Лабораторная работа №5 Тема: Полукоксование

Полукоксованием (низкотемпературным коксованием) называется процесс пиролиза твердого топлива без доступа воздуха при повышении температуры до 500-600 °С. Полукоксование, как и все процессы пиролиза органической массы твердого топлива, представляет собой сложный гетерогенный высокотем­пературный процесс, в котором сочетаются одновременно реакции разложения, в результате которых образуются менее сложные соединения, и реакции уплотнения — полимеризации и поликон­денсации продуктов расщепления.

Полукокс представляет собой хрупкий материал или неспек­шийся порошок, отличающийся от кокса большим содержанием летучих веществ (до 10%) и повышенной реакционной способно­стью. По сравнению с исходным материалом полукокс содержит больше углерода и золы, но меньше кислорода и водорода. Зна­чительная пористость полукокса обусловливает его низкую насып­ную массу.

Теплота сгорания полукокса по сравнению с исходным углем изменяется очень мало. Иногда она даже уменьшается, что объ­ясняется снижением содержания водорода. Ввиду малой прочно­сти и склонности к самовозгоранию полукокс нетранспортабелен. Наиболее целесообразным является его использование на месте производства в качестве энергетического или газогенераторного топлива. Иногда полукокс применяют при составлении шихты для коксования в качестве отощающего компонента, что несколько повышает выход и улучшает качество кокса. В последнее время практикуется брикетирование полукоксовой мелочи, что позво­ляет использовать брикеты в более широких пределах, чем обыч­но получаемый кусковой полукокс.

Первичный газ обладает теплотворной способностью, которая колеб­лется от 25100 до 36400 кДж/м³ из-за большого содержания ме­тана и его гомологов. Такой газ можно использовать для комму­нальных и промышленных целей. Водород, метан и олефины могут быть использованы на химических производствах для синтеза аммиака, спиртов и других соединений. Из паро-газовой смеси, получающейся при полукоксовании, охлаждением выделяют смолу и промывкой маслами — легкокипящие углеводороды, которые пос­ле отгонки и конденсации дают газовый бензин (50—80 г на 1 м³ газа), сходный по своим свойствам с бензином, получаемым из нефти.

Первичная смола — один из наиболее ценных продуктов полу­коксования. Это темно-бурая жидкость, содержащая главным об­разом соединения жирного (в том числе и олефины) и нафтено­вого рядов, высшие фенолы и др. Смолу перерабатывают для получения бензина, керосина, смазочных масел, парафина и дру­гих продуктов. Она разделяется перегонкой на несколько фрак­ций, представляющих собой смесь различных углеводородов. Для увеличения выхода легких фракций оставшийся тяжелый остаток подвергают крекингу или гидрогенизации для получения искусст­венного жидкого топлива. Большое влияние на состав и количе­ство получаемых продуктов оказывают вторичные реакции разло­жения, протекающие по выходе газа из зоны собственно полукок­сования.

В данной работе необходимо определить выход первичных продуктов полукоксования (составление материального баланса) и провести их анализ.