Смола пиролиза — это побочный продукт производства этилена и пропилена, является высокоароматизированной смесью углеводородов [1].
Переработка сырья и расширение выпуска целевой продукции является в наше время движущей силой для нефтехимической отрасли. А именно пиролиз углеводородного сырья прямогонного бензина и широкой фракции легких углеводородов, это основной процесс, который позволит получить наиболее востребованные мономеры – этилен и пропилен. Квалифицированная переработка этих продуктов создает базу для производства бензола, толуола, ксилолов, этилбензола, стирола, дивинила, циклопентадиена, нафталина и других ценных углеводородов [2].
В связи с этим является главным резервом сокращения затрат на выпуск товарных продуктов, что привлечет так де снижении ее себестоимости. Способствует снижению объемов добычи нефти, ее транспортировки.
Таким образом, данное исследование определяет необходимость расширения ассортимента углеводородного сырья , для получения товарных продуктов в различных отраслях промышленности, так как постоянное нарастающие объемы пиролизных производств этилена-пропилена и их побочных продуктов как сырьевой базы, требованиями к совершенствованию технологий для переработки его в целевую продукцию.
В качестве объекта исследования взята легкая смола пиролиза с пределом кипения 35-230°С.
Индивидуальные показатели жидкой смолы пиролиза приведены в таблице 1
Таблица 1- Индивидуальные показатели смолы пиролиза
|
Наименование показателя
|
Норма ТУ
|
|
Внешний вид
|
Жидкость желтого цвета
|
|
Механические примеси
|
отсутствие
|
|
Плотность при 20 °С
|
0,848
|
|
Фракционный состав:
Температура начала кипения,°С
Температура конца кипения,°С
|
41
193
|
|
Массовая доля ароматических углеводородов С6-С8 в отгоне до 185 °С,%
|
70
|
|
Массовая доля бензола, %
|
39
|
|
Массовая доля воды, %
|
Отсутствие
|
В результате было принято смолу переработать путем окисления воздухом в присутствии щелочи и уксусной кислоты.
Для данного исследования икиления был схож с методом получения ТФК. Все соотношение были взяты из этого же регламента по получению ТФК. Только вместо параксилола применялась легкая смолы пиролиза. В таблице № 2 приведены оптимальные параметры проводимых исследований
Таблица 2 Параметры исследований
|
Температура в реакторе, °С
|
185-195 (оптимальное 186)
|
|
Соотношение уксусной кислоты к смоле
|
5-6 (оптимальное 5,4/1)
|
|
Время пребывания в реакторе, минут
|
20-30
|
|
Концентрация в исходной реакционной смеси: — катализатора (кобальт (II) уксуснокислого и марганца (II) уксуснокислого), %
|
0,30-0,40
|
|
Тетробромэтана, % масса, х
|
0,08-0,10
|
|
Силиконового масла, ppm
|
8-10
|
|
Воды, % масс
|
5-6
|
Для проведения опыта мы сконтруировали опытную установку объемом 10 литров, установили термопару, манометр, обмотали данную установку электронагревательной лентой, поставили штуцер для компрессора и спусник для стравливания давления в нем.
Проводили опыты при температуре 185°С , время проведения было 25-30 минут что в уксусной и что в щелочной среде и давление 3 кгс/см2.
Результаты опытов приведены в таблице 3 , в присутствии щелочи и в таблице 4 в присутствии уксусной кислоты. Получили при проведение анализов на Хроматографе и рентгенофлуорсцентным методом
Таблица 3, Результаты опытов
|
№
|
Наименование показателя
|
Метод испытания
|
Результат
|
|
1.
|
Кислотное число, мг КОН/1г.пр.
|
ГОСТ 5985
|
отсутствие
|
|
2.
|
Групповой углеводородный состав,%
-парафино-нафтеновые
-легкая ароматика
-средняя ароматика
-тяжелая ароматика
-смолы I
-смолы II
— асфальтены
|
Св-во №
222.0223./01.00258/2014
|
50,5
19,5
Отсутствие
Отсутствие
8,0
22,0
отсутствие
|
Анализ растворения образца в смеси бензола с циклогесканом на фильтре при фильтровании осталось 32% не растворившего остатка.
Далее после анализа рентгенофлуоресцентным методом получили содержание углерода 6% и водорода 6,7%.
Таблица 4, Результаты испытаний
|
№
|
Наименование показателя
|
Метод испытания
|
Результат
|
|
1.
|
Групповой углеводородный состав,%
-парафино-нафтеновые
-легкая ароматика
-средняя ароматика
-тяжелая ароматика
-смолы I
-смолы II
— асфальтены
|
Св-во №
222.0223./01.00258/2014
|
46,5%
15,0%
8,0%
10,3%
7,3%
12,9%
отсутствие
|
После растворения образца в горячем толуоле на фильтре осталось 2,9% не растворившегося остатка.
Далее после анализа рентгенофлуоресцентным методом получили содержание углерода 41% и водорода 7%.
Как видно из данных опытов по окислению легкой смолы пиролиза воздухом в присутствии щелочи в сравнение с уксусной мы получили большее количество парафино-нафтеновых в углеводородном составе. Разница при рентгенофлуоресцентным методом это содержание углерода и водорода, а именно в уксусной кислоте содержание водорода 41%.
Задачей исследования был анализ получения целевой продукции путем окисления легкой смолы пиролиза в различных средах. В данном опыте мы получили сравнительный анализ и выявили не растворимый остаток в щелочи большего количества, чем в уксусной кислоте, что в результате составляет аж 32% не растворимого остатка и может являться ценным продуктом. Либо вызвать промышленный интерес в сфере переработки побочных продуктов. Состав нерастворимого остатка определить, к сожалению, по техническим причинам не возможно. А полученные результаты исследования в данной сфере помогут в дальнейшем исследование по переработке побочных продуктов.
Список литературы:
- Глазунов, А.А. Способ переработки смолы пиролиза // Советский патент 1961 года по МПК C10C1/08 / А.А. Глазунов, И.Г. Глезер, К.К. Земблевский, М.А. Ионина, Б.С. Филиппов, Ш.И. Эдельман.
- Гуломов, Ш.Н. Конструкции печей, проводящих пиролиз углеводородного сырья // Химические технологии / Ш.Н.Гуломов, Г.Р. Базаров, – 2017. – №3. – С. 32–33.
