Какие продукты получают при коксовании каменного угля
Продукты коксования и их использование — Студопедия.Нет
Кокс представляет собой твердый матово-черный, пористый продукт. Из тонны сухой шихты получают 650-750 кг кокса. Он используется главным образом в металлургии, а также для газификации, производства карбида кальция, электродов, как реагент и топливо в ряде отраслей химической промышленности. Широкое применение кокса в металлургии определяет основные предъявляемые к нему требования:
1. Кокс должен обладать достаточной механической прочностью, так как в противном случае он будет разрушаться в металлургических печах под давлением столба шихты, что увеличит сопротивление движению газов, приведет к расстройству работы доменной печи, снижению ее производительности и т.п.
2. Кокс должен иметь теплотворную способность 31400-33500 кДж/кг.
3. Иметь высокую реакционную способность и горючесть. Первый показатель характеризует скорость восстановления коксом диоксида углерода, второй – скорость горения кокса.
4. Качество кокса также характеризуется содержанием в нем золы, серы, влаги и выходом летучих веществ. Сера, содержащаяся в коксе, при доменной плавке переходит в чугун, ухудшая его качество. Допустимое содержание серы в коксе 1.2-1.7 %. Зола в коксе – это балласт, и содержание ее равно примерно 10.0-11.0 %. Выход летучих веществ из кокса составляет около 1.0 %. Увеличение влажности кокса понижает его теплотворную способность, в коксе допустимо до 5 % влаги.
Коксовый газ получается в количестве 310-340 м3 на 1 т сухого угля. Состав и выход коксового газа определяется главным образом температурой коксования. Из камеры, в которой происходит коксование, выходит так называемый прямой коксовый газ, содержащий газообразные продукты, пары каменноугольной смолы, сырого бензола и воды. После удаления из него смолы, сырого бензола, воды и аммиака получается так называемый обратный коксовый газ, который используется как сырье для химических синтезов. Помимо этого, коксовый газ применяется как промышленное топливо для обогрева коксовых, сталеплавильных и других печей.
Каменноугольная смола – вязкая черно-бурая, со специфическим запахом жидкость, содержащая около 300 различных веществ. Наиболее ценными компонентами смолы являются ароматические и гетероциклические соединения: бензол, толуол, ксилолы, фенол, крезол, нафталин, антрацен, фенантрен, пиридин, карбазол, кумарон и др. Плотность смолы 1.17-1.20 г/см3. Выход смолы составляет от 3 до 4 % от массы коксуемого сухого угля. Состав смолы зависит главным образом от температуры коксования, а выход – от температуры и природы исходных углей. С повышением температуры углубляется пиролиз углеводородов, что снижает выход смолы и увеличивает выход газа.
В настоящее время из каменноугольной смолы выделяют около двухсот продуктов различных наименований, куда входят смеси и индивидуальные вещества, служащие сырьем для синтеза красителей, фармацевтических препаратов, инсектофунгицидов, пластических масс, химических волокон и т.п.
Сырой бензол – это смесь, состоящая из сероуглерода, бензола, толуола, ксилолов, кумарона и других веществ. Выход сырого бензола составляет в среднем 1.1 % от количества угля. Выход зависит от состава и свойств исходного угля и температурных условий процесса. При разгонке из сырого бензола получают индивидуальные ароматические углеводороды и смеси углеводородов, служащие сырьем для химической промышленности. Сырой бензол и смола, получаемые при коксовании углей, несмотря на развитие нефтехимического синтеза служат главнейшими источниками ароматических углеводородов для химической промышленности.
Надсмольная вода представляет собой слабый водный раствор аммиака и аммонийных солей с примесью фенола, пиридиновых оснований и некоторых других продуктов. Из надсмольной воды при ее переработке выделяется аммиак, который совместно с аммиаком коксового газа используется для получения сульфата аммония и концентрированной аммиачной воды.
