WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаХімія → Піроліз твердих горючих копалин - Реферат

Піроліз твердих горючих копалин - Реферат

вугілля
Температура напівкоксування t, °С CO2+H2S CO CmHn CH4 і гомологи С2Н6 Н2 N2
420 15,4 8,4 9,6 33,6 21,2 10,4 5,6
500 6,2 6,2 4,6 40,3 14,4 24,8 5,7
550 5,0 5,2 2,2 41,4 6,8 34,3 6,2
Первинна смола являє собою складну суміш різних органічних речовин, що конденсуються з газу напівкоксування (прямого газу) при температурі 30-50 0С. Як правило, вона залишається рідкою при кімнатній температурі, маючи різну в'язкість, однак деякі торфи і буре вугілля дають іноді густі первинні смоли через наявність в них значної кількості твердих парафінів. Густина смоли близька до одиниці (0,845-1,078), колір змінюється від жовто-бурого до темно-бурого.
У залежності від природи, ступеня вуглефікації і складу ТГК в первинній смолі виявлені:
1. граничні вуглеводні - СnH2n+2 від пентану до С=30-35;
2. неграничні вуглеводні жирного ряду - CnH2n (олефіни) і CnH2n-2 (діолефіни);
3. ароматичні вуглеводні (небагато бензолу, толуол, ксилоли, а також мезитилен, стирол і ін.);
4. конденсовані ароматичні сполуки (нафталін, тетралін, декалін, дифенілметан, метиловані гомологи нафталіну і антрацену);
5. нафтени (циклогексан і ін.);
6. феноли, головним чином вищі, і невелика кількість фенолу;
7. органічні основи - найпростіші гомологи піридину - піколіни, лутидіни, колідіни, а також хінолін і його гомологи, піридин;
8. карбонові кислоти (оцтова, олеїнова), а також кетони і спирти - в невеликих кількостях;
9. ефір - в первинних смолах тільки з торфу і бурого вугілля, що містять віск.
Дослідження первинної смоли проводяться:
1. для визначення вмісту в ній окремих класів і сполук при вивченні молекулярної структури і хімічної природи речовин, що входить до складу ТГК;
2. для визначення вмісту продуктів, що мають практичну цінність як моторне паливо (бензин, гас), масло і сировина для хімічної промисловості.
Середньотемпературне коксування (СТК): середньотемпературний кокс, смола СТК, газовий бензол-бензин, газ СТК.
СТК застосовується в основному для переробки спікливого малометаморфізованого кам'яного вугілля (типу газового), і бурого вугілля (процес Рамлера і Білкенрота) з високим виходом летких речовин. Кокс за цим методом менш міцний, ніж високотемпературний, але він має високою реакційну здатність, придатний для газифікації і ін. технічних потреб і є більш цінним паливом, ніж початкове вугілля.
Смола за своїм складом наближається до відповідних первинних смол, але відрізняється від них більш високою густиною і підвищеним вмістом ароматичних сполук. У рідких погонах смоли СТК кам'яного вугілля міститься 35- 45 % фенолів, причому на відміну від первинних смол, значну частину їх складають карболова кислота і крезоли. Нейтральні масла представлені сумішшю ароматичних і аліфатичних вуглеводнів.
Легкі вуглеводні, що конденсуються з газу, являють собою ароматизований бензин, який називають газовим бензолом-бензином. Використовуються з легкими погонами смоли як моторне паливо. Основною особливістю цих продуктів є наявність в них значної кількості бензолу і його гомологів.
Зворотний газ СТК містить більше водню і менше метану, ніж газ напівкоксування і має теплоту згоряння QН=25 МДж/м3.
Високотемпературне коксування (ВТК). При високотемпературному коксуванні кам'яного вугілля виходять наступні продукти:
тверді - кокс різних сортів;
рідкі -- кам'яновугільна (коксова) смола і надсмольна вода;
газоподібні - аміак, сірководень, суміш пароподібних бензольних вуглеводнів, зворотний коксовий газ.
Основне значення в утворенні хімічних продуктів ВТК в сучасних коксовий печах має склад шихти, температура і період коксування, а також розмір (об'єм) підсводного простору камери, який визначає тривалість перебування в ньому газу. У підсводному просторі продукти зазнають подальшої ароматизації і утворюються компоненти високотемпературної смоли, "сирого бензолу" і газу. При ВТК відбувається перерозподіл хімічних елементів між продуктами коксування (таблиця 2.19), причому основна кількість вуглецю знаходиться в твердому залишку (коксі), водень переходить в коксовий газ, а кисень у пірогенетичну воду і газ.
