Кокс и коксование - конспект - Химия, Конспект из Химия
zaycev_ia
zaycev_ia20 June 2013

Кокс и коксование - конспект - Химия, Конспект из Химия

PDF (1 MB)
14 страница
355количество посещений
Описание
I.M. Sechenov Moscow Medical Academy. Реферат по химии. Кокс и коксование Кокс-серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода и получаемое при на- гревании каменного у...
20очки
пункты необходимо загрузить
этот документ
скачать документ
предварительный показ3 страница / 14
это только предварительный показ
3 shown on 14 pages
скачать документ
это только предварительный показ
3 shown on 14 pages
скачать документ
это только предварительный показ
3 shown on 14 pages
скачать документ
это только предварительный показ
3 shown on 14 pages
скачать документ
???? ? ??????????

2

КОКС И КОКСОВАНИЕ

Кокс-серое, чуть серебристое, пористое и

очень твердое вещество, более чем на 96%

состоящее из углерода и получаемое при на-

гревании каменного угля или нефтяных пеков

без доступа воздуха при 950-1050°С. Процесс

получения- кокса в результате переработки

природных топлив называется коксованием.

2

Схема коксования: 1. - коксовая батарея; 2. -

сборный канал продуктов горения; 3. -

газопровод; 4. - отделитель конденсата; 5. -

газовый холодильник; 6. - электрофильтр; 7. -

газодувка; 8. - трубопровод для отвода

конденсата; 9. – отстойник; 10. – хранилище

2

смолы; 11. – хранилище аммиачной воды; 12. –

аммиачная колонна; 13. – сатуратор; 14. –

бензольный скруббер; 15. – бензольная

колонка.

Кокс применяют для изготовления элек-

тродов, для фильтрования жидкостей и, самое

главное, для восстановления железа из

железных руд и концентратов в доменном

процессе выплавки чугуна. В доменной печи

кокс сгорает и образуется оксид углерода (IV):

С + 02 = СО2 + Q,

который взаимодействует с раскаленным

кок сом с образованием оксида углерода (II):

2

С + СO2 = 2CO - Q

Оксид углерода (II) и является

восстановите лем железа, причем сначала из

оксида железа (III) образуется оксид железа (II,

III), затем оксид железа (II) и, наконец, железо:

3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 +

Q

Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 – Q

FeO + CO = Fe + CO2 + Q

В результате доменного процесса

получают жидкий чугун-сплав железа с

примесями, со держащимися в железной руде и

2

каменно угольном коксе, - углеродом,

кремнием, мар ганцем, фосфором и серой .

Коксование возникло в XVIII в., когда ис-

требление лесов для получения древесного

угля, использовавшегося при выплавке желе за,

стало угрожающим и потребовалось заме нить

этот уголь другим топливом. В 1735 г. в

Англии была проведена первая доменная

плавка на коксе.

В наше время 10% добываемого в мире ка-

менного угля превращают в кокс. Коксование

проводят в камерах коксовой печи, обогре-

ваемых снаружи горящим газом. При повы-

шении температуры в каменном угле проис-

ходят разнообразные процессы. При 2500С из

него испаряется влага, выделяются СО и СО2;

при 3500С уголь размягчается, перехо дит в

тестообразное, пластическое состояние, из него

2

выделяются углеводороды-газоо бразные и

низкокипящие, а также азотистые и

фосфористые соединения. Тяжелые уг-листые

остатки спекаются при 5000С, давая полукокс.

А при 7000С и выше полукокс те ряет

остаточные летучие вещества, главным образом

водород, и превращается в кокс.

Все летучие продукты поступают в газо-

сборник, а оставшийся раскаленный кокс вы-

талкивают в так называемый тушильный ва гон,

где его охлаждают (тушат) водой или

инертным газом. Летучие вещества при кон-

денсации образуют аммиачную воду и смолу.

Часть неконденсирующегося газа используют

для нагрева угля в камерах печи; остаток га за,

аммиачная вода и смола идут на перера ботку.

Из них получают разнообразные неор-

ганические и органические (главным образом

2

ароматические) соединения. Из 1 т каменного

угля получают примерно 800 кг кокса, 150 кг

газа и 50 кг прочих продуктов.

Коксохимическое производство:

Важным источником промышленного

получения ароматических углеводородов

наряду с переработкой нефти является

коксование каменного угля.

