6) Отделение сырого бензола.
В газе ещё содержатся пары бензола и его гомологов, так называемый сырой бензол
Для извлечения сырого бензола охлаждённый газ подаётся в башни с насадкой.
Башни орошаются холодным маслом, которое движется противотоком газу, поэтому пары сырого бензола извлекаются из газа практически полностью.
Для отделения сырого бензола его отгоняют в ректификационной колонне.
Прямой коксовый газ после улавливания из него всех продуктов называют обратным коксовым газом, потому что раньше он полностью возвращался обратно для сжигания в коксовых печах.
В настоящее время обратный коксовый газ используют как ценное высококалорийное топливо в мартеновских печах, в стекольном и керамическом производствах.
51. Переработка каменноугольной смолы
!!! Каменноугольная смола представляет сложную смесь веществ, в состав которой входит несколько сот органических соединений, различных классов.
В таблице 10.2 представлено содержание основных компонентов в обезвоженной КУС:
Процесс переработки КУС состоит из следующих операций:
- обезвоживание, обессоливание и обеззоливание смолы;
- ректификация с отбором фракций смолы;
- переработка фракций и их очистка от фенолов и пиридиновых соединений;
- получение чистых индивидуальных соединений.
Технология переработки смолы
Схема переработки смолы представлена на рис. 10.6:
Рис. 10.6. Схема переработки каменноугольной смолы: 1- трубчатая печь; 2,3,4 – ректификационные колонны
1) Смолу нагревают в трубчатой печи до 400ºС.
2) Пары смолы после отделения неиспарившегося остатка – пёка, проходят через две ректификационные колонны.
Температурные интервалы и выход фракций при ректификации КУС приведены в таблице 10.3:
1) Для выделения из фракций КУС индивидуальных соединений используются методы кристаллизации, ректификации и взгонки.
2) Для выделения фенолов и пиридиновых оснований используется обработка фракций растворами щелочей и серной кислотой с образованием соответствующих фенолятов и солей.
На основе химических продуктов переработки КУС выпускаются полимерные материалы, минеральные удобрения, химические средства защиты растений, растворители и т. д.
Остающиеся после переработки КУС масла используют в производстве рубероида, асфальта, для пропитки деревянных конструкций.
На основе пёка получают угольные электроды и анодные массы.
25. Азотные удобрения.
Производство нитрата аммония.
Азотные удобрения могут содержать азот в форме ионов NH4+ (аммиачная форма), NO3- (нитратной форме), NH2 (амидной форме), либо одновременно в аммиачной и нитратной форме. В соответствии с этим различают следующие виды азотных удобрений: аммиачные, нитратные, амидные и аммонийнонитратные.
Производство нитрата аммония.
Нитрат аммония (аммонийная селитра) NH4NO3 – безбалластное твёрдое удобрение, содержащее 35% азота в аммиачной и нитратных формах, благодаря чему может применяться на любых почвах и для любых культур.
Вследствие высокой растворимости в воде, гигроскопичности и полиморфности превращений (может существовать в пяти кристаллических модификациях, различающихся плотностью и структурой кристаллов), сопровождающихся выделением тепла, нитрат аммония легко слёживается.Для уменьшения слёживаемости, которая затрудняет использование продукта, в промышленности используют следующие меры: - выпускают товарный продукт в гранулированном виде, обрабатывая поверхность гранул ПАВ, образующими на нихдрофобную плёнку;- вводят в состав продукта кондиционирующие добавки, в виде нитрата магния и других солей, которые связывают свободную воду и препятствуют переходу одной модификации в другую.
Химическая и принципиальная схема получения нитрата аммония.
Нитрат аммония получается путём непосредственной нейтрализации азотной кислоты аммиаком с последующим выделением продукта в виде безводной соли.
Нейтрализация азотной кислоты аммиаком – это необратимый, гетерогенный процесс, протекающий с выделением тепла по уравнению:HNO3 + NH3 = NH4NO3 + Q
Реакция нейтрализации сильно экзотермична, и её теплоту полезно используют для испарения воды из полученного раствора нитрата аммония.
Производство нитрата аммония состоит из трёх стадий:
1-я стадия: синтез нитрата аммония путём нейтрализации разбавленной азотной кислоты газообразным аммиаком;
2-я стадия: выпаривание раствора нитрата аммония;
3-я стадия: кристаллизация и гранулирование плава.Технологическая схема производства нитрата аммония.
Наиболее распространены технологические схемы с частичным упариванием раствора нитрата аммония за счёт теплоты нейтрализации с использованием 50-58% азотной кислоты (Рис. 5.4):
Нейтрализацию проводят в химическом реакторе, который называется - нейтрализатор ИТН (использование теплоты нейтрализации).Нейтрализатор ИТН - цилиндрический сосуд, внутри которого находится другой цилиндр – реакционная камера, куда подают газообразный аммиак и 50% азотную кислоту. Внутренний цилиндр служит зоной нейтрализации (химической реакции образования NH4NO3), а кольцевое пространство между внешним и внутренним цилиндром – испарительной зоной.
1) Образовавшийся в зоне нейтрализации слабокислый раствор нитрата аммония, благодаря выделяющейся теплоте реакции закипает. Вода из него испаряется вследствие теплообмена между нейтрализационной и испарительной зонами через стенку внутреннего цилиндра.
2) Из нейтрализатора раствор, содержащий 92-93% NH4NO3, направляется в донейтрализатор, куда подаётся газообразный аммиак, с целью дополнительной нейтрализации слабокислого раствора.
3) Донейтрализованный раствор выпаривают в выпарном аппарате, обогреваемом паром под давлением, до содержания NH4NO3 – 99,8% (плав).
4) Гранулируют плав в грануляционной башне высотой до 55 м. Горячий плав поступает в её верхнюю часть и подаётся в разбрызгиватель.Снизу навстречу каплям подаётся мощный поток холодного воздуха, за счёт которого происходит охлаждение и кристаллизация капель.Образовавшиеся гранулы нитрата аммония из нижней части башни поступают на транспортёр и подаются в холодильник кипящего слоя для дополнительного охлаждения и сушки.