Какие продукты получают из каменноугольной смолы

Коксова́ние — процесс переработки жидкого или твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода. При разложении топлива образуется твёрдый продукт — нефтяной или каменноугольный кокс и летучие продукты. Основное количество кокса получают из каменного угля[1].

История[править | править код]

Производство каменноугольного кокса возникло в XVIII веке[2], когда понадобилось заменить становившийся всё более дефицитным древесный уголь для доменных печей. Первая промышленная плавка на коксе выполнена в Великобритании в 1735 году. К 1983 году мировое производство кокса составило около 360 млн тонн[1].

Коксование углей[править | править код]

Коксотушильный вагон перед башней мокрого тушения

Широко распространённый технологический процесс, состоящий из следующих стадий: подготовка к коксованию, собственно коксование, улавливание и переработка летучих продуктов[2].

Подготовка включает обогащение (для удаления минеральных примесей) низкосернистых, малозольных, коксующихся углей, измельчение до зёрен размером около 0,3 мм, смешение нескольких сортов угля, сушка полученной шихты.

Коксовая печь — технологический агрегат, в котором осуществляется коксование каменного угля (на заводе бездымного топлива, Южный Уэльс)

Для коксования шихту загружают в щелевидную коксовую печь (ширина 400—450 мм, объём 30—40 м3). Каналы боковых простенков печей, выложенных огнеупорным кирпичом, обогреваются продуктами сгорания газов: коксового (чаще всего), доменного, генераторного, их смесей и др.

Продолжительность нагрева составляет 14—16 часов. Температура процесса — 900—1050 °C. Полученный кокс (75—78 % от массы исходного угля) в виде так называемого «коксового пирога» (спёкшейся пластической массы) — выталкивается специальными машинами («коксовыталкивателями») в железнодорожные вагоны, в которых охлаждается («тушится») водой или газом (азотом).

При 250 градусах Цельсия из угля испаряется вода, улетучиваются угарный газ и углекислый газ, при 350 градусах улетучиваются углеводороды, соединения азота и фосфора, при 500 градусах происходит спекание — образуется полукокс, при 700 градусах и больше улетучивается водород и образуется кокс[2].

Парогазовая смесь выделяющихся летучих продуктов (до 25 % от массы угля) отводится через газосборник для улавливания и переработки. Для разделения летучие продукты охлаждают впрыскиванием распыленной воды (от 70 °C до 80 °C) — при этом из паровой фазы выделяется большая часть смол, дальнейшее охлаждение парогазовой смеси проводят в кожухотрубчатых холодильниках (до 25—35 °C). Конденсаты объединяют и отстаиванием выделяют надсмольную воду и каменноугольную смолу. Затем сырой коксовый газ последовательно очищают от NH3 и H2S, промывают поглотительным маслом (для улавливания сырого бензола и фенола), серной кислотой (для улавливания пиридиновых оснований). Очищенный коксовый газ (14—15 % от массы угля) используют в качестве топлива для обогрева батареи коксовых печей и для других целей.

Из надсмольной воды (9—12 % от массы угля) отгонкой с паром выделяют: NH3 (в виде концентрированной аммиачной воды), фенолы, пиридиновые основания. Очищенную воду после разбавления технической водой направляют на тушение кокса или на биологическую очистку сточных вод на очистные сооружения.

Каменноугольная смола (3—4 % от массы угля) является сложной смесью органических веществ (в настоящее время идентифицировано только ~60 % компонентов смолы — более 500 веществ). Смолу методом ректификации подвергают разделению на фракции: нафталиновую, поглотительную, антраценовую и каменноугольный пёк. Из них, в свою очередь, кристаллизацией, фильтрованием, прессованием и химической очисткой выделяют: нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла.

Коксохимические заводы являются одним из крупнейших потребителей каменного угля — до ¼ мировой добычи[1].

Полукоксование твёрдого топлива[править | править код]

Метод переработки твёрдых горючих топлив нагреванием до 500—600 °C без доступа воздуха. Наиболее распространено полукоксование горючих сланцев и бурых углей. Для проведения процесса используют аппараты непрерывного действия с внешним или внутренним подводом тепла. В результате процесса образуются: полукокс (50—70 % от массы исходного топлива), первичная смола (5—25 %), первичный газ, подсмольная вода.

