книги из ГПНТБ / Литвиненко, М. С. Химические продукты коксования (производство и использование)

вания и делаются прогнозы об экономической целесообраз­ ности улавливания химических продуктов коксования [19, 150, 187].

Вопрос о целесообразности использования химических продуктов и газа, получающихся попутно при коксовании углей, может быть поставлен только в том случае, если по­ требность той или другой страны можно удовлетворять ана­ логичными химическими продуктами других отраслей про-, мышленности при экономической целесообразности этого. Как было показано выше, в условиях СССР потребность народ­ ного хозяйства в химическом сырье не может быть удовле­ творена в настоящее время без привлечения продуктов коксохимической промышленности.1 Такое положение, по данным научного прогноза, сохранится и на длительный период в будущем.

Экономическими исследованиями доказано [19], что тех­ нико-экономические показатели производства и использо­

промышленности (нефтехимической и сланцеперерабаты­ вающей). Кроме того, возврат за попутную продукцию кок­ сования (химические продукты и коксовый газ) значитель­ но превышает эксплуатационные затраты коксохимических заводов по извлечению летучих продуктов коксования. Все это подтверждает экономическую целесообразность улав­ ливания химических продуктов коксования в СССР как в настоящее время, так и на длительный предстоящий пе­ риод.

4.ЦЕНТРАЛИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОИЗВОДСТВ

ВКОКСОХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ческие продукты все шире применяются в промышленности пластических масс, химических волокон и других полимер­ ных материалов. Эти потребители предъявляют повышен­ ные требования к качеству коксохимического сырья.

Выпуск коксохимической продукции улучшенного ка­ чества и расширенного ассортимента щ>и одновременном по-

29: •

вышении производительности труда и рентабельности про­ изводства вызывает необходимость дальнейшей концентра­ ции производства в коксохимической промышленности. Так, например, значительное распространение получила цент­ рализация переработки каменноугольной смолы и сырого бензола с применением более дорогих, нозато и более совершенных методов' разделения, очистки и ректификации исходных продуктов. Сосредоточение переработки сырого

Таблица 17

Рост производительности цехов по переработке каменноугольной смолы и сырого бензола в коксохимической промышленности СССР

бензола и каменноугольной смолы на центральных заво­ дах, оснащенных высокопроизводительными агрегатами не­ прерывного действия, имеет явные преимущества перед си­ стемой строительства перерабатывающих цехов на каждом коксохимическом заводе:

Централизованная переработка коксохимической про­ дукции требует меньших удельных капитальных и эксплуа­ тационных затрат, характеризуется высокой производи­ тельностью труда и благоприятствует расширению ассорти­ мента продуктов. Конечно, мероприятия по централизации переработки должны осуществляться с учетом транспорт­ ных и других экономических показателей для конкретного экономического района.

Коксохимическая промышленность СССР по степени концентрации производств, перерабатывающих химические продукты коксования, не уступает (с учетом осуществляемых мероприятий) ряду зарубежных стран с развитой коксохи­ мией. Рост концентрации перерабатывающих производств на коксохимических заводах за период 1958—1968 гг. характеризуется данными, приведенными в табл. 17 [9].

21

Намечается дальнейшее укрупнение перерабатывающих цехов. Так, например, в течение ближайших лет предусмот­ рено разработать проект расширения смолоперерабатывающего цеха Авдеевского коксохимического завода до 600, а затем до 800 тыс. т, после реконструкции цех станет круп­ нейшим в Европе и одним из крупнейших в мире; предстоит проектирование расширения смолоперерабатывающих це­ хов Западно-Сибирского металлургического завода до 600— 650 тыс. т, Череповецкого металлургического завода до 400 тыс. т., а также цеха ректификации на Западно-Сибир­ ском металлургическом заводе до 200 тыс. m и др. [23].

Концентрация производства в отечественной коксохи­ мической промышленности осуществляется в основном пу­ тем укрупнения агрегатов. Так, например, если раньше

и эксплуатируются смолоперерабатывающие цехи с агрега­ тами 200 тыс. т смолы в год.

