-способных примесей в сырье при их сгораниивьщеляется значительное количествотепла, что вызывает горение нафталина и затрудняет поддерживание стабильного температурного режима. Кро" 1 Оме того, с увеличением примесей всырье увеличивается степень отложенияуглеродистых соединений на поверхности катализатора, а следовательно,период непосредственно процесса 15очистки еще более сокращается, Указанные недостатки делают процессочистки нафталиновой Фракции вышеуказанным способом мало эффективными затруднительным для промышленной 2 рреализации.Цель изобретения - упрощение технологии процесса.Поставленная цель достигаетсясогласно способу очистки обесфеноленной и обеспиридиненной нафталиновойфракции путем окисления сопутствующих нафталину примесей в токе воздухапри температуре 450-500 С в присутствии в качестве катализатора промотированных окисью кобальта в коли-,ЗОчестве 3-5 вес.В конйертерного ванадиевого шлака, или передельного малофосфористого марганцевого шлака производства углеродистого ферромарганца, или Феррохромного шлака. 35Очистку обесфеноленной обесниридиненной нафталиновой Фракции проводят глубоким окислением сопутствующихнафталину примесей до СОи Н О,используя в качестве стационарного Щ. слоя катализатора передельные шлакичерной металлургии, промотированныеокислами кобальта. В качестве подложек используют конвертерный вана"диевый шлак следующего химическогосостава,Ъ: Мп 08-11;ЧдО 13-19ТО 9-10; А 2 0 1-2; СгОэ 2-9;Вдо 15-25, СаО 1-3; М 0 0,5-1,5;Р 0,05-0,1; ГеО остальное, феррохромовый шлак следующего химического состава,%: СгЭ 55-88; ГеО 12-20; ф5 ф 0 ,А 20, СаО, МО 5-38, малоФосфористйй марганцевый шлак следующего химического состава, Ъ: М п 040-75, 5)О 15-40; Л 20 1-8; КО2,25-2,5", 4 а 20 0,6-0,8; Р 0,005-0,06 ЯГеО, СаО, ИоО остальное. Каталитическое действие шлаков как катализаторовглубокого окисления обусловлено иххимическим и минералогическим составом. Ванадий в ванадиевом шлаке представлен, в основном, в виде шпинелиРеО .Ч 1 0, входящей в состав сложного;шпинелида (ГР МлО Ч,С", Г е, Т 1, А 2)хх Од. В шлаке содержится Фаялит.2 РеО 502 с иэоморфной примесью МвО. 4Феррохромовый шлак представлен крупными кристаллами шпинели-хромпикотита (И, Ее)0 ,ЮР,Сг)О.Пространство между зернами шпинелй заполнено центрирующей массой - анизотропной фазой с незначительным количеством стекла. Фаза определена как хромсодержащий пироксен типа клиноэнстатита М Сг%0. В шлаке присутствует большое количество хрома в виде скелетных кристаллов в зернах йинелк, а также в видекорольков, расположенных в промежутках между зернами шпинелиАктивность малофосфористого шлака обусловлена окислами марганца, калия и натрия. Основная масса шлака представлена тефроитом 2 МоО ЯО. Промежутки между зернами тефроита заполнены стеклом, среди стекла присутствует незначительное количество бустамита СаО МпО 51 02), Р -кристобалита 1 Й-ЭО)и сульфида марганца и кальция.Шлаки имеют небольшую .удельную поверхность 0,4-0,8 м,г и крупные поры с радиусом до 90000 А, что в сочетании с их минералогическим, химическим составом и технологическими параметрами процесса не дает отложения углеродистых соединений на поверхности шлака, Вследствие высокой теплопроводности шлаков и большой скорости потока нафталиновоздушной смеси перегревов шлака знанительных температурных всплесков впроцессе очистки не наблюдается. Обеспечивается стабильный температурный режим очистки.С целью активации каталитического Действия шлаков в реакциях глубокого окисления непредельных и азот- содержащих примесей и снижения образования промежуточных продуктов окисления шлаки подвергают промотированию окислами кобальта 3-5 от весашлака.Пары нафталиновой фракции в воздухе при концентрации 35-42 г/м про 3 пускают над одним из промотированных шлаков при 450-500 С, объемной скорости 2000-4000 ч.4.При прохождении нафталиновоздушной смеси через слой шлака сопутствующие нафталину примеси индол, бензонитрил, инден, индан, тионафтен, хинолины, их алкилпроизводные гомологи, алкилпроизводные гомологи нафталина частично илй полностью окисляются до СО и Н 20 , азота, сернистого ангидрида и альдегидных продуктов неполного окисления, которые при последующей дистилляции отделяются от нафталина. В отношении глубокого Окисления непосредственно нафталина в указанном температурном режиме шлаки малоактивны. В результате очистки обесфеноленной обеспиридиненной988802 фракции вышеуказанным способом получают очищенный от индола и непредельных соединений технический нафталин с температурой кристаллизации 76- 77 ОС с выходом 93,8-94,5 от исходного сырья.4 Последующая дистилляция позволяет получать нафталин более высокого качества.