Реферат: Коксохимия

Коксохимическое

производство

и проблемы

использования

углеводородного

сырья.

Выполнил Корниенко Алексей

Проверил Еремин И. В.

24. 01. 1999

Красноярск, 1999

Коксохимическое производство:

Важным источником промышленного получения ароматических углеводородов наряду

с переработкой нефти является коксование каменного угля.

Процесс коксования можно провести в лаборатории. Если каменный уголь сильно

нагревать в железной трубке без доступа воздуха, то через некоторое время

можно будет наблюдать выделение газов и паров. В U-образ-ой трубке

конденсируется смола, имеющая неприятный запах, и над ней вода, содержащая

аммиак. Проходящие далее газы собираются в сосуде над водой. В железной

трубке после опыта остается кокс. Собранный газ хорошо горит, его называют

коксовым газом.

Таким образом, при нагревании каменного угля без доступа воздуха образуются

четыре основных продукта: кокс, каменноугольная смола, аммиачная вода,

коксовый газ.

Коксохимическое производство в основе своей имеет много общего с лабораторным

опытом коксования угля, оно как бы воспроизводит его в крупных масштабах.

Промышленная коксовая печь состоит из длинной узкой камеры, в которую сверху

через отверстия загружают каменный уголь, и отопительных простенков, в

каналах которых сжигают газообразное топливо (коксовый или доменный газ).

Несколько десятков таких камер образуют батарею коксовых печей. Для

достижения высокой температуры горения газ и воздух предварительно нагревают

в регенераторах, расположенных под камерами, подобно тому как это

осуществляется в мартеновском способе производства стали.

При нагревании угля без доступа воздуха до 900-1050 оС приводит к

его термическому разложению с образованием летучих продуктов и твердого

остатка-кокса.

Процесс коксования длится около 14 часов. После того как он закончится,

образовавшийся кокс-«коксовый пирог»-выгружают из камеры в вагон и затем гасят

водой или инертным газом; в камеру загружают новую партию угля, и процесс

коксования начинается снова. Коксование угля-периодический процесс.

Основные продукты: кокс-96-98% углерода; коксовый газ-60% водорода, 25% метана,

7% оксида углерода (II) и др. Побочные продукты: каменноугольная смола (бензол,

толуол), аммиак (из коксового газа)и др.

После остывания кокс сортируют и направляют на металлургические заводы для

доменных печей.

Летучие продукты выводятся через отверстия вверху камер и поступают в общий

газосборник, где из них, как в нашем опыте, конденсируется смола и аммиачная

вода.

Из неконденсирующегося газа извлекают аммиак и легкие ароматические углероды

(главным образом бензол). С целью извлечения аммиака газ пропускают через

раствор серной кислоты; образующийся сульфат аммония используется в качестве

азотного удобрения.

Ароматические углеводы получаются путем поглощения их растворителем и

последующей отгонки из образующегося раствора.

Из каменноугольной смолы путем фракционирования получают гомологи бензола,

фенол (карболовую кислоту), нафталин и др.

Коксовый газ после отчистки применяется в качестве топлива в промышленных

печах, так как содержит много горючих веществ. Он используется и как

химическое сырье. Например, из коксового газа выделяют водород для различных

синтезов.

Проблемы использования углеводородного сырья:

До недавнего времени в топливном балансе страны огромная доля приходилась на

нефть. В связи с развитием энергоснабжения осуществляется перевод энергетики

с использованием нефти и нефтепродуктов в качестве топлива на широкое

применение в этих целях природного газа, угля, на использование атомной

энергии. Это значит, что тяжелые остатки переработки нефти-мазуты будут более

полно перерабатываться в светлые нефтепродукты, необходимые для современного

органического синтеза. Химической науке предстоит задача изыскать более

эффективные пути переработки нефти, природного и попутных газов, угля,

сланцев, а также усовершенствовать существующие с целью более полного и

комплексного использования природного углеводородного сырья.

Получение искусственного жидкого топлива не является новой проблемой. Установка

гидрирования угля была введена в Германии еще в 1923 году, а в 1943 этим путем

в Германии было получено 2 миллиона тонн бензина и 800000 тонн дизельного

топлива. Процесс получения искусственного жидкого топлива был весьма дорогим и

проходил при давлении 70 Мпа и температуре 180 оС. В послевоенные

годы гидрирование угля практически потеряло промышленное значение.

В настоящее время учеными разрабатываются другие экономически более выгодные

методы гидрирования угля с использованием эффективных катализаторов, что даст

возможность снизить температуру и давление.

Другим перспективным путем получения синтетического жидкого топлива является

его синтез из оксида углерода (II) и водорода.