Источник: Сборник докладов второй региональной конференции "Комплексное использование недр" (17 декабря 2009 г.) -Донецк, ДонНТУ, - 2009. - с. 90-94.
Вернуться в библиотеку
Каменноугольные смолы обладают огромными ресурсами ценнейших продуктов, не находящих в настоящее время у нас квалифицированного применения. К таким веществам в первую очередь относят карбазол, антрацен и фенантрен, общее содержание которых в смоле составляет 7-8%. Названные компоненты сосредоточены в основном в сыром антрацене, выделяемом в процессе кристаллизации антраценовой фракции, получаемой при первичной разгонке смолы. . Антрацен, карбазол и фенантрен являются основными компонентами и в сумме составляют около 2/3 сырого антрацена. По данным УХИН в каменноугольной смоле Донбасса содержится 1% антрацена, 1-0,9% карбазола и 4-5% фенантрена.
При современной технологии переработки каменноугольной смолы путем ректификации на установках непрерывного действия около 17-24% смолы отгоняется в пределах 300-360 °С в виде так называемой антраценовой фракции. При охлаждении этой фракции до 25-30 °С из нее выделяется до 10% кристаллов, отделяемых от жидкой масляной части путем фильтрования и центрифугирования и называемых обычно сырым антраценом. Сырой антрацен составляет по данным заводов около 1,5% от каменноугольной смолы.
Трудность выделения карбазола из сырой антраценовой фракции методом вакуумной ректификации состоит в том, что хотя при ~100 кПа температуры кипения антрацена (340°С) и фенантрена (338°С) заметно отличаются от температуры кипения карбазола, в условиях вакуума они сближаются. При этом требуется высокоэффективное оборудование, а энергетические затраты значительны из-за высоких флегмовых чисел.
Разделить антрацен и карбазол обычной кристаллизацией трудно из-за наличия в системе эвтектической точки.
В 70-е годы в отечественной промышленности применяли процессы очистки антрацена, основанные на обработке сырого антрацена ацетоном при 50°С с вымыванием примесей с целью получения 93%-ного продукта. В частности, одна из таких технологий была реализована на Авдеевском коксохимическом заводе.
Предложен также двухступенчатый способ разделения карбазола и антрацена экстрактивной кристаллизацией: на І ступени применяют N-мелитпирролидон, содержащий 10% воды, на ІІ – метанол.
В промышленности развитых стран пока еще сохраняется тенденция применения для выделения и очистки азотистых гетероциклических соединений из коксохимического сырья химических методов обработки в сочетании как со специальными методами разделения (экстракция, азеотропная ректификация, клатратообразование, экстрактивная кристаллизация), так и с традиционными способами очистки (четкая ректификация, перекристаллизация из углеродных растворителей).
На Украине возможно развитие селективных физических методов выделения и очистки азотистых гетероциклов, избегая химических превращений. Однако и химические методы можно применять для осуществления процессов выделения и очистки азотисых гетероциклов.
Таблица 1– Зависимость оптической плотности от времени при соотношении карбазол : щелочь=1:2
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 2– Зависимость оптической плотности от времени при соотношении карбазол : щелочь=1:4
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 3 – Зависимость оптической плотности от времени при соотношении карбазол : щелочь=1:6
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Таблица 4 – Зависимость оптической плотности от времени при соотношении карбазол : щелочь=1:10
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рисунок 1 - Соотношение карбазол : щелочь - 1:2
Рисунок 2 - Соотношение карбазол : щелочь - 1:4
Рисунок 3 - Соотношение карбазол : щелочь - 1:6
Рисунок 4 - Соотношение карбазол : щелочь - 1:10
В работе приведены исследования взаимодействия карбазола со щелочью в гетерогенном процессе. Исследование проводилось при различных соотношениях карбазол:щелочь. И замерялась оптическая плотность в различные промежутки времени. Результаты показывают, что чем больше количество щелочи (чем больше поверхность реакции), тем быстрее идет реакция, т.е больше начальная скорость химической реакции и степень ее прохождения.
Вернуться в библиотеку