Какие продукты получают из каменноугольной смолы

КАМЕННОУГOЛЬНАЯ СМОЛА (кам.-уг. деготь), вязкая черная жидкость с характерным фенольным запахом; продукт коксования каменных углей (выход 3,5% от массы угольной шихты). Термодинамически неустойчивая дисперсная система олигомеров, индивидуальных в-в, их ассоциатов и мол. кристаллов. Плотн. 1,17-1,20 г/см3, низшая теплота сгорания 35,6-39,0 МДж/кг, т. самовоспл. 580-630 °С; ПДК в воздухе рабочей зоны 15-10-4 мг/м3.
В состав каменноугольной смолы входит ок. 10 тыс. соединений, из к-рых выделено и идентифицировано более 480 (до 50% от общей массы). Одну треть массы каменноугольной смолы составляют след. соединения (содержание в % по массе):


На долю др. группы компонентов приходится примерно 5% от массы каменноугольной смолы (в %):

Выход и состав каменноугольной смолы зависят от состава угольной шихты и условий ее коксования. С углублением степени пиролиза первичных продуктов коксования возрастают плотность каменноугольной смолы, содержание в ней нафталина, нерастворимых в толуоле
и хинолине в-в, увеличивается выход пека каменноугольного. Наряду с этим снижаются выходы фенолов, низкокипящих масел, метилнафталинов и др. углеводородов.
Каменноугольная смола содержит эмульгированную воду, к-рая конденсируется вместе с ней из коксового газа. В воде растворены соли аммония [NH4Cl, NH4SCN, (NH4)2S, (NH4)2SO4], CO2, H2S и т.д. В каменноугольной смоле имеются также нерастворимые в ней углеродистые в-ва — фусы, представляющие собой осн. часть зольного остатка. Перед переработкой каменноугольной смолы из нее необходимо удалить воду и растворенные соли, вызывающие коррозию оборудования, а также фусы, повышающие зольность пека и загрязняющие аппаратуру. Это достигается отстаиванием каменноугольной смолы в спец. хранилищах или центрифугированием.
Переработка каменноугольной смолы состоит в разделении ее на фракции ректификацией с послед. кристаллизацией, экстракцией и повторной ректификацией полученных фракций. Процесс осуществляют на установках непрерывного действия с подогревом каменноугольной смолы до 380-400 °С в трубчатых печах высокой производительности (100-200 тыс. т/год) и разделением на фракции в мощных ректификац. колоннах. В пром-сти применяют след. осн. системы переработки каменноугольной смолы: одноколонные (рис. 1) и двухколонные атмосферные с однократным испарением сырья; многоколонные атмосферно-вакуумные с многократным подводом теплоты в ниж. часть колонн от т. наз. донных продуктов, циркулирующих через трубчатые печи (рис. 2). В совр. отечеств. установках, снабженных одно- или двухколонными системами, достигается сосредоточение в нафталиновой фракции 80-82% нафталина от наличия его в каменноугольной смоле.


Рис. 1. Одноколонная атмосферная ректификация каменноугольной смолы: 1, 2 — сборники соотв. сырой и обезвоженной смол; 3, 5 -испарители соотв. первой и второй ступеней; 4 — трубчатая печь; 6 -теплообменник; 7, 10 — соотв. фракционная и отпарная колонны; 8 -холодильники; 9 — сепаратор.


Рис. 2. Многоколонная атмосферно-вакуумная ректификация каменноугольной смолы: 1 — трубчатые печи; 2, 5 — соотв. колонна для обезвоживания смол и ее хранилище; 3 — холодильник; 4 — сепаратор; 6, 8, 9, 11, 12 — колонны соотв. для фенольной, нафталиновой, метилнафталиновой, поглотительной и антраценовой фракций; 7 — конденсатор; 10 — конденсатор-парогенератор.

