КОМПЛЕКСНАЯ ПЕРЕРАБОТКА ТЯЖЁЛОЙ СМОЛЫ ПИРОЛИЗА

1

• Авторы
• Файлы

Ахмедова Н.Ф. Мамедов С.Э. Статья в формате PDF 346 KB

Одним из важных направлений научно-технического развития является создание и внедрение новых технологий, веществ и материалов, обеспечивающих ресурсосбережение и отвечающих требованиям экологии. В общей концепции «устойчивого развития цивилизации», принятой ООН, основное внимание уделяется разработке экологически безопасных технологий, исключающих выделение вредных веществ в атмосферу, утилизации имеющихся техногенных отходов, рациональному использованию невозобновляемых природных ресурсов, возможности переработки материалов после исчерпания их эксплуатационного периода.

При пиролизе низкооктановых бензинов и газойлей с целью получения этилена и пропилена на заводе «Этилен-Полиэтилен» (г. Сумгаит) в значительном количестве получается тяжёлая смола пиролиза (ТСП), не находящая квалифицированного применения. Хроматографический анализ ТСП (фpaкция 200-260 °С), полученной при пиролизе низкооктановых бензинов показал, что она содержит 21,16 мас.% нафталина и 14,8 мас.% метилнафталинов, а также другие алкилпроизводные бициклических ароматических углеводородов. Эта смола была подвергнута вакуумной перегонке с выделением фpaкции 200-245 °С и высококипящего остатка. Комплексная переработка ТСП предусматривает следующие стадии:

1. Циклоалкилирование фpaкции 200-245 °С с целью получения синтетических смaзoчных масел.

2. Гидрирование циклоалкилнафталинов, полученных на основе фpaкции 200-245 °С, с целью получения компонентов реактивных топлив.

3. Получение на основе высококипящего остатка антикоррозионных покрытий.

1. Получение синтетических смaзoчных масел

В связи с непрерывным ростом форсирования работы двигателей и повышением их теплонапряжённости, нефтяные смaзoчные масла по некоторым показателям не удовлетворяют высоких требований современной техники. Проблема получения масел, отвечающих всем требованиям современной техники, решается производством синтетических смaзoчных масел.

Главными критериями при выборе основы для смaзoчных материалов являются требуемая вязкость при повышенных температурах и низкая температура застывания. С этой точки зрения перспективны алкилнафталины, которые хаpaктеризуются низкой испаряемостью, хорошими вязкостными качествами, инертностью в агрессивных средах, низкими температурами застывания. Такие соединения были получены на основе нафталина и метилнафталинов, содержащихся в ТСП.

Фpaкция 200-245 °С была подвергнута алкилированию циклогексеном в присутствии промышленного катализатора при температуре 180 °С. Выход алкилата составил 70 мас% на смолу [1]. Были определены физико-химические показатели полученного алкилата: Т_кип, °С = 150-200/0,1 кПа, М.м. = 224,  = 1,5860,  = 1,0023, Т_{вспышки}=210 °С, Т_застыв = -72 °С, ν₄₀ = 11,99 мм²/с, ν₁₀₀ = 4,66 мм²/с, ИВ = 108.

Полученный алкилат представляет собой светло-жёлтую жидкость с низкой температурой застывания, высокой температурой вспышки, хорошими вязкостными качествами и может быть использован в качестве синтетических смaзoчных масел различного назначения.

2. Гидрирование циклоалкилнафталинов

С увеличением скорости полётов в авиации повышаются требования к качеству применяемых реактивных топлив. Наиболее подходящими компонентами реактивных топлив являются циклоалкилнафтеновые углеводороды, обладающие оптимальными свойствами для таких топлив. Они имеют высокую объёмную теплотворную способность, хорошие хаpaктеристики горения, высокую термическую стабильность и низкие температуры застывания. Этим показателям в наилучшей степени удовлетворяют циклоалканы нефтяных фpaкций. Но содержание таких углеводородов в товарном топливе, как правило, не бывает достаточно высоким, и поэтому делаются попытки изыскания других способов получения топлив с высоким содержанием нафтеновых углеводородов.

