Какие продукты получают из каменноугольной смолы
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.
Источник
В стратегии развития Кемеровской области до 2035 года вновь говорится о глубокой переработке угля. Из чёрного золота сегодня можно сделать многое: лекарства, асфальт, удобрения для растений и др. Но в последние годы угольщики всё яснее дают понять, что добывают топливо на продажу, а не для переработки. О том, почему в Кузбассе до сих пор не развита углехимия корреспонденту «АиФ в Кузбассе» рассказал заместитель директора по научной работе Института углехимии и химического материаловедения Александр Козлов.
От резины до лекарств
Арина Мерлова, «АиФ-Кузбасс»: Александр Петрович, а что вообще понимается под глубокой переработкой угля? Ведь и его сжигание, например, тоже можно назвать переработкой – в чистую энергию.
Александр Козлов: человечество привыкло использовать уголь только как топливо. Так и получается – уголь сожгли, тепло получили. Переработка! Но ведь уголь может дать гораздо больше, чем кажется на первый взгляд.
Тем не менее в Кузбассе на сегодняшний день есть только один комбинат, занимающийся переработкой угля. Он располагается в Новокузнецке. В Кемерове предприятий, которые выпускали бы продукты углехимии, сжижая уголь, газифицируя его, перерабатывая в наноматериалы, нет. К их открытию нужно стремиться, и тогда уголь станет ещё более востребованным: часть угля будет использоваться в химии, отходы обогащения станут топливом для газогенераторов. И даже шлаку найдётся своё место. Например, его можно использовать при строительстве дорог. Абсолютно безотходное производство!
– Где могут пригодиться продукты глубокой переработки?
– Только представьте себе, в результате глубокой переработки угля и техногенных отходов можно получать больше 180 видов химических продуктов. А их, в свою очередь, можно использовать для получения тысяч продуктов смежных отраслей. Цифры ведь колоссальные! Из каменноугольной смолы получают бензол, толуол, нафталин, а уже из них – множество органических веществ. Продукты коксования каменного угля востребованы в металлургии, из них производят высококачественные стали. Из чёрного золота производят гуминовые препараты, а они широко используются в сельском хозяйстве при рекультивации земель, в производстве асфальта, битума, аккумуляторов, керамических изделий, краски, резины, косметических и лекарственных препаратов. Углеродные сорбенты, которые применяют в пищевой, химической, топливно-энергетической, горно-металлургической, нефтегазодобывающей и перерабатывающей отраслях, охране окружающей среды, машиностроении, тоже можно получить из угля всех марок.
Углеродные материалы – это инновационный и дефицитный на мировом рынке товар. Потому в России, а конкретнее, в Кузбассе, такое производство быть должно, обязано. Ведь именно Кузбасс обладает богатейшими запасами угля! Глубокая переработка угля – бизнес очень рентабельный и конкурентоспособный. По крайней мере, опыт зарубежных стран об этом свидетельствует.
Кому нужна переработка?
– О переработке угля в своё время много говорил ещё Аман Тулеев, но преградой всегда были финансы. Понятно, что переработанный уголь стоит дороже, но прежде чем эту переработку начать, нужно ведь и денег немало вложить. Бизнесу это делать не торопится (ведь проще уголь просто продать), да и государство тоже. Ведь разрез – это крупный налогоплательщик, а переработчики, как правило, это много мелких производств. Получается, глубокая переработка угля никому не нужна и будущего у неё нет?
– По результатам исследований международное энергетическое агентство в 2014 году обнаружило, что впервые за последние два десятилетия перерастал расти спрос на уголь. В тот год страны, входящие в ОЭСР, а это 34 страны, уже сократили потребление угля на 47 млн тонн. Китай, который потребляет половину объёма угля, добываемого на всей планете, также сокращает его потребление на электростанциях, чтобы вредные выхлопы не отравляли экологию, но при этом увеличивает его количество для переработки.
Именно потому и нужно в Кузбассе развивать технологии глубокой переработки угля, ведь только тогда у региона будет инновационное развитие.
