Способ выделения и очистки сырых хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы

Способ выделения и очистки сырых хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (Н) А1 (51) 4 С 07 D 215/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3558080/23-04 (22) 25.02.85 (46) 15,05.87. Бюл. ¹ 18 (71) Восточный научно-исследовательский углехимический институт и НижнеТагильский металлургический комбинат им. В.И.Ленина (72) Е.Г.Новиков, В.С.Новоселов, А.А.Керн, А.Н.Сепагин, Г.Г.Русанов и Г.В.Хомутинкин (53) 547.831(088.3) (56) Коган Б.Е., Колесникова Р,Я. и др. Выделение оснований из смолы на коксохимическом производстве

НТМК. — Кокс и химия, 1980, ¹ 4, с. 38-40.

Nowieki B.M. Poltechniczna insta1acja do otrzymywania chinoliny.

Przem. chem. 1965, т. 44, № 3, с. 145-147. (54) (57) 1. СПОСОБ ВЫ ЕЛЕНИЯ И ОЧИСТКИ СЫРЫХ ХИНОЛИНОВЫХ ОСНОВАНИЙ ИЗ

СУЛЬФАТОВ ОСНОВАНИЙ НАФТАЛИНОВОЙ И

ПОГЛОТИТЕЛЬНОЙ ФРАКЦИЙ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ СМОЛЫ путем частичной нейтрализации сульфатов, зкстракцией примесей органическим растворителем и разложением очищенных сульфатов щелочным агентом, о т л и ч а ю щ н и с я тем, что, с целью упрощения процесса выделения и очистки сырых хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракций, повышения их степени очистки и утилизации хинолинового предгона со стадии ректификации хинолиновых оснований, в качестве органического растворителя для экстракции примесей из сульфатов используют хинолиновый предгон со стадии ректификации сырых хинолиновых оснований.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, предварительную нейтрализацию сульфатов оснований осуществляют хинолиновым предгоном.

3. Способ по пп. 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повьппения степени удаления примесей неосновного характера, экстракцию примесей органическим растворителем проводят в присутствии насыщенного раствора сернокислого натрия или аммония, добавляемого к сульфату в количестве 20- 200 об.X от объема сульфатов.

131

Изобретение относится к усовершенствованному способу выделения и очистки сырых хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы, используемых в качестве исходного сырья для выделения из них индивидуальных компонентов или фракций ректификацией.

Цель изобретения — упрощение процесса выделения и очистки сырых хинолиновых оснований, повышение их степени очистки и утилизации хинолинового предгона со стадии ректификации хинолиновых оснований, что достигается экстракцией примесей иэ сульфатов сырых хинолиновых оснований хинолиновым предгоном.

В .примерах используют образец технических сульфатов оснований, по лученных из нафталиновой и поглотительной фракций каменноугольной смолы коксохимического производства

Нижне-Тагильского металлургического комбината, и предгон, получаемый при ректификации выделенных очищен9 ных оснований с т.кип. до 235 С.

Состав оснований и двух образцов предгона, используемого в качестве экстрагента, приведены в табл, 1, Как видно из табл. 1, содержание хинолина в предгонах близко к таковому хинолиновой фракции (80-857) .

Содержание углеводородов и фенолов в предгонах значительно выше, чем в неочищенных основаниях, В экстрагенте II этих примесей в 2 раза больше, чем в экстрагенте I Эмпирически установлено, что сырые основания становятся растворимыми без остатка в бензоле только в том случае, если количество в них кубового остатка меньше 47.

Пример 1. К 200 мл сульфатов оснований добавляют 100 мл воды и экстрагент в количестве, указанном в табл. 2. Смесь тщательно встряхивают, а затем отстаивают в течение .0,5 ч. Слои разделяют и измеряют объем экстракта и оснований. Нижний слой представляет собой водный раствор очищенных сульфатов. Его разлагают технической содой (для 200 мл данных сульфатов требуется 42 г соды, чтобы в полученном растворе сульфата натрия рН было в пределах 7-8). После отстаивания в течение 0 5 ч свободные основания отделяют от нижнего натрия.

