Способ очистки нафталина
Иллюстрации
Реферат
Сеюз Севетсиик
Свцивииетичееиик
Реепубини ать
Фец энспртйв
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) дополнительное к авт. свид-ву (22) Заивлено 150975(23) 21721б2/23-04
С 07 С 15/24
С 07 С 7/12 с присоединением заявки %— (23) ЙриоритетГосударствеииый комитет
СССР ио делам изооретеиий и открытий (63) УДК 547. 652 1 (088. 8) Опубликовано 150379. оюллетень ЭЙ 10
Дата опубликований описании 150379
В.К. Кондратов, В.Г.Выхристюк, Н.Д.Русьянова, Г.Е.Власенко, И.В.Бутина, В.К.Качаев,А.Н.Патрушев, Б.К.Порошин и И.Б.Школлер (72) Автори изобретении
Восточный научно-исследовательский углехимический институт
P3) заявитель (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ НАФТАЛИНА о
Изобретение относится к способу очистки нафталина.
Известны способы сорбционной очистки прессованного нафталина с применением различных адсорбентов — активированного угля,силикагеля, окиси алюминия, кокса, песка, бентонитовых глин, пемзы и алюмссиликатов (1).
Процесс очистки заключается в пропускании расплавленного нафталина через адсорбент с последующим фильтрованием.
Процесс достаточно эффективен, но для глубокой очистки сыръя требуется относительно большое количест15 во адсорбента, . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки нафталина, заключающийся
s том, что пары нафталина пропускают ,над алюмосиликатом в токе воздуха или инертного газа при 300-380 С.
Примеси адсорбируются на алюмосиликате, а нафталин с целью повышения качества продукта подвергают дистилляции (2).
Недостатками данного способа являются небольшая иэбирательность алюмо» силиката к азотистым и сернистым сое- "© динениям,необходимость отгонки адсорбированного алквюсиликатом нафталина . острым паром и низкое качество получаемого очищенного продукта.
Целью изобретения является упрощение технологии очистки нафталина, получение продукта высокого качества.
Поставленная цель достигается описываемым способом очистки нафталина, состоящим в пропускании паров нафталина в токе воздуха или инертного газа при повышенной температуре через слой цеолита типа А, содержащего катионы Al +, Бп4, Cr +, Mu +, катионы металлов 1, П или подгруппы железа YBI группы Периодической системы- или их смесь. Предпочтительно процесс проводить при 130-200 С.
Отличием предлагаемого способа является использование в качестве адсорбента указанного цеолита.
Технология способа состоит в следующем.
Нафталиновую Фракци1о, отмытую от
Фенолов и оснований, предварительно перегоняют. Пары фракций в токе сухого воздуха или сухого азота пропускают через колонку, эаполненную цеолитом эернением 0,25-0,5 мм о при температуре 130-200 С и весовом
Продолжение табл.1
Тип и, содержание катионов, %
0,510 Sn + 33,62
Na+ 0,55
Са + 3,47
0,583 Al 7,01
Na+ 0,97
Са + 3,71
0,902 Li 1т51
Иа 1,08
Са 7,88
0,817 Cr 5,54
Na+ 0,41
Са 2,60
О,? 73 ИН, 0,49
Na 0 21
По отношению к тионафтену эффективными являются цеолиты, содержащие катионы Fe3+, Mn +, Zn,2-метилнафталин хорошо удаляется на цеолитах
FeCaNaA, NaA и CaNaA, а 1-метилнафталин — на цеолитах ИаА, CaNaA, KNaA, NiCaNaA, FeCaNaA.
Для удаления других высококипящих примесей целесообразно применять сита, содержащие катионы Са +, К»
Ni, Fe +, и природный адсорбент.
Лучше всего очистка нафталина от всех примесей идет на цеолите FeCaNaA, при этом получается продукт, содержащий . 99,7% нафталина. характеристика применяемых цеолитов приведена в табл.2.
Табллца2
Ви це держаонов, оше- Тип и содержание катионов, Si Ъ
Вид цеолита
0,87 Na 12,50
Природный образец N .2 От212
Э+
Fe
Na
Са +
К
Mg +
0,83
0,27
2,72
0,86
1,92
0,90 Са 8,10
„ + 11,10
CaNaA
K 16,60
Na 1,68
0,92
FeCaNaA, Р 1 0,266
12,87
0,50
0, 49
О 95 Ид 2 39
Na 2,47
FeCaNaA, Р 2 0, 756 е з+
Иа
Са +
4,48
0,71
3 ° 2 2
Ва 26,53
24
Na 1 72
Ag
Na+
Са +
0,91
0,883
43,20
0,53
1,74
AgCaNaA
3 652165 соотношении 1:6-1:12. В колонке наф .. талин контактирует с поверхностью ацсорбента, при этом примеси адсорбируются на поверхности, а нафталин проходит через слой цеолита. На выходе иэ адсорбционной колонки нафтаSnCaNaA лин охлаждают и выделяют в кристаллическом виде. Перед регенерацией адсорбированный нафталин выдувают током газа при повышении температуры на 30-50 C по сравнению с температурой очистки исходного сырья, при 10
А1СаМаА этом происходит практически полная десорбция оставшегося в слое сорбен- та нафталина, после чего производят регенерацию цеолита для следующего цикла адсорбции. 15
Регенерацию адсорбента проводят продувкой воздухом при 400-500 С.
