Основными химическими продуктами коксования являются коксовый газ, бензол, фенолы, нафталин, каменноугольная смола, сульфат аммония и каменноугольный пек.

В металлургическом производстве используют только коксо­вый газ. Он направляется в общие для всех камер сборники (барильеры), а оттуда в цех конденсации для улавливания побочных продуктов. После охлаждения и очистки от смолы, аммиака и бензола коксовый газ поступает в газгольдер, а оттуда потребителю - непо­средственно или через газосмесительную станцию. Состав коксового газа, %: 58 Н2, 25 СН4, по 5-7 СО и N2- Из искусственных газо­образных топлив (доменного, смешанного, генераторного) он обладает наибольшей теплотой сгорания (свыше 17 тыс. кДж/м ).

В целом, из 1 т сухой шихты, помимо 750-800 кг кокса, по­лучают 320-330 лг коксового газа, 33 кг каменноугольной смолы, 80 кг подсмольной воды, 11 кг сырого бензола, 3 кг аммиака, которые далее перерабатывают в химические продукты числом до 100.

В экологическом отношении коксохимическое производство является одним из наиболее опасных, так как при загрузке угля в кок­совые батареи, в процессе коксования, при выгрузке кокса и его ту­шении выделяется значительная масса загрязнителей. Количество аэ­розолей достигает 5-6 кг/т кокса, при этом они весьма дисперсны, поскольку содержат 25-58 % частиц крупностью менее 1 мкм и 85-100 % частиц размером не более 10 мкм. Газ, выходящий из коксовой камеры в процессе коксования угля, помимо указанных выше основ­ных компонентов, имеет до нескольких процентов углеводородов, се­роводорода, углекислого газа, а также включает, г/м. 0,2-0,6 бенз(а)пирена, 21-36 бензола, 1,5-3,0 толуола, цианистый водород и другие органические вещества.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

При мокром тушении кокса на одну его тонну расходуется 1,9 м воды и образуется 960 М водяных паров, выбрасываемых в атмо­сферу. Аэрозоли на 80 % представлены частицами менее 15 мкм, При сухом тушении кокса расходуется около 1500 м газа, в качестве ко­торого используют азот. При этом на каждую тонну кокса утилизиру­ется 0,5 т пара.

Газы, выбрасываемые из нагревателей коксовых батарей, со­держат 5-15% О2, 10-12% СО2, 45-50% Н2О и имеют запылен­ность 2-4 г/ лг. Их количество достигает 2800 лг /т кокса при тем­пературе 260°С.

Для защиты атмосферы от выбросов используют разнообраз­ные способы.

На стадии предварительного прогрева угля (до камеры коксо­вания) наиболее распространенными системами очистки газов являют­ся трубы Вентури, внедренные, например, в США (очистка от пыли до 0,4-1,2 г/ М*),

При коксовании утечку выбросов из-под крышек загрузочных дверец ограничивают с помощью механических герметизирующих уст­ройств, гидрозатворов, смазок и т. д. В Японии над дверцами коксо­вых камер устанавливают вытяжные колпаки, обеспечивающие полный отсос выбросов.

Для улавливания выбросов при выталкивании кокса применя­ют несколько систем: кожухи, подвижные вытяжные колпаки, соеди­ненные со стационарными газоходами и газоочистными устройствами, включая подвижные. Кожухи представляют собой сооружения над всей частью коксовой батареи, где производится выгрузка. Внутри кожуха передвигается коксоприемник (коксотушильный вагон). Для очистки газов обычно используют рукавные фильтры, трубы Вентури и мокрые электрофильтры.

Отходящие газы установок сухого тушения кокса очищают в рукавных фильтрах, а затем сжигают с образованием до 20 м газа на одну тонну охлажденного кокса. Для очистки газов дымовых труб используют рукавные фильтры и электрофильтры, обеспечивающие очистку от пыли до 50 мг/ м.

Крупным источником токсичных веществ служат цехи коксо-химпроизводств, перерабатывающие продукты коксования (кроме соб­ственно кокса и коксового газа): бензол, каменноугольную смолу и др. При этом выделяются значительные количества нафталина, фенола, 3,4-бенз(а)пирена и других канцерогенных углеводородов, бензола, пиридина и их гомологов. Однако эти цехи в ряде случаев не имеют каких-либо пылегазоочистных устройств.

Дефицитностью коксующихся углей инициируются разработки по бескоксовой металлургии, прежде всего внедоменных способов про­изводства железа и его сплавов, а также замена части кокса в домен­ной плавке пылеуглем и нефтью, вдуваемыми через фурмы.

Коксохимические производства металлургических заводов рас­полагаются на территории предприятий, имеющих доменное производство. Механический характеристики кокса позволяют отгружать его и другим потребителям.

3.Переработки нефти

Известные в настоящее время достоверные запасы нефти представляются, па первый взгляд, внушительными (более 135 млрд т в 1992 г.). Однако в неменьшей степени впечатляет объем ее мировой добычи, составивший в 1992 г. 3,2 млрд т. Переработкой нефти по­лучают продукты более 10 тыс. наименований.