Основания испытывают на способность растворяться в бензоле, перегоняют до 300 С и анализируют фракции на хроматографе ЛХИ-8МД с пламенно-ионизационным детектором. Колонка длиной 3 м с внутренним диаметром

3 мм. Носитель — хроматон М (О, l60,20 мм), 207-ный дифениловый эфир в качестве фазы. Температура испарио теля 300 С, газ-носитель — гелий.

Сухой остаток взвешивают и таким об разом определяют кубовый остаток.

Результаты анализа представлены в табл. 2.

Из данных табл . 2 видно, что во всех случаях под действием экстрагентов количество смолистых примесей уменьшается в 3-4 раза. Все полученные основания смешиваются без остатка с бензолом. В то же время при разбавлении эталонного образца происходит обильное выпадение смолистого шлама.

При уменьшении расхода экстрагента I количество экстракта уменьшается, но заметно увеличивается количество примесей в основаниях, выде30 ленных из очищенных сульфатов. Экстрагент ХХ при указанном в табл. 2 расходе практически не очищает сульфаты от углеводородов и фенолов, а удаляет только смолистые примеси, При увеличении расхода экстрагента от 80 до 100 мл содержание фенолов в полученных основаниях изменяется незначительно. Поэтому верхний предел расхода экстрагента можно ограничить 50 об.7. от взятых на очистку сульфатов.

Пример 2, К 200 мл сульфатов оснований добавляют 100 мл воды, 70 мл экстрагента I и обработанный

45 раствор сернокисло":о натрия из примера I (опыта 3) в количестве, указанном в табл. 3. Дальнейший процесс проводят, как в примере 1. В табл. 3 показано влияние добавки раствора отработанного сернокислого натрия со стадии разложения cyíüôàòoâ оснований на степень очистки оснований.

Из данных табл, 3 видно, что высаливающий агент способствует удалению углеводородов и особенно фенолов.

Этот прием позволяет получать основания, содержащие углеводороды и фенолы в концентрации ниже 0,17, поэтому

0395 2 слоя — водного раствора сернокислого

1310395

3 при ректификации таких оснований хинолиновые предгоны будут более чистыми от примесей неосновного характера, чем экстрагенты I u II.

В опыте 3 (40 мл агента) в полученных основаниях содержится 55,6% хинолина, а в неочищенных 49,3 .

В то же время выход очищенных оснований примерно в 1,8 раза больше, чем неочищенных. Это свидетельствует f0 о том, что значительная часть хинолина, имевшегося в экстрагенте I, перешла в сульфаты, а затем и в очищенные основания.

Увеличение расхода высаливающего 15 агента от 40 до 100 мл приводит к малому изменению углеводородов и фенолов в основаниях. Поэтому верхний предел расхода высаливающего агента можно ограничить 30 об, от взятых 20 на очистку сульфатов.

Пример 3, К 200 мл сульфатов добавляют 100 мл воды и различное количество соды. Затем приливают r экстрагент I в количестве, указанном в табл. 4. Проводят обычную обработку и получают следующие результаты.

Предварительная нейтрализация свободных ионов водорода в растворах сульфатов оснований дает сернокислый 30 натрий, количество которого оказывается достаточным для снижения в очищенных основаниях концентрации углеводородов и фенолов ниже О, 1 . с помощью экстрагента I. 35

Судя по количеству выделившихся оснований, полная нейтрализация ионов водорода в данных сульфатах достигается при расходе соды, близком к 15 r ° Увеличение расхода соды при- 40 водит к снижению количества полученных оснований, что нецелесообразно, поскольку потери оснований могут происходить за счет хинолина. В последнем опыте концентрация хинолина в 4> основаниях составляет 51,3Х т.е. выше, чем в неочищенных основаниях (47,9 ) .

Пример 4. К 200 мл сульфатов добавляют 100 мл воды, 15 г соды, 0 раствор сернокислого натрия и 10 мл экстрагента (что соответствует примерно 15 имеющихся в сульфатах оснований). После обычной обработки получают результаты, представленные в табл. 5.

