12.6. Переработка каменноугольной смолы

Каменноугольная смола (КУС) – это смесь веществ, в состав которой вхо­дят сотни сединений. До настоящего времени индентифицировано около 500 соединений различных классов, представляющих примерно 60 % от мас­сы смолы.

Индентифицированные соединения можно разделить на три группы:

- нейтральные соединения, в состав которых входят конденсированные арены (нафталин, антрацен, фенантрен, хризен, их гомологи и др.);

- соединения кислой природы, главным образом моно- и многоатомные фенолы (фенол, крезолы, ксиленолы и др.);

- соединения основной природы, к которым относятся пиридин и его гомологи (пиридиновые основания) и хинолиновые основания.

В табл. 12.7 даны концентрации основных веществ, составляющих КУС.

Таблица 12.7

Содержание основных компонентов в КУС

Компоненты	Массовая доля, %	Компоненты	Массовая доля, %
Нафталин	8 – 12	Флуорантен	2,2 – 2,3
Гомологи нафталина	3,7	Пирен	1,2 – 2,1
Флуорен	1,2 – 2,0	Хризен	2,0
Фенантрен	4 – 5	Дифенил	0,2 – 0,4
Антрацен	1,0 – 1,3	Хинолин и его гомологи	2,0 – 3,0
Карбазол	1,2 – 1,5	Аценафтен	1,4 – 1,8
Оксибензол	0,2 – 0,5	Дифениленоксид	0,6 – 0,8
Крезолы	0,6 – 1,2	Пиридин и его гомологи	0,5 – 1,5

Остальную часть КУС (50–60 %) составляют высокомолекулярные ве-ще­ства неопределенного состава.

Процесс переработки КУС включает следующие стадии:

- обезвоживание, обессоливание и обеззоливание смолы;

- фракционирование (ректификация) смолы;

- переработка фракций и их очистка от фенолов и пиридиновых основа­ний;

- выделение чистых индивидуальных соединений.

Ректификация КУС проводится в трубчатых установках с использова-ни­ем однократного испарения и фракционной конденсации. При этом выде-ляют пять фракций, а в остатке получают пек (табл. 12.8).

Таблица 12.8

Выход фракций при разгонке КУС

Фракция	Интервал отбора, оС	Выход, % на массу КУС
Легкая	до 170	0,5 – 1,0
Фенольная	170 – 210	2 – 4
Нафталиновая	210 – 230	9 – 12
Поглотительная	230 – 270	7 – 10
Антраценовая	270 – 360	19 – 25
Пек	свыше 360	55 – 60

Выделенные фракции направляют на дальнейшую переработку с целью выделения чистых соединений. На рис. 12.9 изображена схема разгонки смо­лы и выделения индивидуальных веществ.

Производство технического углерода

Пирен Антраценовое масло Флуорантен

Антраценовая фракция

Шпалопропиточное масло Антрацен

Сырой антрацен Карбазол

Добавка к СБ

Легкая фракция

Фенантрен

Легка Дифенилоксид

Поглотитель-ная фракция

Нафталино-вая фракция

Нафталиновая Индол

КУС

фракция Флуорен

Фенолы

Т ехнический Поглотительное масло

нафталин Метилнафталин

Ф

Фенольная фракция

енольная фракция Хинолиновые основания

Хинолин Хинальдин Изохиналин

Крезолы Ксиленолы Фенолы

Рис. 12.9. Схема переработки каменноугольной смолы

Продукты коксования применяют в различных областях человеческой деятельности. При этом доля потребления различных отраслей хозяйства сос­тавляет, % масс.:

- химическая промышленность – 30;

- цветная металлургия – 30;

- сельское хозяйство – 23;

- строительство и транспорт – 12;

- прочие – 5.

Общее количество продуктов переработки прямого коксового газа в Рос­сии превышает 200 наименований, среди которых следует отметить мине­ральные удобрения, химические средства защиты растений, полимерные ма­те­риалы, растворители, ароматические углеводороды, азот- и кислородсодер-жащие гетероциклические соединения, высококачественное сырье для про-изводства технического углерода, водород, необходимый для процессов гид-рогенизации угля и продуктов его переработки, метан для конверсии и др.