33.Основные продукты кок­сового газа. Схема их улавли­вания

Коксовый газ — горючий газ, образующийся в процессе коксования каменного угля, то есть при нагревании его без доступа воздуха до 900—1100 ° С. Коксовый газ содержит много ценных веществ. Кроме водорода, метана, оксидов углерода в его состав входят пары каменно-угольной смолы, бензол, аммиак, сероводород и др. Парогазовая смесь выделяющихся летучих продуктов (до 25 % от массы угля) отводится через газосборник для улавливания и переработки. С увеличением глубины химиче­ских превращений увеличивается вы­ход газов и уменьшается выход смо­лы.

В газах большое содержание Н₂ и меньше выход углеводородов. В смо­ле большое содержание сконден­сированной ароматики. Известно, что устойчивость связей углерода с гете-роатомами возрастает в ряду С - О < L - S < С - N, поэтому в продуктах низкотемпературной переработки те­плив (400 - 450 С) много кнслородо-содержащих веществ, тогда как зна­чительное количество аммиака, пири­дина и хинолина появляется в летучих продуктах только при температурах выше 600 °С.

За счет интенсивного протекания вторичных термических превращений в состав таких летучих продуктов входят в основном наиболее термиче­ски стабильные соединения. Так в них практически отсутствуют кетоны, спирты, карбоновые кислоты, двух­атомные фенолы.

Технологическая схема стр. 232.

Для разделения газов используются системы очистки, главный аппарат--- сатуратор. Идет поглощение аммиака серной кислотой, далее кристаллизация сульфата аммония или фосфата и его отделение с помощью центрифуги. Далее очищ от аммиака газ идет бензольное отделение (бензола 1% на сырье). Он присутствует в чистом виде и в виде гомологов. Вначале идет конечное охлаждение до 20-25°С, затем охлажденный газ посткпает в абсорбер, где бензол поглощается с помощью масел. Каменноугольное масло кипит 230-300°С. Поглощает в себе 2,5 % бензола. М=170-180. Соляровое масло забирает до 2% бензола, М=230-240, 280-360°С. Далее масла идут в отпарную колонну, потом сырой бензол идет на ректификацию. Оставшийся коксовый газ, сд-т Н2, СН4 и примеси СО, СО2, Н2S.

34.Состав каменноугольной смолы и смолы ее разделения. Основные фракции

В смолах коксования отсутствуют спирты, карбоновые кислоты, кетоны.

В смолах полукоксования велико содержание циклоалкановых и арома­тических углеводородов с длинными боковыми цепями, а смолы высоко­температурного коксования представ­ляют собой смеси полициклических ароматических углеводородов и гетероароматических соединений.

Смола-это коллоидная система, включ соед с короткими боковыми цепями, различные по темп кип, существуют и продукты уплотнения. Порядка 150 соед идентифицированы. Она жидкая, это азеотр смесь, где ни одно соед не присут в в таком объеме, чтобы оно могло выделятся. Смолу разделяют на узкие фр-и, а потом выделяют И.У. Св-ва: устойчивы к окислению, антисептики (для пропитки древесины). Наиб важные комп: нафталин, антрацен, фенантрен, фенол, крезолы, техн масла (имеются пол-е соед). Более ½ части смолы-пек (остаток выше 360°С). Идет на произ-во графитных и углер мат-ов. Для разделения смолы можно использовать два приема—фракционное испарение и однократное испаре­ние с последующей фракционной конденсацией паров фрак­ций: -легкая фр-я, фенольная (170-200°С), нафталиновая (200-300°С), поглотительная (230-300°С), антраценовая (300-360°С), пек. Такие периодические схемы переработки смолы, в основе которых было фракционное испарение, существовали еще в 50-е годы. Един­ственным достоинством процесса фракционного испарения (ес­тественно, при использовании колонн достаточно высокой эф­фективности) была возможность тщательного извлечения низкокипящих компонентов из высококипящих. Так, при подобном разделении было гарантировано, например, отсутствие компо­нентов легкого масла в нафталиновой фракции. Главным недостатком такой схемы является высокая темпе­ратура в нагревателях колонн. Содержание пека в исходной смоле составляет около 60%, поэтому именно температуры ки­пения компонентов пека решающим образом влияют на темпе­ратуру в нагревателях даже при отборе низкокипящих фракций. При этом возникают трудности с подбором греющего агента, температура которого должна быть всегда на 15—20°С выше самой высокой температуры низа колонны (условие создания необходимого теплового напора). Кроме того, при использова­нии фракционного испарения самому длительному нагреву под­вергают наиболее высококипящие соединения, которые в наи­большей степени подвержены термическим превращениям при нагревании. В связи с этим при современной переработке смолы, как и при переработке нефти, преимущественно используют однократное испарение с фракционной конденсацией. Как видно, при нагревании в змеевике образуется паровая фаза, находящаяся в равновесии с жидкой фазой. В паровую фазу в соотношениях, определяемых давлением на­сыщенных паров при заданных температурах, переходят все компоненты смолы. Одновременно в остатке в соотношениях, определяемых также условиями равновесия, находятся все ком­поненты смолы. Таким образом, в пеке может оставаться какое-то незначительное количество компонентов легкой фракции. Глубина отгона, т. е. степень перехода компонента в паровую фазу при однократном испарении, при тех же темп больше, чем при фракционном испарении.