В коксохим. произ-вах часто используют также иные системы ректификации каменноугольной смолы, напр.: двухколонные с двукратным испарением сырья и разделением одной части отгона под атм. давлением и др. части под вакуумом; двухколонные с выносными отпарными, или стриппинговыми, колоннами для поглотительной фракции и с использованием теплоты отходящих фракций для нагрева сырья; двухколонные с двукратным испарением сырья путем ввода дополнит. кол-ва теплоты при рециркуляции донных продуктов. Перспективны одноколонные вакуумные системы с отпарными колоннами для отбора фракций, одноколонные системы с применением в качестве теплоносителя пека и системы с двустадийной обработкой при высоких т-ре и давлении (выход пека до 75%).
Из всех содержащихся в каменноугольной смоле индивидуальных в-в наиб. интерес представляет нафталин. Поэтому при ректификации каменноугольной смолы необходимо обеспечить возможно более полное его выделение при одновременном получении остальных продуктов высокого качества, особенно электродного пека и поглотительного масла (см. ниже). Примерный выход и состав фракций, полученных при ректификации каменноугольной смолы на двухколонном атм. агрегате одного из коксохим. заводов СССР, приведены в таблице.


Фракции, выделенные при ректификации каменноугольной смолы, за исключением пека, являющегося товарным продуктом, подвергают дальнейшей переработке. Легкая фракция (легкое масло) по составу подобна сырому бензолу, поэтому их перерабатывают совместно. Фенольная фракция содержит гл. обр. фенолы, нафталин, гомологи бензола, а также пиридиновые и хинолиновые основания и др. После экстракции фенолов и оснований нейтральную часть фенольной фракции ректифицируют, выделяя фенольное масло, или тяжелый сольвент (см. Каменноугольные масла), и нек-рую часть нафталиновой фракции. Последнюю объединяют с осн. нафталиновой фракцией (кроме нафталина содержит метилнафталины, тионафтен, индол, крезолы, ксиленолы, основания), промывают р-рами к-т и щелочей для удаления фенолов и оснований и направляют на произ-во нафталина. Для его выделения очищенную фракцию подвергают кристаллизации при охлаждении с послед. горячим прессованием, очисткой и повторной ректификацией. Выход кристаллич. прессованного нафталина 5-8% от массы каменноугольной смолы
Поглотительная фракция содержит преим. нафталин и его гомологи, аценафтен, флуорен, дибензофуран, индол, дифенил, хинолин и его производные, фенолы, сернистые и
непредельные соед., а также до 20% неидентифицированных углеводородов. Для извлечения фенолов и хинолиновых оснований эту фракцию обрабатывают р-рами щелочей и к-т и применяют затем в виде поглотительного масла с целью улавливания бензола из коксового газа.
Антраценовые фракции, состоящие в основном из фенантрена, антрацена, карбазола, пирена и др. многоядерных углеводородов, кристаллизуют с выделением смеси антраценового масла и сырого антрацена, к-рый используют для получения антрацена, фенантрена и карбазола, а также техн. углерода (сажи), дубителей и красителей. Антраценовое масло применяют для приготовления др. кам.-уг. масел и выделения из него индивидуальных в-в.
Примерный ассортимент осн. продуктов переработки каменноугольной смолы на атм. трубчатых установках непрерывного действия (в % по массе):
Каменноугольная смола — важный источник сырья для хим. пром-сти и др. отраслей народного хозяйства (цветной металлургии, с. х-ва, железнодорожного транспорта, дорожного стр-ва). На базе использования продуктов переработки каменноугольной смолы и сырого бензола в конце прошлого века возникла одна из ведущих отраслей пром-сти — основной органический синтез. Каменноугольная смола и сейчас сохраняет свое значение как сырье для произ-ва нафталина, крезолов и антрацена, пека и пекового кокса, масел для пропитки древесины, получения техн. углерода, пестицидов и т. п. Более 50 индивидуальных в-в каменноугольой смолы (аро-матич. углеводороды, гетероциклич. соединения и др.) используют для тонкого органического синтеза.
Мировое произ-во каменноугольной смолы более 17 млн. т/год (1986); по ее выработке СССР занимает первое место в мире. Для совр. условий переработки каменноугольной смолы характерны централизация произ-ва, расширение ассортимента продуктов и увеличение единичной мощности технол. установок. См. также Коксохимия.