В результате совершенствования техники и технологии производства, а также дальнейшей концентрации произ­ водства, за последние годы достигнут значительный рост производительности труда в перерабатывающих цехах кок­ сохимической промышленности СССР, что видно из следую­ щих данных:

Рост в 1970 г.

Смолоперерабатывающие цехи по сравнению с 1965 г., %

тываются на центральном заводе в Валашске-Мезиржице, оснащенном современным оборудованием для разделения, очистки и р'ектификации продуктов коксохимического про­ изводства [187].

22

ся в первую очередь конкуренция с нефтехимической про­ мышленностью. Чтобы устоять в конкурентной борьбе с нефтехимическими комбинатами, располагающими более совершенными технологическими методами и высокопро­ изводительным оборудованием, коксохимические заводы и предприятия по переработке химических продуктов кок­ сования вступают в тесное сотрудничество на основе кон­ центрации производственных мощностей, внедрения новых технологических процессов, организации производства цен­ ных ароматических соединений, которые еще нельзя по­ лучить на базе нефтехимического сырья. Создаются объеди­ ненные торговые организации для нескольких коксохими­ ческих предприятий или осуществляется полное слияние их в крупные объединения, имеющие лучшие предпосылки для конкуренции. Так, например, в Ф Р Г крупнейшие пред­ приятия по "централизованной переработке коксохими­ ческого сырья «Рютгерсверке». (Франкфурт-на-Майне) и «Гезельшафт фюр Теэр.фервертунг» (Дуйсбург) объеди­ нились в одно — «Рютаг» (Франкфурт-на-Майне). В это объединение вступила и фирма «Хемише фабрик Вейль» (Маннгейм). Во Франции в составе угольного объединения «Шарбонаж де Франс» в 1967 г. было создано химическое общество «Сосьете Шимик де Шарбонаж», объединившее шесть заводов, в том числе крупные центральные заводы по переработке коксохимического" сырья в Мазенгарбе, К э р ­ линге, Дрокуре и Марьено [187].

Ниже приводятся данные о некоторых центральных перерабатывающих заводах в ФРГ, США и Франции [76, 88, 104]:

* Центральный перерабатывающий завод бывшего объединения «Ге­ зельшафт фюр Теэрфервертунг».

** Центральный перерабатывающий завод бывшего объединения «Рют-

'герсверке».

***Рафинат.

23

а химическими корпорациями, имеющими центральные за­ воды. Более чем на половину централизована переработка коксохимического сырья в ФРГ; уже в 1958 г. на двух цент­ ральных заводах в Дуйсбурге и Кастроп-Раукселе пере­ рабатывалось около 75% всей каменноугольной смолы'Рур­ ского бассейна [76], а на центральном ректификационном заводе фирмы «Шольвен-хеми» в Гельзенкирхене — более 60% сырого бензола, произведенного в Руре [88]. Основное количество каменноугольной смолы и 90% сырого бензола во Франции перерабатываются на трех центральных смолоперерабатывающих и двух центральных бензольных за­ водах. Сырая смола 21 бельгийского коксохимического за­ вода перерабатывается на трех центральных заводах и т. д.

5.КООПЕРИРОВАНИЕ И КОМБИНИРОВАНИЕ

Вряде стран развивается комбинирование коксохимиче­ ской и химической промышленности на основе глубокой переработки коксового газа и химических продуктов кок­ сования.-

Внашей стране осуществляется кооперация коксохи­ мических предприятий и азотнотуковых заводов по линии химической переработки коксового газа. В 1970 г. на хи­ мическую переработку было передано 19,6% от общей

выработки товарного коксового газа. Доля коксового газа в структуре сырьевой базы для производства синтетиче-

24

Комбинирование химических производств коксохими­ ческой промышленности с химическими предприятиями раз­ вивается и в ЧССР. На центральном перерабатывающем заводе и Валашске-Мезиржице кроме расширенного ассор­ тимента коксохимической продукции на базе коксохими-

