Пути утилизации кислой смолки, возможность добавления ее в угольную шихту для коксования

     1) з немеханізованих освітлювачів;

     2) з механізованих освітлювачів;

     3) після центрифуг;

     4) із смільних сховищ.

     Склад різних видів фусів представлений в таблиці 1.2 
 

     Таблиця 1.2 Склад різних видів фусів, %

 
 

     Відмінності складу фусів відбиваються на в'язкості і щільності фусів, що є основними характеристиками при розробці раціональних рішень їх утилізації.

     Визначення  фактичної в'язкості і щільності фусів здійснюється практично складно із-за високого вмісту твердих часток і присутності часток великих класів (2-3 мм і >3мм).

     Приблизно: для фусів з механізованих освітлювачів d=1,28-1,38 г/см³, з немеханічних освітлювачів і після центрифуг 1,24-1,33 г/см³. Зміст твердої фази знаходиться в межах 30-45%, сірки загальної - 0,5-2,5%, що визначається у свою чергу змістом твердої фази і її сірчистістю, оскільки зміст сірки в смолі є стабільною величиною. Кам'яновугільна смола, що міститься у фусах, за якістю не відрізняється від тієї, що виробляється на підприємстві.

     Волога  фусів обумовлена вмістом води циклу газозбірника. Завдяки цьому фусы містять і мінеральні речовини (солі NH₄ ) у кількості 0,2-0,5% солей (на суху масу)

     Важливою  характеристикою є вміст нерозчинних  в толуолі (бензолі) речовин. Вони є  вугільним пилом різної міри термічної  деструкції і озолення (тверда фаза), а також смолянистими частками, що утворилися в результаті коагуляції високомолекулярних багатокільчастих з'єднань. Ці речовини часто називають  вільним вуглецем. Вихід летких речовин (Vr, %) з вільного вуглецю полягає 9-17%, а з фусів залежно від співвідношення розчинної і нерозчинної в толуолі частин складає 30-65% на суху масу.

     Якісна  характеристика твердої фази залежить в основному від способу їх виділення із смоли. Певний вплив  робить використання пароинжекции при  завантаженні печей. У смільних сховищах виділяються фуси, що містять дрібніший клас твердих часток, чим в освітлювачах.

     Мікроскопічними дослідженнями великих класів (>1мм) твердої фази фусів, що відстоялися в механізованих освітлювачах, виявлена лише невелика частина часток з металевим блиском. У твердій фазі фусів із смільних сховищ переважно містяться блискучі частки. Щільність твердої фази з фусів механізованих освітлювачів дещо нижча (1,45 г/см³), ніж фусів сховища смоли (1,5 г/см3). Характеристика твердої фази фусів є майже постійною на цьому підприємстві, але для різних підприємств має істотні відмінності.

     Видалення фусів з сховищ робиться 1-2 рази в рік вручну. Кількість цих фусів по відношенню до загального об'єму складає ≈15%, що пов'язано із застосуванням паро- і гідроінжекції при завантаженні печей і отриманням більше высокопиролизированной смоли, погіршуючої процес дешламації смоли відстоюванням. Навіть тривале відстоювання такої смоли в сховищах не забезпечує необхідного обезводнення і знезолення, оскільки збільшення змісту в смолі твердих часток створює стійку, важко таку, що розшаровується водно-смільну емульсію. [3] 
 

     

4.  Характеристика кислої смолки сульфатного відділення

 
 

     Кисла смолка, що є сумішшю продуктів полімеризації неграничних з'єднань і кам'яновугільної смоли, має високі щільністю, в'язкістю, температурою розм'якшення, і містить вільну сірчану кислоту, (NH₄)₂SO₄ і інші солі, і оксиди різних сполук. Кисла смолка на 90-95% (на суху речовину) складається з органічних вуглецевих сполук, серед яких :

     - ароматичні (бензолові вуглеводні, нафталін, антрацен)

     - кислородосодержащие (фенол, крезоли)

     - серусодержащие (тіофен, тионафтен)

     Середня молекулярна маса кислої смолки може бути прийнята рівною 300 ед. маси. Кисла смолка бессатураторних установок на відміну від сатураторних характеризується підвищеною щільністю і вологістю, зниженою в'язкістю.  
 

     За  даними Авдеевского і Криворізького  заводів, смоління бессатураторных  установок має наступний фракційний склад (таблиця.1.3) : 
 

     Таблиця 1.3 Фракційний склад кислої смолки

 
 

     Аналіз  маточного розчину, виділеного із смоління, %:

     (NH₄)₂SO₄ - 30-40

     H₂SO₄- 0,5-2,0

     Усі смолки сульфатних відділень добре розчиняються у фенолах і змішуються з кислою смолкою цеху ректифікації бензолу, полімерами поглинаючого масла, поглинаючим маслом з освітою однорідної легко текучій дисперсії.