===
Исп. литература для статьи «КАМЕННОУГOЛЬНАЯ СМОЛА»: Справочник коксохимика, т. 3, М., 1966; Литвиненко М. С., Химические продукты коксования. К., 1974; Привалов В. Е., Степаненко М. А., «Кокс и химия», 1976, № 2, с. 51-55. М. С. Литвиненко.

Страница «КАМЕННОУГOЛЬНАЯ СМОЛА» подготовлена по материалам химической энциклопедии.

Каменноугольная смола. Легкие масла. Средние, или карболовые, масла. Креозотовые масла и креозот. Зеленые, или антраценовые! масла. Кузбасский лак. Синтетический бензин. Торфяная смола.[ …]

Каменноугольная смола — темно-коричневая или черная маслянистая жидкость с неприятным запахом. Плотность от 1,06 до 1,28. В ее состав входят ароматические углеводороды, фенолы, сернистые соединения, непредельные углеводороды и др. При дробной перегонке каменноугольной смолы происходит сравнительно грубое разделение ее на четыре фракции и густой, затвердевающий в черную массу остаток — пек. Отдельные фракции носят название масел и представляют собой смесь ряда соединений (К. А. Белов). Каменноугольная смола в сыром виде после отгонки воды и более летучих фракций применяется в качестве топлива, в дорожном деле, для консервирования дерева, при изготовлении толя, разного рода покрытий и др.[ …]

ПДК каменноугольной смолы для водоемов рекомендована 0,002 мг/л по органолептическому показателю [1]. ПДК смолистых веществ, вымытых из хвойных пород древесины, для рыбохозяйственных водоемов установлена ниже 2 мг/л [0-5].[ …]

Сырая каменноугольная смола представляет собой побочный продукт перегонки каменного угля на газовых и коксохимических заводах. Она подвергается перегонке для производства очищенных продуктов, среди которых содержатся все виды топлива из каменноугольной смолы от жидкого креозота до мягкого пека. Практические меры, необходимые для обеспечения бездымного сжигания их, идентичны тем, которые применяются при сжигании нефти. Если не соблюдать таких предосторожностей, то сжигание каменноугольной смолы может сопровождаться образованием черного дыма,. Топливо каменноугольного происхождения обычно содержит большее количество углерода, чем топливо нефтяного происхождения, и дает пламя большей температуры и яркости.[ …]

См. также Каменноугольная смола, Сланцевые смолы, Пек, Канцерогенные свойства продуктов сухой перегонки горючих сланцев.[ …]

Встречается в каменноугольной смоле и в продуктах сухой перегонки битуминозных сланцев, костей, рогов и др.[ …]

Встречается в каменноугольной смоле (до 11% от веса смолы); в воздухе смолоперегонных цехов коксохимической промышленности; в цехах ректификации бензола.[ …]

Встречаются в каменноугольной смоле (0,5—0,8%), в продуктах перегонки сланцев, при изготовлении бакелита и других пластических масс. Сырая карболовая кислота (95—100%) состоит, главным образом, из К-(около 25% о-К., 45% л-К., 30% п-К.). Л и з о л — эмульсия, состоящая примерно из 60% К. и 40% мыла (содержащего до 25% воды).[ …]

Получается из каменноугольной смолы и синтетически: сплавлением солей сульфокислот бензола с едкими щелочами или омылением хлорбензола щелочью при нагревании.[ …]

Получается из каменноугольной смолы ю!и путем пирогенетического разложения нефти (ароматизация, дегидроциклизация); путем каталитической ароматизации нормальных парафинов и олефинов; а также нафтенов.[ …]

Получаются из каменноугольной смолы или путем ароматизации углеводородов нефти.[ …]

При действии паров каменноугольной смолы и пека наблюдаются заболевания верхних дыхательных путей, конъюнктивиты, а также возможны хронические отравления, характерные для ароматических углеводородов, фенолов, непредельных, серусодержащих и других соединений. Жидкая каменноугольная смола, а также ее пары вызывают поражения кожи рук и появление опухолей. Известны случаи профессионального рака в результате воздействия пыли каменноугольной смолы и пека.[ …]

