Адсорбент для очистки технических сортов нафталина

 

Применение шлаков сталеплавильного производства в качестве адсорбента для очистки технических сортов нафталина. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) О)) 4(5!) С 07 С 15/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3442258/23-04 (22) 24.05.82 (46) 23.03.85. Бюл. №- 11 (72) Л.Б. Павлович, С.Н.Морозова, Н.А.Морозкина, Н.Б.Жилина и Т.M. Тесаловская (71) Кузнецкий филиал Восточного ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательского углехимического института (53) 541.183.5(088.8) (56) 1. Филиппов В.И., Бабаева Л.А, Подготовка технического нафталина для производства фталевого ангидрида. — "Кокс и химия", 1973, № 4, с. 34.

2. Авторское свидетельство СССР № 278664, кл. С 07 С 15/24, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 652165, кл. С 07 С 15/24, 1979.

4. Авторское свидетельство СССР

¹ 701983, кл. С 07 С 15/24, 1979.

5. Авторское свидетельство СССР .

¹ 514013, кл. С 07 С 15/24, 1980 (прототип).

6. Авторское свидетельство СССР

¹ 791403, кл. В 01 J 8/04, 1980.

7. Романенко А.Г. Металлургические шлаки. М., "Металлургия", 1977, с. 42. (54) АДСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ТЕХНИЧЕС—

КИХ СОРТОВ НАФТАЛИНА ° (57) Применение шлаков сталеплавильного производства в качестве адсорбента для очистки технических сортов нафталина.

4 1146

Изобретение относится к адсорбционной очистке нафталина.

Известно применение в качестве адсорбентов для очистки прессованного нафталина активированного угля, силикагеля, окиси алюминия, кокса, песка, бентонитовых глин, пемзы и алюмосилик атон (1) и (2) .

Известно применение в качестве адсорбентов при очистке нафталина 10 цеолитов. При пропускании паров прессованного нафталина с температурой кристаллизации 78,7 С в токе воздуха или инертного газа при 130—

200 С через слой адсорбента-цеолита типа А фракционного. состава 0,25—

0,5 мм, содержащего катионы Al 3

Sn, Cr, Nn, катионы металлов I, II групп и подгруппы железа YIII группы периодической системы или их 2О смесь, при весовом соотношении нафталина и цеолита 1:10 получают нафталин с температурой кристаллизации

79,6 С j3).

Недостатком данного адсорбента 25 является его низкая активность, что дает невысокую производительность (весовое соотношение нафталин:цеолит 1:10) короткий цикл работы ад.сорбента до регенерации, высокое гидравлическое сопротивление слоя адсорбента.

При пропускании паров.прессованного нафталина с температурой кристаллизации 79,5 С в токе воздуха или о инертного газа при 150-200 С через З5 о слой адсорбента-цеолита типа Х фрак- . ционного состава 0,5-1,0 мм содер+ + Д 24. жащего катионы Na, Са, Mn, Sn

Со, Nz, Cr или их смесь, при ве° и ч+ совом отношении нафталин:цеолит

1:0,16 получают нафталин с температурой кристаллизации 79,71 С 4 .

Недостатком этого адсорбента также является невозможность практической промышленной реализации процес45 са очистки нафталина на этом адсор, бенте из-за высокого гидравлического сопротивления слоя и необходимости частых регенераций.

Наиболее близким к изобретению йа технической сущности и достигаемому результату является адсорбент для очистки нафталина от смолообразующих примесей - доменный шлак. Техни- И ческий нафталин в расплавленном виде пропускают при 120-140 С через

О

1 слой дробленного до крупности 2—

301 1

3 мм доменного шлака. При очистке прессованного нафталина с температурой кристаллизации 79,1 С окраской

10,5 ед. йодометрической.шкалы получают нафталин с температурой кристалллизации 79,65 С окраской 5 ед. о йодометриче ской шкалы Я .

Химический состав доменных шлаков, мас.Ж: SiO 35,0-38,0, АХ О 35,0-38,0; СаО 29,0-48,9;

MgO 3,0-15,0, МпО 0,5-1,0, FeO 0,30,6, S 0,5-3,0. В силу своего химического состава доменные шлаки подвержены силикатному распаду — самопроизвольному измельченню шлаков в порошок высокой дисперсности, что вызывается полиморфными превращениями двухкальциевого силиката 2СаО х х Si0 из с в -модификацию.

Недостатками доменного шлака как адеорбента являются его низкая механическая прочность, высокое гидравлическое сопротивление слоя шлака фракционного состава 2-3 мм ко3 торое из-за неустойчивости доменных шлаков к действию паров воды еще более увеличивается в процессе эксплуатации за счет его растрескивания.

Целью изобретения является увели чение механической прочности адсорбента, устойчивости к действию па-, ров воды, снижение гидравлического сопротивления и расширение ассортимента адсорбентов для очистки нафталина °

Указанная цель достигается приме- нением шлаков сталеплавильного производства в качестве адсорбента для очистки технических сортов нафталинае

Сталеплавильные шлаки используются для получения вторичного металла, железофлюса для вагранок и аглодо-. менного производства, щебня для дорожного и промышленного строительства, а также известковых удобрений для сельского хозяйства, известно также, использование шлака в качестве катализатора глубокого окисления Ц.

Рядовые сталеплавильные шлаки имеют следующий состав, мас.Xl

SiO 11,0т27 0 Af О 3,0-6,0, СаО 25,0-45,0, NgO 6,0-18,0, МпО 2,5-8,3, FeO 12,0-19,0, Fe 1,0-2,0, TiO до 2,0,"Сг О 0,820, Р О 0,8- 1,8 $ 0,03-2,0.

