12.6. Переработка каменноугольной смолы

Каменноугольная смола (КУС) – это смесь веществ, в состав которой вхо­дят сотни соединений. 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 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 – пиридин и его гомологи (пиридиновые основания) и хинолиновые основания.

В таблице 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 вещества неопределенного состава.

Процесс переработки КУС включает следующие стадии:

– обезвоживание, обессоливание и обеззоливание смолы;

– фракционирование (ректификация) смолы;

– переработку фракций и их очистку от фенолов и пиридиновых основа­ний;

– выделение чистых индивидуальных соединений.

Ректификация КУС проводится в трубчатых установках с использовани­ем однократного испарения и фракционной конденсации. При этом выделяют 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 получения чистых соединений. Схема разгонки смо­лы и выделения индивидуальных веществ изображена на рисунке 12.9.

Производство технического углерода

Пирен Антраценовое масло Флуорантен

Антраценовая фракция

Шпалопропиточное масло Антрацен

Сырой антрацен Карбазол

Добавка к СБ

Легкая фракция

Фенантрен

Легка Дифенилоксид

Поглотитель-ная фракция

Нафталино-вая фракция

Нафталиновая Индол

КУС

фракция Флуорен

Фенолы

Т ехнический Поглотительное масло

нафталин Метилнафталин

Ф

Фенольная фракция

енольная фракция Хинолиновые основания

Хинолин Хинальдин Изохиналин

Крезолы Ксиленолы Фенолы

Рис. 12.9. Схема переработки каменноугольной смолы

Продукты коксования применяют во многих областях человеческой деятельности. При этом доля потребления различными отраслями 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.