Встречается в газовой смоле, особенно в первичной каменноугольной смоле, получаемой в процессе сухой перегонки угля при сравнительно невысоких температурах; в нефтяном газе; в блаугазе; в продуктах пиролиза нефти (особенно в низкокипящих).[ …]

Встречается в составе каменноугольной смолы (в первичной газовой смоле содержится 21,3% Ф., в легких фракциях этой смолы 40—44%, в тяжелом мазуте 21,5%, в битуме 19,8, в каменноугольном антисептическом масле 34,5%, в сырых фенолах 51,5%) и смолы из сланцев; при литье в оболочковые формы (выделяется из термореактивной смолы, применяемой для изготовления оболочковой смеси); при обработке лигнофолиевых пластин (листы березового шпона, пропитанные феноло- или крезоло-формальдегидными смолами); при ректификации бензола и др.[ …]

Меры предупреждения. См. Каменноугольная смола, Пек. Ограничение применения А. М. в качестве покрытий в дорожном строительстве и при устройстве полов (циркулярное распоряжение М3 СССР от 27 апреля 1949 г.). См. также Козишкурт; Летавет и Медведь [96].[ …]

Первая фракция перегонки каменноугольной смолы (легкий маслопродукт) представляет собой смесь органических веществ в составе, вес. %: бензол и его гомологи 80; олефины 3—5; циклические углеводороды 1 —1,5; предельные углеводороды 0,5— 1,0; нитрилы 0,2—0,3; фенолы 5—15; пиридин 1—3; сероуглерод и тиофен 0,1; ацетон и кумарон 1,0—1,5.[ …]

В производствах получения каменноугольной смолы анализ воздушной среды следует проводить на суммарное содержание органических соединений, на ароматические углеводороды, а также на аммиак, сероводород, непредельные и другие соединения.[ …]

В 1933 г. Кук и др. выделили из каменноугольной смолы сильное канцерогенное вещество — 3,4-бензпирен. Его строение было подтверждено синтезом из пирена. Содержание 3,4-бензпирена в каменноугольных смолах колеблется, по зарубежным данным, от 0,01 до 1,5% (Мишер и др.; Беренблюм и Шентал, 1947). В различных сортах каменноугольной смолы отечественного производства 3,4-бензпирен обнаружен в количествах 0,001—1%, а в каменноугольном пеке до 1,5% (данные Института онкологии АМН СССР).[ …]

Высшая фракция легких масел каменноугольной смолы. Известна также под названием бензол-растворитель. Бесцветная или желтоватая жидкость.[ …]

Применяется как растворитель смол, пеков, каменноугольной смолы, реже ацетил- и нитроклетчатки, каучука; для экстрагирования жиров, восков и парафина; для очистки металлических деталей и изделий, особенно перед лакировкой или гальванической обработкой; для чистки радиодеталей, пленок, типографских станков; для химической чистки одежды; при газоочистке — как растворитель серы и фосфора; при синтезе гербицида 2,4-Д.[ …]

Загрязненность фенольных вод каменноугольной смолой обычно находится в пределах 0,5 г/дм3 в отдельные периоды может увеличиваться до 1 г/дм3 и более. Загрязненность взвешенными веществами, главным образом бактериальным илом, происходит в процессе биохимической очистки сточных вод и находится в пределах до 1 г/дм3. По данным исследований, оптимальная температура отстаивания фенольных вод 35-40 °С, pH 7,0—7,5.[ …]

Встречается в нефти, бензинах, каменноугольной смоле, ее фракциях и продуктах (см. Сольвент-нафта).[ …]

Встречается в высших фракциях каменноугольной смолы вместе с антраценом.[ …]

Толуол получают при перегонке каменноугольной смолы и при пиролизе нефти. Он является исходным продуктом для получения ряда нитро-и аминосоединений, взрывчатых веществ; применяется в качестве растворителя красок и разбавителя лаков.[ …]

