ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая переработка твердого топлива из "Общая химическая технология. Ч.2" Сырьем для коксования служат спекающиеся угли, которые дают прочный и пористый металлургический кокс, например коксующиеся угли марки К. Однако в промышленной практике составляется смесь — шихта, состоящая не только из коксующихся углей, но и из углей других марок например, щихта из донецких углей имеет примерно следующий состав газовых углей 20%, жирных 40%, коксовых 20% и отощепных спекающихся 20%. Включение в шихту углей различных марок позволяет расширить сырьевую базу коксохимической промышленности, получить качественный кокс и обеспечить высокий выход смолы, сырого бензола и коксового газа. [c.38] Каменноугольная смола — вязкая черно-бурая, со специфическим запахом жидкость, содержащая около 300 различных веществ. Наиболее ценными компонентами смолы являются ароматические и гетероциклические соединения бензол, толуол, ксилолы, фенол, крезол, нафталин, антрацен, фенантрен, пиридин, кар-базол, кумарон л др. Плотность смолы 1,17—1,20 г/см . Выход смолы составляет от 3 до 4% от массы коксуемого сухого угля. Состав смолы зависит главным образом от температуры коксования, а выход — от температуры и природы исходных углей. С повышением температуры углубляется пиролиз углеводородов, что снижает выход смолы и увеличивает выход газа. [c.39] В настоящее время из каменноугольной смолы выделяют около двухсот продуктов различных наименований, куда входят смеси и индивидуальные вещества, служащие сырьем для синтеза красителей, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов, пластических масс, химических волокон и т. п. [c.39] Сырой бензол — это смесь, состоящая из сероуглерода, бензола, толуола, ксилолов, кумарона и других веществ. Выход сырого бензола составляет в среднем 1,1% от количества угля. Выход зависит от состава и свойств исходного угля и температурных условий процесса. При разгонке из сырого бензола получают индивидуальные ароматические углеводороды и смеси углеводородов, служащие сырьем для химической промышленности. [c.39] Надсмольная вода представляет собой слабый водный раствор аммиака и аммонийных солей с примесью фенола, пиридиновых оснований и некоторых других продуктов. Из надсмоль-1 0й воды при ее переработке выделяется аммиак, который совместно с аммиаком коксового газа используется для получения сульфата аммония и концентрированной аммиачной воды. [c.40] Устройство и работа коксовых печей. Коксование углей представляет собой высокотемпературный химический процесс. Реакции протекают сначала только в твердой фазе. По мере повышения температуры происходит образование газо- и парообразных продуктов, протекают сложные реакции внутри твердой и газовой фаз, а также происходит взаимодействие между ними. Основным фактором, определяющим протекание процесса коксования, является повышение температуры, ограниченное рядом факторов, среди которых следует указать на снижение выхода смолы и сырого бензола, изменение состава продуктов коксования, нарушение прочности огнеупорных материалов, используемых для кладки коксовых печей. [c.40] Для увеличения коэффициента теплопередачи, помимо обычных приемов повышения а) и аг, уменьшают толщину стенки камеры н слоя угля. Обычно толщина стенки, выполненной из динасового кирпича, около 0,1 м, а ширина камеры принимается равной 407— 410 мм. Поверхность теплопередачи f зависит от размеров камеры. Длина камеры ограничивается статической прочностью простенков, трудностью удаления кокса выталкивателем, сложностью равномерного распределения газов в обогревательном простенке. Длина камеры примерно 14 м. Высота камеры определяется в основном условиями равномерного обогрева ее по высоте. С этой точки зрения удовлетворительные результаты получаются при высоте камеры около 4,3 м. [c.41] ЧТО вполне согласуется со временем, необходимым для завершения процесса (рис. 15, й). [c.43] Прямой коксовый газ представляет собой сложную смесь газообразных и парообразных веществ. Помимо водорода, метана, этилена и других углеводородов, оксида и диоксида углерода, азота, в 1 м газа (при 0°С и 10 Па) содержится 80—130 г смолы, 8—13 г аммиака, 30—40 г бензольных углеводородов, б— 25 г сероводорода и других сернистых соединений, 0,5—1,5 г цианистого водорода, 250—450 г паров воды и твердых частиц. Газ выходит из коксовой печи при 700°С. Процесс разделения прямого коксового газа (см. рис. 16) начинается в газосборнике, в который интенсивно впрыскивается холодная надсмольная вода, и газ охлаждается примерно до 80°С, благодаря чему из него частично конденсируется смола. Одновременно в газосборнике из газа удаляются твердые частицы угля. Для конденсации смолы необходимо охлаждение газа до 20—30°С оно может производиться в холодильниках различной конструкции — трубчатых, оросительных, непосредственного смешения. В схеме, приведенной на рис. 16, используются трубчатые холодильники, в которых происходит конденсация паров воды и смолы. Понижение температуры газа способствует конденсации смолы и паров воды, увеличивает растворимость аммиака в конденсирующейся воде, что приводит к частичному поглощению аммиака с получением надсмольной воды. Смола и надсмольная вода из холодильника 2 стекают в сборник, где разделяются по плотности. В холодильниках не удается полностью сконденсировать смолу, так как она частично превращается в туман. Смоляной туман удаляется из коксового газа электростатическим осаждением в электрофильтрах, работающих при 60 000—70 000 В. [c.44] Коксовый газ, очищенный от аммиака, направляется на улавливание сырого бензола. Наиболее распространенным методом улавливания сырого бензола является абсорбция его поглотительными маслами при 20—25°С в скрубберах. В качестве поглотителей применяется каменноугольное (фракция перегонки ка.