CC BY
12
Том 175
¡971
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЙТРАЛЬНЫХ МАСЕЛ ТОРФЯНОЙ СМОЛЫ
к. К. СТРАМКОВСКАЯ, Л. А. ПОНОМАРЕВА
(Представлена научным семинаром химико-технологического факультета)
Детальное изучение вещественного состава смол термического разложения твердых топлив и выделяемых из них масел позволит определить наиболее рациональные пути использования этих продуктов.
В настоящей работе исследовались легкие нейтральные масла смол термического разложения торфа при температурах 600, 700 и 800°С. Смолы были получены как из чистого торфа, так и из топливо-плавильных материалов (ТПМ), представляющих собой формовки из торфа и железной руды. Характеристика исходного топлива и условия получения смолы описаны в одной из статей настоящего сборника [1].
Для выделения нейтральных легких масел смола разгонялась с водяным паром. Полученный отгон обрабатывался 5%-ной щелочью для нейтрализации кислых веществ, затем из нейтрализованного отгона серным эфиром извлекались легкие масла. Эфирная вытяжка обрабатывалась 10%-ной серной кислотой для удаления оснований, высушивалась прокаленным сульфатом натрия, и эфир отгонялся.
Выход нейтральных масел в расчете на безводную смолу приведен в табл. 1.
Т и б лица 1
Выход нейтральных масел, летучих с водяным паром, % на безводную смоту
Для режима пиролиза
Топливо 600° с 700' С 800 С
Торф Васюганский верховой 12,6 8,2 10,3
Торф Таганский низинный 16,3
Топливо-плавильные ма-
териалы из Таганского
торфа и железной руды (ТИМ) 11,3 —
Выделенные таким образом нейтральные масла из Васюганского торфа без дополнительной разгонки исследовались газо-жидкостной хроматографией на хроматографе ХЛ-4 с детектором по теплопроводности.
Масла же из смолы Таганского торфа и ТПМ были дополнительно разогнаны, и хроматографическому анализу подвергалась фракция, выкипающая до 200°С, выход которой составляет 26,2—26,8% от нейтральных летучих с водяным паром.
В качестве неподвижной фазы при анализе использовался апиезон Ь, нанесенный на кирпич ИНЗ-600 (0,25—0,5), газом-носителем служил водород, который пропускался через колонку со скоростью 200 мл/мин. Рабочая температура колонки 155°С.
Результаты анализа нейтральных масел, приведенные в табл. 2, 3, указывают на очень сложный их состав.
Таблица 2
Состав нейтральных масел, летучих с водяным паром смолы термического разложения Васюганского торфа
Наименование Содержание в %
Л2
11.П. компонентои 600° с 700° С 800° С
1 бензол 1,32 1,49 2,39
2 октан 1,25 0,79 0,40
3 толуол 3,80 5,27 3,03
4 этилбензол 2,60 2.98 2,61
5 И- + М-КСИЛОЛ 4,21 5,07 4,22
6 о-ксилол 8,91 8,00 12,60
7 н-пропилбензол 8,12 5,95 4,36
8 мезитилен 3,12 2,70 2,86
9 псевдокумол 6,28 10,50 9,66
10 1, 2, З-триметилбепзол 3,86 2,68 9,00
11 инден 27,30 15,60 16,90
12 1-метилиндеи ' 8,65 9,80 4,36
13 5-метилинден 2,03 2,48 1,98
14 тетралин 3,90 7,15 4,75
15 нафталин 6,56 14,30 17,00
16 иеидентифицированная 8.09 5,24 3,88
часть
Итого: 100 100 100
Полученные хроматограммы содержали по 19—22 пика. Качественная идентификация осуществлялась методом добавок и по известным в литературе временам удерживания отдельных компонентов. Количественный расчет проводился методом внутренней нормализации.
Преобладающее содержание в этих маслах (до 80%) составляют соединения ароматического характера, главным образом алкилзаме-щенные бензола.
Как видно из таблицы, нейтральные масла всех смол, полученных при 600, 700 и 800°С, имеют одинаковый качественный состав, но коли-
чественное содержание отдельных компонентов меняется с изменением условий пиролиза и природы исходного сырья.
В исследованных
Таблица 3
Состав нейтральных масел, кипящих до 20СГС
Содержание
в % на мас-
№ Наименование ла из смолы
II.п. компонентов
торфа ТПМ
1 бензол 1,00 1,00
2 толуол 2,22 2,62
3 октан 0,49 0,84
4 этилбензол 7,20 7,19
5 м-+ п-кенлол 7,25 6,70
6 о-ксилол 7,15 7,26
7 и-пронплбензол 4,70 5,56
8 н-пропилбензол 4,21 3,79
9 псевдокумол 5,15 6,05
10 мезитилен 4,67 5,05
11 1, 2, 3-триметилбемзол 12,65 7,04
12 индан 8,51 9,87
13 инден 7,90 6,74
14 1-метилиндеп 1,01 2,67
15 5-метилинден 3,17 7,41
16 3-метилинден 6,68 2,78
17 нафталин 3,92 2,67
18 неидентифици ронянная часть 12,38 14,75
Итого: | 100 I 100 добавкой руды, почти не отличаются.
маслах
низкокипящих ароматических углеводородов бензола и толуола; небольшое количество. При пиролизе Васюганского торфа содержание бензола в масле 600-градусного режима 1,3% н увеличивается до 2,4% при температуре 800°С. Содержание толуола с 3,8% увеличивается до 5,27% с увеличением температуры пиролиза с 600 до 700°С. С дальнейшим повышением температуры до 800°С содержание этого продукта в нейтральных маслах, летучих с водяным паром, снова уменьшается до 3,0%.
В этих маслах, как показывают данные анализа, большое количество ксилолов — очень ценного для органического синтеза сырья.
В маслах 600-градусного режима преимущественным компонентом (27,3%) является инден. Однако при температуре пиролиза 800° содержание его падает до 17% с одновременным увеличением концентрации нафталина в этом масле также до 17%.
Что касается влияния железной руды на состав легких нейтральных масел, то данные табл. 3 показывают, что по основным компонентам масла :мол, полученных из торфа и с
Выводы
1. Показана возможность количественного анализа сложной смеси нейтральных масел смол термического разложения, торфа газожидкостной хроматографией и определены условия этого анализа.
2. Определен состав легких нейтральных масел смол термического разложения торфа, полученных при температурах пиролиза 600, 700 и 800°С.
ЛИТЕРАТУРА
1. К. К. С т р а м к о в с к а я, А. Т. Рубанов, Ю. Ли. Исследование торфяной смолы. Настоящий сборник стр. 123.