Разделение продуктов коксования
Сначала производят разделение прямого коксового газа. Из него конденсируют смолу и воду, улавливают аммиак, сырой бензол и сероводород. Затем подвергают разделению надсмольную воду, каменноугольную смолу и сырой бензол с получением индивидуальных веществ или их смесей (рис. 1.6).
Рис. 1.2.3.1.1. Технологическая схема переработки прямого коксового газа
Прямой коксовый газ представляет сложную смесь газообразных и парообразных веществ. Помимо водорода, метана, этилена и других углеводородов, оксида и диоксида углерода, азота, в 1 м3 газа (при 0 оС и 105 Па) содержится 80-130 г смолы, 8-13 г аммиака, 30-40 г бензольных углеводородов, 6-25 г сероводорода и других сернистых соединений, 0.5-1.5 г цианистого водорода, 250-450 г паров воды и твердых частиц. Газ выходит из коксовой печи при 700 оС. Процесс разделения прямого коксового газа начинается в газосборнике 2, в который интенсивно впрыскивается холодная вода. Из газа удаляются твердые частицы (уголь, коксовая пыль, зола) и каменноугольная смола. Смола и надсмольная вода после охлаждения в холодильнике 3 стекают в в сборник 4, где разделяются по плотности. Надсмольная вода, обогащенная хлоридом, сульфатом, роданидом, тиоцианом аммония, поступает в аппарат 5, в который сверху также подается 20 %-ный раствор гидроксида кальция, а снизу «острый» пар. Здесь идут реакции отделения аммиака:
2 NH4Cl + Ca(OH)2 = CaCl2 + 2 NH3 + 2 H2O
Аналогичным образом отделяют сероводород, циановодород, родановодород. Образовавшийся аммиак и аммиак, оставшийся в газе после холодильников, поступает в нейтрализатор колокольного типа 6, заполненный 10 %-ным раствором серной кислоты, которая при взаимодействии с аммиаком дает кристаллы сульфата аммония. Вместе с аммиаком в колонне 6 улавливаются пиридиновые основания с образованием сульфата пиридина. Кристаллы сульфата аммония вместе с маточным раствором выводят из колонны, отделяют от него центрифугированием в центрифуге 7 и используют как азотное удобрение.
Коксовый газ, очищенный от аммиака, направляется на улавливание сырого бензола. Наиболее распространенным методом улавливания сырого бензола является абсорбция его поглотительными маслами при 20-25 оС в скрубберах 9,10. В качестве поглотителей применяется каменноугольное или соляровое масло. Предварительно газ охлаждают водой в башне 8. При этом из газа вымываются нафталин и мельчайшие брызги серной кислоты, увлеченные из башни 6. Освобожденный от сырого бензола коксовый газ, так называемый обратный коксовый газ, в большинстве случаев очищается от сероводорода и других серосодержащих соединений и поступает потребителю. Раствор сырого бензола в поглотительном масле направляют в отпарочную колонну 12, где из него отгоняется сырой бензол, а масло после охлаждения возвращается на орошение скрубберов.
Надсмольная вода содержит растворенный аммиак, а также аммонийные соли (NH4)2CO3, (NH4)2S, NH4CN, NH4Cl, NH4SCN, (NH4)2SO4, образующиеся в результате взаимодействия аммиака с другими компонентами коксового газа при его охлаждении. Переработка надсмольной воды заключается в выделении из нее аммиака при нагревании ее паром и обработке известковым молоком. Аммиак отгоняется из надсмольной воды острым паром и используются для получения сульфата аммония. Фенолы, содержащиеся в надсмольной воде, также отгоняются острым паром, а затем поглощаются раствором едкого натра с образованием фенолятов.
Сырой бензол представляет собой сложную смесь, основная масса которой испаряется до 180 оС. Среднее содержание основных компонентов в сыром бензоле (%): сероуглерода и легкокипящих углеводородов 1.6-3.4; бензола 59.5-78.3; гомологов бензола 12-21; сольвентов (смесь триметилбензола, этилметилбензола и др.) 3-10. Получение отдельных компонентов из сырого бензола основано на различии их температур кипения и осуществляется ректификацией.
