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

Содержание, других веществ в коксовом газе {г1мъ) сле ­ дующее:

Кроме того, в коксовом газе содержатся окислы азота, орга­ нические соединения серы, соединения германия и др. [893.

Содержание водяных паров в газе после газосборника определяется точкой росы, которая на 1—2 град ниже температуры надсмольной воды, выходящей из газосбор­ ника.

Эта сложная смесь газов и паров получила название пря­ мого, или сырого коксового газа.

Прямой коксовый газ подвергается переработке в хи­ мических цехах коксохимического завода. Процесс пере­ работки сводится к охлаждению коксового газа, выделению из него каменноугольной смолы и извлечению аммиака, нафталина, пиридиновых оснований, ароматических угле­ водородов, сероводорода, иногда цианистого водорода и

30

Таблица 21

Состав обратного коксового газа, получаемого при коксовании углей в динасовых печах

Состав коксового газа для заводов, расположенных в. различных районах СССР, неодинаков. В табл. 22 приве­ ден средний состав коксового газа для отдельных групп за­ водов СССР. Газ заводов Востока по сравнению с газом заводов Юга имеет большую плотность и меньшую теплоту сгорания, содержит большее количество азота и меньшее водорода. Газ, получаемый из углей Кизеловского уголь­ ного месторождения, имеет наибольшую теплоту сгорания и содержит наибольшее количество метана и непредельных углеводородов 1142].

31

Н . Н . Лоури [208] приводит данные (табл. 23) о составе коксового газа, полученного при коксовании каменных углей в коксовых печах системы Копперса; анализ газа производили после бензольных скрубберов. Несколько

Таблица 23

Состав коксового газа, полученного ,при коксовании каменных углей в печах системы Копперса [208]

отличные данные о содержании в коксовом газе перечислен­ ных компонентов приводит А. Енкнер [197].

Выход коксового газа (фактической калорийности), при­

32

Основным потребителем коксового газа является чер­ ная металлургия.4 Металлургические и коксохимические заводы в большинстве случаев представляют собой единые промышленные комплексы и поэтому около 50% ресурсов коксового газа используется в качестве топлива в мартенов­ ских и нагревательных печах и для других нужд пред­ приятий черной металлургии. По-видимому, в ближайшие годы крупным потребителем коксового газа явятся также доменные печи. Опыт вдувания коксового газа в доменные печи на одном металлургическом комбинате СССР [34], а также зарубежная практика дают основание предпола­ гать, что можно достичь этим путем экономии кокса по сра­ внению с вдуванием в доменные печи природного газа. Вы­ свобождению коксового газа для вдувания в доменные печи будет способствовать то обстоятельство, что уже к концу текущего пятилетия не менее чем до 30% общего объема производства стали будет приходиться на кислородно-кон­ верторный процесс, не связанный с применением больших количеств газообразного топлива.

Около 30—35% коксового газа используется коксохи­ мическими заводами для собственных нужд, в основном — на обогрев коксовых печей. Более 10% газа направляет­ ся предприятиям химической промышленности для целей синтеза.

Структура потребления коксового газа в СССР в 1970 г., %, следующая:

Большие ресурсы водорода (55—60%), метана (24— 25%), олефинов (2—3%) и окиси углерода (6—7%) в кок­ совом газе определяют его значение как одного( из крупных источников химического сырья. Из коксового газа получа­ ют значительную часть мирового .производства синтетиче-

ского аммиака. На базе коксового газа осуществляют раз­ личные тидрогенизациоиные процессы, в частности, гидро­ очистку ароматических продуктов для получения важней-

Таблица 25

Продукты, получаемые на основе компонентов коксового газа

Пропилен Изопропилбензол Фенол, ацетон; фенолформальдегидные смо­ лы, полиметнлметакрилат, эпоксидные смо­ лы

ших видов синтетического волокна и пластмасс; на основе компонентов коксового газа получают десятки тысяч тонн производных этилена, организовано производство метано­ ла и пр. Ассортимент продуктов, получаемых на основе компонентов коксового газа в СССР и зарубежных странах, показан в табл. 25. '

34

2. ПРИМЕНЕНИЕ ВОДОРОДА КОКСОВОГО ГАЗА В ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Выделение водорода из коксового газа. Развитие про­ мышленности азотных удобрений, рост производства по­ лимерных материалов и других продуктов органического синтеза связаны с применением значительных количеств водорода. Одним из крупных источников водорода является коксовый газ. Ресурсы водорода в коксовом газе отечест­ венной коксохимической промышленности превышают в на­ стоящее время 18—19 млрд. м3 в год. Чтобы лучше пред­ ставить себе значение этих цифр, можно напомнить, что в 1968 г. в США для химической промышленности было про­ изведено из всех источников сырья 5,7 млрд. л(3 |водорода

фракционированной (ступенчатой) конденсацией при глу­

олефинов переходит в этиленовую фракцию, а метановая фракция и фракция окиси углерода смешиваются с полу­ чением так называемого богатого газа.

Технологический процесс разделения коксового газа на компоненты методом низкотемпературной фракционирован­ ной конденсации состоит из следующих операций: 1) очист­ ка коксового газа от нафталина, сероводорода, окислов азо­

за многократно описано в технической литературе [4, 21, 22], поэтому здесь приводим только схему установки для

Показатели работы агрегатов для разделения коксового газа различной производительности приведены в табл. 27 [4].

Известен также промышленный метод получения во­ дорода из коксового газа путем парокислородной (или с

37

но не используются олефины коксового газа, если предва­ рительно их не выделять. Возможно также сочетание двух схем: низкотемпературного разделения коксового газа с

Каталитическая' конверсия коксового газа с водяным паром и воздухом, обогащенным кислородом, осуществлена на одном из наших заводов. Примерный состав газов до и после конверсии и расходные коэффициенты процесса при­ ведены в табл. 28 и 29 [89].

Основными областями применения водорода коксового газа в химической промышленности являются: синтез ам­ миака и гидроочистка фракций сырого бензола. Некоторое

38

количество водорода, получаемого при конверсии метана

2)системы, работающие при средних давлениях (280—. 350 am);

3)системы, работающие при высоких давленияхД450— 1000 am).

Системы низкого давления не получили распростране­ ния из-за низких технико-экономических показателей. Си­ стемы среднего давления в настоящее время применяются наиболее широко как в отечественной, так и в зарубежной промышленности. В перспективе намечается преимуще­ ственное развитие систем более высокого давления: 450— 600 am. Системы, работающие под давлением-900—1000 am, пока считаются также неэкономичными.

На рис. 4 показана схема установки синтеза аммиака, работающей под давлением 300 am.

39