Спецйальные сталеплавильные шлаки наряду с перечисленными окисла3 1 ми имеют повышенное содержание Ч О до 18,0, TiO до 8,2 .

Сталеплавильные шлаки менее подвергаются силикатному распаду (табл. !), так как основная масса двухкальциевого силиката химически . и физически стабилизирована окисной и ферритной фазами и образует устой-. чивые к распаду твердые растворы силикатов с основными окислами:

Fe)SiOq, Hg Si0g, Mn)SiO и т.д. (7J.

В этих шлаках в большей степени содержатся окислы Mn, Fe, наблюдается наличие окислов Ti, Cr V, отсутствующих в доменных шлаках. Наличие окислов Cr, Fe, Mn, Ti интенсифицирует процессы окислительной конденсации более реакционноспособных, чем нафталин, примесей, усиливает адсорбционные свойства сталеплавильных шлаков. Это позволяет использо-вать в процессе очистки нафталина шлаки более крупного фракционного состава, снижая гидравлическое сопротивление слоя адсорбента в 1,3—

6 раза и увеличивая механическую прочность в 3 раза (табл. 1)

При очистке технического нафталина в паровой фазе в токе воздуха на адсорбентах, в качестве которых используют шлаки сталеплавильного производства — мартеновские, конверторные, процесс осуществляют при

130-200 С,,нагрузке на сорбент о

84,4 и 340 г/л ч, концентрации нафталина в воздухе до 45 г/м . При очистке прессованного нафталина с температурой кристаллизации 78,9 С, О содержании индола 0,33%, индена

0,16Х, окраске 9 ед, йодометрической ,шкалы получают нафталин с темпера-. турой кристаллизации 79,6-79,65 С, выходом 97,5-98,0Х от исходного, окраской 3,8-4,5:ед. йодометрической шкалы. Нафталин полностью очищен от индана, бензонитрила, g -метил,нафталина, неидентифицированных примесей нафталина и на 40-80Ж от прочих примесей.

Механическая прочность шлаков в процессе эксплуатации не нарушена.

146301 4

II p и м е р E. Прессованный нафталин испаряют в токе воздуха и пропускают через слой мартеновского шлака следующего химического соста5 ва, мас.%: Si02 7,0; АЗ 0 3 ° 3;, СаО 48,0, МпО 8,7, FeO 15,0, СгО 1,0, Р О 0,8; 0,006

МяО -остальйое. Размер зерен шлака

3-5 мм, вес загрузки шлака 32 г, !

О объемная скорость нафталино-воздушной смеси 2088 ч, концентрация нафталина в воздухе 42 г/м, время опыта 20 ч, температура в слое шлака

140 С, нагрузка на сорбент по нафтао лину 84,4 г/л. Очищенный нафталин конденсируют и анализируют. Выход очищенного нафталина 98,0Ж от исходного. р и м е р 2. Прессованный нафталин примера испаряют в токе воздуха и пропускают через слои конвертерного шлака следующего химического состава, мас . : Si0> 17,8; АУ О 1,8, СаО 1, 1, MgO 1,3; МпО 8,4, FeO 36,6, О 9 5, Cr O 7 О, V Og 14

P 0,05, остаткй железного королька— остальное. Размер зерен шлака 5-7 мм, вес загрузки 38,4 г, объемная пкорость нафталино-воздушной смеси

8000 ч, концентрация нафталина в воздухе 43,5 г/м, время опыта 20 ч, температура в слое шлака 200С, нагрузка на сорбент по нафталину

340 г/л. Выход очищенного нафталина

97,5Х от исходного.

Состав нафталина до и пЬсле очистки приведен в табл. 2.

Таким образом, сталеплавильные шлаки отличаются структурной устойчивостью, механической прочностью, более устойчивы к действию влаги.

Присутствие в сталеплавильных шлаках

I каталитически активных окислов способствует более эффективному процессу адсорбционной очистки. Применение сталеплавильных шлаков в качестве адсорбента для очистки нафталина делает процесс более эффективным и надежным для лромынленной реализаций.

1146301

Таблица 1

Сталеплавильный шлак, фракция 3-7 мм

Доменный шлак, фракция, 2-3 мм

Показатели

Механическая прочность, кг/табл.

5,4

15,5

18,5

28

90,5

96,8

98,7

Таблица 2

Показатели

До очистки

После очистки

Мартеновский шлак

Конвертерный шлак

78,9

79,6

79,65

9,0

3,8

4,5

Содержание, % инден

0,16

0,04

0,05

О, 01. индан

0,33

0,09

0,06 индол

0,02

0,33

0,18

0,19

0,08

05 -метили афталин, 0,28 дифенил

0,14

0,05 неидентифицированные примеси

0,05

0,17

0,08

0,05 сера

ВНИИПИ Заказ 1.310/18 Тираж 384 Подиисиое

Фиаиал lllllI Натент", r.Уагород, ул llyeeamaa, 4

Гидравлическое сопротивление слоя шлака высотой 80 мм в реакторе диаметром 28 мм при объемной скорости

10000 ч, мм вод.ст.

Устойчивость шлака против силикатного распада, %

--и)

Для шлака фракционного состава 3-5 мм о

Температура кристаллизации, С

Окраска, ед. йодометрической шкалы бензонитрил (-метилнафталин

Мартеновский Конвертерный