Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
Прямой коксовый газ представляет собой сложную смесь газообразных и парообразных веществ. Помимо водорода, метана, этилена и других углеводородов, окиси и двуокиси углерода, азота в 1 м3 газа (при 0° С и 760 мм рт. ст.) содержится 80— 130 г смолы, 8—13 г аммиака, 30—40 г бензольных углеводородов, 6—25 г сероводорода и других сернистых соединений, 0,5—1,5 г цианистого водорода, 250—450 г паров воды и твердых частиц. Газ выходит из коксовой печи при 700° С. Процесс разделения прямого коксового газа (рис. 64) начинается в газосборнике, в который интенсивно впрыскивается холодная надсмольная вода, и газ охлаждается примерно до 80° С, благодаря чему из него частично конденсируется смола. Одновременно в газосборнике из газа удаляются твердые частицы угля. Для конденсации смолы необходимо охлаждение газа до 20—30° С; оно может производиться в холодильниках различной конструкции —трубчатых, оросительных, непосредственного смешения. В схеме, приведенной на рис. 64, используются трубчатые-холодильники, в которых происходит конденсация пароБ воды и смолы. Понижение температуры газа способствует конденсации смолы и паров воды, увеличивает растворимость аммиака в конденсирующейся воде, что приводит к частичному поглощению аммиака с получением надсмольнон воды, увеличивает движу гдУ10 силу процесса абсорбции аммиака в результате снижения разновес ной упругости аммиака над надсмольной водой. Помимо этог >
при низких температурах уменьшается объем газа, проходящего через аппаратуру, что создает условия для снижения расхода энергии на его транспорт и уменьшения диаметров трубопроводов. Смола и надсмольная вода из холодильников стекают в сборник, где разделяются по плотности. В холодильниках не удается полностью сконденсировать смолу, так как она частично превращается в туман. Смоляной туман удаляется из коксового газа электростатическим осаждением в электрофильтрах, работающих при 60 ООО— 70 ООО В.
Для отсоса газа из печей и транспортирования его через аппаратуру устанавливается эксгаустер (турбогазодувка). Аммиак, остающийся в газе после холодильников, улавливается в сатураторе башенной серной кислотой, которая взаимодействует с аммиаком, давая кристаллы сульфата аммония. Вместе с аммиаком в сатураторе улавливаются пиридиновые основания с образованием сульфата пиридина. Сатуратор — аппарат барботажного типа. За счет предварительного нагрева коксового газа паром в трубчатом подогревателе и тепла реакции температура в сатураторе поддерживается на уровне 60° С. Кристаллы (NH4)2S04 вместе с маточником выводятся из сатуратора, отделяются от него на центрифугах (на рис. 64 не показано)" и используются как азотное удобрение. Коксовый газ, очищенный от аммиака, направляется на улавливание сырого бензола. Наиболее распространенным методом улавливания сырого бензола является абсорбция его поглотительными маслами при 20—25° С в скрубберах. В качестве поглотителей применяется каменноугольное (фракция перегонки каменноугольной смолы, кипящая при 230—300° С) или соляровое масло (фракция, кипящая при 300—350° С). Газ, поступающий в бензольные скрубберы, предварительно охлаждается водой в холодильниках непосредственного смешения. При этом из газа вымываются нафталин и мельчайшие брызги серной кислоты, увлеченные из сатуратора. Освобожденный от сырого бензола коксовый газ, так называемый обратный коксовый газ, в большинстве случаев очищается от сероводорода и других серусодержащих соединений и поступает потребителю. Раствор сырого бензола в поглотительном масле направляют в дистилля-Ционную колонну, где из него отгоняется сырой бензол, а масло после охлаждения возвращается на орошение бензольных скрубберов.
Надсмольная вода содержит растворенный аммиак, а также аммонийные соли (NH4)2C03, (NH4)2S, NH4CN1 NH4Cl, ^H4CNS, (NH4)2S04, образующиеся в результате взаимодействия аммиака с другими компонентами коксового газа при его охлаждении. Переработка надсмольной воды заключается в выделении из *ее аммиака при нагревании ее паром и обработке известковым и°Локом. Аммиак отгоняется из надсмольной воды острым паром Используется для получения сульфата аммония. Фенолы, содер-а ^еся в надсмольной воде, также отгоняются острым паром, ,иЯтатем поглощаются раствором едкого натра с образованием фено-
Сырой бензол представляет собой сложную смесь, основная масса которой испаряется до 180° С. Среднее содержание основных компонентов в сыром бензоле (%): сероуглерода и легкокипя-щих углеводородов 1,6—3,4; бензола 59,5—78,3; гомологов бензола 12—21; сольвентов (смесь триметилбензола, этилметилбензола и др.) 3—10. Получение отдельных компонентов из сырого бензола основано на различии их температур кипения и осуществляется ректификацией.
Каменноугольная смола содержит около 300 веществ. Содержание особо важных веществ в смоле (%): нафталина 5—10; фенантрена 4—6; карбазола 1—2; антрацена 0,5—1,5; фенола 0,2—0,5; крезола 0,6—1,2; пиридиновых оснований 0,5—1,5. Помимо этого, в смоле в небольших количествах содержатся бензольные углеводороды: бензол, толуол, ксилолы; около 50—60% от массы смолы составляют высококипящие продукты с большим молекулярным весом. Смола подвергается разгонке, а затем из фракции ректификацией выделяются бензол и его гомологи, кристаллизацией — нафталин и антрацен. Фенол получается при обработке фракций раствором едкого натра с образованием фенолята натрия G6H5ONa, который при дальнейшем взаимодействии с двуокисью углерода дает фенол. Пиридиновые основания удаляются из фракций промывкой разбавленной серной кислотой. Остаток после перегонки смолы — каменноугольный пек используется для изготовления электродов для электролизеров и электрических печей, в дорожном строительстве как материал для изоляции электросетей и подземных трубопроводов.
