PL151418B1 - Method of desalting hard coal tars and pitches - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 151 418

POLSKA

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 87 10 27 (P. 268457)

Int. Cl.⁵ C10C 1/18

Pierwszeństwo: 86 10 28 Republika

Federalna Niemiec

URZĄD

PATENTOWY

RP

Zgłoszenie ogłoszono: 88 11 24

Opis patentowy opublikowano: 1991 03 29 cnitulk g & Huk

Twórca wynalazku: —

Uprawniony z patentu: Rutgerswerke Aktiengesellschaft,

Frankfurt nad Menem (Republika Federalna Niemiec)

Sposób odsalania smół i paków z węgla kamiennego

Przedmiotem wynalazku jest sposób oddzielania soli, w szczególności chlorku sodu i amonu i chlorku cynku, ze smół i paków z węgla kamiennego.

Chlorek amonu obecny w smole surowej powoduje przy przeróbce smoły silne szkody korozyjne w kolumnach destylacyjnych. Ponieważ sól jest rozpuszczalna w wodzie, wodę zawartą w smole surowej oddziela się mechanicznie. W smole pozostaje jednak jeszcze do około 2% wody /Franck/Collin: Steinkohlenteer, str. 27/. Przez dodatkowe przemywanie wodą można dalej obniżyć zawartość chlorku amonu. To postępowanie wymaga jednak zbyt dużych nakładów, gdy zawartość chlorku ma być tak dalece zmniejszona, aby nie następowała korozja chlorkowa. Dlatego zwykle wiąże się chlorek z silniejszą zasadą, aby uniknąć przechodzenia chlorku amonu do fazy gazowej. Następuje to na ogół przez dozowanie dostosowanej do zawartości chlorku w smole ilości wodnego roztworu NaOH albo Na2CO3.

Utworzone sole pozostają jak i wszystkie inne czynniki popiołotwórcze przy przeróbce smoły w każdorazowej pozostałości z destylacji, zatem w paku normalnym, paku twardym albo koksie pakowym.

W szczególności przy zastosowaniu paku jako lepiszcza lub koksu jako materiału węglowego przy wytwarzaniu anod do elektrolizy aluminium zanieczyszczenia metaliczne są skrajnie niepożądane. Tworzą one nie tylko dodatkowe żużle, lecz zwiększają również ugar anod. Dotyczy to w szczególności sodu, który działa jako katalizator utleniania /Light Metals, ΑΙΜΕ 1981,471-476/.

Istnieją liczne sposoby usuwania nierozpuszczalnych czynników popiołotwórczych takie jak sączenie, wirowanie i powodowanie osadzania się przyspieszonego za pomocą promotorów, ewentualnie również przy zastosowaniu rozpuszczalników nadkrytycznych. Dla wszystkich tych sposobów wspólne jest to, że nie działają one selektywnie, lecz oddzielają wszystkie nierozpuszczalne albo specyficznie cięższe cząstki, jak np. sadzo watę żywice smołowe, które są nierozpuszczalne w chinolinie. Te tak zwane alfa-żywice są ważnymi składnikami paku smołowego z węgla kamiennego dla wymienionych przykładów zastosowania, ponieważ wpływają one decydująco na wydajność koksu i wytrzymałość anod.

151 418

Zadaniem wynalazku jest dlatego opracowanie sposobu, za pomocą którego można usuwać selektywnie sole ze smół i paków z węgla kamiennego. Zadanie to rozwiązano według wynalazku w ten sposób, że smoły albo paki z węgla kamiennego przemywa się za pomocą wody i gazu zawierającego dwutlenek węgla, ewentualnie z dodatkiem rozpuszczalnika albo/i środka nośnego, w zbiorniku ciśnieniowym w temperaturze i pod ciśnieniem w pobliżu punktu krytycznego zastosowanego gazu i dekantuje, przy czym występujące w stanie ciekłym albo rozpuszczonym smoły albo paki i wodę odciąga się oddzielnie i następnie rozpręża.

Przez dodanie rozpuszczalników można obniżyć temperaturę procesu przemywania i lepkość, w szczególności w przypadku paków o wysokiej temperaturze topnienia. W przypadku smół i paków normalnych nie jest to potrzebne, ponieważ nadkrytyczny dwutlenek węgla rozpuszcza się dobrze nie tylko w wodzie, lecz również w smole lub paku. Dodatkowe środki nośne dają możliwość wpływania również na gęstość faz.

Nieoczekiwanie okazało się, że cynk, występujący w smole jako nierozpuszczalny siarczek cynku, rozpuszcza się w znacznej części w fazie wodnej, po rozprężeniu wytrąca się i może być odsączony. W ten sposób możliwe jest prowadzenie uwolnionej od soli cynku wody myjącej w obiegu i wzbogacenie zawartości chlorku sodu lub amonu tak dalece, jak to jest sensowne ze względów technicznych. Następnie wodę myjącą trzeba przynajmniej częściowo poddać przeróbce albo odnowić.