На современном этапе развития промышленного производства ориентируются на глубокую переработку нефти с выпуском искусст­венного топлива (жидкого и газообразного), смазочных масел, конси­стентных смазок, нефтяных битумов и пеков, сырья для производства пластмасс, химических волокон, синтетических каучуков, моющих средств и т. д. Глубина переработки нефти в передовых странах дос­тигает 90%, составляя в нашей стране 62-64 /о. По объему потребле­ния наиболее значимы для народного хозяйства искусственные жидкие топлива (горючее), смазочные масла и консистентные смазки, составляющие рассматриваемые далее основные группы нефтепродуктов.

3.1. Характеристика нефтепродуктов

Первая группа нефтепродуктов {жидкие топлива) в зависи­мости от их назначения классифицируется на моторное, реактивное и котельное горючее. Моторное топливо, сжигаемое в двигателях внут­реннего сгорания, делят на карбюраторное (авиационный и автомо­бильный бензин, тракторное топливо) и дизельное, отличающееся вы­сокой теплотой сгорания, превышающей 40 тыс. кДж/кг.

Карбюраторное топливо используют в двигателях внутрен­него сгорания с зажиганием от электрической искры. Основу его со­ставляют бензины, содержащие легкие углеводороды С5 - Сц. Границы кипения различных фракций авиационного бензина составляют 40-180ºС, автомобильного 50-200ºС. Бензин применяется также в каче­стве растворителя масел, каучука, для очистки тканей и т. д.

Основной показатель бензина - детонационная стойкость. Детонацией называют горение топлива со скоростью распространения пламени порядка 1500-2500 м/с. При нормальном горении она со­ставляет 10-15 м/с. При сжатии топливной смеси в поршне цилиндра и ее зажигании скорость распространения пламени возрастает, и мо­жет наступить момент, когда смесь начнет сгорать с детонацией. Это крайне нежелательно, так как приводит к повышению расхода топли­ва, снижению мощности двигателя и преждевременному его износу.

Детонационная стойкость оценивается октановым числом, из­меняющимся от нуля до ста. За 100 оно условно принято для изооктана, мало подверженного горению с детонацией, за нуль - для п-гептана, чрезвычайно склонного к ней. Октановое число определяется процентным содержанием в бензине изооктана и для автомобильного бензина равно 66, 72, 76, 93, 95 и 98, а для авиационного - 70, 91, 95, 100. Для повышения детонационной стойкости к бензину, наряду с увеличением доли высокооктанового компонента (изооктана, изопентана, зтилбензола), добавляют антидетонаторы, в частности тетраэтилсвинец РЬ(С2Нз)4 в смеси с бромистым этилом и монохлорнафталином (этиловая жидкость). Добавление 4 мл этиловой жидкости к 1 кг бензина повышает его октановое число с 70 до 89, но она ток­сична, поэтому сейчас ведутся работы по замене этилированного бен­зина топливом с менее опасными, чем тетраэтилсвинец, добавками.

Тракторным топливом являются лигроин и керосин. Лигроин представлен углеводородами С44> имеющими несколько большую плотность, чем бензин, температуру кипения 120-240 ºС и октановое число не ниже 54. Он используется также в качестве растворителя в лакокрасочной промышленности. Керосин включает углеводороды с октановым числом 40 и 45, кипящие при 150-310º С. Кроме того, его применяют в бытовых нагревательных и осветительных при­борах, в агрегатах для резки металлов, как растворитель и, совместно с лигроином, в качестве реактивного топлива. В последнем случае в керосино - лигроиновую смесь вводят различные присадки, которые увеличивают его термическую стабильность, усиливают смазывающие и ослабляют абразивные свойства продуктов сгорания.

Дизельное топливо используют в дизелях - поршневых дви­гателях внутреннего сгорания с воспламенением его от сжатия при 550-600ºС. Основной показатель воспламенения - цетановое число. Оно определяется по эталонной смеси легко (цетан) и трудно (а - метилнафталин) воспламеняющихся веществ. Их цетановые числа приняты соответственно за сто и нуль. Чем больше цетановое число дизельного топлива, тем выше его качество.

К дизельному топливу относятся керосин и газойль - соляро­вое масло с температурой кипения более ЗООºС, занимающее проме­жуточное положение между керосином и смазочными маслами. Для тихоходных двигателей (частота вращения 1000 мин ) применяют соляровые масла с цетановым числом менее 40, для быстроходных - с цетановым числом 40-50.

Моторное и реактивное топлива составляют так называемые светлые нефтепродукты. После их отгонки из нефти остается вязкая черная жидкость - мазут. Его используют как котельное топливо в паровых котлах, электростанциях, парогенераторах и котельных установках, промышленных печах и т. д. Кроме того, мазут перерабатывают в смазочные масла и бензин.

Вторая группа нефтепродуктов (смазочные масла) применяет­ся для уменьшения трения во всех движущихся деталях и отвода от них тепла. Лучшее сырье для их производства - малосмолистые и малопарафинистые нефти. В зависимости от назначения масла разделяют на индустриальные, моторные, турбинные, компрессорные, цилиндро­вые, трансмиссионные, трансформаторные и т. д., а по температуре застывания - на летние и зимние.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4