     Нерозчинні  в толуолі речовини (вільний вуглець) смолки є частками, що мають виборчу змочуваність в системі масло-вода, завдяки вмісту гідрофільних речовин, а також частковій гідрофілізації поверхні вуглецевих часток обробкою сірчаною кислотою в процесі уловлювання аміаку, тому ці речовини можуть служити емульгаторами в системі масло-вода.

     Кисла смолка сульфатних відділень є сумішшю маткового розчину і органічних сполук. Зміст в смолке H₂SO₄ і (NH₄)₂SO₄ представлений в таблиці 1.4. 
 

     Таблиця 1.4

 
 

     Для скорочення втрат маточного розчину із смолки і досягнення стабільності цього відходу використовують сепаратори.

     Специфічні  властивості смолки обумовлюються головним чином характером органічних домішок у використовуваних сульфатних виробництвах, відпрацьованих сірчаних кислотах, а також змістом смоляного туману в коксовому газі.

     Специфічні  властивості має смолка при використанні в сульфатних відділеннях відпрацьованих кислот від виробництва синтетичних спиртів, що працюють за схемою отримання етилового спирту через етилсірчану кислоту, і регенерованих кислот цехів ректифікації бензолу КХП, що переробляють смолу піролізу (нафтова сировина), особливо у поєднанні з очищенням смоляного туману в електрофільтрах.

     У першому випадку смолка, що утворилося, є тонкодисперсною суспензією твердих органічних часток в кислому розчині (NH₄) 2SO₄. Після нейтралізації аміачною водою органічний продукт утворює осад твердих вуглецевих часток, фільтруючи який, отримують шихтообразный сипкий продукт. Продукт не мерзне при охолодженні до -30°С, не розчиняється в кам'яновугільних оліях.

     Характерною особливістю других смолок є незвично висока в'язкість і твердіння при зберіганні на повітрі як результат взаємодії двох чинників :

     - зміст в регенерованій кислоті  суміші різних продуктів сульфування  неграничних з'єднань лінійної  і кільчастої будови (кислих і середніх ефірів H₂SO₄), здатних утворювати продукти глибокої полімеризації;

     - очищення прямого коксового газу  від смільного туману, завдяки  чому знижується вміст кам'яновугільної  смоли в кислому смолінні, є  розчинником для продуктів полімеризації.  Протіканню глибокої полімеризації  сприяє контакт з повітрям.

     При запобіганні контакту смоління з  повітрям протікання глибокої полімеризації  припиняється, смоління придбаває плинність  і стає транспортабельним. [2] 
 

     

5.  Характеристика кислої смолки цеху ректифікації сирого бензолу

 
 

     Склад свіжої смолки змінюється з часом, але після тривалого відстоювання стабілізується. Встановлення постійності складу відповідає утворенню комплексу з сірчаної кислоти, сульфосоединений і вуглеводнів. Цей комплекс і являє собою смолку.

     Вміст вільної сірчаної кислоти відстоюванням  і центрифугуванням можна понизити до 11,5%. За нормальних умов вона стійка, але досить її нагрівати або змішати з оліями або водою, як вона розпадається на складові частини з виділенням бензолових вуглеводнів і вільної кислоти.

     Сульфоз´єднання є продуктами сульфування, сополімерів сірчистих і неграничних з'єднань. Завдяки сульфоз´єднанням смолка добре змішується з водою, даючи однорідну рідину.

     Кисла смолка заводів, що переробляють пиролизну смолу, у воді майже не розчиняються і проявляють інші властивості, наприклад, мають рухливу в'язкість і майже повністю втрачають рухливість при нагріванні.

     Щільність і в'язкість кислої смолки дуже істотно залежать від чіткості відбору головної фракції. Неповний відбір циклопентандиена, що утворює високомолекулярні полімери, сприяє збільшенню в'язкості і щільності. При дотриманні технологічного режиму попередньої ректифікації в кислому смолінні майже не міститься полімери (до 1%). [2] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 ОСНОВНА ЧАСТИНА 

     2.1 Характеристика технологічного процесу утворення кислої смолки сульфатного відділення 
 

     Кисла смолка сульфатного відділення утворюється  в якості надмірного продукту при  уловлюванні аміаку з коксового  газу сірчаною кислотою і є результатом  декількох одночасно протікаючих  процесів, основними з яких є полімеризація  неграничних з'єднань коксового  газу під дією сірчаної кислоти і  конденсації кам'яновугільної смоли  з газу. Розчин продуктів полімеризації  в кам'яновугільній смолі є смолкою  і її головною вуглеводневою складовою.