Цеолиты выдерживают многократную регенерацию и работают без потери CrCaNaA активности. 20
В табл,1 представлены .результаты по очистке технического нафталина
>I
" на различных типах цеолитов, отличающихся друг от друга, в основном, НИаА по виду и содержанию катионов. 25
Анализируя результаты таблицы, можно сделать вывод о том, что все изученные типы цеолитов обладаютселективностью к примесям нафталина и могут быть использованы для полу чения очищенных сортов наф-.алина.
Предпочтительно для очистки от индана можно рекомендовать цеолиты, содержащие катионы Na К, Са Си, Б1
Fe +, а также природный цеолит.
Очистку оТ непредельных соедине-;. ний целесообразно проводить на поверхности цеолитов, содержащих катион природного цеолита.
Для очистки от бензонитрила пригод-4О ны все цеолиты, от индола — цеолиты, 4 4 g4 содержащие катионы Ca, Na, Zn
Co + +Сц +, Сй, Ре + Мп
Таблица 1
652165 6
Продолжение табл.2:
Со 2,98 5
Na 2,21
1,30
CoNaA
1,25 Сс1 3,12
Na 0,88 )0
2+
Си
Ca2+
Nа
6,22
6,69
0,82 )5
0,96
С CaNaA
NiCaNaA
Ca2+
Na+
7,87
0,28
2,48
0,78
FeCaNaA
Еп 6,90
Са 7,63
Na 0,45
3О
ZnCaNaA
0,85
2+
Мп
Са2+
Na+ о
7,82
5,20
0,67
0,77
Fe 1,97
Ca + 2, 38
К + 1,33.
Природный, 0,26
Пример l . Ректифицироваиный нафталин Западно-Сибирского металлургического завода -(ЗСИЗ), содержащий,Ъ: нафталин 98,60, индол 0,616, тионафтен 1,067, 2-метилнафталин .0,078, инден 0,011, индан 0,001, днфенил 0,003 и другие примеси 0,214 (температура кристаллизации 79,40 С, окраска 6,5, йодное число 2,36 ед.), испарают в токе сухого воздуха и 50 пропускают через слой природного цеолита.
Условия опыта следующие: размер зерен цеолита 0,25-0,50 мм, длина колонки 250 мм, диаметр 18 мм, темпе-, ратура опыта 130-140 С, время опыта
20 мин, соотношение нафталин/цеолит
1гl0. На выходе нз колонки поддерживают вакуум (остаточное давление >, 400 мм рт.ст.), на входе — давление ® атмосферное.
Очищенный нафталин конденсируют и анализируют. Получают продукт с температурой кристаллизации 79,80 С и выходом в расчете на исходный
93,2Ъ,содержание в нем нафталина
65 г
0,96 -Ni 0,55
Са2+ 7, 44
Na+ О, 29
99,3%, тионафтена 0,507%, 2-метилнаф талина 0,043%, окраска и йодное число О.
Пример 2. Прессованный нафталин Авдеевского коксохимического завода, содержащий,Ъ: нафталин
97,39, индол 0,203, тионафтен 1,952(2-метилнафталин 0,232; инден 0,046 дифенил и диметилнафталины 0,061 и другие примеси 0,116 (температура кристаллизации 78,70 С, окраска 5,9, йодное число 2,36 ед.),испаряют в токе сухого воздуха и пропускают через слой природного цеолита в условиях, аналогичных описанным в примере 1..
Получают продукт с температурой кристаллизации 79,60 С и выходом в расчете на исходный 94,50%, содержание в нем нафталина 98,95%, тионафтена 0,592%, 2-метилнафталина 0,0713, окраска О, йодное число 0.19.
Пример 3. Дистиллированный . нафталин Нижне-Тагильского металлургического комбината (НТМК) с температурой кристаллизации 76,70 С, окраской 7,7 и йодным числом 0,95, содержащий,Ъ| нафталин 93,65, индан 0,019, инден 0,018, бензонитрил 0,026 тионафтен 0,900, 2-метилнафталин 3,217, 1-метилнафталин 0,797; дифенил и диметнлнафталины 0,184 и другие примеси 1,19, пропускают через слой природного цеолнта в условиях, аналогичных описанным в примере I.
