ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Химическая переработка твердого топлнва из "Практикум по химической технологии" Из химических методов переработки твердого топлива (угля, торфа, сланцев) наибольшее распространение в настоящее время имеет процесс пиролиза (сухой перегонки), происходящий при нагревании топлива до высокой температуры без доступа воздуха. Цель этого сложного пирогенетического высокотемпературного процесса — получение обогащенной углеродом твердой фазы (кокса, полукокса) и парогазовой смеси, содержащей различные газы (На, СО, СОа, ЫНз, СН4 и др.), углеводороды и их смеси (бензол, толуол, нафталин, аммиак, сероводород и др.). [c.83] Лабораторные работы, связанные с химической переработкой твердого топлива, позволяют на практике ознакомиться с главными стадиями этих процессов. В данной главе представлены процессы по химической переработке каменного угля (коксование) и торфа (полукоксование). Выполнение каждой из работ позволяет дать студентам наглядное представление о процессах пирогенетической переработки твердого топлива, закономерностях их протекания и основных продуктах, выделяющихся при этом. В отличие от промышленного процесса сухая перегонка твердого топлива в лабораторных условиях осуществляется не под давлением (которое возникает за счет газообразования), а чаше под разрежением с постепенным отводом парогазовой смеси из зоны реакции, высоких температур. Поэтому по скорости выделения газа или жидких продуктов можно вести наблюдение над процессом. [c.83] В процессе полукоксования до температуры 773—873 К идут первичные реакции пиролиза и выделяются больше жидкие продукты. При коксовании до температуры 1273 К идет углубление процесса разложения образовавшихся углеводородов, следовательно, снижается выход смолы и повышается выход газа и твердого остатка. [c.83] Пиролиз (сухая перегонка) угля без доступа воздуха при температуре 1173—1273 К, называемый коксованием, служит для получения кокса, который необходим для металлургической промышленности и получения различных химических соединений (аммиака, бензола, толуола, нафталина, антрацена и др.). В качестве сырья применяют коксующиеся угли или шихту, состоящую из углей разных марок. [c.83] Коксование проводят в камерных или шахтных печах, работающих в политермическом режиме с постепенным подъемом температуры, поэтому процесс сопровождается многочисленными первичными и вторичными химическими реакциями. [c.83] До температуры 476—523 К испаряется влага и выделяются газы — оксид углерода (И) и оксид углерода (IV) при температуре около 573 К начинается выделение паров смолы и образуется пиро-генетическая вода, а уголь переходит в пластическое состояние при температуре 773—823 К разлагается пластическая масса угля с образованием первичных продуктов газа и смолы, состоящих из парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, и затвердевает масса с образованием полукокса. При температуре 963 К и выше происходит дальнейшее выделение летучих продуктов, которые подвергаются пиролизу, а из них в результате различных реакций образуются ароматические углеводороды (последние наиболее стойки в условиях коксования и накапливаются в смоле) одновременно происходит упрочнение кокса. Конечными продуктами будут как индивидуальные вещества (сероуглерод, бензол, толуол, ксилолы, аммиак, антрацен, нафталин, фенантрен, карба-еол, фенол и др.), так и смеси веществ (масла — нафталиновое, поглотительное и др. сольвент — смесь изомеров триметилбензола и ароматических углеводородов каменноугольный пек, обратный коксовый газ и др.). [c.84] Цель работы. Проведение коксования каменного угля и составление упрощенного материального баланса процесса коксования. [c.84] Реактивы каменный уголь, хлорид кальция (прокаленный), раствор серной кислоты 0,5 моль/л, раствор гидроксида натрия (30%-ный), раствор серной кислоты (20%-ный), ксилол, индикатор—метиловый оранжевый, оксид ртути (II). [c.84] Оборудование установка для коксования угля (рнс. 23), фарфоровая ступка с пестиком, установка для определеиня воды с ловушкой Дниа-Старка (рнс. 24). [c.84] Порядок выполнения работы. Ознакомление с лабораторной установкой для коксования угля (рис. 23) и подготовка ее к работе. [c.85] По окончании коксования выключают электропечь, перекрывают все краны и зажимы, отсоединяют трубку 1 от поглотительной системы. Горячая трубка охлаждается на листе асбеста. Поглотительные склянки разъединяют, выдерживают 15 мин (для вытеснения из них газа воздухом, лучше под тягой) и взвешивают. [c.86] Анализ продуктов коксования. 1. Массу кокса определяют путем взвешивания остывшей трубки и определения ее привеса. (Массу пустой трубки определяют перед опытом.) Оставшийся в трубке кокс выжигают в печи в токе воздуха при температуре 1073 К. [c.86] Уо = V (Я —Л) 273/Г. 1,01- ЮЛ где Уо — объем газа при нормальных условиях, л V — объем газа в условиях опыта, л Я — барометрическое давление, Па Л — упругость водяных паров при данной температуре газа, Па Т — температура газа К. [c.87] Вернуться к основной статье