Коксование тяжёлых нефтяных остатков[править | править код]

Нефтяной кокс получают коксованием жидких нефтяных остатков и пеков, при крекинге и пиролизе продуктов перегонки нефти, электродный пековый кокс — коксованием высокоплавкого каменноугольного пека. Нефтяной и электродный пековый кокс являются основным сырьём для производства электродов. Нефтяной и электродный пековый кокс имеют по сравнению с каменноугольным очень низкую зольность, как правило, не выше 0,3 % (до 0,8 % у нефтяного кокса)[1].

Коксование тяжёлых нефтяных остатков является разновидностью глубокого термического крекинга углеводородов с целью получения нефтяного кокса и газойлевых фракций. Осуществляется при 420—560 °C и давлениях до 0,65 МПа. Продолжительность процесса варьирует от десятков минут до десятков часов. Сырьём для процесса служат: тяжёлые фракции перегонки нефти, остатки деасфальтизации, термического и каталитического крекинга, пиролиза бензинов и газойлей.

Сущность процесса состоит в последовательном протекании реакций крекинга, дегидрирования, циклизации, ароматизации, поликонденсации и уплотнения с образованием сплошного «коксового пирога». Выделяющиеся летучие продукты подвергают ректификации для выделения целевых фракций и их стабилизации, кубовый остаток возвращают в процесс. Готовый кокс периодически выгружают, подвергают сушке и прокаливанию.

По аппаратурному оформлению различают: замедленное коксование в необогреваемых камерах (для получения малозольного кокса), обогреваемых кубах (для получения электродного и специальных видов кокса), коксование в «кипящем слое» порошкообразного кокса (так называемый «термоконтактный крекинг»). При сочетании последнего способа с газификацией кокса в процесс могут быть вовлечены кроме нефтяных остатков природные асфальты и битумы.

См. также[править | править код]

  • Сухая перегонка
  • Коксовая батарея

Ссылки[править | править код]

  • bse.sci-lib.com // Большая советская энциклопедия — Коксование
  • https://charcoal.mybb.ru //Применение кокса в чёрной металлургии

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

  • Гл. ред. Е. А. Козловский. Горная энциклопедия в пяти томах. Том 2. — Москва: Советская энциклопедия, 1985. — 575 с.

Источник

    П. Продукты перегонки каменноугольной смолы [c.241]

    При флотации минералов с гидрофобной поверхностью, например каменных углей, применяются реагенты типа углеводородов — керосин (осветительный и сульфированный), продукты перегонки каменноугольной смолы и др. Расположение молекул флотореагента на гидрофобной поверхности угля показано на рис. ХУ1.4б. [Так как на рис. XVI.4а показан один тип реагента, а на рис. ХУ1.4б — другой, то полярная часть (кружочки) молекулы на рис. ХУ1.4б заштрихована, а неполярная показана двумя.черточками.] [c.205]

    Исходное сырье — 2-метилнафталин получают из продуктов перегонки каменноугольной смолы. [c.652]

    Пиридин является одним из продуктов перегонки каменноугольной смолы и легко получается в чистом виде. [c.187]

    Промышленные фунгициды. Главное применение промышленных фунгицидов — предохранение древесины от порчи. Для этой цели наиболее широко используют креозот (продукт перегонки каменноугольной смолы) или его растворы, которыми обрабатывают древесные материалы, не находящие применения в жилищном строительстве. [c.583]

    Хинолин впервые выделен из продуктов перегонки каменноугольной смолы (Рунге, 1834 г.). Большое число производных хинолина было выделено из некоторых нефтей. [c.546]

    Укажите продукты перегонки каменноугольной смолы, их физические свойства. [c.269]

    Непрерывный самообжигающийся анод представляет собой прямоугольный кожух из алюминиевых листов, куда периодически загружают горячую анодную массу, состоящую из прокаленного при температуре 1300° С без доступа воздуха нефтяного или пекового коксика (сухой остаток после перегонки нефти или каменноугольной смолы) и пека (продукт перегонки каменноугольной смолы с температурой размягчения 45—60°С). [c.208]