Получают очищенный нафталин с температурой кристаллизации 79,03 С и выходом в расчете на исходный 92,0Ъ, содержащий,Ъ: нафталин 98,01; индан
0,002; тионафтен 0,504; 2-метилнафталин 1,1811 1-метилнафталин 0,248; дифенил и диметилнафталины 0,059, окраска 0, йодное число 0,19, и р и м е р 4. Нафталиновую фракцию Нижне-Тагилъского металлургического комбината, содержащую,%: нафталин 87,67; индан 0,035; инден
0,354; бензонитрил 0,205; тионафтен
0,8071 2-метилнафталйн 3,599; 1-метилнафталин 1,447, дифенил и диметилнафталины 0,741; аценафтен 0,222; дифениленоксид 0,174; индол 0,573 и другие примесИ 4,21 (температура кристаллизации 73,47 С, окраска 75,0, йодное число 2,41 единиц), пропускают через слой цеолита FeCaNaA 9 2 в условиях, аиалогичнйх описанным в примере 1, Получен очищенный нафталин с выходом 89,0% в расчете на исходный и о температурой кристаллизации 78,32 С.
Окраска очищенного продукта 1,3, йодное число 0,13, содержание,Ъ: нафталин 96,69> тионафтен 0,19;
2-метилнафталин 1,342; 1-метилнафталин 0,356; дифенил и диметилнафталины 0,134.
7 6521
Пример 5. Перегнанную.нафталиновую фракцию Челябинского коксохимического производства, содержащую,%: нафталин 84,28; индан 0,194; инден 0,273, бензонитрил 0,415; тионафтен 0,920> 2-метилнафталина 5,845;
1-метилнафталин 1,774> дифенил и диметилнафталины 1,051; аценафтен 0,628; дифениленоксид 0,236; индол 0,677 (температура кристаллизации 71,60 С, окраска 50, йодное число 3,43 ед.), пропускают через слой цеолита
Результаты очистки различных сортов нафталина
Температура опыта, С o
135 135
140 140
150
Выход очищенного продукта, %
91,9 94,2
95,0 92,0
89,0
Температура кристаллизации, С
76,70 79,24 78,73
Окраска по йодометрической шкале, ед, шкалы
7,7 1,0 0,7
0,95 0,00 0,06
0i0 0,0
19,0 0,0
2,86 0,13
4,8
Йодное число
0,69 0,00 0,00
Содержание, %: нафталин
93,65 98,37 97,45 98,30 99,13 99 30 92,35 99,30
0,019 0,006 0,005 0,001
0,018 0,004 0,003
0,026 0,002 0,005
0,900 0,241 0,492
3,217 0,450 1,787
0,797 0,101 0,430
0,184 0,002 0,147
0,015
0,001
0,349 0,263
0,193 0,166
0,303
0,288
0,045
0,034
0,470
0,332 дифенил и диметилнафталины
0,183 0,013
0,760
О, 341
О, 154
0,372 аценафтен . дифениленоксид индол
0,215
Из примеров 1-5 и данных табл.3
" следует, что при очистке различных сортов нафталина (ректифицированный, дистиллированный, прессованный, пере- 56 гнанная и: неперегнанная фракции) раэ" ЙЖ "заводов Hcl ïîâåðõíîñòè предлагаемых цеолктов повышается температура кристаллизации очищенного продукта, реэко уменьшаются окраска и йодное число, — снижается содержание основных примесей (индана, индена, индола, бензонитрила, тионафтена, метил- и диметилнафталинов и др.).
Для очистки нафталина можно испольэовать природные цеолиты, взятые из 65 месторождений цеолитсодержащих сорбентов на территории Грузинской CCP.
Минералогический анализ этих сорбентов показывает, что они содержат
50-74% мономинеральных скоплений цеолита типа клиноптилолита с 23-27% примесей монтмориллонита.