Технологии, которые надо использовать при переработке угля, действительно требуют больших финансовых затрат, но Россия не должна превращаться в сырьевой придаток. Это же простая математика: продавая сырьё, а затем покупая продукты переработки, мы теряем большие деньги. Стоит осваивать новые наукоёмкие технологии и из сырья делать продукт. Это и есть импортозамещение, о котором говорит Владимир Путин.
Возьмём сорбенты. Организация их производства внутри страны принесёт нам колоссальную экономию! Ведь 75% сорбентов для различных очистных установок сегодня страна закупает за рубежом.
– Что и кто может сделать в области глубокой переработки?
– Для изучения вопросов переработки в Кемерове создан Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН. Такой центр в России первый и уникальный! Именно в Кузбассе мы получили идеальные условия развития углехимии: бизнес принимает решение инвестировать, а наша наука, в свою очередь, сопровождает проекты, занимается различными исследованиями.
Несколько лет назад мы начали комплексное исследование угля Сибири. Создан банк данных о марках угля Кузбасса с полным техническим анализом, с геологической и промысловой характеристикой. Результаты исследований, которые проводят в институте, иногда действительно очень удивляют. К примеру, совместно с аграрными НИИ пришли к выводу, что продукты переработки угля стимулируют всхожесть семян. Также мы разработали технологию, при которой уголь можно превращать в жидкие продукты, поняли, как из каменноугольной смолы изготавливать медицинские препараты. Кстати, из угля можно получать современные противотуберкулёзные препараты!
В воздухе угля прибавится?
– Переработка угля вредна для людей и окружающей среды? Сейчас построят ещё несколько химзаводов в черте Кемерова…
– Новые химические предприятия строят не в черте города, а за городом. Это современный подход. К примеру, одна из обогатительных фабрик Кузбасса построена на трассе Анжеро-Судженск – Кемерово. Предприятия по переработке угля, конечно, относятся к химическому производству, но стоит бояться не самих заводов, а халатного, непродуманного отношения к производству. Современный мир не может обойтись без химических производств, а новейшие технологии позволяют свести к минимуму последствия переработки сырья.
Близость месторождений угля к месту его переработки, контроль качества и себестоимости поставляемого угольного сырья – условие успеха проектов в углехимии. Стоимость некоторых конечных продуктов, которые получают из угля, выше стоимости сырья в десятки, сотни и даже тысячи раз.
Но для развития углехимии нужны существенные инвестиции, рентабельность молодой отрасли пока не ясна. Ясно одно: чтобы Кузнецкий бассейн оставался не только угольной базой, но и стал перспективным регионом, необходимо вводить новые высокопроизводительные угольные предприятия, способные перейти на полную переработку добываемого угля. В Кузбассе ежегодно строятся новые обогатительные фабрики, следующая ступень – строительство экологически чистых предприятий по глубокой переработке угля.
– Какое место занимает углехимия в экономике России?
– В 2014 году Правительство РФ утвердило программу развития угольной промышленности России на период до 2030 года. В неё вошли перспективные проекты в области углехимического производства, в том числе и кузбасские. Запасы нефти и газа являются конечными, а интерес к углю, как материалу, из которого можно получить множество других продуктов, нарастает. Но, к сожалению, в России пока научно-исследовательские работы не инвестируют. Государство недостаточно поддерживает развитие углехимической промышленности. Пока всё развивается слабо. Инновационные возможности углехимических технологий не закладываются в новые проекты, разработки, регламенты и стандарты, потому и идёт отставание промышленных предприятий от современности. Нужно равняться на европейские страны. К примеру, возьмем Бельгию. Она покупает у России уголь и превращает его в широкую гамму самых разнообразных продуктов, стоимость которых выше угля! Стоит понимать, что в современном мире копать и продавать уже просто невыгодно. Пока мы отстаём от наших соседей, хотя все предпосылки для развития имеются.
Александр Козлов родился в 1974 году в Кемерове. Окончил химико-технологический факультет КузГТУ, специальность «Машины и аппараты химических производств». Кандидат химических наук.
Источник
| RUS |ENG |
ÄîíÍÒÓ
Ïîðòàë ìàãèñòðîâ ÄîíÍÒÓ
Îïðåäåëåíèå ïîíÿòèÿ “Êàìåííîóãîëüíàÿ ñìîëà” è ñïîñîáû å¸ èñïîëüçîâíèÿ.
