2. Тәжірибелік бөлім

1. Шығатын заттар мен реагенттер

Шығатын шикізат ретінде ТОО «Сары-Арқа Спецкокс» өнеркәсібінде алынған тас көмір шайыры пайдаланылған. Спецкокс өндірісінде тас көмір шайырының шығуы құрғақ көмірден 6,6%-ды құрайды. Көмірдің жартылай кокстелу процессі 500-550°С температурада жүзеге асырылады, жартылай кокстелу 700°С –қа дейін қыздырылады, алайда түзілген ұшатын заттар пешке 700-750°С-қа дейін қыздыру зонасы арқылы жалпы өтпейді, сондықтан да біршама деңгейде екіншілік жоғары температуралық пиролизге ұшырайды. Бөлінетін шайыр жартылай кокстелудің біріншілік шайырының сапасына сәйкес болу керек.

Шұбаркөл бөлімінің көмірінен алынған тас көмір шайыры біріншілік шайырға жатады, яғни екіншілік термиялық процесске ұшырамайтын шайыр болып табылады. Жоғары температуралы кокстелу шайырынан қарағанда ол оттегіні құрайтын қосылыстарды,негізінен фенолдар мен қанықпаған қосындылардың жоғары құрамын игереді. Жартылай кокстелу шайыры жалпы ароматтық қосылыстарды құрайды. Шайыр қосылысында сутегі алифатты топтарда ароматты және қанықпаған қосындылардың құрамына кіреді. Шайыр үлкен көлемде болатын компоненттерден емес, қосындылардың үлкен көлемінен тұрады.

Кең фракцияның элементті құрамы: С-81,11%, Н-9,69%, О-8,49%, N-0.7%. Фракцияның жеке химиялық құрамы 180°С 1-ші кестеде келтірілген.

Кесте 2 - Біріншілік тас көмір шайырының шығатын фракциясының заттық құрамы

Уақыт	Зат	Құрамы, %	Мүмкіндігі, %
7.377	Гептан	8.732	91
7,691	Метилциклогексан	13.876	91
7,854	N,N-диметиформамид	6,699	86
8,064	Толуол	32,297	95
11,229	Фенол	4,186	94
12,587	2-метилфенол	3,229	97
12,949	4-метилфенол	8,971	97
14,138	2-этилфенол	0,957	94
14,336	3,4-диметилфенол	4,426	97
14,691	3,5-диметилфенол	6,818	93
15,298	Нафталин	0,957	94
16,335	2-этил-4-метилфенол	3,469	88
17,303	2-метилнафталин	1,555	96
17,402	Тридекан	1,196	96
19,098	Тетрадекан	0,956	94
20,730	Пентадекан	0,957	96

Фракцияның жеке химиялық құрамы 180°С ТОО «Сары-Арқа Спецкокс» хромато-масс-спектрометриялық (ХМС) анализімен тағайындалған. 80 қосындылармен идентифицирленген.

Шайыр мен судың тығыздығының жақын мәндерімен шайырдың сусыздануы жалпы мүмкін емес , соның есебінен шайырдың фракциялану процессін қиындатады.

Суды шайырдан ажырату үшін дисстилляция алдында оған шайырдан 10% көлемді толуолды қосады және сумен толуолдың азеотропты қоспасының айдауынан кейін фракциялауды жүргізеді, ал температураны булатқыш сияқты сұйық фазада өлшенеді.Фракциялауды температура сұйықтықта 390-400 °С-қа жеткенде тоқтатады, өйткені кубта термиялық реакцияның әсерінен біріншілік шайырдың айтарлықтай өзгеруінің алдын алу үшін тоқтатады. Фракцияны таңдау деңгейі жоғары температуралы кокстелу шайырының аналогиясы бойынша қабылданған.

ТОО «Сары-Арқа Спецкокс» өнеркәсібіндегі спецкоксты өндіру барысындаалынған ПКС өңдеу схемасы мен техникалық сипаты 3-ші кестеде көрсетілген.

Кесте 3 - ТОО «Сары – Арқа Спецкокс» біріншілік тас көмір шайырының техникалық сипаттамасы.

Сипаттама	Көрсеткіш
1	2
Судың көлемдік үлесі, %	10,4
Тығыздығы, кг/м3 20º Скезінде 180ºСдейін 180-230 ºС 230-270 ºС 270-300 ºС 300 º С кезінде	1042 3 7,2 15,1 17,1 6,2
Барлық тазартылғандар,%	48,9
Қайнау соңындағы температура, ºС Буда сұйықтықта	315 390
Пектің шығуы,%	50
Толуолда ерімейтін заттардың топтық үлесі,%	3,8
Хонилонда ерімейтін заттардың массалық үлесі,%	жоқ
Күл мазмұны,%	0,1
Фенолдардың құрамы,%	>20
Нафталиндердің құрамы,%	іздер

Біріншілік тас көмір шайыры

Тас көмір шайырынан фенолдардың ээкстракциясы

Кавитация

Дистилляция

Фракция 270-300°С

300°С-тан жоғары фракция

Нафталин, антрацен, фенолдар

Моторлы отын