Способ переработки низкотемпературной смолы

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН ВЯд ц 1, югф,;3 ф нйаь:,:,.фу 1ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСИОМУ ТЕЛЬСТВУ(71) Восточный ордКрасного Знамени нтельский углехимич 9 3Е.И,АндрейкЧугуевскаяна Трудовогоучно-ксследовский институт 088.8)США 9 2977299,лик. 1961.ША Р 3576734,блик. 19 71.ческий регламентроиэводственногоанцы" в г.КохтлаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ НИЗКО- ТЕМПЕРАТУРНОЙ СМОЛЫ от термической переработки твердых топлив, вклюв, чающий стадии ректификации, выделения Фенолов из фенолсодержащей Фрак ции, смешения фракций и окисления фракций воздухом при повышенной тем пературе с получением вяжущего, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения выхода вяжущего, ректификацию проводят с выделением фракций 180-280 С и выше 280 С, фракцию 180-280 С обесфеноливают, далее смешивают с фракцией вьвж 34 280 С в весовом соотношении 1:5-8и окисляют с конденсацией образующегося дистиллята и рециркуляцией его на окисление.50 55 60 65 Изобретение относится к переработке и использованию ниэкотемпературной каменноугольной смолы, получаемой при термических превращенияхгазовых и слабоспекающихся углейи может быть использовано при проььиапенном осуществлении процессапроизводства формованного кокса.В настоящее время в связи с дефицитом коксующихся углей отыскиваются пути расширения сырьевой базыа привлечением низкосортных и слабоспекающихся углей. Одним иэ перспективных направлений является процессполучения кокса, основанный на фор"мовании шихты из вышеуказанных сортов угля, нагретого до 400-450 С.В этом процессе термической переработки угля образуется до 8 смолы, близкой по составу к низкотемпературным смолам полукоксования,сланцевым смолам.Состав смолы отличается от смолслоевого коксования низкой степеньюпиролиза, наличием замещенных ароматических соединений, высоким содержанием фенолов и коксовой пыли,соответственно составляющим 10 и30. Такое содержание фенолов объясняется низкой степенью пиролиза смолы, а большая запыленность обусловлена самой технологией процессапрокалки формовок. За счет их движения по печи и относительно другдруга истирается поверхностный слой,образующиеся пылевидные частицыуносятся потоком парогазовых продуктов. Поэтому переработка смолыформованного кокса в условиях коксохимических заводов по существующим схемам затруднительна,Известен способ переработкинизко- и среднетемпературных смол,при котором смола подвергается быстрому пиролиэу при 800-1000 С в присутствии параазота, аммиака, галогенов. При этом выделяются продукты, идентичные продуктам при слоевом коксовании ( высокопиролизованная смола и гаэ) С 1 Ъ.сНедостатком этого способа является сложность и высокая стоимостьаппаратуры, значительный расходводы и газов и высокие энергозатра,ты на ведение процесса. Известен также способ переработки смолы, при котором низкотемпературную каменноугольную смолу нагревают от 350 до 500 С в присутствии кобальт-молибденового катализатора при высоком давлении. Процесс предпочтительно проводить в две стадии. метод позволяет получать бессернистое масло 123.Недостатком указанного способа является высокая стоимость процесса 10 15 20 25 30 35 40 45 за счет использования катализаторови применение высокИх давлений.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук иэобретерию является способ переработки низкотемпературной смолыот термической переработки твердыхтоплив, в частности сланцевой смолы,включающий стадии ректификации с отбором фракции 180-230 фС, 230-320 С,320-360 фС и выше 360 фС, выделенияводорастворимых фенолов из фракции230-320 С, смешения фракций 180230 С, обесфеноленной фракции 230320 С и фракции 320-360 С с получением целевого продукта и окисленияфракции выше 360 С воздухом притемпературе 230-250 ф С с получениемвяжущего. Выход вяжущего составляет 65.Дистиллят окисления после выделения фенолов, содержание которыхсоставляет 9,0, предлагается испольэовать как дизельное топливо 33.Недостатками известного способаявляются низкий выход вяжущего,высокие температурные пределы отборафракций и связанное с этим эакоксовывание аппаратуры, необходимостьприменения дорогостоящего эффективного оборудования и громоздкостьоборудования.Цель изобретения - повышение выхода вяжущего, используемого в дорожном строительстве,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу переработки низкотемпературной смолы от термической переработки твердых топливпутем ректификации с выделениемфРакций 180-280 С и выше 280 ОС.,обесфеноливание фракции 180-280 С,дальнейшего смешения обесфеноленнойфракции 180-280 С с фракцией выше280 фС в соотношении 1:5-8 и окисления воздухом при повышенной температуре с получением вяжущего с конден.