Èñòî÷íèê:https://64.1911encyclopedia.org/C/CO/COAL_TAR.htm
Ïåðåâîä âûïîëíèë ñò. ãð. ÕÒ-01 Ñêîïèí Ê. Þ.
Êàìåííîóãîëüíàÿ
ñìîëà ÷åðíàÿ, âÿçêàÿ, èíîãäà ïîëó-òâåðäàÿ æèäêîñòü ñïåöèôè÷åñêîãî çàïàõà,
êîòîðàÿ êîíäåíñèðóåòñÿ ñ âîäÿíûìè ïàðàìè èç ëåòó÷èõ ïàðîâ äåñòðóêöèè óãëÿ ïðè
îõëàæäåíèè. Îíà òàêæå íàçûâàåòñÿ ãóäðîíîì, ò.ê. ðàíüøå ïîëíîñòüþ è èíîãäà
ñåé÷àñ ïîëó÷àåòñÿ êàê ïîáî÷íûé ïðîäóêò â ïðîèçâîäñòâå êîêñîâîãî ãàçà. Íî ñìîëà,
ïîëó÷åííàÿ â ñîâðåìåííûõ êîêñîâûõ ïå÷àõ, õîòü è íå ïîëíîñòüþ èäåíòè÷íà ãàçîâîé
ñìîëå, íî ïîñëå ïåðåðàáîòêè ïîñëåäíåé ïðàêòè÷åñêè íå îòëè÷àåòñÿ îò
êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû. Íåêîòîðûå ïîêàçàòåëè ãàçîâîé ñìîëû â ñàìîì äåëå âî
ìíîãîì îòëè÷àþòñÿ îò êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû, ò.å. òîé, êîòîðàÿ ïîëó÷àåòñÿ ïðè
ñìåøèâàíèè áèòóìíûõ ñëàíöåâ èëè äðóãèõ ìàòåðèàëîâ, çíà÷èòåëüíî îòëè÷àþùèõñÿ ïî
ñâîåé ïðèðîäå îò óãëÿ ñ ïîñëåäíèì ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ áîëåå êàëîðèéíîãî ãàçà.
 îáùåì ìîæíî
ñêàçàòü, ÷òî äëÿ ñìîëîïåðåðàáàòûâàþùèõ ïðåäïðèÿòèé òåì êàìåííîóãîëüíàÿ ñìîëà
öåííåå, ÷åì ìåíüøå ìàòåðèàëîâ íå óãîëüíîé ïðèðîäû áûëî èñïîëüçîâàíî äëÿ
ïîëó÷åíèÿ êîêñîâîãî ãàçà. Ýòè ìàòåðèàëû: ñëàíöû, áèòóìèíîçíûé ëèãíèò è ò.ä.
íàñûùàþò ñìîëó â áîëüøåé èëè ìåíüøåé ñòåïåíè ïðèðîäíûìè óãëåâîäîðîäàìè, ÷òî
çàòðóäíÿåò èëè äåëàåò íåâîçìîæíûì âûäåëåíèå áåíçîëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ.
 ïðîöåññå
ïîëó÷åíèÿ ãàçà òåìïåðàòóðà äîëæíà áûòü íå íèçêîé è íå âûñîêîé ñ öåëüþ ïîëó÷åíèÿ
ñìîëû õîðîøåãî êà÷åñòâà. Ñ íåäàâíåãî âðåìåíè áîëüøèíñòâî ãàçîâûõ ðåòîðò
îñíàùåíû îáîãðåâàòåëüíûìè ïàêåòàìè, â êà÷åñòâå òîïëèâà â êîòîðûõ èñïîëüçóåòñÿ
êîêñîâûé ãàç. Èñïîëüçîâàíèå ïàêåòîâ ïîçâîëÿåò äîñòè÷ü áîëåå âûñîêîé
òåìïåðàòóðû, ÷åì ïðè ïðÿìîì íàãðåâàíèè è äåëàåò ïðîöåññ ïðîèçâîäñòâà ãàçà áîëåå
ýêîíîìè÷åñêè âûãîäíûì, à òàêæå ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü êà÷åñòâîì ñìîëû â
çàâèñèìîñòè îò ïîòðåáíîñòåé ñìîëîïåðåðàáàòûâàþùèõ öåõîâ, â ÷àñòíîñòè èçìåíèòü
âûõîä áåíçîëüíûõ óãëåâîäîðîäîâ.