менноугольной смолы, кипящая при 230—ЗОО С) или соляровое масло (фракция, кипящая при 300—350°С). Газ, поступающий в бензольные скрубберы, предварительно охлаждается водой в холодильниках непосредственного смешения. При этом из газа вымываются нафталин и мельчайшие брызги серной кислоты, увлеченные из сатуратора. Освобожденный от сырого бензола коксовый газ, так называемый обратный коксовый газ, в большинстве случаев очищается от сероводорода и других серосодержащих соединений и поступает потребителю. Раствор сырого бензола в поглотительном масле направляют в дистилляционную колонну, где из него отгоняется сырой бензол, а масло после охлаждения возвращается на орошение бензольных скрубберов. [c.45] Сырой бензол представляет собой сложную смесь, основная масса которой испаряется до 180°С. Среднее содержание основных компонентов в сыром бензоле (%). сероуглерода и легко-кипящих углеводородов 1,6—3,4 бензола 59,5—78,3 гомологов бензола 12—21 сольвентов (смесь триметилбензола, этилметилбензо-ла и др.) 3—10. Получение отдельных компонентов из сырого бензола основано на различии их температур кипения и осуществляется ректификацией. [c.45] Обратный коксовый газ имеет примерно следующий состав %) Иг 54—59 СН4 23—28 СО 5,0—7,0 тяжелых углеводородов 2—3 N2 3,0—5,0 СО2 1,5—2,5 О2 0,3—0,8. Теплотворная способность газа 16 700—17 200 кДж/м . [c.46] Основные задачи, стоящие перед коксохимической промышленностью 1) интенсификация процесса коксования созданием печей непрерывного коксования 2) расширение сырьевой базы для коксования за счет использования недефицитных марок угля 3) расширение ассортимента выпускаемой продукции 4) разработка рациональных схем наиболее полного и экономического выделения продуктов, содержащихся в сыром бензоле, каменноугольной смоле и коксовом газе 5) получение химически чистых индивидуальных веществ из сырого бензола и каменноугольной смолы. [c.46] Полукоксование. Полукоксованием называют низко- и среднетемпературный пиролиз твердого топлива (каменные и бурые угли, сланцы) при нагревании до конечной температуры 500—600°С. Полукоксование имеет целью получение транспортабельного искусственного жидкого и газообразного топлива, более ценного, чем исходное, а также получение сырья для химической промышленности. Прямые продукты полукоксования — это полукокс, смола и газ их выход зависит от вида исходного топлива. [c.46] ТОПЛИВО, как составляющая шихт для коксования, как исходное сырье для газификации и как источник теплоты для энерготехнологических установок переработки углей. Сланцевый полукокс может служить исходным материалом для получения вяжущих веществ. [c.47] Смола полукоксования представляет собой сложную смесь, из которой получают моторное топливо, растворители, индивидуальные органические соединения. Особенно богаты по составу сланцевые смолы, комплексная переработка которых дает газообразное и жидкое топливо, различные растворители, масла, эпоксидные смолы, многочисленные индивидуальные химические соединения и др. Методы переработки смолы аналогичны методам переработки нефти (см. с. 59) смолу полукоксования подвергают прямой гонке или деструктивной переработке, т. е, различным видам крекинга. [c.47] Реакторы полукоксования представляют собой печи прямого нагрева с твердым теплоносителем или с применением нагретых газов в качестве теплоносителя. Наиболее эффективно применение твердого теплоносителя — кокса или полукокса, нагретого до 700 —800°С. Преимуществами твердого теплоносителя являются большая интенсивность теплообмена и главное — отсутствие разбавления продукционной парогазовой смеси, имеющее место при контакте с газообразными теплоносителями. [c.48] Парогазовые продукты полукоксования, выходящие из циклонов пылевой камеры при температуре около 550°С, подаются в высокотемпературные реакторы-конверторы 11 часть парогазовой смеси направляют в отопительные конверторы, где вырабатывается отопительный газ для технологических конверторов. Другая часть парогазовых продуктов полукоксования подается в технологические конверторы, где вырабатывается химическое сырье — конвертированный газ. На рис. 17 показан технологический конвертор 11. Это вертикальный реактор, состоящий из двух камер с движущейся огнеупорной насадкой-теплоносителем. Верхняя камера реактора имеет одну зону нагрева насадки, а нижняя камера—две зоны пиролиза (нижняя зона) и конверсии (верхняя зона). Насадка выполнена из керамики на основе корунда (а-АЬОз) она непрерывно движется, совершая кругооборот, и подается в реактор сверху с помощью пневматического подъемника 13 насадка-теплоноситель снабжает теплотой реактор, компенсируя эндотермические процессы пиролиза и конверсии она нагревается до 1250°С за счет сжигания отопительного газа в зоне нагрева насадки, а также за счет выжигания смоляного кокса с ее поверхности. [c.49] В отопительных конверторах в зону пиролиза воздух и пар не подаются и из камеры пиролиза отводится отопительный газ. Из конверторов отопительный газ при 900°С, а технологический газ при 1200°С поступают в котлы-утилизаторы, где вырабатывается водяной пар (0,5 МПа, 500°С). Технологический газ передается на очистку и дальнейшую переработку, а отопительный очищается в скрубберах и сжигается в камерах нагрева насадки реакторов-конверторов, Теплота дымовых газов из конверторов (а также из аэрофонтанной топки) используется в воздухоподогревателях 4. 10. [c.50] Вернуться к основной статье