Переработка каменноугольной смолы

Каменноугольная смола (КУС) – это смесь веществ, в состав которой вхо­дят сотни сединений. До настоящего времени индентифицировано около 500 соединений различных классов, представляющих примерно 60 % от мас­сы смолы.

Индентифицированные соединения можно разделить на три группы:

- нейтральные соединения, в состав которых входят конденсированные арены (нафталин, антрацен, фенантрен, хризен, их гомологи и др.);

- соединения кислой природы, главным образом моно- и многоатомные фенолы (фенол, крезолы, ксиленолы и др.);

- соединения основной природы, к которым относятся пиридин и его гомологи (пиридиновые основания) и хинолиновые основания.

В табл. 12.7 даны концентрации основных веществ, составляющих КУС.

Таблица 12.7

Содержание основных компонентов в КУС

Компоненты	Массовая доля, %	Компоненты	Массовая доля, %
Нафталин	8 – 12	Флуорантен	2,2 – 2,3
Гомологи нафталина	3,7	Пирен	1,2 – 2,1
Флуорен	1,2 – 2,0	Хризен	2,0
Фенантрен	4 – 5	Дифенил	0,2 – 0,4
Антрацен	1,0 – 1,3	Хинолин и его гомологи	2,0 – 3,0
Карбазол	1,2 – 1,5	Аценафтен	1,4 – 1,8
Оксибензол	0,2 – 0,5	Дифениленоксид	0,6 – 0,8
Крезолы	0,6 – 1,2	Пиридин и его гомологи	0,5 – 1,5

Остальную часть КУС (50–60 %) составляют высокомолекулярные ве-ще­ства неопределенного состава.

Процесс переработки КУС включает следующие стадии:

- обезвоживание, обессоливание и обеззоливание смолы;

- фракционирование (ректификация) смолы;

- переработка фракций и их очистка от фенолов и пиридиновых основа­ний;

- выделение чистых индивидуальных соединений.

Ректификация КУС проводится в трубчатых установках с использова-ни­ем однократного испарения и фракционной конденсации. При этом выде-ляют пять фракций, а в остатке получают пек (табл. 12.8).

Таблица 12.8

Выход фракций при разгонке КУС

Фракция	Интервал отбора, оС	Выход, % на массу КУС
Легкая	до 170	0,5 – 1,0
Фенольная	170 – 210	2 – 4
Нафталиновая	210 – 230	9 – 12
Поглотительная	230 – 270	7 – 10
Антраценовая	270 – 360	19 – 25
Пек	свыше 360	55 – 60

Выделенные фракции направляют на дальнейшую переработку с целью выделения чистых соединений. На рис. 12.9 изображена схема разгонки смо­лы и выделения индивидуальных веществ.

Производство технического углерода

Пирен Антраценовое масло Флуорантен

Антраценовая фракция

Шпалопропиточное масло Антрацен

Сырой антрацен Карбазол

Добавка к СБ

Легкая фракция

Фенантрен

Легка Дифенилоксид

	Нафталино-вая фракция

Нафталиновая Индол

КУС

фракция Флуорен

Фенолы

Технический Поглотительное масло

нафталин Метилнафталин

Фенольная фракция

Фенольная фракция Хинолиновые основания

Хинолин Хинальдин Изохиналин

Крезолы Ксиленолы Фенолы

Рис. 12.9. Схема переработки каменноугольной смолы

Продукты коксования применяют в различных областях человеческой деятельности. При этом доля потребления различных отраслей хозяйства сос­тавляет, % масс.:

- химическая промышленность – 30;

- цветная металлургия – 30;

- сельское хозяйство – 23;

- строительство и транспорт – 12;

- прочие – 5.

Общее количество продуктов переработки прямого коксового газа в Рос­сии превышает 200 наименований, среди которых следует отметить мине­ральные удобрения, химические средства защиты растений, полимерные ма­те­риалы, растворители, ароматические углеводороды, азот- и кислородсодер-жащие гетероциклические соединения, высококачественное сырье для про-изводства технического углерода, водород, необходимый для процессов гид-рогенизации угля и продуктов его переработки, метан для конверсии и др.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные показатели качества каменных углей и их суть.

2. Назовите марки углей. Какие из них используют в коксовании?

3. Приведите структурную схему коксохимического производства.

4. Назовите типы первичных реакций коксования.

5. Приведите вторичные реакции процесса коксования.

6. Из каких стадий состоит процесс коксования? Дайте краткое со­дер­жание этих стадий.

7. Назовите основные компоненты прямого коксового газа.

8. Приведите структурную схему разделения прямого коксового газа.

9. Какие классы соединений входят в состав сырого бензола? Дайте при­меры представителей этих классов.

10. Приведите структурную схему переработки сырого бензола.

11. Назовите основные компоненты каменноугольной смолы.

12. Из каких стадий состоит процесс переработки КУС?

13. Какие фракции выделяют при разгонке КУС?

14. Приведите схему преработки КУС.