Íåîáõîäèìî
îòëè÷àòü ãàçîâóþ ñìîëó îò ñìîëû, ïîëó÷åííîé êàê ïîáî÷íûé ïðîäóêò äîìåííîãî
ïðîèçâîäñòâà, ñûðüåì äëÿ êîòîðîãî ÿâëÿåòñÿ êóñêîâîé óãîëü. Ýòà ñìîëà ñîäåðæèò
ìàëî àðîìàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ, à ôåíîëû èìåþò ñîâåðøåííî èíóþ ñòðóêòóðû, ÷åì
òå, ÷òî ïîëó÷àþòñÿ ïðè ïåðåðàáîòêå ãàçîâîé ñìîëû. Ýòî æå îòíîñèòñÿ ê íåôòÿíîé
ñìîëå è ñõîäíûì åé ñóáñòàíöèÿ. Ýòè ñìîëû ïåðåðàáàòûâàþòñÿ íå òàê, êàê ãàçîâàÿ
ñìîëà.
Îáû÷íî âûõîä
ñìîëû ïðè ïðîèçâîäñòâå êîêñîâîãî ãàçà ñîñòàâëÿåò 4-5% âåñà øèõòû. Â îñíîâíîì
ñìîëà îáðàçóåòñÿ ïðè ïðîõîæäåíèè ãàçà ÷åðåç ñìîëîîòäåëèòåëüíóþ àïïàðàòóðó, ãäå
îí ïîäâåðãàåòñÿ óäàðàì î òâåðäóþ ïîâåðõíîñòü èëè ïðè ïðîâåäåíèè ïðîöåññà
êîíäåíñàöèè ïðè âîçìîæíî íèçêîé òåìïåðàòóðå, íî â ýòîì ñëó÷àå íåîáõîäèìî
ñîçäàòü îñîáûå óñëîâèÿ ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññà êàðáîíèçàöèè, ïîýòîìó ýòîò ñïîñîá íå
èìååò ïðàêòè÷åñêîãî ïðèìåíåíèÿ.
Âñå
êàìåííîóãîëüíûå ñìîëû îáëàäàþò îñîáîé ïëîòíîñòüþ íåìíîãî áîëüøå, ÷åì ó âîäû,
ïîðÿäêà 1 1.2, â èñêëþ÷èòåëüíûõ ñëó÷àÿõ 1.25. Òÿæåëûå ñìîëû ñîäåðæàò ìåíüøå
áåíçîëîâ, ÷åì ëåãêèå, è áîëüøå ñâÿçàííîãî óãëåðîäà, êîòîðûé îñòàåòñÿ ïîñëå
âûäåëåíèÿ áåíçîëà è ñ÷èòàåòñÿ íåæåëàòåëüíûì êîìïîíåíòîì. Âñå ñìîëû ñîäåðæàò
íåêîòîðóþ äîëþ âîäû (ãàçîâîãî êîíäåíñàòà) â ïðåäåëàõ 4%. Ýòî íåãàòèâíî âëèÿåò
íà ïðîöåññ äèñòèëëÿöèè, ò.ê. ïðèâîäèò ê âñïåíèâàíèþ è ïîýòîìó âëàãà
ïðåäâàðèòåëüíî óäàëÿåòñÿ ïðè äëèòåëüíîì îñàæäåíèè â óñëîâèÿõ íåìíîãî ïîâûøåííîé
òåìïåðàòóðû, ÷òî äåëàåò æèäêîñòü áîëåå ïîäâèæíîé. Âîäà ïðè ýòîì âñïëûâàåò è
óäàëÿåòñÿ â ñïåöèàëüíûõ ñåïàðàòîðàõ.
