Каталог :: Химия

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.