Глава 10. Переработка химических продуктов коксования 10.1. Общие вопросы

Если отделение обработки коксового газа обязательно должно быть на каждом коксохимическом заводе, то переработка химических продуктов коксования может быть сконцентрирована на отдельных крупных установках, куда могут доставляться с различных предприятий бензольные углеводороды, каменноугольная смола, фенолы, основания. Выбор степени централизации определяется размещением предприятий, местоположением потребителей, размерами площадки предприятия, сложившимися традициями, экономикой. Централизация переработки значительно повышает производительность и сокращает себестоимость продукции, позволяет расширить ассортимент и улучшить качество продукции.

Химические продукты коксования являются уникальными по составу химического сырья, отличающимся наибольшей концентрацией ароматических соединений, в особенности, полициклических ароматических углеводородов и гетероароматических соединений. И, если бензольные углеводороды ("сырой бензол") представлены в основном собственно бензолом, так как ресурсы толуола, сероуглерода, ксилолов, индена и кумарона в них невелики, то каменноугольная смола содержит значительное количество веществ, которые из другого сырья пока что (кроме нафталина) не производятся: метилнафталины, аценафтен, флуорен, дифиниленоксид, антрацен, фенантрен, карбазол, флуорантен, пирен, хризен, хинолин, изохинолин, хинальдин и многие другие. Эти вещества представляют интерес как сырье для ряда уникальных красителей и физиологически активных веществ, ядохимикатов, специальных видов полимерных материалов, термостойких пластиков. Без них невозможно развитие ряда отраслей новой техники. До сих пор коксохимическая промышленность служит главным источником метилфенолов и диметилфенолов - важного сырья для негорючих пластификаторов и турбинных масел, ядохимикатов, антиоксидантов.

В настоящее время сохраняется потребность в технических продуктах, получаемых из смолы, являющихся важнейшим сырьем для крупномасштабных продуктов. Это, в первую очередь, каменноугольный пек, используемый в качестве связующего для подавляющего большинства углеграфитовых материалов; пековый кокс, широко используемый для изготовления анодных масс и электроугольных изделий; масла - сырье для технического углерода (сажи) и материалы для пропитки древесины. Высокая степень ароматичности делает названные продукты уникальным материалом.

Глубина переработки химических продуктов может быть различной и зависит от конъюнктуры. Так, например, коксохимическая промышленность может ограничиться выпуском только технических продуктов: нафталиновой фракции, смеси бензольных углеводородов, сырого антрацена, предоставляя другим отраслям и производствам их дальнейшую переработку. Возможно завершение переработки на стадии получения чистых продуктов: нафталина, антрацена, бензола. Наконец, может быть рациональным доведение переработки до изготовления массовых и многотоннажных полупродуктов или продуктов, используемых затем в различных перерабатывающих отраслях.

Так, например, нафталин может быть непосредственно на коксохимическом предприятии по несложной технологии окислен до фталевого ангидрида, а из последнего изготовлены пластификаторы (диэтилгексилфталат и др.). Переработка 3-метилпиридина и 4-метилпиридина может быть доведена до получения, соответственно, никотиновой и изоникотиновой кислот -важнейшего сырья для лекарственных веществ. Коксохимические предприятия могут выпускать не антрацен, а товарный антрахинон. При производстве всех этих полупродуктов возможно комбинирование производств и заметное снижение себестоимости конечной продукции. К тому же из-за высокой стоимости пластификаторов, карбоновых кислот ряда пиридина, антрахинона это существенно улучшает технико-экономические показатели коксохимического производства. Возможная и целесообразная глубина переработки химических продуктов в этих условиях определяется только экономической целесообразностью и не может определяться ведомственными рамками. В коксохимической промышленности может оказаться рациональным развитие специализированных централизованных предприятий, ориентированных на выпуск

224

широкого ассортимента чистых химических продуктов коксохимического происхождения и наиболее важных продуктов их первичной переработки, используемых в качестве мономеров, пластификаторов и поверхностно-активных веществ, продуктов малой химии.

Как бензольные углеводороды, так и каменноугольная смола представляют собой сложные смеси веществ, различающихся температурами кипения, образующих, как подчиняющиеся закону Рауля, так и неидеальные системы. Первичной стадией их переработки всегда является ректификация, а полученные фракции подвергаются дальнейшей переработке. Различия в их переработке определяются тем, что бензольные углеводороды - это смеси углеводородов, выкипающие в сравнительно узком температурном диапазоне (60 - 160°С), причем в смеси преобладают низкокипящие компоненты (до 75 % масс. - собственно бензола, имеющего температуру кипения 80°С). Поэтому в этом случае целесообразно использовать фракционное испарение, а выбор греющих агентов не представляет сложности из-за низкой температуры выкипающих компонентов.

Каменноугольная смола - гораздо более сложная смесь веществ, выкипающих в диапазоне температур от 140 до 600°С и выше. Поэтому при переработке смолы единственным рациональным решением оказывается однократное испарение при нагреве в трубчатой печи, позволяющее в начальной части удалить наиболее высококипящие и наиболее многотоннажные компоненты ее, а последующее разделение полученных паров проводить методом фракционной конденсации.