Ñìîëà ÿâëÿåòñÿ
ñìåñüþ ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíîãî ñîñòàâà. Íàèáîëüøàÿ äîëÿ ïðèõîäèòñÿ íà
àðîìàòè÷åñêèå óãëåâîäîðîäû î÷åíü ðàçíîãî ñòðîåíèÿ è ñòåïåíè ëåòó÷åñòè, íà÷èíàÿ
îò ïðîñòåéøåãî è íàèáîëåå ëåòó÷åãî áåíçîëà, è çàêàí÷èâàÿ ïîëíîñòüþ
íåîïðåäåëèìîé ìàññîé íå ëåòó÷èõ, êîòîðûå ñîäåðæàòñÿ â êóáîâîì îñòàòêå
äèñòèëëÿöèîííîé êîëîííû. Óãëåâîäîðîäû â îñíîâíîì ïðèíàäëåæàò ðÿäó áåíçîëà,
íàôòàëèíà, àíòðàöåíà è ôåíàíòðåíà. Âñåãäà èìååòñÿ íåáîëüøîå êîëè÷åñòâî
àëèôàòè÷åñêèõ óãëåâîäîðîäîâ äàæå â î÷èùåííûõ ñìîëàõ. Èõ áîëüøåå êîëè÷åñòâî
ñîäåðæèòñÿ â ñìîëàõ, ïîëó÷åííûõ èç øèõòû ñ ïðèìåñüþ ñëàíöåâ èëè ñõîæèõ
ìàòåðèàëîâ ïðè ïåðåðàáîòêå èõ â ãàçîâîé ðåòîðòå. Â îñíîâíîì îíè ïðåäñòàâëåíû
ïàðàôèíàìè è îëåôèíàìè. Àñôàëüòåíû èëè ðàñòâîðèìàÿ ÷àñòü îñòàòêà òàêæå ÿâëÿåòñÿ
ñìåñüþ óãëåâîäîðîäîâ è äàæå óãëåðîäà, ïîëó÷åííûìè ïîñëå îáðàáîòêè îñòàòêà
âñåâîçìîæíûìè ñîëüâåíòàì. Ýòîò óãëåðîä íå ÿâëÿåòñÿ ÷èñòûì è ñîäåðæèò
îïðåäåëåííóþ äîëþ âîäîðîäà, íî âñå æå ìåíüøóþ, ÷åì ó ëþáîãî èç ëåòó÷èõ èëè
ðàñòâîðèìûõ êîìïîíåíòîâ ñìîëû.
Êðîìå
óãëåâîäîðîäîâ, êàìåííîóãîëüíàÿ ñìîëà ñîäåðæèò îêîëî 2% ïðîñòåéøèõ ôåíîëîâ,
íàèáîëåå öåííûì è èçâåñòíûì èç êîòîðûõ ÿâëÿåòñÿ êàðáîíîâàÿ êèñëîòà, à òàêæå
êóìàðîí. Ôåíîëû, îñîáåííî êàðáîëîâàÿ êèñëîòà îäèí èç íàèáîëåå öåííûõ
êîìïîíåíòîâ êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû. Ìíîãî÷èñëåííûå ñåðîñîäåðæàùèå ñîåäèíåíèÿ
âõîäÿò â ñîñòàâ ñìîëû, ÷àñòü êîòîðûõ ïðèäàåò ñìîëå íåïðèÿòíûé çàïàõ. Ýòè
ñîåäèíåíèÿ íå íàõîäÿò ïðèìåíåíèÿ è íå ÿâëÿþòñÿ öåííûìè.
Êðîìå òîãî,
ìíîãî÷èñëåííûå àçîòñîäåðæàùèå ñîåäèíåíèÿ âõîäÿò â ñîñòàâ êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû.
Áîëüøàÿ èõ ÷àñòü íå ñëîæíîãî ñòðîåíèÿ è ÿâëÿþòñÿ ïðåäñòàâèòåëÿìè ðÿäà ïèðèäèíà
è õèíîëèíà. Ñðåäè ýòèõ ñîåäèíåíèé â íåêîòîðûõ êîëè÷åñòâàõ ïðèñóòñòâóåò
îïðåäåëåííàÿ ÷àñòü àíèëèíîâ, êîòîðûå íèêîãäà íå âûäåëÿþòñÿ èç ñìîëû, ò.ê. èõ
èçâëå÷åíèå â ÷èñòîì âèäå íå ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì. Èç êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû
â îñíîâíîì âûäåëÿþò ïèðèäèíû òîëüêî â âèäå ñìåñè âñåõ ïðåäñòàâèòåëåé ðÿäà, êîòîðûå
ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ïîëó÷åíèÿ äåíàòóðèðîâàííîãî ñïèðòà. ×àñòü
íèòðîñîåäèíåíèé îáëàäàåò îïðåäåëåííûìè àíòèñåïòè÷åñêèìè ñâîéñòâàìè, íî â öåëîì
îíè ñ÷èòàþòñÿ âðåäíûìè ïðèìåñÿìè íåôòÿíîé ñìîëû.