    Получение фенолов из продуктов перегонки каменноугольных смол [c.17]

    Таким образом, синтез изатина (и его производных) сводился к получению его из названных выше кислот, которые были уже ранее синтезированы из продуктов перегонки каменноугольной смолы. Действительно, при восстановлении о-нитрофенилуксусной кислоты был получен оксиндол, а при [c.430]

    Ксилолы получаются из богатых ароматическими углеводородами фракций при крекинге нефти и из продуктов перегонки каменноугольной смолы. Технический ксилол содержит около 20% о-, 50% и- и 20% м-изомеров, так что перед стадией окисления необходимо провести тщательное разделение изомеров. о-Изомер выделяют перегонкой так как м- и л-изомеры имеют очень близкие температуры кипения (около 137°), их разделение следует проводить или путем вымораживания, или химическими методами. -Цимол содержится в различных эфирных маслах и может быть получен окислением скипидара иодом или концентрированной серной кислотой. И л-ксилол и п-цимол могут [c.141]

    ПОД влиянием серной кислоты или хлоридов металлов. Кумарон и инден содержатся в продуктах перегонки каменноугольной смолы, кипящих в пределах 160—200°. Смесь кумарона и индена полимеризуется в присутствии 1% серной кислоты, давая смолу с температурой размягчения в пределах от 50—65° до 110—140°, применяемую для изготовления пластмасс и лаков (см. стр. 363). [c.378]

    Расчетный метод пригоден для прямогонных и полученных каталитическим крекингом дизельных фракцпй, для топлив, полученных в результате их смешения метод не употребляется для расчета цетановых чисел топлив, содержаш их ощутимое колпчество остаточных фракций, продуктов термического крекинга, высоколетучих (кипящих ниже, чем керосиновая фракция) продуктов не применяется он также и для топлив, содержащих продукты перегонки каменноугольных смол, растительные и животные жиры, а также для топлив с повышающими цетаповую характеристику присадками. [c.443]

    Обмасливание углей представляет собой нанесение на их поверхность тонкой пленки керосина, антраценового масла (продукт перегонки каменноугольной смолы, пределы выкипания 280— 360 °С) или других веществ, уменьшающих сцепление между угольными частицами. Внесение уже малых количеств этих веществ, например, 0,1 % керосина, оказывается достаточным для значительного повышения насыпной массы углей. [c.122]

    Простейшие тиофены [1] представляют собой устойчивые жидкости, по температуре кипения и даже по запаху сильно напоминающие бензол. Они сопровождают бензол и его производные в продуктах перегонки каменноугольной смолы. Открытие тиофена в бензольной фракции каменноугольной смолы связано с одним из классических курьезов в органической химии. В прежние времена для характеристики химических соединений широко применялись цветные реакции. Было, например, известно, что при нагревании бензола с изатином и концентрированной серной кислотой появляется синяя окраска (разд. 14.1.1.7). В 1882 г. В.Мейер читал студентам последнего курса лекцию, сопровождающуюся демонстрацией опытов. К восторгу всех присутствующих, за исключением самого профессора и особенно его ассистента, опыт не удался. При расследовании этого инцидента выяснилось, что у ассистента закончился запас коммерческого бензола и он приготовил бензол путем декарбоксилирования бензойной кислоты. Стало ясно, что цветная реакция характерна не для самого бензола, а для содержащейся в коммерческом бензоле примеси. При дальнейших исследованиях Мейеру удалось выделить эту примесь и определить как неизвестную ранее циклическую систему, которой он дал имя тиофен от греческих слов гкеюп (сера) и ркато (светящийся). Впервые корень этого слова был использован для названия фенола, поскольку он был побочным продуктом при производстве светильного газа из каменноугольной смолы. [c.352]

    В 1834 г. немецкий химик-органик Фридлиб Фердинанд Рун-ге (1794—1867) нашел анилин в продуктах перегонки каменноугольной смолы и назвал его кианол . В 1840 г., выделив это вещество при разложении индиго, Юлий Федорович Фрицше (1808—1871), в то время работавший химиком на Петербургском заводе искусственных минеральных вод, назвал его анилином. В 1841 г. это вещество получил и назвал бензидамом Николай Николаевич Зинин (1812—1880) при восстановлении нитробензола сероводородом. Через два года немецкий химик-органик Август Вильгельм Гофман (1818—1892), познакомившись [c.289]

