Сопоставительный анализ технико-экономических показателей различных технологических вариантов производства каменноугольной смолы.

Введение

Каменноугольная смола является неизбежным продуктом высокотемпературной деструк-ции органической массы угольных шихт при коксовании, удаляемым из коксовых камер совместно с другими летучими продуктами, с выходом 3-4 % от массы угольной загрузки. В каменноугольной смоле (КУС) насчитывается до 10 тысяч соединений, из которых к настоящему времени идентифицировано около 300. Большинство соединений содержится в смоле в количествах менее 1 % [1]. Главные компоненты – углеводороды ароматиче-ские, гетероциклические, серу-, кислород-, азотсодержащие. Химики давно заинтересова-лись КУС. В 1819 г. в составе смолы обнаружен нафталин, позднее – антрацен (1833 г.), анилин, фенол, хинолин (1834 г.), бензол (1845 г.), пиридин (1854 г.). Долгое время КУС была обременительным побочным продуктом и использовалась в качестве горючего. Рост производства кокса привел к необходимости поиска новых областей применения КУС.
Целью работы является анализ технико-экономических показателей различных техноло-гических вариантов производства каменноугольной смолы.
Объектом исследования является каменноугольная смола, предметом – технологии ее производства.


1 Сопоставительный анализ технико-экономических показателей различных техно-логических вариантов производства каменноугольной смолы

Первый решительный шаг был сделан в 1860 г. Юлиусом Рутгерсом, который построил близ Берлина смолоперегонную установку. Путем дистилляции смолы стали получать каменноугольные масла для пропитки железнодорожных шпал. К концу XIX и в XX веке с развитием промышленности органической химии КУС стала важнейшим источником для получения органических веществ. Интенсивно стали разрабатываться и внедряться в России и за рубежом технологии и схемы переработки КУС, основанные на процессах дистилляции (ректификации) её на фракции с последующей их переработкой физически-ми и химическими методами. Во второй половине ХХ произошли резкие изменения в технологии переработки КУС при повсеместном отказе от периодических схем и переход на непрерывные с максимальным извлечением целевых продуктов из фракций как товар-ных продуктов, так и в качестве сырья для промышленности органического синтеза.
Количественный выход и качественный состав смолы, образующейся при коксовании угольной шихт, зависят не только от входящих в её состав марок углей и условий её кок-сования, но и от наличия в шихте химических добавок – веществ с поверхностно-активными свойствами – ЩСПК, ХСТН, Проскан разработанные в КузГТУ. Основу до-бавок составляют натриевые соли: низших карбоновых кислот, неорганических кислот и их смесей – побочных продуктов синтеза – капролактама и 4-изопропиламинодифениламина. Установлено, что добавки являются не только средства-ми для улучшения размольных свойств углей процессов коксования угольных шихт (в том числе, содержащих слабоспекающийся уголь марки СС), качества кокса, но и для профилактики пыления, выдувания, примерзания, смерзания углей при хранении и транспортировании, оптимизации тяжелосредного и флотационного обогащения, а так же в качестве вяжущих компонентов для бесцементых твердеющих закладок горных (уголь-ных) выработок, активизаторов минеральных примесей твердых топлив в процессе сжи-гания.
Результатами исследования установлено, что в процессе нагрева угольных шихт переход их органической массы в пластиче