Podczas procesu przemywania pak albo smoła, woda i gaz zawierający CO2 występuje korzystnie w stanie nadkrytycznym. Jeśli stosuje się dodatkowe środki nośne albo rozpuszczalniki, to można je oddzielić od paku przez stopniowe rozprężanie i zastosować ponownie. Jako rozpuszczalniki nadają się wszystkie znane rozpuszczalniki pakowe, zatem czyste związki aromatyczne, jak np. toluen, albo oleje aromatyczne, jak np. olej płuczkowy albo też zasady smołowe, takie jak pirydyna i chinolina, które częściowo mogą być też stosowane jako środki nośne. Gazy zawierające dwutlenek węgla stanowią obok czystego dwutlenku węgla również mieszaniny, przede wszystkim węglowodory zawierające 1-6 atomów węgla, jak np. propan, butan albo gaz ciekły.

Wynalazek wyjaśniają bliżej następujące przykłady.

Przykład I. 400 g paku smołowego z węgla kamiennego o temperaturze mięknienia 70°C i zawartości popiołu 2600 ppm umieszcza się z 500 g wody w autoklawie z mieszadłem, ten zamyka i ogrzewa do temperatury 150°C.

Podczas dodawania gazowego CO2 rozpoczyna się wymieszanie obydwóch faz. Aż do zakończenia doświadczenia po 3 godzinach utrzymuje się ciśnienie na poziomie 10,0 MPa. Fazy rozdziela się i spuszcza. Próbki paku wsadowego i paku przemytego spopiela się według DIN 51719 i bada na obecność ZnO i NaCl. Wyniki zestawiono w tabeli I.

Tabela I.

	Popiół	ZnO	NaCl
Pak wsadowy	2600 ppm	1095 ppm	455 ppm
Pak przemyty	1100 ppm	137 ppm	26 ppm
Spadek	57,7%	87,5%	94,3%

Przykład II. 400g smoły z węgla kamiennego o zawartości 653ppm cynku i 1652ppm chlorku (według DIN 51577) umieszcza się z 400 g wody w autoklawie, ogrzewa do temperatury 80°C i wprowadza gazowy CO2 doprowadzając do ciśnienia 10,0 MPa.

Miesza się intensywnie w ciągu 4 godzin, potem rozdziela się ponownie obydwie fazy przez pozostawienie do odstania.

Oznacza się zawartość popiołu i cynku i chloru w smole.

Wyniki zestawiono w tabeli II.

151 41S

Tabela II.

	Popiół	ZnO	co
Smoła wsadowa	3100 ppm	813 ppm	1652 ppm
Smoła przemyta	900 ppm	336 ppm	42 ppm
Spadek	71%	59%	97,5%

Jak wskazują analizy, chlor lub chlorki zostają usunięte prawie całkowicie już przez jednostopniowe przemywanie. Zawartość cynku i innych czynników popiołotwórczych można jeszcze dalej obniżyć przez wielostopniowe przemywanie z intensywnym przemieszaniem. Korzystne jest przy tym prowadzenie wody myjącej w przeciwprądzie i odsączenie nierozpuszczalnych soli otrzymywanych przy rozprężeniu.

Decydującej zalety tego selektywnego sposobu należy dopatrywać się w tym, że zawartość żywic w smołach i pakach pozostaje niezmieniona.

Claims (7)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób odsalania smół i paków z węgla kamiennego, znamienny tym, że smoły albo paki z węgla kamiennego przemywa się za pomocą wody i gazu zawierającego dwutlenek węgla, ewentualnie z dodatkiem rozpuszczalnika albo/i środka nośnego, w zbiorniku ciśnieniowym w temperaturze i pod ciśnieniem w pobliżu punktu krytycznego zastosowanego gazu i dekantuje, przy czym występujące w stanie ciekłym albo rozpuszczonym smoły albo paki i wodę odciąga się oddzielnie i następnie rozpręża.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gaz stosuje się dwutlenek węgla.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako gaz stosuje się mieszaninę złożoną z dwutlenku węgla i węglowodorów zawierających 1 - 6 atomów węgla.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że w układzie, podczas procesu przemywania stosuje się gaz zawierający CO2 w stanie nadkrytycznym.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że popłuczyny po rozprężeniu sączy się i prowadzi w obiegu.
6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ze smół albo paków po przemywaniu odzyskuje się rozpuszczalniki i środki nośne przez stopniowe rozprężanie.
7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przeprowadza się go w kilku etapach.