    Тиофен (жидкость с т. кип. 84 °С) встречается в каменноугольной смоле. Он сопровождает бензол в продуктах перегонки каменноугольной смолы, где и был впервые обнаружен В. Мейером в 1882 г., который дал новому соединению название тиофен . В на-стояшее время существуют эффективные промышленные методы получения тиофена и алкилтиофенов из алифатических синтонов (разд. 6.4.2). [c.256]

    Основные научные работы посвящены изучению вновь открытых соединений, в частности красителей. Обнаруичил (1819) токсические свойства атропина и его способность расширять глазной зрачок. Изучая кору хинного дерева, открыл хинин (1819, за год до П. Ж- Пельтье и Ж. Б. Каванту). Открыл кофеин (1821, независимо от Пельтье, Каванту и П. Ж- Робике), пурпурин (1822). Исследовал дубящие агенты и цветочные пигменты. Во время эпидемии холеры в 1831 предложил использовать в качестве дезинфицирующего средства хлор вместо уксусной кислоты и двуокиси серы, которые применяли в то время. В продуктах перегонки каменноугольной смолы открыл (1834) карболовую кислоту, пиррол, хинолин и анилин, который описал под названием киаиол . Установил (1834), что окисление анилина приводит к образованию окрашенных соединений, впервые синтезировал ряд анилиновых красителей. Автор Химии красителей (т. 1—3, 1834—1850). Пионер про- [c.440]

    Грант и Боуген использовали газо-жидкостную хроматографию для исследования состава ароматических соединений в продуктах перегонки каменноугольной смолы [50], кипяш их в пределах 150 — 183° С. [c.206]

    До сих П01Р еще не выцвели ткани, окрашенные в глубокой древности такими удивительными красками, как ализарин и индиго. Раньше их добывали из природных растений, но химики разработали дешевые способы получения этих веществ из продуктов перегонки каменноугольной смолы, и они стали широко использоваться в технике. [c.3]

    Из других работ Фрицше упомянем о выделении двух новых алкалоидов — гармалина и гармипа, свойства которых были подробно изучены. Большое значение получили исследования Фрицше в области химии углеводородов — продуктов перегонки каменноугольной смолы и древесного дегтя. В частности, совместно с Д. И. Менделеевым, он выделил и исследовал углеводород инден. [c.282]

    Компания Нихон кокан , которая в июне 1936 г. первой из частных компаний задула до.менную печь, сразу же организовала проникновение в химическую промышленность. В 1936 г. на ее предприятиях начался выпуск кокса, каменноугольной смолы и сульфата аммония. В 1937—1938 гг. мощности оборудования для получения этих видов продукции были увеличены, а в 1940 г. при металлургическом заводе в Кавасаки был создан целый производственный комплекс, специализировавшийся на массовом выпуске продуктов перегонки каменноугольной смолы. В 1941 г. благодаря увеличению мощностей доменных и коксовых печей на заводе Осима, неподалеку от завода в Кавасаки, здесь был начат выпуск каменноугольной смолы, сульфата аммония и неочищенного легкого масла. В 1944 г. Нихон кокан приобрела у компании Ниигата рюсан завод по производству удоб- [c.232]

    Крейцфельд , исследовавший в качестве ингибиторов растворения стали в серной кислоте крахмал, дрожжи и различные продукты перегонки каменноугольной смолы, утверждал, что эти вещества образуют на поверхности металла сплошной изолирующий адсорбционный слой. Аналогичные выводы об ингибирующем действии галоидоводородных кислот, желатина и некоторых карбоновых кислот сделал Вальперт  [c.49]

    Антраценовое масло (ТУ Главкокса 1946 г.). Термокоричневая жидкость с резким запахом. Является продуктом перегонки каменноугольной смолы. Антисептик выше средней токсичности является основной частью каменноугольного креозотового масла, обладает теми же свойствами и применяется наравне с ним. [c.225]

