Розробка технології знесірчення нафталінової фракції коксохімічного виробництва - Автореферат

МІНІСТЕРСТВО ПРОМИСЛОВОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наукРозроблено спосіб отримання очищених сортів нафталіну шляхом знесірчення нафталінової фракції коксохімічного походження в присутності ?-нафталінсульфокислоти як каталізатора. Встановлено, що цей метод очистки від бензотіофену дозволяє: використовувати будь-яку нафталінвмісну сировину; виключити створення багатотоннажних кислих відходів, що погано утилізуються, та використання допоміжних токсичних реагентів. Розроблено методику проведення процесу вилучення бензотіофену з нафталінвмісної сировини. Показано вплив складу нафталінової фракції на процес очистки в присутності ?-нафталінсульфокислоти. Розраховано порядок та енергію активації реакцій, що проходять при знесірченні нафталінової фракції в присутності ?-нафталінсульфокислоти.Серед різних видів ароматичної сировини для промисловості органічного синтезу нафталін відіграє важливу роль, являючись вихідним продуктом для одержання таких сполук, як фтальовий ангідрид, бета-нафтол, нафталінсульфокислоти, амінонафталіни та ін., котрі використовуються для виробництва різного роду барвників, лакофарбових матеріалів, лікарських препаратів, пластифікаторів, поверхнево-активних речовин. Крім цього, останнім часом майже постійно спостерігається нестабільна потреба в чистому нафталіні, а це в свою чергу призводить до неравномірної роботи технологічних схем очистки нафталінових фракцій різної якості. В основу дисертації закладені результати науково-дослідних робіт по тематиці УХІНУ, Фенольного заводу та НТУ "ХПІ" протягом 1997-2001 рр., серед них:"Участие во внедрении процесса ректификации нафталиновой фракции в опытно-промышленных условиях ОАО "Запорожкокс",-в яких за участю та під керівництвом автора в період 1998-2000 рр. проводилось впровадження процесу для ВАТ “Запоріжкокс” в дослідно-промислових умовах Фенольного заводу. Мета і задачі досліджень - розробка гнучкої технології знесірчення нафталінвмісної сировини коксохімічного походження, що має техніко-економічні переваги в порівнянні з існуючими та дозволяє досягти високого ступеня виведення бензотіофену з нафталінової фракції різного складу при вилученні з процесу токсичних реагентів. Обєктами досліджень були обрані нафталінові фракції різних коксохімічних заводів України, нафталінсульфокислоти різної якості як каталізатор; нафталін різного ступеня очистки; розчини органічних основ, фенолятів; продукти від знесірчення нафталінової фракції.Вони складаються із наступних основних стадій: а) вилучення технічного нафталіну з нафталінової фракції методом кристалізації або ректифікації; б) хімічне перетворення домішок технічного нафталіну і усунення їх у виді смолистих речовин хімічними методами; в) заключна ректифікація з метою одержання вищих сортів нафталіну; Технічний нафталін, отриманий з цих нафталінових фракцій різними методами (кристалізація-плавлення, пресування, ректифікація), містить 2-3% бензотіофену в залежності від методу його одержання. Подано аналіз теоретичних основ хімічної взаємодії компонентів нафталінової фракції; запропоновано механізм протікання реакцій у процесі очистки нафталіну від домішок. Було встановлено, що в умовах проведення досліду бензотіофен в бінарній суміші з нафталіном (з вмістом бензотіофену до 4% мас.) зазнає перетворення на 55,0% мас. Для експерименту були використані зразки технічного нафталіну і нафталінової фракції з різним вмістом бензотіофену, %, мас.: у ректифікованому на установці централізованої переробки нафталінової фракції (ЦПНФ) нафталіні - 3,9; у нафталіні від кристалізації-плавлення - 1,6; у пресованому нафталіні - 2,1; в нафталіновій фракції - 3,4-5,2.Для промислового випробування була використана нафталінова фракція ВАТ “Запоріжкокс” наступного складу, % мас.: речовини, що википають до нафталіну - 2,5; нафталін - 80,8; бензотіофен - 4,8; метилнафталіни - 3,6; феноли - 5,8; органічні основи (у перерахуванні на хінолін) - 2,4; неідентифіковані - до 100. Як каталізатор процесу використовувалась сульфомаса, яка одержувалась сульфуванням нафталіну концентрованою сірчаною кислотою при 150-160 0С, складу, % мас. Під час проведення першої операції використовувалася свіжа сульфомаса, вміст ?-нафталінсульфокислоти в реакційній масі складав 15,5 % мас. Після досягнення температури реакційної маси 130 0С ступінь очистки нафталінової фракції від бензотіофену зростав із збільшенням тривалості витримки. Так, при 6-годинній витримці концентрація бензотіофену у фракції знизилася до 0,60% мас., при 9-годинної - до 0,4% мас. у порівнянні з вихідною - 4,8% мас.Одержані наукові та експериментальні результати дозволили розвязати конкретну прикладну народногосподарську задачу - розробити технологію одержання очищеного нафталіну згідно ГОСТ 16106-82 безпосередньо з високосірчистої нафталінової фракції в присутності ?-нафталінсульфокислоти як каталізатора, яка виключає використання токсичних реагентів і утворення кислих відходів, що не мають поки

2. Основний зміст дисертації