Теория:
Основным способом получения углеводородов из каменного угля является его коксование (сухая перегонка).
Коксование — это процесс термического разложения каменного угля без доступа кислорода.
Осуществляется этот процесс за счёт нагревания каменного угля до \(1000\) в коксовой печи, представляющей собой реактор периодического действия.
Продукты коксования каменного угля
Термическое разложение каменного угля сопровождается образованием кокса, низкомолекулярных и летучих соединений.
Основным продуктом коксования каменного угля является кокс, который состоит практически из чистого углерода (его доля составляет \(96\)–\(98\) \(\%\)). Он широко применяется в доменном производстве чугуна, в качестве восстановителя.
После отгонки кокса получаются летучие вещества, которые при конденсации образуют каменноугольную смолу, аммиачную воду и коксовый газ.
Каменноугольная смола представляет собой сложную смесь органических соединений, большая часть которых — ароматические. Для их выделения смолу подвергают переработке (фракционной перегонке) и получают такие вещества, как бензол, толуол, нафталин, ксилолы, крезолы, азотсодержащие соединения и другие. Остаток перегонки смолы — пек — применяется в дорожном строительстве, в производстве кровельных материалов (толь, рубероид), топливных брикетов и электродов.
Аммиачная вода содержит аммиак и соли аммония. При пропускании этой смеси через раствор серной кислоты получают сульфат аммония, который используется в производстве удобрений.
Коксовый газ содержит в своём составе такие вещества, как водород, метан, этилен и оксиды углерода, процентное соотношение которых зависит от вида угля.
Пример:
примерный состав коксового газа.
Состав коксового газа | Процентное содержание, \(\%\) |
Водород | \(60\) |
Метан | \(25\) |
Оксид углерода(\(II\)) | \(5\) |
Азот | \(4\) |
Оксид углерода(\(IV\)) | \(2\) |
Этилен | \(2\) |
Прочие газы | \(2\) |
Поскольку коксовый газ содержит горючие вещества, его используют в качестве топлива. Кроме того, из него выделяют водород для синтеза аммиака и других соединений.