Данные цеолиты относятся к типу . высококремнеземистых с отношением
S-O g .А1д О 8, 6-1 О, 1, имеют ра эмер окон 4,1-6,2А и 2,7-5,7А (окна с эллиптическими сечениями каналов) и следующий химический состав. %:
А1 О 9,9-13,2
S 10 61,3-71,8 индан инден бензонитрил гяонафтен
2-метилнафталин
1-метилнафталин
79,20 79,70 79,80 76,0 79,80
0,340
0,245
О i 198
0,756
2,403
0,759
652165
Таблица 3 разных заводов на цеолитах в токе воздуха
140 140
140
140
140
140 140 140
86,5 90,1
91,0
95,0
84,0
73,47 77,63 78,40
75,10
78,70
77,21
2,7
75,0 4,2
2,41 0,13
2,6
5,6
0,22
50,0
3,43
3,8 5,7 22,9
0,26 1,27 0,33
0,33
0,06
0,28
96,85
0,074
0,045
90 65 87,67 95,36
94,60
0,014
0,035
0,354
0,205
0,807
0,067 0,029
0i010 0r0l0
0,016 0,017
0,829
5,017
0,008 0,194 0,026
0,008 0,070
0,041 0,029
0,034 0,182
0,572 0,846
3,560 3,744
0,273 0,008
0,415 0,056
0,025
0,437
0,432 0,920 0,801
1,454 5,845 4,446
0,551
0,495
2,863
3,599 3,141 1,311
1,447 1,120 0,380
0,452
О, 960
0,551 0,359
0,741
0,222
0,174
0,932
0,246
О, 040
О, 038
0,067
0,064
0,628
0,301
0,082 — 0,328
0,113
0,011
0,120
Следы 0,125
0,369 0,051
0,573
0,677
Таблица 4
3,5
4,0
5,0
3,0
Ь1А
NaA
СаМаА .KNaA
FeCaNaA 9 1 в условиях, аналогичных описанным в примере 1.
Получают очищенный нафталин с температурой кристаллизации 79,78 С и выходом s расчете на исходный 80,0%, содержащий,%: нафталин 99,27; 2-метила
90,5 80,0 91,5
71,60 76,81 76,30 75,20
97,39 84,28 93,87 92,87 90,85
1,774 1,487 1,175 ).,)93
0,211 1,051 0,651 0,653 0,744
СаО 1,34-3,82
Иа О 0,36-1,54
О 1,43-2,2
MgD 0,54-2,8
МоО l,52-1,83 еа Оз 2,18-3,48
T iOg 0,34-0,51
МпО 0,10-0,15
Рф О 0,04-0,16
Н О 3,12-4,84
Прочие посторонние примеси 6,00-8,95
8 табл.4 представлен возможный размер пор цеолитов, содержащих различные катионы. Из данных табл.4 нафталин 0,352; 1-метилнафталин 0,007) диметнлнафталины и дифенил 0,069.
Окраска очищенного продукта 0,5, йодное число 0,25 ед.
Условия опытов и полученные результаты приведены в табл.3. видно, что в зависимости от типа введенного катиона диаметр входных окон цеолитов колеблется в .пределах 3,0-7,63.
652165
Продолжение табл.4.
Продолжение табл.5. содератиона верхний
BaNaA
MgNaA
ZnCaNaA
CoNaA
С 11 аА
CuCaNaA
NiCaNaA
З,о
3 5 з,з
3,7 з,з
5,2
4,5
7,6
AgCaNaA
FeCaNaA
NnCaNaA
4,2 формула изобретения
12,50
8,10
16,70
4,11 30
Na+
С ай+ к+
CaNaA
KNaA
NgNaA
BaNaA .
Mg >+
Я+
Ва +
Со
3+
Cd
Cug+
N1
Fe
2п
26,85
7,56
37,84
25,35
2,93
13,69
17,14
CoNaA
CdNaA
CuCaNaA
N1CaNaA
FeCaNaA
ZnCaNaA
Составитель О.Иванов
Редактор T.Äåâÿòêî Техред 3.Фанта Корректор Л.Мельниченко
Заказ 978/24 Тираж 512 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП Патент, r.Óâãîðîä, ул. Проектная, 4
1б
Минимальные и максимальные пределы содержания введенных катионов в используемых цеолитах предста:лены в
1табл.5.
Т а б л и ц а 5
2,22
5,70
6,75
0,37
25,90
2,98
8,19
1,16
0,49
3,98
4,43 г
NnCaNaA Mn 1,28 10,88
Ag 5,37 43,20
CrCaNaA Cr 0,93 5,54
A1CaNaA А1 1,54 7,01
31
LiNaA Li 0,41 1,51
Из данных табл.5 видно,что содер-, жание введенных катиОнов может колебаться в пределах от 0,3 до 43%.
1. Способ очистки нафталина путем пропускания паров нафталина в токе воздуха или инертного газа при повышенной температуре через слой адсорбента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения качества продукта, в качестве адсорбента используют цеолит типа А, содержащий катионы Al, Sn, Cr, Mn
Э+ 4+ s г+ катионы металлов 1, П или подгруппы железа УМ группы Периодической системы или их смесь.
2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что процесс проводят при 130-200 С.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. филипов В.И., Бабаева Л.А, Подготовка технического нафталина для производства фталевого ангидрида. Кокс и химия, 1973, М 4, с.34.
2. Авторское свидетельство СССР
9 278664, кл. С 07 С 15/24, 1962.