Каменноугольная смола содержит около 300 веществ. Содержание особо важных веществ в смоле (%): нафталина 5-10; фенантрена 4-6; карбазола 1-2; антрацена 0.5-1.5; фенола 0.2-0.5; крезола 0.6-1.2; пиридиновых оснований 0.5-1.5. Помимо этого, в смоле в небольших количествах содержатся бензольные углеводороды: бензол, толуол, ксилолы; около 50-60 % от массы смолы составляют высококипящие продукты с большой молекулярной массой. Смола подвергается разгонке, а затем из фракций ректификацией выделяются бензол и его гомологи, кристаллизацией – нафталин и антрацен. Фенол получается при обработке фракций раствором едкого натра с образованием фенолята натрия С6Н5ОNa, который при дальнейшем взаимодействии с диоксидом углерода дает фенол. Пиридиновые основания удаляются из фракций промывкой разбавленной серной кислотой. Остаток после перегонки смолы – каменноугольный пек используется для изготовления электродов для электролизеров и электрических печей, в дорожном строительстве как материал для изоляции электросетей и подземных трубопроводов.
Обратный коксовых газ имеет примерно следующий состав (об. %): водорода 54-59; метана 23-28; оксида углерода 5.0-7.0; тяжелых углеводородов 2-3; азота 3.0-5.0; диоксида углерода 1.5-2.5; кислорода 0.3-0.8. Теплотворная способность газа 16700-17200 кДж/м3.
Сырой бензол подвергают ректификации в колонне 14. При этом получают фракции: сероуглерод, бензол, толуол, о-ксилол, м-ксилол, п-ксилол, в кубе колонны остается сольвент-фракция. Фракции моют водой, обезвоживают и подвергают дальнейшей ректификации с целью получения сырья для органического и нефтехимического синтеза.
Кокс | угольный продукт | Britannica
Кокс , твердый остаток, оставшийся после нагревания некоторых видов битуминозных углей до высокой температуры вне контакта с воздухом до тех пор, пока практически все летучие компоненты не будут удалены. Остаток состоит в основном из углерода с небольшими количествами водорода, азота, серы и кислорода. В коксе также присутствует минеральное вещество исходного угля, химически измененное и разлагающееся в процессе коксования.
кокс Кокс.
СталькохерПодробнее по этой теме
Утилизация угля: виды и крупность кокса
В течение последних часов в печах кокс сжимается и трескается. В разряженном состоянии частично состоит из отдельных частей размером до 200 миллиметров ...
Печной кокс (размер: от 40 до 100 миллиметров, около 1 1 / 2 до 4 дюймов) используется во всем мире в доменных печах для производства чугуна.Меньшие количества кокса используются в других металлургических процессах, таких как производство ферросплавов, свинца и цинка, а также в печах для производства извести и магнезии. Крупный прочный кокс, известный как литейный кокс, используется в литейных цехах для плавки железной руды. Меньшие размеры как печного, так и газового кокса (от 15 до 50 миллиметров) используются для отопления жилых домов и коммерческих зданий. Кокс размером от 10 до 25 миллиметров используется при производстве фосфора и карбида кальция, сырья, из которого получают ацетилен.Коксовая мелочь (менее 12 миллиметров) применяется для спекания мелкой железной руды перед использованием в доменных печах. Любой излишек мелкого кокса становится топливом для промышленных котлов.
.Продукция из угля | Класс 8, уголь и нефть
Вопрос 1 Что происходит при нагревании угля на воздухе?
Вопрос 2 Дайте определение термину разрушающая перегонка угля?
Вопрос 3 Каковы составляющие угольного газа. Укажите одно использование угольного газа?
Вопрос 4 Что такое каменноугольная смола?
Вопрос 5 Укажите несколько случаев использования каменноугольной смолы?