Високотемпературною кам'яновугільною смолою прийнято називати складну суміш великого числа рідких органічних продуктів коксування, що конденсуються з газу при охолоджуванні до 20-40 0С (таблиця 2.20). Кількість смоли в залежності від складу шихти і режиму коксування змінюється від 1,5 до 6,0 %. Практично на коксохімзаводах він становить 3,0-3,5 % від сухий шихти. Щільність смоли становить звичайно 1,17-1,19 і підвищується із зростанням температури.
Таблиця 2.19 - Розподіл елементів (% від змісту їх в шихті) при ВТК
Продукти коксування С Н N O
Кокс 84,2 6,6 13,8 5,9
Смола 3,8 11,8 6,4 0,9
"Сирий бензол" 1,4 1,8 - -
Пірогенетична вода - 12,5 - 59,2
Коксовий газ 10,6 66,3 72,0 34,0
Аміак - 1,0 10,8 -
Таблиця 2.20 - Вихід фракцій кам'яновугільною смоли (%)
Найменування фракцій Температурні границі, °С Вихід фракції, %
Легке масло До 170-180 0,5-1,0
Середня фракція 170-230 10,0-12,0
Тяжка фракція 230-270 5,0-8,0
1-а антраценова фракція 270-300 3,0-5,0
2-а антраценова фракція 300-360 16,0-20,0
Пек кам'яновугільний Вище 360 54,0-65,0
"Сирий бензол" являє собою суміш пароподібних органічних сполук, що утворюються при ВТК і що не конденсуються з газу зі смолою. У виробничих умовах їх витягують з газу сорбцією спеціальними кам'яновугільними або нафтовими маслами, а іноді активованим вугіллям або шляхом виморожування. По суті "сирий бензол" є летючою частиною легкої фракції коксової смоли і його компоненти увійшли б в неї при більш глибокому охолоджуванні.
Головними компонентами "сирого бензолу" є одноядерні ароматичні з'єднання - бензол (до 70 %) і його метиловані гомологи: толуол (8-20 %), ксилоли (2-5 %) і ін.
Пірогенетична вода конденсується з газу разом з вологою, що випарувалася з вугілля і в сумі з нею складає надсмольну воду. Вихід її змінюється від 1 до 3 %. У надсмольну воду переходить значна кількість різних водорозчинених продуктів піролізу (аміак і його з'єднання, феноли і пірідінові основи).
Зворотний коксовий газ - газ, що залишається після видалення з прямого газу смоли, "сирого бензолу" і води. У газі, що отримується при ВТК, збільшено зміст водню, але знижена частка оксидів вуглецю і нижчих парафінів (таблиця 2.21).
Таблиця 2.21 - Середній склад сухого зворотного газу
Коксохім-заводи CO2+H2S CO CmHn O2 H2 CH4 и гомо-логи N2 g,
кг/м3 QH,
МДж/м3
України А 2,0 7,6 2,3 1,0 61,2 21,7 4,2 0,472 19,1
Б 2,1 6,4 0,4 0,2 50,5 25,0 15,0 0,543 15,5
Росії А 2,7 8,1 2,4 0,4 54,4 25,9 4,9 0,501 19,1
Б 3,8 4,8 3,8 0,7 60,2 23,1 3,6 0,454 17,6
ЛІТЕРАТУРA
1. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства углей.- К.: Наукова думка.
2. Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция бурых углей.- К.: Наукова думка, 1984.
3. Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых.- К.: Вища шк., 1987.-359с.
4. Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов.-Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева,-1999.-195с.
5. Агроскин А. А., Глейбман В. Б. Теплофизика твердого топлива.-- М. Недра 1980.-- 256 с.
6. Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих ископаемых.-- К. : Вища шк. Головное изд-во, 1980.-- 255 с.
7. Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические свойства углей. -- М. : Недра, 1980. -- 266 с.
8. Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей.-- М : Недра, 1975.-- 159 с.
9. Раковский В. Е., Пигулееская Л. В. Химия и генезис торфа.--М. : Недра, 1978.--231 с.
10. Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля.-- К. : Наук. думка, 1982.-- 166 с.
11. Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных соединений.-- 3-е изд., перераб. и доп.-- М. : Химия, 1976.-- 436 с.
Loading...

 
 

Цікаве