Ïðèìåíåíèå êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû â ñûðîìâèäå.
Áîëüøîå êîëè÷åñòâî êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ðàçëè÷íûõ
öåëåé áåç ïðåäâàðèòåëüíîé äèñòèëëÿöèè. Öåëåñîîáðàçíî ïðåäâàðèòåëüíî îñóøèòü
ñìîëó íà ñêîëüêî ýòî âîçìîæíî íåçàâèñèìî îò ñïîñîáà åå èñïîëüçîâàíèÿ. Â
íåêîòîðûõ ñëó÷àÿõ ñìîëó ïðåäâàðèòåëüíî êèïÿòÿò äëÿ âûäåëåíèÿ íàèáîëåå ëåòó÷èõ
êîìïîíåíòîâ.
 ñëó÷àå
èñïîëüçîâàíèÿ ñìîëû â êà÷åñòâå òîïëèâà ïðåäâàðèòåëüíàÿ ïîäãîòîâêà íå òðåáóåòñÿ.
Òåïëîòâîðíàÿ ñïîñîáíîñòü ñìîëû àíàëîãè÷íà óãëÿì, íî åå î÷åíü òðóäíî ñæå÷ü áåç
îáðàçîâàíèÿ áîëüøîãî êîëè÷åñòâà âðåäíûõ ãàçîâ. Ýòîò íåäîñòàòîê áûë ïðåîäîëåí
ïóòåì èñïîëüçîâàíèÿ òåõ-æå ñïîñîáîâ, êîòîðûå ïðèìåíÿþòñÿ äëÿ ñæèãàíèÿ òÿæåëîãî
íåôòÿíîãî îñòàòêà (ìàçóòà), ò.å. ðàñïûëèâàíèåì åå ñæàòûì âîçäóõîì.
Çàïàòåíòîâàíî
íåñêîëüêî òåõíîëîãèé ïîëó÷åíèÿ ñâåòèëüíîãî ãàçà èç ñìîëû, íàèáîëåå çíà÷èìûì èç
íèõ ÿâëÿåòñÿ ïðîöåññ Äèíñìîðà. Ê ñîæàëåíèÿ ýòîò ïðîöåññ áûë ðàñêðèòèêîâàí
ïðîèçâîäèòåëÿìè ãàçà è äàëüíåéøåå åãî ðàçâèòèå íå ïðåäóñìàòðèâàåòñÿ.
Çà÷àñòóþ
êàìåííîóãîëüíàÿ ñìîëà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïîêðàñêè äðåâåñèíû, æåëåçà, êèðïè÷íîé
êëàäêè äëÿ çàùèòû èõ îò êîððîçèîííîãî âîçäåéñòâèÿ. Ýòîò âèä ïîêðàñêè, êàê
íàèáîëåå äåøåâûé, èñïîëüçóåòñÿ íà êîêñîõèìè÷åñêèõ ïðåäïðèÿòèÿõ. Íåëüçÿ
èñïîëüçîâàòü òàêóþ ñìîëó äëÿ ïðîïèòêè äðåâåñèíû è êàíàòîâ êîðàáëÿ. Äëÿ ýòîãî
èñïîëüçóåòñÿ òîëüêî äðåâåñíàÿ ñìîëà.