Вопрос 6 Что такое кокс?
Вопрос 7 Укажите несколько видов использования кокса?
Вопрос 8 Почему кокс - лучшее топливо, чем уголь?
Вопрос 9 Как получают кокс?
Продукция угольная
Различные полезные продукты, полученные при переработке угля путем нагревания в отсутствие воздуха:
1) Угольный газ
2) Каменноугольная смола
3) Кокс
Сильный нагрев угля в отсутствие воздуха называется деструктивной перегонкой угля.
Если уголь нагревают в присутствии воздуха, то уголь горит с образованием в основном углекислого газа, и никаких других полезных продуктов не получается.
Угольный газ
Это газообразное топливо, которое получают путем сильного нагревания угля в отсутствие воздуха во время переработки угля для получения кокса.
1) Это смесь метана и водорода с добавлением диоксида углерода.
2) Все газы, присутствующие в угольном газе, могут гореть для получения тепла, благодаря чему угольный газ является отличным топливом.
3) Используется в качестве топлива в промышленности.
Каменноугольная смола
Это густая черная жидкость с неприятным запахом, которая получается при нагревании угля в отсутствие воздуха.
1) Это смесь примерно 200 углеродных или органических соединений.
2) Полезные углеродные соединения, присутствующие в каменноугольной смоле, включают бензол, толуол, нафталин, антрацен, фенол и анилин.
3) Различные соединения, присутствующие в каменноугольной смоле, разделяются путем фракционной перегонки.
4) Соединения, полученные из каменноугольной смолы, используются в качестве исходного материала для производства большого количества веществ, используемых в быту и промышленности.
5) Продукты из каменноугольной смолы используются для производства синтетических волокон, лекарств, пластмасс, синтетических красителей, парфюмерии, красок, лаков, пестицидов, кровельных материалов.
Кокс
Это твердое и пористое твердое вещество черного цвета.
Приготавливается путем нагревания угля в отсутствие воздуха.
1) Когда уголь нагревают в отсутствие воздуха, угольный газ и каменноугольная смола удаляются, а кокс остается в виде черного остатка.
2) Кокс - это почти чистая форма углерода. 98% углерода.
3) В основном используется как восстановитель при извлечении металлов.
4) Используется при производстве стали.
5) Используется как топливо.
6) Это топливо на лучше, чем уголь , потому что оно выделяет больше тепла при горении, чем такое же количество угля. Он горит без дыма, тогда как уголь выделяет много дыма при горении.
.Стремительно растущие цены на коксующийся уголь демонстрируют силу Китая
Китай может потрясти мировой рынок сырьевых товаров в ближайшем будущем, поскольку цена на коксующийся продукт, выступающий в качестве ключевого ингредиента в процессе производства стали, сильно рос в последние пару месяцев. Из-за нехватки предложения и продолжающегося роста спроса на коксующийся уголь цена на коксующийся уголь премиум-класса за последние шесть недель превышает 200 долларов за тонну. Покупатели из разных частей света анализируют спотовый рынок в поисках твердого коксующегося угля премиум-класса.По мнению ведущих экономических исследователей Китая, в ближайшем будущем цена на мэйг резко вырастет, поскольку дефицит будет действовать как катализатор движения цен на спотовом рынке. Если так будет и дальше, то крупнейшим производителям отрасли могут быть добавлены миллиарды долларов в качестве прибыли.
Резкое повышение цен, часто называемое «манией встречного угля», происходит из-за строгих ограничений со стороны правительства Китая в отношении местных угледобывающих компаний. Ранее им разрешалось работать 330 дней, что было значительно сокращено до 276 дней в году, что привело к резкому росту цен.
Строгая инициатива была реализована правительством Китая с целью увеличения потенциальной прибыли от производства коксующегося угля. Это в значительной степени поможет угольной промышленности, что в конечном итоге создаст уникальную возможность погашать ссуды местным банкам за счет их совокупной прибыли. Хотя это в значительной степени поможет экономике Китая, но мировой рынок будет значительно разрушен из-за ограниченного производства коксующегося угля. Продолжающийся кризис искусственного коксующегося угля в значительной степени влияет на экономику, поскольку они были одним из ведущих потребителей коксующегося угля.