    В производстве водостойких абразивных инструментов с улзш-шенными механическими свойствами к твердой смоле добавляют каменноугольный пек, обладающий высокой реакционной способностью по отношению к формальдегиду [18]. Для этой цели также пригодны активированные воздухом продукты перегонки каменноугольной смолы, кубовые остатки перегонки сырого фенола или остатков после экстракции нефти. [c.259]

    И раньше, и в настоящее время в США основное применение находит 2,4-Д, в Великобритании — 2М-4Х, а на европейском континенте оба гербицида применяют цримерно в одинаковых количествах. Различие в выборе, сделанном обеими странами, объясняется двумя факторами. Во-пе рвых, в Англии был избыток 2-метилфено-ла — побочного продукта перегонки каменноугольной смолы, а американские угли были беднее этим веществом, но в то же время производство синтетического фенола в США было более развитым. Второй фактор носил агрономический характер. Оба гербицида могут повреждать зерновые культуры при превышении доз или при проведении опрыскиваний слишком рано или после фазы выхода в трубку. В этом отношении 2М-4Х более безопасна в применении, но в США, где фермеры предпочитают не уничтожать сорняки полностью, а сохранять их на уровне, при котором зерновые могут конку- [c.202]

    Из группы фенолов и их производных — динитро-о-крезола (ДНОК), динитро-о-бгор-алкилфенолоз, продуктов перегонки каменноугольной смолы, продуктов нитрования алкилфенолов (нитрафен) — пентахлорфенол является одним из самых эффективных препаратов контактного действия. Физиологическая активность галоге-нидфенолов возрастает с накоплением атомов галогена в молекуле фенола [95], поэтому из хлорфенолов пентахлорфенол обладает наибольшей активностью. Первые сведения о возможности предуборочного высушивания хлопчатника пентахлорфенолом или его солями появились в 1947 г. [100], однако и до сих пор этот препарат применяется в США для десикации семенных посевов хлопчатника и других культур [69]. В нашей стране пентахлорфенол не применяется пока в производственных масштабах для десикации хлопчатника и других культур, но он описывается в книге, поскольку все еще продолжает оставаться одним из самых дешевых, доступных и активных десикантов. [c.57]

    Как и все продукты перегонки каменноугольной смолы, пек содержит наряду с углеводородами гетероциклические соединения, вероятно ненасыщеншле и способные к смолообразованию, Но ни одного соединения такого типа до сих пор не удалось идентифицировать. Их присутствие обнаруживается по образованию смол при всех операциях очистки фракций пека. [c.20]

    Согласно патентным данным, окисление лучше всего производить воздухом или азотной кислотой. Описаны [83, 84] способы окисления 10—35%-ной азотной кислотой под давлением при температуре выше 150° при применении ртутных и урановых катализаторов выходы могут превышать 90%. Согласно другому методу [85], диалкилбензолы окисляются воздухом в две стадии в первой стадии, проводящейся при умеренной температуре в присутствии нафтената кобальта, образуется п-толуиловая кислота, которая во второй стадии при повышенной температуре окисляется до терефталевой кислоты. В отчете о своих ранних работах по полиэтилентерефталату Харди [82] описывает получение терефталевой кислоты путем двухстадийного окисления и-цимола сначала азотной кислотой, затем перманганатом калия. При другом способе производства терефталевой кислоты в качестве исходного продукта применяют толуол—углеводород, легко выделяемый из продуктов перегонки каменноугольной смолы. Описан также процесс [86], при котором толуол конденсируется с окисью углерода в присутствии ВРд в качестве катализатора с образованием п-толуилового альдегида при окислении альдегида воздухом получаются п-толуиловая и терефталевая кислоты. При обработке толуола формальдегидом и соляной кислотой в присутствии хлорида цинка образуется /г-ксилилхлорид, который затем окисляется в терефталевую кислоту [87]. [c.142]

    При работе с нефтепродуктами и продуктами перегонки каменноугольной смолы, профессиональная экзема, как правило, не возникает. Это обусловливается отсутствием у перечисленных продуктов сенсибилизирующих свойств. Однако в отдельных случаях при добавлении к нефтемаслам различных присадок (скипидара, параокси-дифениламина и др.) не исключена возможность появления у рабочих раздражения кожи, преимущественно рук, [c.111]

Источник