П р и м е р 1Очистку проводят на пилотной установке Объемом реактора 0,1 л при 470 С,используя в каче стве катализатора,конвертерный ванадиевый шлак промотированный 3 СаО следующего состава, ; МпО 8,4; Ч 2 ОУ 14 т 6; Т 309,5) Ид 01;8 Йь 07,0;910 д 17,8 у СаО 1,1; 8901,3, Р 0,05, 5 ре О остальное. Очистке подвергают обесфеноленную, обеспиридиненную нафталиновую Фракцию, содержащую . 87,7 нафталина. Характеристика исходной нафталиновой фракции пред ставлена в таблицефракцию непрерывно подают в испаритель и нагреваюто 140 ОС, В испаритель компрессором непрерывно подают воздух, который,насыщаясь парами нафталина до 25 концентрации 37 г/л поступает на шлак. Объемная скорость подачи иафталиновоздушной смеси составляет 3000 ч ,выход катализатора составляет 94 с температурой кристаллизации 76,7 ОС, что соответствует техническому нафталину марки В. Характеристика очищенной нафталиновой фракции на промотированном кобальтом ванадиевом шлаке в сравнении с нецромотированным представлена в таблице. Последующая дистилляция очищенной нафталиновой фракции позволяет получить технический нафталин марки А ГОСТ 16106-70).П р и м е р 2. Опыт проводят в 40 условиях примера 1, но при температуре 450 С, объемной скорости 4000 ч нц феррохромовом шлаке, промотированИсходнаянафталинов аяфракция Характеристика очищенной нафталиновой Фракции на шлаках Показатели ванадиевом, промотированном 3 СаО малофосфористоммарганцевом, промотированном 5СаО феррохромовом, промо 1 тнрованном .3,5 СаО 76,9 77,0 76,7 Содержание, : Индол 0,01 0,02 0,27 Нет Индан Нет Нет 0,04 Нет Нет Нет Нет 0;36 ИнденБензонитрил Нет Нет Нет 0,16 р -метилнафталин 0,36 0,32 0,29 2,33 Температура 73,5кристаллиэацииоС 6ном 3,5 СоО, Выход катализатора составляет 94,6, температура крис- таллизации 76,9 фС. Характеристика очищенной нафталиновой фракции. пред" ставлена в таблице. Последующая дистилляция очищенной фракции позволяет получить технический нафталин марки А.П р и м е р 3Опыт проводят в условиях примера 1, но при темпера" туре 50) С, объемной скорости 4000 ч ,концентрации нафталина 42 г/м,на малофосфористом марганцевом шлаке, промотированном 5 ССО, Выход катализатора составляет 93,8 температура кристаллизацйи 770 С, Характеристика очищенной йафталиновой фракции представлена в таблице. Последующая дистилляция позволяет получить очищенный нафталин второго сорта. 11 реимущество предлагаемого способа очистки нафталиновой фракции заключается в том, что процесс идет без каких-либо отходов, не требует регенерации катализатора и позволяет получать технический нафталин, не содержащий непредельных и азотсодержащих примесей типа индола, бензопирена, которые являются основными каталитическими ядами в процессе дальнейшей переработки нафталина во вталевый ангидрид. Кроме того, в процессе используется условный доступный катализатор.Шлаки выпускают согласно.технических условий. Себестоимость шлаков в зависимости от их химического состава и способа производства составляет 50-350 руб./т что даже после промотирования снижает себестои" мость катализатора данного процесса в сравнении с алюмосиликатным в 5-10 раэ,988802 Продолжение таблицы Характеристика очищенной нафталиновой фракции на шлаках .Исходнаянафтали"новаяфракция Показатели малофосфористом марганцевом, промотированном 5СаО феррохромовом, промо-,тированном3,5 СаО ванадиевом,промотированном3 СаО д -метилнафталин 1,01 0,18 0,15 0,08 Дифенил Аценафтен 0,28 0,02 0,05 0,03 0,18 Нет Нет Нет Неидентифицированныепримеси 0,13 Нет Нет Нет Сумма примесей 4,76 0,42 0,47 0,58 формула изобретения Составитель Т. РаевскаяТехред Е.Харитончик Корректор С. Шекмар Редактор Т.Митрович Заказ 10983/31 Тираж 416 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ очистки обесфеноленной и обеспиридиненной нафталиновой фракции путем каталитического окисления сопутствующих нафталину примесей в 30 токе воздуха при повышенной температуре с последующей дистилляцией, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса, в качестве катализатора используют промотированные окисью кобальта в количестве 3-5 вес.конвертерный ванадиевый шлак, или передельный малофосфористый марганцевый шлак производства углеродистого ферромарганца, или феррохромовый шлак, ипроцесс проводят при температуре450-500 С. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 654599, кл. С 07 С 15/24, опублик.1979.2. Патент Великобритании 9682098,опублик. 1950.3. Авторское свидетельство СССРР 468905, кл. С 07 С 15/24, опублик.1975 прототип