Главная >> Химия 10 класс. Базовый уровень. Кузнецова

Глава 12. Природные источники и способы переработки углеводородов. Промышленный органический синтез

§ 38. Коксохимическое производство

Каменный уголь — наиболее распространенный вид твердого топлива. Запасы каменного угля в природе значительно превосходят запасы нефти. В нашей стране находится почти половина всех мировых запасов угля.

Одним из основных способов получения углеводородов из каменного угля является его коксование. При этом осуществляется сухая перегонка (пиролиз) каменного угля при температуре 900-1200 °С. Продуктами коксования каменного угля являются: кокс, каменноугольная смола, сырой бензол (смесь бензола и других ароматических углеводородов), сульфат аммония, коксовый газ.

Основная цель коксования каменного угля — получение кокса, который, являясь восстановителем, в больших масштабах используется для выплавки чугуна. Кокс содержит 96-98 % углерода.

Коксование каменного угля осуществляется в коксовой печи (рис. 82) — реакторе периодического действия. Современная коксовая печь — это сложное теплотехническое сооружение, состоящее:

• из камеры для коксования;
• регенераторов для нагрева газа и воздуха;
• газосборника — системы отвода летучих продуктов коксования;
• обогревательного простенка, в котором расположены отопительные каналы.

Процесс коксования продолжается 14 часов.

После отделения полученного кокса образовавшиеся летучие продукты (прямой коксовый газ) подвергаются охлаждению. В результате этого каменноугольная смола конденсируется. Несконденсированными остаются аммиак, бензол и его гомологи, водород, оксиды углерода, лёгкие углеводороды (метан, этилен) и др. Аммиак улавливается при пропускании несконденсированных газов через раствор серной кислоты, при этом образуется сульфат аммония, который используется как азотное удобрение. Затем отделяют бензол из смеси аренов. Оставшийся коксовый газ — обратный коксовый газ — используется в качестве топлива или как сырьё химической промышленности, так как в его состав входят: водород (57-61%), метан (23-28%), оксиды углерода, газообразные углеводороды различной природы.

Каменноугольная смола содержит сложную смесь органических веществ: нафталин, антрацен, фенолы, крезолы, пиридин и его гомологи и т. д. Каменноугольную смолу подвергают переработке, выделяя индивидуальные вещества.

Другим способом переработки каменного угля является его гидрирование.

Гидрированием твёрдого топлива называется процесс превращения органической части топлива в жидкие продукты. Это процесс каталитический и осуществляется при температу ре 400-560 °С под давлением водорода 20-70 МПа. Образующуюся смесь углеводородов используют в качестве моторного топлива вместо продуктов нефтепереработки.

Основные понятия

Коксование • Гидрирование каменного угля

Вопросы и задания

1. Какие основные продукты получаются из каменного угля?

2. Какие вещества входят в состав коксового газа? Для получения каких органических и неорганических веществ он используется?

3. Какие вещества входят в состав каменноугольной смолы? Напишите их структурные формулы и укажите области применения.

4. Какой объём воздуха (н. у.) израсходуется при сжигании 100 л коксового газа, содержащего 60% водорода, 25% метана, 5% оксида углерода(II), 6% азота, 4% оксида углерода(IV)? Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 20%.