Одним из таких перспективных способов получения нафтеновых углеводородов является гидрирование циклоалкилнафталинов, полученных на основе ТСП. Гидрированию подвергалась фpaкция 150-200 °С/0,1 кПа, полученная циклоалкилированием фpaкции 200-245 °С ТСП [2]. Полученный гидрогенизат имел следующие физико-химические показатели: Т_кип  °С = 160-165/1 кПа,  = 1,5282,  = 0,9785, Т_{вспышки} = 186 °С, Т_застыв = -70 °С, ν₂₀ = 81,7 мм²/с, ν₅₀ = 14,3 мм2/с, теплота сгорания 42,820 кДж/кг.

На основании полученных данных можно заключить, что циклоалкилдекалины, представляющие собой высокоплотные и высококалорийные продукты, могут найти применение в качестве компонентов реактивных топлив с высокой объёмной теплотворной способностью.

3. Получение антикоррозионных покрытий

В настоящее получение антикоррозионных покрытий - основное средство защиты от коррозии и отделки объектов, предметов и изделий разного назначения. Усиление борьбы с коррозией предусматривает не только увеличение доли потрeбления лакокрасочных материалов, но и, в первую очередь, резкое увеличение качества и защитной способности покрытий. В области покрытий актуальной является также экономия материалов и дешевизна исходного сырья [3, 4].

Интерес представляет получение антикоррозионных покрытий на основе отходов нефтехимической промышленности. Таким отходом является тяжёлая пиролизная смола, получаемая при пиролизе низкооктановых бензинов и газойлей.

Для получения лакокрасочных покрытий использован остаток, полученный при вакуумной перегонке ТСП (> 245 °С) [5]. Для хаpaктеристики состояния декоративных свойств покрытий фиксировались изменение цвета и блеска. Для хаpaктеристики защитных свойств покрытий определялись растрескивание, отслаивание, пузыри, коррозионные очаги на поверхности пластин. Через год после атмосферного старения определялась степень изменения защитных свойств покрытия. Внешний вид: равномерное однородное глянцевое прозрачное покрытие (блеск 67-69 %) тёмно-коричневого цвета без растрескиваний, пузырей и отслаиваний, т.е. коррозионные очаги отсутствуют - адгезия 1 балл. Прочность при изгибе 1,0-1,05 мм, твёрдость (усл. ед.) - 0,66-0,68, прочность при ударе 20-25 МПа. Как видно, покрытия на основе ТСП хаpaктеризуются стойкостью к атмосферной коррозии, хорошей адгезией, высокой прочностью и твёрдостью, блеском и могут быть применены для защиты металлических изделий от коррозии.

Таким образом, в статье представлены возможные пути экологически целесообразного использования ТСП, являющейся отходом процесса пиролиза низкооктановых бензинов и газойлей, и получения в её основе технически-ценных продуктов.

Список литературы

1. Ахмедов Э.И., Ахмедова Н.Ф., Мамедов С.Э., Ахмедова Р.А. Способ получения метилциклогексилнафталинов как синтетических смaзoчных масел. Авторское свидетельство А 2003 0100.Азербайджанская Республика.
2. Ахмедов Э.И., Ахмедова Н.Ф., Мусаев Д.Д., Мамедов С.Э., Ахмедова Р.А. Способ получения компонентов реактивных топлив гидрированием циклоалкилнафталинов. Патент Азербайджанской Республики И 2007 0136.
3. Яковлев А.Д.Химия и технология лакокрасочных покрытий. - Л.: Изд. «Химия», 1989. - 299 с.
4. Кузнецова Т.А., Манеров В.Б., Гузяева Т.О., Марченко О.В. Композиция для антикоррозионных покрытий. Патент RU, 2246512, С 1, 7 С 09 D 167/08, опубл. 2005.02.20.
5. Ахмедова Н.Ф., Мамедов С.Э., Ахмедова Р.А., Гаджиев М.Р. Композиция антикоррозионных покрытий. Патент Азербайджанской Республики И 2010 0035.

---