Коксохімія

Коксохімічне виробництво і проблеми використання вуглеводневої сырья.

Виконав Корнієнко Алексей.

Перевірив Єрьомін І. В.

24. 01. 1999.

Красноярськ, 1999.

Коксохімічне производство:

Важливим джерелом промислового отримання ароматичних вуглеводнів поруч із переробкою нафти є коксування кам’яного угля.

Процес коксування можна навести до лабораторій. Якщо кам’яне вугілля сильно нагрівати в залізної трубці без доступу повітря, то за якийсь час можна буде потрапити спостерігати виділення газів і парів. У U-образ-ой трубці вони вбирають смола, має неприємного запаху, та контроль ній вода, що містить аміак. Які Відбуваються далі гази збираються в посудині над водою. У залізної трубці після досвіду залишається кокс. Зібраний газ добре горить, її називають коксовым газом.

Отже, при нагріванні кам’яного вугілля без доступу повітря утворюються чотири основних продукту: кокс, кам’яновугільна смола, аміачна вода, коксовий газ.

Коксохімічне виробництво основі своїй має багато з за лабораторним дослідом коксування вугілля, воно хіба що відтворює їх у великих масштабах.

Промислова коксова піч складається з довгою вузької камери, у якому згори через отвори завантажують кам’яне вугілля, і опалювальних простінків, в каналах яких спалюють газоподібне паливо (коксовий чи доменний газ). Кілька десятків таких камер утворюють батарею коксових печей. Для досягнення високої температури горіння на газ і повітря попередньо нагрівають в регенераторах, розташованих під камерами, аналогічно як і ввозяться мартенівському способі виробництва стали.

При нагріванні вугілля без доступу повітря до 900−1050 оС призводить до його термическому розкладанню із заснуванням летючих продуктів і твердого залишкукокса.

Процес коксування триває близько 14 годин. Коли він закінчиться, зчинений кокс-«коксовый пирог"-выгружают з камери в вагон і далі гасять водою чи інертним газом; до камери завантажують нову партію вугілля, та інформаційний процес коксування починається знову. Коксування вугілляперіодичний процес. Основні продукти: кокс-96−98% вуглецю; коксовий газ-60% водню, 25% метану, 7% оксиду вуглецю (II) та інших. Побічні продукти: кам’яновугільна смола (бензол, толуолу), аміак (з коксового газа) и др.

Після остигання кокс сортують і скеровують на металургійні заводи для доменних печей.

Летючі продукти виводяться через отвори вгорі камер і чинять в загальний газосборник, де їх, як у нашому досвіді, вони вбирають смола і аміачна вода.

З неконденсирующегося газу витягають аміак й легкі ароматні вуглеці (переважно бензол). З метою вилучення аміаку газ пропускають через розчин сірчаної кислоти; утворений сульфат амонію використовують у ролі азотного удобрения.

Ароматичні вуглеводи виходять шляхом поглинання їх розчинником і наступної отгонки з що утворюється раствора.

З кам’яновугільної смоли шляхом фракционирования отримують гомологи бензолу, фенолу (карболову кислоту), нафталін і др.

Коксовий газ після отчистки застосовується у яких як паливо в промислових печах, бо містить багато горючих речовин. Він використовується як і хімічне сировину. Наприклад, з коксового газу виділяють водень для різних синтезов.

Проблеми використання вуглеводневої сырья:

Донедавна в паливному балансі країни величезна частка припадала не на нафту. У зв’язку з розвитком енергопостачання здійснюється переклад енергетики з допомогою нафти і нафтопродуктів на ролі палива на широке використання у цих цілях газу, вугілля, на використання атомної енергії. Це означає, що важкі залишки переробки нефти-мазуты здійснюватимуть понад повно перероблятися в світлі нафтопродукти, необхідних сучасного органічного синтезу. Хімічної науці доведеться завдання знайти ефективніші шляху нафтопереробки, природного і супутніх газів, вугілля, сланців, і навіть вдосконалити існуючі із єдиною метою більш повного та комплексного використання природного вуглеводневої сырья.

Одержання штучного рідкого палива перестав бути нової проблемою. Установка гидрирования вугілля введена у Німеччині ще 1923 року, а 1943 цим шляхом у Німеччині отримали 2 мільйона тонн бензину, і 800 000 тонн дизельного палива. Процес отримання штучного рідкого палива був дуже дорогим і проходив при тиску 70 Мпа і температурі 180 оС. У повоєнні роки гідрування вугілля практично втратила промислове значение.

Нині вченими розробляються інші економічно більш вигідні методи гидрирования вугілля з допомогою ефективних каталізаторів, що дозволить знизити температуру і давление.

Іншим перспективним шляхом отримання синтетичного рідкого палива є його синтез з оксиду вуглецю (II) і водорода.