Способ получения катионита и серной кислоты из кислого гудрона

 

Изобретение относится к способу переработки кислого гудрона (кг) с целью получения катионита и серной кислоты и может быть использовано в процессах получения синтетических жирных кислот (СЖК). минеральных удобрений, для очистки и умягчения воды и улучшения состава почв. Изобретение позволяет интенсифицировать и упростить процесс, снизить его энергоемкость (уменьшить продолжительность процесса до 1,0-1,5 ч), снизить температуру и время нагрева смеси на 50-140°С и 2-6 ч соответственно, исключить несколько стадий процесса), а также улучшить эксплуатационные свойства катионита (обменную емкость до 3,4-3,5 мг-экв/ч, осмотическую стабильность до 99%, максимальную рабочую температуру до 120-130°С). Эффект достигается за счет использования при взаимодействии с КГ кубового остатка производства СЖК в количестве 1.5-6.5 мас.% и проведения взаимодействия при 140- 200°С в течение 10-60 мин с последующей обработкой неохлажденной массы промывной водой. 1 табл. Ё

(ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В(сСИИЗНЛЯ.мЧИ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ос (Д V.

Ql

Ql (21) 4661567/05 (22) 13.03.89 (46) 23.06.91. Бюл. № 23 (71) Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В.Думанс:<ого и Надворнянский нефтеперерабатывающий завод (72) В.B,Ãîí÷àðóê, А.Д.Биба, М.А.Бунтова.

А.А.Носонович, Н.Л.Ноцек, Л,П.Буний, В.М.Дутчак, В.Г,Чоповый, В.И.Кириченко и

P.E.Ëàíäà (53) 661.183.123.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11552255119944,, кКл, С 10 6 17/10, 1987.

Авторское свидетельство СССР № 1257076, кл. С 08J 5/20, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНИТА И

СЕРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ КИСЛОГО ГУДРОНА (57) Изобретение относится к способу переработки кислого гудрона (кг) с целью получения катионита и серной кислоты и может быть использовано в процессах получения

Изобретение относится к способам переработки сернокислых и кубовых отходов нефтеперерабатывающих заводов и может быть использовано на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях в процессе производства синтетических жирных кислот (СЖК), минеральных удобрений. для очистки и умягчения воды, а также для улучшения состава почв.

Целью изобретения является интенсификация, снижение энергоемкости и упрощение процесса. а также улучшение физико-химических свойств катионита, Пример 1. В реактор-смеситель емкостью 1 л, снабженный механической мешалкой. загружают 1 кг (0,52 л) кислого гудрона

„„5Q 1657515 А1

<51>5 С 08 J 5/20, С 10 С 3/02 синтетических жирных кислот (СЖК), минеральных удобрений, для очистки и умягчения воды и улучшения состава почв.

Изобретение позволяет интенсифицировать и упростить процесс, снизить его энергоемкость (уменьшить продолжительность процесса до 1,0-1,5 ч), снизить температуру и время нагрева смеси на 50-140 С и 2 — 6 ч соответственно, исключить несколько стадий процесса), а также улучшить эксплуатацион н ые с войс тва катион ита (обмен ную емкость до 3,4-3,5 мг-экв/ч, осмотическую стабильность до 99, максимальную рабочую температуру до 120 — 130 С). Эффект достигается за счет использования при взаимодействии с КГ кубового остатка производства СЖК в количестве 1.5-6,5 мас.1ь и проведения взаимодействия при 140200 С в течение 10-60 мин с последующей обработкой неохлажденной массы промывной водой. 1 табл. (КГ) состава, мас. : моногидрат серной кислоты Н2$04 95,00; органические примеси

010; вода 4.90, а затем прибавляют 15 г (1,57. от общей массы КГ) кубового остатка производства синтетических жирных кислот (КО СЖК). химического состава, мас.1ь: С

73,12; H 12.27: О 14.61, содержащего до

40-50 мас. 1(, высших жирных оксикарбоновых кислот состава C15 — С28 и до 40-50 мас. ненасыщенных жирных карбоновых кислот состава С15-С28. Получаемую смесь перемешивают до полного КО СЖК в КГ.