При производстве синтетических смол и пластмасс традиционные виды сырья заменяются сейчас более прогрессивными. Так, если раньше в качестве сырья использовали главным образом карбид кальция, каменноугольную смолу и коксовый газ, то в настоящее время основным органическим сырьем стали продукты переработки нефти и природного газа.[ …]

Нафталин получают из каменноугольной смолы кристаллизаци ей.[ …]

Ксилол получается при перегонке каменноугольной смолы, а также при пиролизе нефти. Применяется в промышленности в качестве растворителя и разбавителя, а также в качестве исходного продукта для получения ксилидинов.[ …]

Получаются из продуктов перегонки каменноугольной смолы.[ …]

Получаются для технических целей из каменноугольной смолы. -Технический продукт, тр ик резол — смесь о-, м- и п-К. (ГОСТ 2264—43).[ …]

Нафталин получают главным образом из каменноугольной смолы. Применяют в производстве синтетических красителей, искусственных смол, для приготовления взрывчатых веществ, а также как инсектицид.[ …]

Органические красители. Сырьем для производства органических красителей обычно является каменноугольная смола. В большинстве случаев циклические углеводороды, полученные из смолы или же синтетическим путем (бензол, толуол, антрацен и их производные), являются основными веществами для производства очень многочисленных красителей. Технологические процессы могут включать: сульфирование (серной кислотой), нитрование (серной и азотной кислотами), восстановление нитросоединений в аминосоединення (железной стружкой и кислотой, цинком, сернистым аммонием, сернистым натрием, сернистой кислотой и т. д.), диазотирование (солями азотистой кислоты и свободными кислотами), конденсацию (хлористым алюминием), окисление (хлором, азотной кислотой и т. д.), плавление (с едкими щелочами), высаливание (хлористым натрием и т. д.), подщелачивание (едкими щелочами, едкой известью) и т. п. Образующиеся при этом сточные воды содержат в растворимом и нерастворимом виде различнейшие органические и неорганические соединения.[ …]

В процессе производства кровельного картона, а также последующей его пропитки нефтяным битумом или каменноугольной смолой (для получения соответственно рубероида или толя) образуются загрязненные и незагрязненные сточные воды.[ …]

Углеводороды ароматического ряда — жидкости или твердые вещества со своеобразным запахом. Получают их из каменноугольной смолы (каменноугольный деготь) и коксового газа, а также при пирогенетическом разложении нефтяных дистиллятов.[ …]

Абсорбцию фенолов из пара предлагалось производить не только щелочью, а различными агентами: углеводородами, каменноугольной смолой и др. [79, с. 426]. Однако практического применения эти агенты не получили.[ …]

Кроме скипидара, для тех же целей применяют нефтяные погоны: бензин, лигроин, лаковый бензин, а также продукты перегонки каменноугольной смолы — сольвентнафт.[ …]

Точно так же можно очищать природный газ от сероводорода, если концентрация последнего значительна. Почти полное удаление серы из продуктов перегонки нефти и каменноугольной смолы с низкой температурой кипения (бензин, бензол, дизельное топливо) также возможно, а если они используются в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания, даже необходимо. Напротив, из нефтепродуктов с болеё высокой температурой кипения, например, из мазута или дистиллятов каменноугольной смолы, сера может быть удалена только путем деструктивного гидролиза под давлением, что вызывает значительное удорожание топлива.[ …]

Смолистые вещества — побочные продукты нефтегазовых заводов, получающиеся при пиролизе нефтегазового сырья. Служат сырьем для получения кокса; как заменители каменноугольной смолы применяются в производстве Толя; употребляются как связующее при производстве патефонных пластинок (ТУ МНП 270—50).[ …]

С помощью кондуктометрического титрования системы серная кислота — пиридиновые основания можно определять свободную кислоту и содержание тяжелых пиридиновых оснований, получаемых при промывании фракций и масел каменноугольной смолы [11].[ …]

Химический состав. Содержат до 40% нафталина, 25—35% фенолов, тлетилиафталин, около 5% оснований (группы пиридина и хинолина). Карболовое масло содержит 25—40% фенолов, примерно столько же нафталина, 7% оснований. Нафталиновое масло I содержит около 40% нафталина.[ …]

