ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пути химического использования углей из "Химическая переработка топлив" Развитие современной химической промышленности характеризуется производством все большего количества продуктов на базе нефти и газа. Вместо небольшого количества химических продуктов с ограниченными масштабами производства в начале последних двух десятилетий, в настояпхее время как по числу наименований, так и по размерам, производство химических продуктов из веществ нефтяного происхождения достигло внушительных размеров и продолжает бурно развиваться. При этом нельзя не отметить и качественные изменения в ассортименте продуктов. [c.5] Если углехимическая промышленность являлась главным образом поставщиком сырья для производства таких продуктов, как красители, фармацевтические препараты, растворители и т. п., то нефть и газ открыли новые возможности получения синтетических продукте синтетических волокон и каучуков, пластических масс, повер)(ностно-активных, моющих и клеящих веществ, которые могут заменить такие материалы, как шерсть, натуральный каучук и натуральное волокно, мыло и т. п., не говоря уже о том, что многие из синтетических продуктов превосходят по своим свойствам природные продукты, спрос на которые в настоящее время так значителен, что он не может быть удовлетворен ранее существующими методами. [c.5] Между тем, будущее угля как химического сырья находится в прямой зависимости от научных исследований. [c.6] Человечество знает немало случаев, когда неразумное использование даров природы приводило к невозвратным потерям. Как ни велики нефтяные и газовые ресурсы нашей страны, мы должны сейчас работать над тем, чтобы найти твердым горючим ископаемым более разумное использование, чем сжигание в топках. [c.6] Задача настоящего сообщения рассмотреть некоторые новые пути превращения твердого топлива, которые в недалеком будущем могут оказаться выгоднее и надежнее обычных, ныне принятых. [c.6] Твердые горючие ископаемые применяются пока главным образом как топливо и лишь в небольшой части как химическое сырье. Однако свойством выделять тепло при взаимодействии с кислородом в определенных условиях обладают не только горючие ископаемые, но и почти все элементы. Все металлы, как и углерод топлива, соединяясь с кислородом, выделяют тепло. Есть области, где используется именно это свойство металлов, например алюмотермия. Вместе с тем, металлы нашли широкое применение не как источник тепла, а используются другие их свойства, благодаря которым создана такая отрасль промышленности, как черная и цветная металлургия, без которых сейчас не обходится ни одна сторона жизни и деятельности человека. Другим примером может служить древесина, побежденная каменным углем в конце прошлого века как топливо, а благодаря другим ее свойствам ставшая источником многих ценных химических веществ и являющаяся единственным сырьем для ряда важных отраслей народного хозяйства. Нельзя не согласиться с Жиле [1], что нечто похожее мы можем иметь с твердыми горючими ископаемыми, в частности с углем, в случае использования других, отличных от топливных, свойств, с тем, чтобы, не сжигая, превращать твердое топливо в ценные продукты и материалы. И лишь тогда твердое топливо, в котором содержание углерода составляет 80—90%, приобретает подлинную ценность. Что это именно так, хорошо видно из приведенного графика (рис. ]) [2], на котором показана относительная ценность 1 кг углерода в каменном угле, а также в различных химических продуктах и материалах. [c.6] Таким образом, в будущем на смену углю, если он даже будет побежден как топливо, должен прийти уголь как источник углерода. [c.7] В настоящее время любое органическое соединение можно синтезировать тем или иным путем как из соединений нефтяного происхождения, так и из угля и даже из кокса или метана. В этом смысле, видимо, нет надобности противопоставлять в общем понятии органического синтеза нефтехимический, углехимический или лесохимический синтезы, так же как нет надобности, например, нафталин, полученный из угля, называть углехимическим нафталином, а полученный деалкилированием нефтяных метилнафталинов — нефтехимическим. [c.7] Таким образом, в настоящее время необходимо внести наибольшую ясность прежде всего в вопросы, связанные с выбором главных научных направлений в переработке топлива, что уже само по себе является процессом большого научного творчества. [c.8] В настоящее время можно выделить три основных направления. [c.8] Успешная разработка новых путей использования топ шва невозможна без наличия все возрастающего количества знаний в области состава и структуры топлива. Поэтому одной из важнейших задач науки должно явиться более интенсивное накопление знаний в области состава, структуры и свойств твердого топлива. [c.8] Достижения современной науки, и в частности теоретической и прикладной органической химии, открывают широкие перспективы для успешной реализации всех отмеченных здесь главных направлений, что приведет к расширению областей применения горючих ископаемых, которые станут своеобразной рудой ряда отраслей промышленности. [c.8] К настоящему времени прочно укрепилось представление об ископаемых углях как о высокомолекулярных соединениях, физические и термомеханические свойства которых находятся в связи с молекулярной структурой углей. [c.8] Несмотря на достигнутые успехи в области химии больших молекул, они не оказали еще должного влияния на выяснение особенностей стру ктур угольного вещества. Это привело к тому, что большинство исследований, как самих горючих ископаемых, так и их превращений, развивается главным образом по пути эмпирического накопления фактов. [c.8] Одним из таких направлений является окисление твердых горючих ископаемых с целью получения различных органических кислот. Как известно, методы окисления углей являются старейшими методами углехимии и практическое значение их состоит в данном случае в том, чтобы на их основе создать процесс окисления, при помощи которого, не доводя до чрезмерного образования СО2 и Н2О, можно будет превратить 60— 70% органической массы угля в низкомолекулярные водорастворимые и более высокомолекулярные водонерастворимые кислоты и другие продукты, являющиеся перспективным сырьем для различных нужд народного хозяйства. Работы в этом направлении занимают все большее место в углехимической литературе, особенно в патентной. [c.9] Теоретическое обоснование процесса переработки углей окислением в щелочной среде дано в работах [3—8], в которых показано, что весь генетический ряд, от торфа до антрацита и даже графит, дает кислоты от низкомолекулярных алифатических и ароматических до полициклических и кислот типа гуминовых. [c.9] Для получеш-1я органических кислот большое значение имеют и сапропелитовые топлива. Более далеко продвинуты работы по окислению обогащенного горючего сланца. Проведенные А. С. Фоминой [И] исследования в Институте химии АН Эстонской ССР показали возможность превращения до 60% углерода обогащенного сланца в жирные кислоты, из которых 55% дикарбоновых и 5% монокарбоновых кислот. Лабораторные работы были доведены до опытно-промышленной проверки. [c.9] Таким образом, в сравнительно простых лабораторных условиях осуществлено превращение 50—60% углерода угля в ценные для органического синтеза алифатические и бензолкарбо-иовые кислоты. [c.10] Этим самым перед углехимиками и химиками-органиками открываются широчайшие возможности для изучения окисления и структуры угольного вещества и создания направленных технологических процессов окисления углей, а также расширения -областей практического использования продуктов окисления. [c.10] Другим направлением окисления твердого топлива и использования продуктов окисления является получение аморфных темноокрашенных, растворимых в водных растворах щелочи кислот типа гуминовых, выход которых иногда достигает 95% на уголь. [c.10] Вернуться к основной статье