Основи технології коксохімічного виробництва

ПЛАН ЛЕКЦІЇ

Вступ 10 хв.

1. Основи технології коксохімічного виробництва. 30 хв.

2. Загальна оцінка небезпеки коксохімічних заводів 30 хв.

Висновки 5 хв.

Завдання на самопідготовку 5 хв.

Вступ

Хімічна промисловість як галузь виробництва існує більше 100 років. Одним з найбільш поширених виробництв в Україні є коксохімічне виробництво, продукція якого дуже широко застосовується не тільки в нашій країні, але і за кордоном. Тільки в країнах Західної Європи потреба в фенолі (як основному продукті коксохімічного виробництва) перевищує 1 млн тон на рік. При переробці 1 т коксуючого вугілля на кокс можна виділити близько 70 кг фенолу.

Сировиною для коксохімічних виробництв є вугілля – тверда горюча копалина органічного походження, що утворилася внаслідок відмирання рослин та планктонів в результаті життєдіяльності мікроорганізмів (біогенна гіпотеза походження вугілля). Вугілля дешевше нафти, воно більш рівномірно розподілене в земній корі. Його земні запаси набагато перевищують запаси нафти і за прогнозами вчених не будуть ще вичерпані протягом століття.

Вугілля у вигляді гірської породи вміщує дуже мало вільного вуглецю (10% в кам’яному вугіллі, декілька відсотків у бурому). В основному корисні вугілля складаються з складних циклічних органічних сполук, що вміщують елементи С, Н, азоту, сірки, домішок неорганічних речовин (зола) та вологи; вміст золи та вологи може бути до 50% та більше.

Утворення вугілля з рослинних залишків в результаті їх біохімічного розкладання без доступу повітря проходить через стадію вуглефікації: торф -буре вугілля – кам’яне вугілля - антрацит. Перехід бурого вугілля в кам’яне проходить тільки під впливом підвищених температур та тиску.

Вугілля широко застосовують як паливо, воно служить також вихідною сировиною для одержання різних хімічних продуктів.

Характерним для горючих копалин є співвідношення С/Н, по ньому взагалі можна судити про будову органічних сполук, що входять до складу горючих копалин. За даними елементного аналізу, співвідношення С/Н для нафти складає в середньому 6,5; для вугілля від 8,5 до 32.

Всі основні продукти, що виробляються сьогодні з нафти можна виробляти і з вугілля, тим більше, що воно до початку 1920 років було основним джерелом сировини для хімічної промисловості. Так названі „смоляні фарби” (алізаринові, азофарби, індантренові тощо) і сьогодні виготовляють на основі бензолу, нафталіну, антрацену, які раніше одержували тільки з кам’яновугільної смоли, а пізніше – з сирого бензолу коксохімічних заводів. На основі хімії барвників були створені виробництва фармацевтичних препаратів та засобів захисту рослин, інші галузі промисловості органічного синтезу. З коксового газу виділяли аміак, який йшов на виробництво мінеральних добрив. Водень для синтетичного аміаку також одержували газифікацією вугілля або коксу. Галузі вуглехімії засновувались на карбіді кальцію та ацетилену, а також на синтез- газу, з якого одержували вуглеводні або метанол.

Сьогодні при вирішенні задач народного господарства України важливу роль відіграє коксохімічна галузь, що є сировинною базою для розвитку чорної металургії, а також для виробництва мінеральних добрив, пластичних мас, хімічних волокон тощо. Шляхом коксування здійснюється хімічна переробка кам’яного вугілля, в результаті якої поряд з коксом одержують висококалорійний газ, що вміщує різноманітні хімічні продукти.

Коксохімічне виробництво представляє собою складний комплекс технологічних процесів, що характеризуються безперервністю, повною взаємозалежністю, різноманіттям випускаючої продукції та великим вантажопотоком. Коксохімічне виробництво насичене великою кількістю апаратів, комунікацій з пожежовибухонебезпечними середовищами, про що свідчать статистичні дані про пожежі та вибухи на цих об’єктах.

Основи технології коксохімічного виробництва

Розвиток хімічної промисловості почався з процесу термічної обробки вугіль, а існуючі сьогодні процеси переробки твердих горючих копалин дозволяють одержувати з них різноманітні продукти.

Основні виробничі відділення на коксохімічному підприємстві.

1. Цеха вуглепідготовки (прийомка, дозування, подрібнення шихти); основне обладнання – вагоноперекидач, конвейер, дозатор, стрічковий дозатор, бункера.

2. Коксовий цех – 0бладнання - коксові батареї, що об’єднані в блоки, вугільна башта, гасильна башта з насосною та відстійниками, рампа, коксові машини для сортування вугілля;

3. Цеха уловлювання хімічних продуктів коксування -входять відділення конденсації, аміачно-сульфатне, відділення кінцевого охолодження коксового газу та уловлювання сірководню і бензолу, сірчанокислотне, дистиляції бензолу; Основне обладнання – абсорбери, аміачні колони, скрубер для видалення фенолу, газові холодильники, конденсатори-холодильники, теплообмінники, регенератори, бензольні скрубери тощо.

4. Смолоперегінний цех - входять відділення: склад смоли та масел, відділення дистиляції смоли, пеків парк; основне обладнання – трубчасті агрегати продуктивністю по 50000 т смоли в рік, пекові колони, фракційні колони, куби-реактори, теплообміні апарати, ємності).

5. Цех ректифікації сирого бензолу -колони попередньої ректифікації з ковпачковими тарілками, куби для ректифікації.