КОКСОХИМИЯ
область химии
и хим. пром-сти, занимающаяся переработкой природных топлив (гл. обр. каменного
угля) в кокс и др. ценные продукты методом коксования.
Осн.
коксохим. продуктами (помимо кокса) являются коксовый газ, продукты
переработки сырого бензола, каменноугольной смолы
и аммиака (аммиачные
удобрения); их полный ассортимент включает ок. 80 наименований (ок.
160 сортов). Ряд продуктов, подобных коксохимическим, получают также
на нефтехим. предприятиях.
Коксование осуществляется в высокопроизводительных
коксовых
печах, обогреваемых низкокалорийным (доменным) или высококалорийным
(коксовым и др.) газом. Сырьём для коксования служат спец. сорта
каменных углей, способные спекаться (см. Коксующиеся угли).
Однако
ввиду дефицитности таких углей перед коксованием обычно составляют смесь
углей разных сортов (шихту). В шихту могут вводиться значительные
количества самостоятельно не коксующихся углей, однако с таким расчётом,
чтобы суммарные свойства шихты обеспечивали нормальный процесс коксования.
Осн. свойством, определяющим пригодность шихты для коксования, является
её способность образовывать при нагреве пластич. слой достаточной толщины,
вязкости и с требуемым ходом термич. разложения. Проверка качества углей
выполняется в лаборатории. Показателями служат толщина пластич. слоя и
усадка угля при коксовании. Последняя необходима для обеспечения выдачи
"коксового пирога" из печи. Кроме того, состав шихты регламентируется по
содержанию золы, серы, влаги и ряда др. примесей. Для удаления из
компонентов шихты нежелательных примесей угли предварительно обогащают
и затем (для придания шихте однородности) тщательно смешивают, дробят
(содержание фракции 3 мм в измельчённой шихте должно быть ок.
95%).
Схема улавливания продуктов коксования:
1 - коксовая батарея; 2 - газосборник; 3 - газопровод; 4
- отделитель конденсата; 5 - расовый холодильник; б - электрофильтр
(для отделения смолы); 7 - газодувка; 8 - трубопровод для отвода
конденсата; 9 - отстойник; 10 - хранилище смолы; 11 -
хранилище
аммиачной воды; 12 - аммиачная колонна; 13 - подогреватель
газа; 14 - сатуратор; 15 - каплеотбойник; 16 - бензольный
скруббер; 17 - подогреватель насыщенного масла; 18 - бензольная
колонна; 19 - холодильник для масла; СБ - сырой бензол; Г-обратный
газ; См -смола; СФ - сульфат; CS - сточные воды.
Образующийся при коксовании сырой
газ несёт с собой (в г/нм3): паров воды 250-450, паров
смолы 100-120, бензольных углеводородов 30-40, аммиака - 8-13, сероводорода
5-30. Горячий (800 °С)газ охлаждают в газосборнике путём распыления в нём
воды и затем в холодильниках (до 30-35 °С). Конденсат разделяют на аммиачную
воду и кам.-уг. смолу. Охлаждённый газ засасывается мощными газодувками
и нагнетается в систему улавливания и очистки (схема). Здесь из газа улавливают
пары сырого бензола, оставшуюся в газе большую часть аммиака, сероводород
и цианистые соединения. Сырой бензол, кам.-уг. смолу и аммиачную воду перерабатывают
на товарные продукты.
В качестве примера ниже приведён
материальный баланс коксования (в %) одного из видов углей. Количество
сухой угольной шихты (приход) 100,0.
|
Выход (расход)
|
|||
|
кокс сухой
|
78,0 | ||
|
бензол
|
1,0 | ||
|
аммиак
|
0,3 | ||
|
коксовый
газ сухой |
16,0 | ||
|
пирогенетпческая
влага |
1 , 2 | ||
|
Итого
|
100,0 | ||
Сопутствующий коксовому газу и являющийся
вредной примесью сероводород превращают в элементарную серу или серную
к-ту, цианистые соединения можно использовать для получения солей роданистоводородной
к-ты и др. продуктов.
Аммиак (выход 0,3% от массы шихты),.
Сырой бензол представляет собой выкипающую
Кам.-уг. смола - сырьё для получения
Важными продуктами являются также
Лит.: Справочник коксохимика,
частично растворяющийся в водном кон денсате и образующий аммиачную воду,
а частично остающийся в коксовом газе, отгоняют из воды, возвращая в газ,
после чего улавливают из газа и используют для получения главным образом
сульфата аммония - азотного удобрения, содержащего 25,8% NH
удобрения. Как жидкое удобрение применяют и водные растворы аммиака, к
к-рым добавляют соли калия и др. компоненты.
до 180 °С смесь ароматических углеводородов. Кроме того, в сыром бензоле
присутствует ряд непредельных соединений неароматического характера (напр.,
циклопентадиен). Из коксового газа углеводороды извлекают промывкой
в скрубберах жидким поглотительным маслом. После отгонки от масла,
разгонки на фракции, очистки и повторной ректификации получают чистые товарные
продукты, главные из к-рых - бензол, толуол и ксилолы (содержание в сыром
бензоле соответственно 65-70, 13-15 и 2,5-4%). Углеводороды, выкипающие
выше 145 °С, выпускаются под общим названием "с ольвенты" (растворители).
Из них получают также индивидуальные соединения, используемые при синтезе
красителей и др. веществ. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром
бензоле, получают кумароновые смолы, используемые для произ-ва лаков и
красок, линолеума, а также в резиновой промышленности. Перспективным сырьём
для органич. синтеза является также циклопентадиен.
нафталина и др. индивидуальных ароматич. соединений, масел спец. назначения
(поглотительное, шпалопропиточное и др.) и пека, из которого вырабатывают,
в частности, электродный пековый кокс.
пиридиновые основания и фенолы. Наиболее легкокипящая часть пиридиновых
оснований улавливается с аммиаком, а фенолов - с сырым бензолом. Высококипящие
фракции оснований и фенолов переходят в смолу. Пиридиновые основания состоят
в основном из п и р и д ин а и его гомологов; их общий выход 70- 80 г на
1 т щихты. После выделения и разгонки они широко используются для
синтеза органич. соединений, в частности в фармацевтич. пром-сти. Выход
фенолов - около 700 г на 1 т шихты. После извлечения щёлочью
и разделения на индивидуальные соединения или группы изомеров их используют
для получения феноло-формальдегидных смол и др. полимеров, на их основе
синтезируют красители, лекарственные и парфюмерные препараты, пестициды
и т. д.
т. 3, М., 1966; Литвиненко М. С., Носалевич И. М., Химические продукты
коксования для производства полимерных материалов, Хар., 1962; Коляндр
Л. Я., Улавливание и переработка химических продуктов коксования, 2 изд.,
Хар., 1962. Д. Д. Зыков.
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я