Полученную однородную жидкую смесь

КГ и КО СЖК общей массой 1,015 кг непрерывно со скоростью 30 гlмин подают в разогретый до 140 С реактор — двухвальный

1657515 шнековый смеситель, снабженный отверстиями; отвода отходящих паров и газов. загрузки и выгрузки продукта, термопарным каналом и рубашкой для обогрева теплоносителем. Поступающую смесь при

140 С в двухвальном шнековом смесителе выдерживают в течение 60 мин до образования однородной желеобразной массы в количестве 0,964 кг, которую по мере образования со скоростью 30 гlмин двухвальным шнековым смесителем в разогретом виде при перемешивании выгружают в

1,116 кг (990 мл) промывной воды, содержащей 15,207, серной кислоты. В промывной воде при перемешивании образуется катионит и серная кислота.

Полученную дисперсию отфильтровывают, получая на фильтре катионит, а в фильтре получают 1,79 кг (1,1 л) 52,53 -ной серной кислоты. Выход серной кислоты составляет 940,80 г (99,50 ф, от теоретически рассчитанного).

Катионит на фильтре промывают 1 л воды (5 раэ по 200 мл), получая 1,116 кг (990 мл) промывных вод, содержащих 15,20ф, серной кислоты, Полученные промывные воды возвращают обратно в процесс на стадию разложения однородной желеобразной массы (гудронового спека).

Промывной катионит на фильтре сушат, получая 18,7 г (99,40 от теоретически рассчитанного) катионита. Найдено, мас.ь: С

61.54; Н 9,74; S 8,22; О 20,50.

Полученный катионит по своим физикохимическим и технологическим показателям отвечает стандарту и может быть использован для улучшения состава почв.

Данные приведены в таблице.

В процессе взаимодействия КГ и КО

СЖК протекают последовательно реакции дегидротации оксикарбоновых кислот под воздействием серной кислоты, содержащейся в КГ, сульфирования непредепьных карбоновых кислот и полимеризации образующихся сульфокарбоновых кислот.

Пример 2. Аналогично примеру 1 в реактор — двухвальный шнековый смеситель, разогретый до 190 С. со скоростью 30 г/мин загружают 1,04 кг жидкой однородной смеси, содержащей 1 кг КГ, состава, мас.ф,: серная кислота 85,00; органические примеси 5,00; вода 10,00, и 40 г (4,00 от массы КГ) КО СЖК, химического состава, аналогичного примеру 1.

Полученную смесь в реакторе при 190 С выдерживают в течение 10 мин, получая при этом 0,936 кг однородной желеобразной массы, которую в горячем состоянии непрерывно со скоростью 30 г/мин выгружают при перемешивании в 1116 г (990 мл) про5

55 мывной воды, содержащей 15,20 серной кислоты, Полученную массу затем отфильтровывают. Катионит на фильтре промывают водой, а затем сушат.

Фильтрат общей массой 1,685 кг. содержащий 46,80 серной кислоты. используют в производстве СЖК, Выход серной кислоты составляет 99,887; от теоретически рассчитанного.

Выход катионита составляет 97,80 г (99,93 от теоретически рассчитанного).

Пример 3. Аналогично примеру 1 в реактор — двухвальный шнековый смеситель, разогретый до 200 С, со скоростью 30 г/мин загружают 1,065 кг жидкой однородной смеси, содержащей 1 кг КГ состава, мас. :cåðíàÿ кислота 85,00, органические примеси 10,00; вода 5,00, и 65 г (6,50 от массы КГ)КО СЖК, химического состава, аналогичного примеру 1.

Полученную смесь в реакторе при 200 С выдерживают в течение 10 мин, получая при этом 1,008 кг однородной желеобразной массы, которую непрерывно со скоростью

30 г/мин в горячем состоянии при перемешивании выгружают в 1116 г промывной воды, содержащей 15 серной кислоты.

Полученную массу отфильтровывают, получая 1,655 кг фильтрата. содержащего

50,10 серной кислоты. Выход серной кислоты составляет 99,87ф от теоретически рассчитанного

Выход катионита сотавляет 177 г (99,87 (, от теоретически рассчитанного).

Пример 4. Аналогично примеру 1 в реактор — двухвальный шнековый смеситель, разогретый до 140 С. со скоростью 30 гlмин загружают 1,015 кг жидкой однородной смеси, содержащей 1 кг КГ состава. мас.$: серная кислота 58.00; органические примеси 38,00; вода 4.00 и 15 г (1,50 (, от массы КГ) КО СЖК, химического состава. аналогичного примеру 1. Полученную смесь при 140 С выдерживают в течение 60 мин. получая при этом 0,973 кг однородной желеобразной массы. которую в горячем состоянии со скоростью 30 г/мин непрерывно выгружают при перемешивании в 1116 г промывной воды, содержащей 15ф, серной кислоты. Затем полученную массу отфильтровывают, получая 1.175 кг фильтрата

48,94 -ной серной кислоты. Выход серной кислоты составляет 575 г (99.19 от теоретически рассчитанного).