Îäíèì èç
íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûõ ïðèìåíåíèé äëÿ ñûðîé ñìîëû ÿâëÿåòñÿ ïðîèçâîäñòâî
ðàçëè÷íîãî ðîäà ïîêðûòèé. Íàèáîëüøåå ðàñïðîñòðàíåíèå ïîëó÷èë ýòîò ñïîñîá â
Ãåðìàíèè è ÑØÀ, ãäå áîëüøàÿ ÷àñòü ãàçîâîé ñìîëû èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ýòîé öåëè. Äëÿ
ýòîãî ïðîèçâîäñòâà íåîáõîäèìà ñïåöèàëüíàÿ òêàíü èç ÷èñòîãî øåðñòÿíîãî âîëîêíà â
ðóëîíàõ ïî 3 ôóòà øèðèíîé. Ïðåäâàðèòåëüíî íåîáõîäèìî îòäåëèòü âîäó îò ñìîëû è
æåëàòåëüíî íàèáîëåå ëåòó÷èå ïîãîíû ïóòåì íàãðåâàíèÿ â äèñòèëëÿòîðå. Ñìîëà
íàãðåâàåòñÿ â ìåòàëëè÷åñêîé åìêîñòè äî òåìïåðàòóðû 90-100° Ñ. Òêàíü
ïðîòÿãèâàåòñÿ ÷åðåç ñìîëó íà ðîëèêàõ, êîòîðûå â òîæå âðåìÿ îòæèìàþò èçáûòîê
ñìîëû, çàòåì íà ïîêðûòóþ ñìîëîé òêàíü íàíîñÿò ñ äâóõ ñòîðîí ñëîé ïåñêà, à ïîñëå
ýòîãî òêàíü íàìàòûâàåòñÿ íà äåðåâÿííûå ðîëèêè. Â òàêîì âèäå ïðîäóêò ïîñòóïàåò â
ïðîäàæó è èñïîëüçóåòñÿ êàê äåøåâîå ïîêðûòèå, êàê ñàìî ïî ñåáå, òàê è â âèäå
ãðóíòîâêè äëÿ ÷åðåïèöû èëè øèôåðà.  ïåðâîì ñëó÷àå ïåðåêðûòèå íåîáõîäèìî
ïåðåêðàøèâàòü è ïîëå êàæäîé ïîêðàñêè íàíîñèòü ñëîé ïåñêà èëè ìåëêîãî ãðàâèÿ.
Êàìåííîóãîëüíàÿ
ñìîëà òàêæå èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà ñàæè. Ýòî îñóùåñòâëÿåòñÿ ïóòåì
ñæèãàíèÿ ñìîëû â ïå÷àõ, ñîåäèíåííûõ ñ êèðïè÷íûìè êàìåðàìè â êîòîðûõ îòëàãàåòñÿ
ñàæà â áîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ äî òîãî êàê ãàçû âûéäóò ÷åðåç äûìîâóþ òðóáó. Áîëüøàÿ
÷àñòü ñàæè èñïîëüçóåòñÿ áåç äàëüíåéøåé ïåðåðàáîòêè äëÿ ïðîèçâîäñòâà
ýëåêòðè÷åñêîãî óãëåðîäà, ïå÷àòíûõ ÷åðíèë, îáóâíûõ êðåìîâ, îáðàáîòêà êîæè è ò.ä.
Ñàæà ëó÷øåãî êà÷åñòâà, íå ñîäåðæàùàÿ æèðíûõ êîìïîíåíòîâ ïîëó÷àåòñÿ ïðè
ïðîêàëèâàíèè ñàæè â ñìåñè ñ êàëüöèåì.
Äèñòèëëÿöèÿ êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû.
Áîëåå âàæíûì, ÷åì ëþáîå èç ïðèìåíåíèé ñûðîé ñìîëû ÿâëÿåòñÿ ïðîìûøëåííîå
ðàçäåëåíèå ñìîëû íà áîëåå ÷èñòûå êîìïîíåíòû ôðàêöèîííîé ïåðåãîíêîé, ïîñëå
êîòîðîé îáû÷íî ñëåäóåò ïðîöåññ ðàôèíàöèè. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü êàê ïðîèçâîäñòâî
óãîëüíîãî ãàçà, òàê è äèñòèëëÿöèÿ ñìîëû íàèáîëåå ðàçâèòû â ñòðàíå, ãäå è
ïîëó÷èëè ñâîå íà÷àëî â Âåëèêîáðèòàíèè. Ïåðâûå ðàçðàáîòêè â ýòîì íàïðàâëåíèè
áûëè ñäåëàíû â 1822 ã. Ô.Ê. Àêóìîì è â 1822 ã. äîêòîðàìè Ëîíãñòàôîì è Äàëñîíîì.
