Кокс және оны қолдану.

Атты отынды өңдеу.

Коктеу- 900-1050⁰С температурада ауа кірмейтін кокс пештерінде тас көмірді өңдеу әдісі. Алғашқы өнетін өнімдер: кокс және ұшқыш заттар- тіке кокс газы. Шикізат ретінде 350-400⁰С температурада пластикалық күйіне ауысып , берік және кеуекті металлургиялық кокске айналатын тас көмірлерді қолданады.

Көміірді ауа бермей қыздырғанда төмендегідей процесстер жүреді

1. 250⁰С -қа дейін көміртегінің тотығы қостотығы және бу бөлінеді

2. 300-350⁰С газ фазасына смола ( шайыр) пары және пирогенді су бөлінеді , ал көмір пластикалық күйгк көшеді

3. 500-550⁰С платикалық масссаның айырылу процесі жүреді. Бұл уақытта парафиндік, нафтендік, қаннықпаған және ароматтық көмірсутектерден тұратын газ және шайырлар түзіледі, сонымен қатар жартылай кокс түзіліп масса қата бастайды.

4. 700⁰С -де және одан жоғары температурада ұшатын заттар одан әрі бөлініп кокс түзіле бастайды.

Коксохимиялық өндірісі кокспен қатар жүздеген химиялық өндірістің шикізатын, жартылай өнімдер және мономерлер өндіріледі. 1 т өндірілетін көмірден орта есеппен мынандай өнімдер алынады.

Кокс 700-800кг .

Смола 20-40 кг.

Бензол 8-12кг

Кокс газы,м³ 280-340кг

Аммиак 2-4кг.

Минералды заттар мен күкірттің көптеген бөлігі коксте қалады.

Кокс және оны қолдану.

Кокс - кеуекті қатты зат( кеуектілігі 50%). Органикалық бөлігі 94-96% көміртегінен, 2,5% сутегінен, 1,5-2,0% оттегіне және 1,2-1,7% күкірттен тұрады. Кокстің құрамында күкірттің болуы оның сапасын төмендетеді. Өй ткені темір рудаларын балқытқан кезде күкірт чугунның құрамына еніп оның сапасын төмендетеді. Судың көбеюі кокстің жылу беру қасиетін азайтады, сондықтан судың мөлшері 5% аспауы керек. Кокстың құрамында 10-11% ( балласт) минералдық заттар болады, олар жанғанда күлге айналады. Мұның құрамы өте күрделі. Тура кокс газы құрамындағы смолалрды, ароматты көмірсутектерді және аммиакты адсорбциялағаннан кейін қалған газ қоспаларын- кері кокс газы деп атайды, оның құрамы( көлем- % ): Н₂-54-59; СН₄ 23-28; СО 5.0-7,0;N₂ 3-5; С_mН₄ 2-3;СО₂ 1.5-2.5; О₂ 0.3-0.8. Жану жылуы 16700 –17200кДж /м³.

Кері кокс газы кокс және домна пештерін қыздыруға, көбнесе химиялық шикізат ретінде қолданылады.

Кокс смоласының құрамында мыңдаған дербес қосындылар бар; солардың 300-ге жақынын жеке бөліп алуға болады. Кокс смоласын алғашында фракцияларға бөліп, олардан дербес заттарды бөліп алады.

Шикі бензол- жеңіл ароматикалық көмірсутектерінен құралатын күрделі, тіке кокс газынан кокс смоласымен бірге конденсацияланбайтын, қайнау температурасы үлкен маймен сіңіріліп бөлінетін қоспа.

Кокс пештері- 70- тен астам камерадан түзілген жоғары температураға төзімді реакторлар батариясы. Пешті сыртынан қыздырады. Отын ретінде домна, кері кокс немесе генератор газдарын қолданады. Әр камераның ұзындыығы 14м., биіктігі 4,3м, ені 0,4м.

Камераның ішкі қабырғасы отқа төзімді, кірпішпен қапталған.