Процесс коксования можно провести в

лаборатории. Если каменный уголь сильно

нагревать в железной трубке без доступа

воздуха, то через некоторое время можно будет

наблюдать выделение газов и паров. В

U-образ-ой трубке конденсируется смола,

имеющая неприятный запах, и над ней вода,

содержащая аммиак. Проходящие далее газы

собираются в сосуде над водой. В железной

2

трубке после опыта остается кокс. Собранный

газ хорошо горит, его называют коксовым

газом.

Таким образом, при нагревании каменного

угля без доступа воздуха образуются четыре

основных продукта: кокс, каменноугольная

смола, аммиачная вода, коксовый газ.

Коксохимическое производство в основе

своей имеет много общего с лабораторным

опытом коксования угля, оно как бы

воспроизводит его в крупных масштабах.

Промышленная коксовая печь состоит из

длинной узкой камеры, в которую сверху через

отверстия загружают каменный уголь, и

отопительных простенков, в каналах которых

сжигают газообразное топливо (коксовый или

доменный газ). Несколько десятков таких

камер образуют батарею коксовых печей. Для

2

достижения высокой температуры горения газ

и воздух предварительно нагревают в

регенераторах, расположенных под камерами,

подобно тому как это осуществляется в

мартеновском способе производства стали.

При нагревании угля без доступа воздуха

до 900-1050 оС приводит к его термическому

разложению с образованием летучих

продуктов и твердого остатка-кокса.

Процесс коксования длится около 14 часов.

После того как он закончится, образовавшийся

кокс-«коксовый пирог»-выгружают из камеры в

вагон и затем гасят водой или инертным газом;

в камеру загружают новую партию угля, и

процесс коксования начинается снова.

Коксование угля-периодический процесс.

Основные продукты: кокс-96-98% углерода;

коксовый газ-60% водорода, 25% метана, 7%

2

оксида углерода (II) и др. Побочные продукты:

каменноугольная смола (бензол, толуол),

аммиак (из коксового газа)и др.

После остывания кокс сортируют и

направляют на металлургические заводы для

доменных печей.

Летучие продукты выводятся через

отверстия вверху камер и поступают в общий

газосборник, где из них, как в нашем опыте,

конденсируется смола и аммиачная вода.

Из неконденсирующегося газа извлекают

аммиак и легкие ароматические углероды

(главным образом бензол). С целью извлечения

аммиака газ пропускают через раствор серной

кислоты; образующийся сульфат аммония

используется в качестве азотного удобрения.

Ароматические углеводы получаются

путем поглощения их растворителем и

2

последующей отгонки из образующегося

раствора.

Из каменноугольной смолы путем

фракционирования получают гомологи

бензола, фенол (карболовую кислоту),

нафталин и др.

Коксовый газ после отчистки применяется

в качестве топлива в промышленных печах, так

как содержит много горючих веществ. Он

используется и как химическое сырье.

Например, из коксового газа выделяют водород

для различных синтезов.

Проблемы использования

углеводородного сырья:

До недавнего времени в топливном

балансе страны огромная доля приходилась на

нефть. В связи с развитием энергоснабжения

2

осуществляется перевод энергетики с

использованием нефти и нефтепродуктов в

качестве топлива на широкое применение в

этих целях природного газа, угля, на

использование атомной энергии. Это значит,

что тяжелые остатки переработки

нефти-мазуты будут более полно

перерабатываться в светлые нефтепродукты,

необходимые для современного органического

синтеза. Химической науке предстоит задача

изыскать более эффективные пути переработки

нефти, природного и попутных газов, угля,

сланцев, а также усовершенствовать

существующие с целью более полного и

комплексного использования природного

углеводородного сырья.

Получение искусственного жидкого

топлива не является новой проблемой.

2

Установка гидрирования угля была введена в

Германии еще в 1923 году, а в 1943 этим путем

в Германии было получено 2 миллиона тонн

бензина и 800000 тонн дизельного топлива.

Процесс получения искусственного жидкого

топлива был весьма дорогим и проходил при

давлении 70 МПа и температуре 180 оС. В

послевоенные годы гидрирование угля

практически потеряло промышленное значение.

В настоящее время учеными

разрабатываются другие экономически более

выгодные методы гидрирования угля с

использованием эффективных катализаторов,

что даст возможность снизить температуру и

давление.

Другим перспективным путем получения

синтетического жидкого топлива является его

синтез из оксида углерода (II) и водорода.

2

комментарии (0)
не были сделаны комментарии
Напиши ваш первый комментарий
это только предварительный показ
3 shown on 14 pages
скачать документ