Крупные компании, такие как Anglo American (LON :), BHP Billiton (LON :), South42 Ltd (MU :) и Canadian Energy Services & Technology Corp (TO :), могут добавить миллиарды долларов прибыли в свой портфель из-за скачка цен на коксующийся уголь. Это одно из наиболее важных сырьевых материалов, используемых в процессе производства стали, у которого практически нет альтернатив по сравнению с его коммерческой ценой. По словам ведущего аналитика Jefferies, Кристофер заявил, что продолжающийся кризис является совершенным искусственным кризисом в индустрии коксующегося угля.Раньше в цепочке поставок был огромный избыток, который на рынке резко сократился, и покупатели вынуждены платить высокую цену, чтобы удовлетворить свой спрос.
В прошлом году произошло резкое падение цен на коксующийся уголь, превысив 30% потерь, но в 2016 году ситуация полностью изменилась. Цена значительно выросла, восстановив прошлогодние убытки. Стремительный рост цен на коксующийся уголь уже свел на нет убытки прошлого года и 164-процентный прирост товарного рынка.По словам Колина Гамильтона, руководителя отдела исследований сырьевых товаров Macquarie, «в больших объемах и на базовых товарах, если вы правильно понимаете китайскую политику, вам предстоит пройти долгий путь к правильному рынку».
Китай ошеломил весь финансовый рынок, когда их политики в значительной степени упорядоченно замедлили их экономический рост с самого начала 2016 г. Это был один из первых шагов, предпринятых китайским правительством с целью введения огромной количество наличных денег в их банковской системе.Первоначально они активизировали свою строительную деятельность в местных помещениях, чтобы получить более низкую цену на сталь при развитии инфраструктуры. Как только они достигли стабильности в своей местной инфраструктуре, они внезапно снизили объем добычи угля, ограничив рабочие дни местных угольщиков. 276-дневная политика сначала повлияла на цену энергетического угля, позже она была перенесена на коксующийся уголь.
276-дневная политика не была внезапным планом китайского правительства, а была одним из наиболее продвинутых шагов, предпринятых им для достижения финансовой стабильности в стране.Рост цен на коксующийся уголь не был заметен до июля месяца, когда затопило провинцию Шаньси. Стихийные бедствия и 276-дневная политика оказали чрезвычайное влияние на товарный рынок. Ранее более 300 миллионов тонн коксующегося угля, перевозимого морским путем, продавалось на контрактной основе каждый год, но строгая политика резко снизила добычу до 10 миллионов тонн, что привело к столь значительному росту цен на коксующийся уголь. Это резкое сокращение коксующегося угля со стороны производства увеличило цену со 100 до 200 долларов за тонну, что привело к недавнему росту цен.
Эрни Трэшер, исполнительный директор американских производителей коксующегося угля, заявил, что большая часть недавних покупок была сделана металлургическими заводами в Европе и Индии. Таким образом, очевидно, что покупатели действуют более агрессивно, чем правительство Китая, поскольку цена имеет тенденцию повышаться каждый день.
Краткое описание: Провинция Шаньси в значительной степени восстановилась после наводнения, и Том Прайс, ведущий аналитик Morgan Stanley, заявил, что от Национальной комиссии по развитию и реформам Китая поступил запрос на краткосрочную отмену 276-дневной политики. чтобы ограничить их цену на энергетический уголь для производства электроэнергии.И если цена будет оставаться выше 200 долларов за тонну в течение длительного периода времени, это также вызовет реакцию предложения для производителей в Северной Америке. Но если быть точным, китайское правительство еще не готово отменить ограничения 276-дневной политики, и они будут жесткими в своем решении, пока не получат значительную прибыль на спотовом рынке.
.
