ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перспективы получения и использования органических кислот на основе окисления углей и керогена сланцев из "Экономика химической переработки угля" В последнее время уделяют большое внимание изучению процесса деструктивного окисления угля и горючих сланцев для получения различных органических кислот от низкомолекулярных до кислот типа гуминовых. [c.138] Применяют два промышленных метода их окисления кислородом в водно-щелочной среде и азотной кислотой. При этом по выходу и составу кислоты почти не различаются. Выход кислот на горючую массу достигает 50—60%, что в несколько раз больше выхода химических продуктов при коксовании углей или термохимической переработке сланцев. [c.138] Выбор исходного сырья влияет не только на выход, но и на состав ароматических кислот. Юттнер и Берт-линг, осуществляя окисление азотной кислотой, а затем хлором в водно-щелочной среде, установили, что с ростом степени метаморфизма возрастает основность получаемых бензолкарбоновых кислот. Таким образом, выбор исходного сырья дает возможность регулировать процесс окисления с точки зрения выхода и состава алифатических и ароматических кислот [55]. При щелочном окислении каменного угля кислородом выход водорастворимых ароматических кислот составляет около 60%, при этом они содержат до 40% бензолкарбоновых кислот. В продуктах окисления каменного угля могут присутствовать все 12 бензолполикарбоновых кислот. В основном это бензолтрикарбоновые и бензолтетракар-боновые кислоты. Остальные кислоты также в основном являются ароматическими. При окислении каменного угля азотной кислотой образуются продукты почти такого же состава. [c.139] Работами ученых Института горючих ископаемых было показано, что процесс. окисления облегчается использованием в качестве исходного сырья выветрившихся углей, которые можно рассматривать как промежуточные продукты полного окисления угля до двуокиси углерода и воды. Поэтому при окислении выветрившихся углей (при иапользовании для энергетических целей наименее ценных) увеличиваются скорость окисления их до растворимых в щелочи продуктов и образование ароматических кислот, а также возрастает выход поликарбо-новых кислот. Из углей Кузнецкого бассейна лучшим сырьем для этой цели является тощий уголь [56—58]. [c.139] На протекание реакций окисления органической массы угля в водно-щелочной среде большое влияние оказывают количество и вид щелочного агента. Водный раствор щелочи обеспечивает беспрепятственное течение реакции, переход продуктов окисления угля в растворимое состояние и повышение их стабильности. Снижение концентрации щелочи приводит к сокращению скорости протекания реакций, облегчает условия распада уже образовавшихся кислот, в результате чего сокращается выход кислот и увеличивается выход углекислого газа [60]. Вид щелочи также оказывает влияние на характер окисления углей. К наиболее перспективным относятся щелочи NaOH и ЫзгСОз. На результаты окисления угля влияют и технологические параметры процесса давление, температура, время реагирования, вид катализатора и др. [c.140] Ноликарбоновые кислоты, полученные в результате окисления угля, представляют собой рыхлую, сильно гигроскопичную массу желтовато-бурого цвета, хорошо растворимую в воде и кислородсодержащих растворителях (спиртах, эфирах, кетонах). [c.140] Для окисления угля в водно-щелочной среде чаще всего применяют схему Говарда, по которой щелочной раствор продуктов окисления отфильтровывается от непрореагировавшего угля и нейтрализуется серной кислотой для перевода натриевых солей поликарбоновых кислот в кислоту. Затем поликарбоновые кислоты экстрагируются из раствора метилэтилкетоном и после его отгонки сушатся н растираются [61]. [c.141] К числу основных недостатков существующих методов окисления углей относятся большой расход высококипящих реагентов, большая энергоемкость и образование значительного количества сточных вод. Над улучшением схем окисления угля работали многие исследователи. Значительного сокращения расхода реагентов и возврата в цикл сточных вод добились Андо и Камия. Предложенная ими схема отличается от других тем, что реакционный раствор упаривается перед нейтрализацией и охлаждается. Это позволяет возвратить в процесс окисления выпавшую в осадок часть карбоната натрия, а следовательно, и сократить расход кислоты на нейтрализацию [62]. [c.141] Группой ученых Института горючих ископаемых предложен новый метод окисления углей, позволяющий резко уменьшить расход щелочи и кислоты, а также сократить образование сточных вод, что сказывается а экономических показателях получения поликарбоновых кислот [63, 64]. Принципиальная технологическая схема окисления углей в водно-щелочной среде с целью получения поликарбоновых кислот показана на рис. 7. [c.141] Разработка путей использования продуктов окисления каменного угля представляет собой серьезную проблему. В связи с тем что разделение этих кислот довольно сложно, исследуются возможности непосредственного их использования. Так, фирма Доу Камикл проводит работы по изучению возможностей использования так называемой каменноугольной кислоты , состоящей в основном из бензолкарбоновых кислот, которые могут вступать в реакцию с полиатомныии спиртами, эпоксидными соединениями, полиаминами с образованием омол Изучаются возможности производства полиэфирных смол, используемых для покрытий. [c.144] Затраты на лроизводство 1 г дикарбоновых кислот окислением керогена сланцев, руб.-коп. [c.144] Концентрат керогена. Азотная кислота. . . Серная кислота. . . Едкий натр. . . . . Сода кальцинированная Этилацетат. . [c.144] Бензойную кислоту в виде натриевой соли применяют для сохранения пищевых продуктов, в качестве фунгицида, используют в производстве пластификаторов и медицинских препаратов, для получения капролактама и терефталевой кислоты. Терефталевую кислоту используют главным образом для получения полиэфирных волокон, а также для производства пленок и электроизоляционных красок. [c.146] Ввиду сложности разделения кислот проводили работы по облагораживанию их смесей, например путем нагревания с водой или концентрированной серной кислотой. Нестойкие сильноокрашенные примеси полимери-зовались и отфильтровывались, но при этом возникали значительные потери кислот, что затрудняло применение указанных методов в промышленных условиях. [c.146] Проведенные исследования показывают, что уже сейчас возможны организация промышленного производства карбоновых кислот на основе твердых топлив и эффективное применение их в народном хозяйстве. [c.147] Вернуться к основной статье