Катионит на фильтре промывают 1 л воды (5 раэ по 200 мл). а затем сушат. Выход катионита составляет 397 r (99,79 от теоретически рассчитанного), Пример 5. Аналогично примеру 1 в реактор — двухвальный шнековый смеси1657515 тель, разогретый до 170 С. со скоростью 30 г/мин загружают 1,065 кг жидкой однородной смеси, содержащей 1 кг КГ химического состава, аналогичного примеру 1.

Полученную смесь со скоростью 30 5 г/мин загружают в реактор непрерывного действия, где при 170 С каждую частицу данной смеси выдерживают в течение 25 мин, получая при этом 1,018 кг однородной желеобразной массы, которую в горячем со- 1О стоянии при перемешивании выгружают в

1116 г промывной воды. а далее отфильтровываютт. В фильтрате получают 1,06 кг 52. 80;ьной серной кислоты. Выход серной кислоты составляет 560 г (99.90 от теоретически 15 рассчитанного).

Катионит на фильтре промывают водой. сушат. Выход катионита составляет 18,80 г (99,50 от теоретически рассчитанного). 20

Интенсификация процесса в предлагаемом способе достигается эа счет уменьшения времени осуществления процесса, который полностью заканчивается за 1,00—

1,50 ч, в то время как в известном способе 25 весь процесс осуществляется за 4,50-7,50 ч.

Снижение энергоемкости в предлагаемом способе в сравнении с известным достигается за счет исключения стадии нагрева смеси при 95-100 С в течение 2-4 30 ч, эа счет снижения температуры и времени нагрева смеси соответственно на 50-140 С и 120 — 350 мин.

Упрощение процесса в предлагаемом способе в сравнении с известным достигается эа счет исключения двух технологических стадий процесса: нагрева смеси при

95-100 С и охлаждения реакционной массы с 250-280 С до комнатной температуры. а также за счет применения в процессе не используемых отходов, а именно. KQ СЖК и

КГ гудрона, взамен используемого в известном способе дефицитного сырья — кубовых остатков вакуумной перегонки маэутов.

Формула изобретения

Способ получения катионита и серной кислоты из кислого гудрона путем его перемешивания с органическим веществом. нагрева смеси для образования однородной желеобразной массы, обработки ее водой, разделение образующегося катионита и серной кислоты фильтрованием, промывки катионита водой и его сушки, о т л и ч а юшийся тем, что. с целью интенсификации, снижения энергоемкости и упрощения процесса, а также улучшения физико-химических свойств катионита. е качестве органического вещества используют кубовый остаток производства синтетических жирных кислот в количестве 1,506,50 > от массы кислого гудрона и нагрев смеси кислого гудрона с кубовым остатком осуществляют при 140-200 С в течение 1060 мин с последующей обработкой нагретой массы водой, полученной на стадии промывки катионита.

1657515

Показатели

Известный катионит

Внешний- вид

Черный

Специфический битумный

Гранулометрический состав зерен, мм

О, 25-1, 00

Ою,5-2 ю ОО

Удельный объем в Н-форме, см /r

2,8-3, О

5,7

Удельная поверхность пор, м /г

Полная статическая обменная емкость по О, 1 н. раствору

СаС1,, мг-экв/г

3,4-3,5

1,5-1, S

Динамическая обменная емкость по 0,007 н.раствору

СаС1» мг-экв/л

2000

300

Окисляемость фильтрата в пересчете на кислород, мг/г 0,01

Осмотическая стабильность, Х 99

Массовая доля влаги, 7

Насыпная масса, кг/л

Стойкость:

20

0,6

0iS

Максимальная рабочая температура, С

120-130

Составитель В,Мкртычан

Техред М. Моргентал Корректор О.Кундрик

Редактор И.Дербак

Заказ 1689 Тираж 336 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

° с

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Цвет

Запах к кислотам к щелочам

Катионит, получунный по примеру 1

Зерна неправильнойй формы

Черный

Без запаха

Стойкий

Стойкий

Пластины неправильной формы

2,30 . 65

Стойкий

Малостойкий