сацией образующегося дистиллятаи рециркуляцией его на окисление. Тяжелая фракция (выше 280 С) смолы по физико-химическим характеристикам могла бы найти применение в качестве вяжущего в дорожной строительстве, но повышенное содержание фенолов, достигающее 6, ограничивает ее использование в этой области .При термоокислении одной тяжелой фракции не удается получить продукт, удовлетворяющий требованиям ГОСТ к связующему по содержанию фенолов, содержание их.остается на уровне 5-6. При совместном окислении тяжелой и нейтральной Фракции, содержание фенолов снижается с 5,3 до 2,8. Выбранное соотношение компонен. тов обусловлено выходом фракций,.п:ипаст до 340 С 30,0 Компоненты Содержание, 60 10,6 фенолы Основания 3,0 получаемых при дистилляции смолы,При уменьшении количества второгокомпонента тяжелой фракции) ни. -же 5 снижается. выход дорожного вяжущего на 15-20. При количествеобесфеноленной фракции меньше еди 5ницын апри мер, О, 51 оки сле нныйпродукт содержит до 4 фенолов, чтопревышает нормы ГОСТа 4641-74 посодержанию фенолов в дорожных дегтях марки Д 2-Дб.1 ОВозврат продуктов конденсациив процессе окисления в реакционнуюзону позволяет увеличить выход иулучшить физико-химические показатели окисленного продукта и делает 15возможным использование его в качестве вяжущего в дорожчом свидетельстве.На чертеже представлена технологическая схема устройства, реализующего предлагаемый способ, 20Из хранилища 1 смола подаетсяв трубчатую печь 2, где нагревается до 140 фС и направляется в испаритель 3 первой ступени на обезвоживание. Вода и легкие погоны, отбира 25еюне иэ верхней части испарителяпервой ступени, через конденсаторхолодильник 4 поступают в сепаратор 5 на разделение. Обеэвоженнаясмола самотеком поступает в хранили 30ще б, иэ которого подается на вторую ступень трубчатой печи, Нагретая до 300 С смола направляется виспаритель 7 второй ступени, иэнижней части которого тяжелая фракция самотеком передается в сборник 8, легкая фракция иэ верхнейчасти испарителя поступает в конденсатор-холодильник 9, на охлаждениеи собирается в хранилище 10 из которого подается в шаровые смесители 11 на обесфеноливание. Обесфеноленная легкая фракция с пределамикипения 180-280 С поступает в хранилище 12, из которого передаетсяв емкость 13 для смешения с тяжелой 45фракцией, выкипакщей выае 280 фС.Далее смесь фракции подается на окисление кислородом воздуха в кубы- реакторы 14, Подача воздуха осуществляется компрессором 15. Легкокипящие компоненты с температуройкипения 290 С охлаждаются в конденса торах-холодильниках 16 и возвращаются в зону окисления.Окисленный продукт самотеком подается в хранилище 17. 55Характеристика исходной смолы производства формованного кокса приведена в табл. 1.Таблица 1 Нейтральные соединения 37,8 Фракционный состав,Нейтральные соединения,входящие в состав исходной смолы, включают в свой состав алкилзамещенные ароматические углеводороды,мас.:Моноциклические 10-15Бициклические 50-60Трициклические 5-10и около 20 нафтеновых кислородсодержащих соединений,Пыль по данным петрографического состава представлена коксовыми частицами размером 0,1- 0,2 мм.П р и м е р 1. 100 г исходной смолы подвергают дистилляции, отбирают фракцию с пределами кипения 180-280 ОС, выход этой .фракции составляет 20 от исходной смолы. Содержание фенолов в этой фракций составляет 40. После обесфеноливания эта фракция в количестве 12 г поступает на совместное окисление с 80 г тяжелой фракции, выкипающей выше 280 С, в соотношении 1,0: 6,6 . Процесс окисления проводят при 300 фС в течение 5 ч при расходе воздуха 1,0 л/ч на 100 г смолы, с полным возвратом конденсата окисления в реакционную зону. Выход окисленного продукта составляет 93 от исходной смолы. Последукщие опыты проводят в тех же условиях, что в примере 1, но при различных соотношениях компонентов. Еезультаты про веденных э кспериментов приведены в табл, 2.фа о оФ ос Оо о аО сс а са м О С со о с с 3 Ч -3 О чСЧ3 Юс с о о 1 фо с 1 сч .3:чЧ Ю а -3 о ам Юф оС 3 М1С М1С.Хв Ы а 1Х с. Х 3 ЧЭБ цсх ам еС Х 390. Еаи иоПо данным табл. 2 продукты, полУ. ченные по 3 варианту при окислении смеси тяжелой фракции, выкипающей выше 280 С с нейтральной фракцией с пределами кипения 180-280 фС в условиях полного возврата дистиллята в зону реакции, обладают по сравнению с первыми двумя меньшей токсичностью содержание фенолов снижается с 5,8 до 2,8, более низкой тем пературой размягчения 56,0 против 75 что позволит снизить температуру приготовления асфальтобетонных смесей.Предлагаемый способ позволяет посравнению с известным увеличить выход вяжущего для дорожного строительства с 65 до 93, получить продукт с низким содержанием фенолов, удовлетворяющий требованиям ГОСТ 4641-74 на связующее,а также выделяет ценное химическое сырье для химической 10 промышленности (крезолы, ксиленолы) .Тираж 49 осударственного ко лам изобретений и Москва, Ж, Рауш