Äî êîíöà íå èçâåñòíî, êòî ïåðâûé îïðåäåëèë, ÷òî â ëåãêèõ ïîãîíàõ
êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû ñîäåðæèòñÿ áåíçîë. Âïåðâûå îí áûë âûäåëåí èç ãàçà
Ôàðàäååì íå ðàíåå 1925 ã. Î ïðèñóòñòâèè áåíçîëà â êàìåííîóãîëüíîé ñìîëå ñòàëî
èçâåñòíî ïîñëå íåçàâèñèìîãî îòêðûòèÿ À.Â. Õîôìàíà, îïóáëèêîâàííîãî â 1945 ã. È,
íåñîìíåííî, â Ëîíäîíñêîé ëàáîðàòîðèè Õîôìàí ðàçðàáîòàë ìåòîä ôðàêöèîííîé
äèñòèëëÿöèè è âûäåëèë îòäåëüíûå óãëåâîäîðîäû. Ýòîò ìåòîä ëåã â îñíîâó
ïðîìûøëåííîãî ïðèìåíåíèÿ. Åãî ïàòåíò ¹11960 îñóùåñòâèë ïåðåâîðîò â ïðîìûøëåííîé
ïåðåðàáîòêå êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû. Èñïîëüçîâàíèå ëåãêîé ôðàêöèè êàìåííîóãîëüíîé
ñìîëû, êàê è â íàñòîÿùåå âðåìÿ, íà÷àëîñü ïîñëå òîãî, êàê ñåð Ïåðêèí â 1956 ã.
îòêðûë ïåðâûå àíèëèíîâûå êðàñèòåëè, äëÿ ïðîèçâîäñòâà êîòîðûõ òðåáîâàëñÿ áåíçîë
è åãî ãîìîëîãè. Âñêîðå ïîñëå ýòîãî íà÷àëè âûäåëÿòü êàðáîëîâóþ êèñëîòó èç áîëåå
òÿæåëûõ ôðàêöèé. ×òî êàñàåòñÿ íàôòàëèíà, à òàêæå óãëåâîäîðîäîâ, òî èõ
ïîòðåáëåíèå áûëî ãîðàçäî ìåíüøå, ÷åì ìîãëî áû áûòü ïîëó÷åíî èç êàìåííîóãîëüíîé
ñìîëû, äî òåõ ïîð, ïîêà ïðîèçâîäñòâî ñèíòåòè÷åñêîãî èíäèãî íå îòêðûëî øèðîêîå
ïðîñòðàíñòâî äëÿ åãî èñïîëüçîâàíèÿ. Ïîñëåäíåå èç âåëèêèõ îòêðûòèé â ýòîì
íàïðàâëåíèè áûëî ïðîèçâîäñòâî àëèçàðèíà èç àíòðàöåíà, ñäåëàííîå Ãðàáîì è
Ëèáåðìàíîì â 1968 ã.
 íàñòîÿùåå
âðåìÿ ñòåïåíü ðàçâèòèÿ îòðàñëè äèñòèëëÿöèè êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû ìîæíî ãðóáî
îöåíèòü ïî îáúåìàì ïðîèçâîäñòâà êàìåííîóãîëüíîé ñìîëû â ðàçíûõ ñòðàíàõ.
Ñ÷èòàåòñÿ, ÷òî íà ïåðâîì ìåñòå Âåëèêîáðèòàíèÿ, êîòîðàÿ ïðîèçâîäèò îêîëî 700000
òîíí ñìîëû â ãîä, áîëüøàÿ ÷àñòü êîòîðîé ïîäâåðãàåòñÿ äèñòèëëÿöèè, â òî âðåìÿ,
êàê Ãåðìàíèÿ è ÑØÀ ïðîèçâîäÿò ãîðàçäî ìåíüøå ñìîëû è îñíîâíàÿ åå ÷àñòü
èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïðîèçâîäñòâà êðîâåëüíûõ ïîêðûòèé è â äðóãèõ öåëÿõ.
Ãëàâíàÿ ñòðàíèöà
Источник