Интересна история обнаружения первых канцерогенных соединений [1]. Профессиональный рак трубочистов, связанный с постоянным контактом с печной сажей, был впервые описан в Англии в 1775 г. Но только в 1922 г. при использовании эфирного экстракта сажи удалось вызвать рак кожи у мышей. Данные о многочисленных заболеваниях раком кожи среди рабочих, занятых в производстве каменноугольной смолы и дегтя, были опубликованы в 1892 г., а канцерогенное действие смолы было подтверждено экспериментально в 1915 г. Наконец, было установлено, что фракции смолы, флуоресцирующие в ультрафиолете, вызывают рак кожи. В результате в 1933 г. из смолы было выделено канцерогенное вещество — 3,4-бензпирен (бенз(а)пи-рен), обладающее характерной флуоресценцией. Любопытно, что 1,2-изомер этого соединения оказался неканцерогенным.[ …]

Фенолы — кристаллические вещества с резким запахом и плотностью, близкой к единице. Наиболее часто в производственно-сточных водах содержится фенол С6Н50Н (карболовая кислота). Фенол содержится в некоторых сортах нефти, образуется при химической переработке каменного угля, является одним из важнейших полупродуктов промышленности органического синтеза. Крезолы получают из каменноугольной смолы. Они используются в производстве синтетических смол и красителей. Фенолы довольно хорошо растворимы в воде. С. При повышении температуры растворимость фенола в воде возрастает. С водой он образует азео-тропную (нераздельно-кипящую) смесь, температура кипения которой 98,6° С. Многоатомные фенолы имеют большую растворимость в воде.[ …]

Кокс — основной вид топлива в ряде металлургических процессов. Его широко применяют в доменном производстве (в мире до 250 млн т/год), в вагранках литейных цехов, в шахтных печах цветной металлургии. Коксовая мелочь является ведущим видом топлива при агломерации железных руд. Однако значение процесса коксования этим не ограничивается. Попутно с коксом получают нецелевые продукты: коксовый газ, бензол, фенолы, нафталин, каменноугольные смолу и пек, сульфат аммония. Их используют как сырье для ряда других производств (фотохимия, парфюмерия, лаки, анилиновые краски, пластмассы, взрывчатые вещества, медикаменты и т.п.). Химическая продукция современных коксохимических заводов составляет около 40% стоимости кокса.[ …]

Онкологические заболевания возникают в результате воздействия на организм человека канцерогенных веществ, опухолеродных вирусов или жесткого излучения (ультрафиолетового, рентгеновского, гамма-излучения). Канцерогены (греч. «рождающие рак») — химические соединения, способные вызвать злокачественные и доброкачественные новообразования в организме при воздействии на него. По характеру действия они разделяются на три группы: 1) местного действия; 2) ор-ганотропные, т. е. поражающие определенные органы; 3) множественного действия, вызывающие опухоли в разных органах. Они содержатся в загрязненном промышленными выбросами воздухе, в табачном дыме, каменноугольной смоле и саже. Многие канцерогенные вещества оказывают еще и мутагенное воздействие на организм. В экономически развитых странах смертность от рака стоят на втором месте после сердечнососудистых заболеваний.[ …]

В перспективе планируется довести объем выработки суперпластификаторов до 220-230 тыс.т в год. Суперпластификатор С-3 является продуктом конденсации 8 -наф-талинсульфокислоты с формальдегидом, содержащим олигомерные цепи различной молекулярной массы [ 3 ] . Ввиду имеющегося по стране дефицита сырья для синтеза С-3 (нафталина) в последние годы начаты исследовательские работы по поиску более дешевых и доступных заменителей нафталина. Такими видами сырья являются ароматизированные углеводородные фращии,которые могут быть выделены из каменноугольной смолы, смолы пиролиза и других нефтепродуктов.Работы по синтезу суперпластификаторов на базе технических ароматических фракций позволят снять вопрос дефицита сцрья и снизят стоимость продукции.[ …]