ческого сырья производятся 95%-ыый антрацен и антра-

ции. Так, например, объединение угольной промышлен­ ности «Шарбонаж де Франс», добывающее 74% угля и производящее 63% кокса в стране, выпускает также широкий ассортимент химических продуктов. Центральные заводы этого объединения в Дрокуре, Кэрлинге и Мазенгарбе на­ ряду с обычными коксохимическими продуктами выпуска­

пара-формальдегид, синильную кислоту, метнлметакрилат, акрилонитрил и эфиры акриловой кислоты. Эти же заводы производят полиэтилен, циклогексан, стирол и полисти­ рол, малеиновый ангидрид, полимерные смолы и другие продукты [42, 135]. В последние 15 лет объединение комп­ лексно перерабатывает вместе с коксохимическим и нефтя­ ное сырье. Отрасль промышленности, одновременно ис-

26

пользующая уголь и нефтехимическое сырье, во Франции получила название «карболехимия»; т. е. угленефтехимия [42].

В США для . повышения конкурентоспособности коксо­ химической промышленности с нефтехимической наблюдает­ ся тенденция к более глубокой переработке химических продуктов коксования, осуществляемой на крупных коксо­ химических предприятиях. Так, например, на коксохими­ ческом заводе в Клертоне фирмы «Юнайтед Стейтс Стил Корп.» введен в эксплуатацию цех синтетического аммиака мощностью 360 тыс. m в год с переработкой на месте в фос­ фат аммония. На этом же заводе сооружается крупный ком­ плекс для централизованной переработки продуктов кок­ сования и комплекс центрального смолоперерабатывающего цеха. На заводе в Невиль-Айленд этой ж е фирмы в 1968 г.

Д л я химического производства коксохимической про­ мышленности Японии также характерно тесное коопери­ рование с химической промышленностью [153]. Глубокая переработка химических продуктов коксования с полным использованием компонентов газа осуществляется на цент­ ральных перерабатывающих заводах в ФРГ, Голландии и других странах.

Г л а в а II

КОКСОВЫЙ ГАЗ КАК ХИМИЧЕСКОЕ СЫРЬЕ ДЛЯ СИНТЕЗОВ

1. ПРОИЗВОДСТВО И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОКСОВОГО ГАЗА

Производство коксового газа. Коксовый газ занимает одно из важнейших мест в ассортименте продуктов коксо­ химического производства. Объем выработки его уступает - только уровню производства природного газа. Мировая добыча природного газа достигает в настоящее время ты­

27

зуется данными, приведенными в табл. 19.

дуктами коксования.

было получено 26,1 млрд. м3 коксового газа [205], в Ф Р Р в 1970 г.— 17,9 млрд. м3 [192] и т. д.

Материальный баланс сырья и продуктов коксования.

Продуктами, коксования являются металлургический кокс (доменный, литейный и др.) и летучие продукты коксова­ ния — коксовый газ, каменноугольная смола, надсмольная вода и пр. (рис. 1).

28

В табл. 20 приведен материальный баланс процесса ^кок­ сования угольной шихты в современных коксовых динасовых печах [141]. При коксовании в коксовый газ из угля переходит около 2 / 3 водорода, более У3 азота, V 3 кисло­ рода и около У10 углерода [69].

1 Состав прямого коксового газа. Состав коксового газа, выходящего из камер коксовых печей, изменяется в течение периода коксования (рис. 2); меняются также выход и плот-

ходит усреднение смеси газов и паров, которые выделяются в различные часы коксования из отдельных камер коксо­ вых печей, составляющих коксовую батарею.

Выход и состав коксового газа зависят от качества пе­ рерабатываемой угольной шихты и технологического режи­ ма процесса коксования. При постоянном составе шихты и неизменном режиме коксования выход и состав коксового газа на каждом коксохимическом заводе остаются практи­ чески постоянными.

Выходящий из печей коксовый газ представляет собой смесь, состоящую из водорода, метана, окиси углерода,

/

29