42. Технология переработки твердых органических полезные ископаемых.

Твёрдые органические полезные ископаемые (торф, угли, органическая составляющая горючих сланцев) – продукты разложения растений. Конечный продукт этого разложения – чистый углерод. Поэтому по количеству углерода (степени углефикации) можно определить возраст полезного ископаемого.

Самым «молодым» из твёрдых органических ПИ является торф. От почвенных образований торф принято отличать по содержанию в нем органических соединений (не менее 50 % по отношению к абсолютно сухой массе). По мнению ученых, он предшественник генетического ряда углей.

Угли - продукты разложения растений, произраставших на земле 50-300 млн. лет назад. Из углей самые «молодые» - бурые угли; самые «старые» - антрациты.

Горючие сланцы – ПИ, состоящие из двух частей: преобладающей минеральной (кальциты, доломиты, гидрослюды и др., всего 90-70%) и органической (кероген, 10-30%).

Нефть, согласно биогенной гипотезе, образовалась из илистых отложений древних морей (из остатков растительных и животных организмов).

Пиролиз (сухая перегонка) – нагревание продукта без доступа воздуха.

Цель пиролиза: разделение сырья (углей) на три продукта:

(а) твёрдый продукт: кокс; (б) жидкий продукт: каменно-угольная смола; (в) газообразный продукт: коксовый газ.

а) Кокс – кристаллический, фактически чистый углерод (98% С). Основное использование кокса – металлургия (75% кокса используется в доменном производстве в качестве топлива для получения чугуна). По назначению кокс разделяют на: доменный, энергетический, электродный, литейный.

б) Каменно-угольная смола содержит около 300 ценных химических соединений, которые могут быть выделены из нее с помощью различных технологий (табл. 15.2).

в) Коксовый газ – это смесь Н₂+СО+СН₄+Н₂S+NH₃. Компоненты газа разделяются перегонкой и используются для производства красителей, удобрений, и т.д. (табл. 15.2).

Оборудование для пиролиза: печь.

По температуре различают 2 вида пиролиза:

1) Высокотемпературный пиролиз (1000°С). Сырьё – уголь. Продукт – кокс.

2) Низкотемпературный пиролиз (500°С). Сырьё – горючие сланцы, торф, бурые угли. Продукт – полукокс.

Процесс «коксования» длится 14-17 часов. За ним следует «тушение» кокса – гашение водой или в среде азота и углекислого газа, необходимое, чтобы предупредить самовозгорание кокса.

3.2 Гидрирование – обработка водородом для получения жидкого топлива.

3.3 Газификация – превращение твёрдого продукта в газообразный.

43. Технология переработки нефти

1 Перегонка – процесс разделения смеси на составляющие её компоненты или фракции (табл.15.3) по принципу разных температур кипения. Этот процесс используется при переработке нефти, каменно-угольной смолы, а также, например, в пищевой промышленности для получения спирта из виноградной браги

Технология прямой перегонки (при атмосферном давлении):

Этап I. Подача сырой нефти из резервуара 1 насосом 2 в печь 3

Этап II. Нагрев в печи до 385°С.

Этап III. Перегонка в ректификационной колонне. Нагретая до 385°С нефть при давлении равном атмосферному подаётся в нижнюю часть ректификационной колонны, где сразу происходит разделение газа от жидкости. Газовая фракция поднимается вверх, а жидкая сливается вниз. Название этой жидкой фракции – мазут. Газ, поднимаясь вверх по колонне (25-55 м), охлаждается. Внутри колонны находятся тарелки с отверстиями, на которых конденсируются соответствующие данной температуре конденсации углеводороды и в виде жидкости отводятся в боковые отводы.

Продукты прямой перегонки нефти:

1) Газы углеводородные (метан, этан, пропан, бутан).

2) Бензин.

3) Лигроин.

4) Керосин.

5) Газойль (легкий и тяжелый).

6) Мазут.