Как видно из табл, 5, даже экстрагент II в присутствии сернокислого натрия способен в 3-4 раза снижать количество углеводородов и фенолов по сравнению с неочищенными основаниями, что позволяет получать более чистые предгоны и продукты. На примере экстрагента I имеющего более низкое содержание примесей, видно, что при том же расходе достигается более лучшая степень очистки без дополнительного введения раствора сернокислого натрия.

В табл . 5 приведены результаты опытов при минимальном расходе весьма посредственного экстрагента.

Уменьшение количества высаливающего агента с 40 до 30 мл приводит к повышению содержания фенолов в основаниях. Поэтому нижний предел расхода высаливающего агента следует ограничить 20 об. от взятых на очистку сульфатов °

Пример 5. К 200 мл сульфатов оснований добавляют 20 мл экстрагента II 100 мл насыщенного раствора сульфата аммония и 18 мл 257-ного водного аммиака. После отстаивания в течение 0,5 ч верхний слой отделяют, а нижний слой разлагают 36 мл

25%-ного водного аммиака. После отстаивания в течение 0,5 ч получают

76 мл оснований и 20 мл экстракта.

Полученные основания имеют следующий состав, .: кубовый остаток 1,60; углеводороды 0,08; фенолы О, 15.

Согласно полученным данным, по высаливающему действию сернокислый аммоний не уступает сернокислому натрию. Поскольку первый имеет значительно большую растворимость в воде, отпадает необходимость предварительного разбавления сульфатов оснований. водой, как при использовании соды.

Таким образом, предложенный способ выделения и очистки хинолиновых оснований из сульфатов оснований нафталиновой и поглотительной фракции каменноугольной смолы упрощает процесс выделения и очистки сырых хино-. линовых рснований, повышает (содержание кубового остатка уменьшается с 4,86 до 1,5 ) их чистоту и позволяет утилизировать предгон, получаемый при ректификации очищенных оснований.! 310395

Таблица 1 н Кубовый Углеводо- Фенолы остаток роды

0,60

4,88

0,30

1,27

1,73

1,00

2,31

3,83

1,19

Таблица2 ено та Ос

76,5

4,88

0,30

0,60

100

143

1, 16

0,03

0,21

30

137

1,53

0,18

0,22

22

135

1, 17

0,22

0,42

135

1,54

0,31

0,51

Таблица3

Получено, мл

Кубовый ос- Углеводо- Фенолы таток роды

Оснований

Экстракт

4,88

0,60

0,30

76,5

0,42

0,22

1, 17

135

0,05

0,10

11 19

128

1,04

0,09

0 05

126

32

1,04

0,08

0,03

100

Сырые основания 47,9

Экстрагент I 79,6

Экстрагент II 85,0

Высаливающий агент, мл г

Содержание, Х остав оснований, Ж

Углеводо- Фенолы роды

Состав оснований, Ж

Таблицами

1310395

Состав оснований, Е

Получено, мл

Взято

Кубовый ос- Углеводо- Фенолы таток роды

Экстрагента, Экстракта Оснований мл

Соды, r

0i30

4,88

76,5

0,60

0,07

1,35

50

0,04

1,14

0,09

0,08

0,08

1,22

0,05

Т а б л и ц

Состав оснований., 7-.

Получено, мл

Всего

Количество

Углеводороды

Основа- Кубовый ний остаток

Фенолы

Экстракта

Раствор,80

Экстрагент экстрагента, мл с.

76, 5

0,60

4,88 0,30

0,06

30

0,22

10

0,15

Составитель Н.Нарьппкова

Техред Н.Глущенко Корректор И.Эрдейи

Редактор И.Сегляник

Тираж 372 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раусшкая наб., д. 4/5

Заказ 1865/24

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4

59

53

10,5 78

13,5 76

14,5 75

1, 53 0,06

2,23 О, 10

2,14 0,10