Прикладная химия. Сырьевые ресурсы химической промышленности. Учебное пособие

Тяжелые пиридиновые основания выделяются из фенольной, нафталиновой и поглотительной фракций обработкой раствором серной кислоты:

соль пиридиния хинолин

Смесь, содержащая пиридин, хинолин, изохинолин и их гомологи, подвергается ректификации в вакууме с получением индивидуальных веществ и технических продуктов, используемых при обогащении руд в качестве флотореагентов, ингибиторов коррозии.

Для выделения ароматических углеводородов с конденсированными циклами (нафталина, антрацена, фенантрена) используют главным образом методы кристаллизации. Из антраценовых фракций каменноугольной смолы выделяют еще одно ценное для органического синтеза вещество — карбазол:

1.4.1.2. Полукоксование твердых топлив

Процесс полукоксования проводят без доступа воздуха при температуре 500-6000С. Исходным сырьем обычно являются такие топлива, как торф, бурые угли и горючие сланцы. Реже используется каменный уголь. При полукоксовании твердых топлив образуются:

Топливо

Полукокс Смола

вода

Полукоксование торфа и бурых углей проводят при температуре не выше 6000С, так как при этой температуре заканчивается процесс смолообразования, и дальнейшее увеличение температуры приводит в основном к выделению газов и уменьшению выхода смолы за счет вторичных процессов пиролиза. Процесс полукоксования горючих сланцев проводят при 450 – 500 0С. Полукокс является целевым продуктом при полукоксовании твердых топлив. Основная область промышленного применения полукокса ­газификация с получением горючих и технологических газов, производство ферросплавов. В некоторых странах полукокс применяют как бездымное бытовое топливо.

Пирогенетическая вода имеет плотность большую, чем у смолы, поэтому ее часто называют подсмольной, подчеркивая этим, что при отстаивании жидких продуктов верхний слой образует смола, нижний слой – вода. Газы полукоксования бурых углей и горючих сланцев имеют разный состав. Газы полукоксования углей содержат метан, водород, диоксид углерода и другие газы. Газы полукоксования горючих сланцев включают в себя:

Смолы полукоксования (первичный деготь) содержат:

- до 15 масс.% термически нестабильных алифатических углеводородов (парафины, олефины);

- до 25 масс.% ароматических углеводородов;

- до 35 масс.% фенолов. Кроме того, в первичных смолах присутствуют гетероциклические кислород- и азотсодержащие соединения нейтрального и основного характера.

Наиболее ценными составными частями торфяных дегтей являются воск (3 – 9 масс.%) и фенолы (15 – 20 масс.%). При перегонке торфяного дегтя отбирают три фракции масел:

После перегонки торфяного дегтя остается кубовый остаток – пек, из него кристаллизацией выделяют парафины. Деготь бурых углей характеризуется высоким содержанием парафинов (до 20 масс.%), фенолов (10 – 20 масс.%) и сравнительно небольшим количеством асфальтенов (3 – 6 масс.%). Одним из методов переработки буроугольной смолы является ее гидрогенизация для получения бензина, а также для производства дизельного топлива, смазочных масел и парафина. Буроугольный деготь можно подвергнуть дистилляции с последующей переработкой получаемых фракций на товарные продукты (фенолы, парафин, жидкие топлива). Обесфеноливание и очистка легких и средних фракций производится кислотно-щелочным способом или с помощью селективных растворителей. Высококипящие фракции дегтей содержат, как правило, значительные количества твердых парафинов, которые выделяют кристаллизацией. Сланцевый деготь содержит углеводороды (до 30 масс.%). Особенностью сланцевой смолы является преобладание -олефинов нормального строения (СН2= СН - R). Легкие фракции смолы состоят из парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов. С повышением температуры начала кипения фракции доля циклических соединений увеличивается. Тяжелые фракции смолы состоят из кислородсодержащих циклических соединений. Сланцевый деготь также содержит до 25 масс.% фенолов, 15 – 20 масс.% асфальтенов.

Переработка сланцевой смолы включает следующие этапы:

- атмосферно-вакуумная разгонка смолы;

- переработка бензиновой фракции с получением автомобильного топлива;

- выделение фенолов из дизельной фракции;

- получение различных химических продуктов на основе смолы и продуктов ее переработки.

обесфеноливание, а затем на получение автомобильного бензина, легкие фракции также пригодны для синтеза моющих средств и получения высших спиртов методом оксосинтеза;

2) средняя фракция (Т

3) тяжелая фракция (Т

или является компонентом топочного масла;

- газификация низкосортных углей и сжигание полученных газов на тепловых электростанциях;

В средней части – зоне сухой перегонки (II) – топливо под действием газов с температурой 550 – 8000С подвергается разложению. При этом образуются газы, пары смолы и влаги, топливо превращается в полукокс и кокс. В нижней части – зоне газификации (I), где температура превышает 1000 0С, кокс вступает во взаимодействие с газами дутья.