Тас көмірді кокстау 13-14 сағат мерзімінде аяқталады. Оптималды температура 900-1100⁰С аралығында. Кокстеу процесі периодтық процесс 13-14 сағаттан кейін кокс камерадан шығарылып сумен сұйытылады. Кокстеу процесінде үздіксіз бөлінетін кокс газының құрамындағы қажетті, құнды компоненттерді айырып алу үшін технологиялық схемаға жіберіліп химико- физикалық әдістермен өңделеді.

Кокс газын қайта өңдеу - үздіксіз тура кокс газы 700⁰С температурамен газ жинағышқа келіп "смола бетінде" сумен 70⁰С - қа дейін салқындатады. Газдар, булар, су және концентрацияланғанн смола қоспалары сеператорға келіп тығыздылығына тәуелді сұйық және газ бу қоспасына бөлінеді.

Бензол көмірсутектерін газ құрамынан айырып алу мақсатымен газды салқын сумен салқындатады, газбен жанасқан су- газ құрамындағы күкірт қышқыл талшықтарымен қатты нафтелинді газдан айырып алады. Салқындаған газ шығыр орналасқан мұнарада соляр немесе тас көмір майларымен жуылады- бензол көмірсутектері мұнарының төменгі шетінен {бөлініп алынып дистилляциялау әдісімен"шикі" бензолға және алғашқы қалпына келтірілген жұтқыш майға бөлінеді.

"Шикі" бензол құрамында %: бензол59,5-78,3; Күкіртті көмірсутек және жеңіл қайнайтын көмірсутектер 1,6-3,4; бензол туындыларынан құралған қоспа.

Мұнарадан шыққан газ - "кері кокс газы" деп аталып күкіртті сутектен және басқа күкіртті қосылыстардан тазартылып кокс немесе металлургия пештерін қыздыруға отын ретінде қолданылады. Қазіргі кезде" кері кокс газдан" - этилен, метан, көмір (ІІ) оксидін және сутекті фракциялап бөліп алып, оларды химиялық шикізат ретінде қолданыладыы.

"Смола бетіндегі су" құрамы : еріген күйіндегі аммиак және олардың тұздары [(NH₄)₂CO₃; NH₄CN;(NH₄)₂S;NH₄CІ;NH₄CNS;(NH₄)₂SO₄] тағыда еріген түрде фенол болады.

Тас көмір смоласы - құрамында 300- дей әртүрлі заттар бар күрделі сұйық қоспа. Олар, %: нафталин 5-10; фенантрен 4-6; кабозол 1-2; антрацен 0,5-1,5; фенол 1,5-3,5; крезол 0,6-1,2; пиридиндер негіздері 0,5-1,5; аз мөлшерде бензол, толуол, кзелолдар, 50-60% жоғары температурада қайнайтын ауыр молекулалық өнімдер. Фракцияларға айдағанда қалатиын қалдық - "ПЕК" - электроттар дайындауға, изоляторлар дайындауға және т.б өндіріс орындарында қолданылады.

Су су

Кокс газы

Тура кокс газын өңдеу принципиалдық схемасы.

1-(газосборник) газжинағыш; 2- тоңазтқыш;3-сборник

( жинаушы); 4- электорфильтрлеу; 5-турбогазодувка(газүрлегіштруба);6- қыздырғыш(подогреватель);7- сатуратор (ішінде сұйық бар,аммиак H₂SO₄ сіңіріледі, кокс газын сұйылтқанда )8- тоңазтқыш;9- башня.

Кокс камерасынан шыққан 700⁰С газ 1- ші газ жинағышқа жиналады. Бұл жерде су бүркіліп газ 80⁰С дейін салқындатылады. 2- де 30⁰- қа дейін. Екіден млоал және смола үстіндегі су бөлінеді. Ол 3- ге жиналады. 4- ші электрофильтрде тазаланады. Одан да қалған смола 3- еке жиналады. 5- ші арқылы 6- ға барады.Одан 7- ге мұнда H₂SO₄ - ке аммиак сіңіріліп сульфат аммонии бөлінеді. Ол азот тыңайтқышы ретінде қолдагылады. Амммиакпен бірге басқа да газдар қалады. 7- ден 8-ге. 25⁰С дейін салқындайды. Салқындатылған және тазартылған кокс газы 9- да шикі бензолдан тазартылады. Бензолды сіңіру үшін соляр майы қолданылады.