«Коксование»

промышленный метод переработки природных топлив (главным образом каменного угля) путём нагревания до 950—1050 °С без доступа воздуха. Основной продукт К. — Кокс.

К. возникло в 18 в., когда истребление лесов для получения древесного угля, первоначально шедшего на выплавку чугуна, стало угрожающим и потребовалось заменить этот уголь минеральным топливом. В 1735 в Великобритании была проведена первая доменная плавка на коксе. Кокс выжигался в кучах, подобно тому как до этого выжигался древесный уголь. В конце 18 в. было освоено К. в полузакрытых, а с 1830 — в закрытых камерах, причём выделяющиеся летучие продукты сжигались. С 70-х гг. 19 в. начинают использовать летучие продукты; совершенствуются методы обогрева печей для К. К началу 20 в. процесс К. оформился в современном виде, и в дальнейшем происходило лишь его совершенствование.

К. углей протекает в несколько стадий. При нагревании до 250 °С из угля испаряется влага и выделяются продукты разложения — СО и СО₂. Затем (300 °С) выделяется небольшое количество лёгкой смолы и образующейся при расщеплении кислородных соединений, входящих в состав угля, т. н. пирогенетической влаги. Приблизительно при 350 °С уголь размягчается, переходя в тестообразное, пластическое состояние. В расплаве происходит интенсивное разложение угля с выделением так называемых первичных продуктов (первичного газа и первичного дегтя), имеющих сложный состав. Тяжелые углеродистые остатки от разложения угля спекаются при температуре около 500 °С, образуется твёрдый пористый продукт — полукокс (см. Полукоксование). При дальнейшем нагревании полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и претерпевает усадку, вызывающую его растрескивание. Выше 700 °С полукокс полностью превращается в кокс. Первичные же продукты разложения, соприкасаясь с раскалёнными стенками и сводом печи, а также с коксом, подвергаются пиролизу и превращаются во вторичные продукты. В составе газа преобладающим становится Н₂ (50% по объёму) и СН₄ (25% по объёму), органические продукты ароматизируются. Вторичные продукты улавливаются и используются как ценное сырьё для химической промышленности (см. Коксохимия).

В коксовой печи К. протекает послойно, причём температура слоев снижается от нагретых (выше 1000 °С) стенок печи к середине загрузки. Соответственно этому и состав слоев (начиная от стенок) меняется в последовательности кокс — полукокс — уголь в пластическом состоянии — сухой уголь — сырой уголь. К. считается законченным, когда все увеличивающиеся по толщине слои кокса сойдутся в середине печи. К концу К. вследствие усадки образовавшийся «коксовый пирог» оказывается разделенным пополам швом-разрывом, идущим параллельно стенкам камеры, а каждая половина «пирога» — расчленённой на более или менее крупные куски трещинами, проходящими перпендикулярно стенке. К. длится 13—18 ч. Готовый кокс выдаётся из печи коксовыталкивателем и поступает в тушильный вагон, где раскалённый кокс охлаждают (тушат) водой или инертным газом («мокрым» или «сухим» способом).

Техника К. непрерывно совершенствуется: увеличивается размер камер печи и механизируется их обслуживание; вводится загрузка печей высушенной и подогретой (до 200 °С) шихтой. Разрабатываются и принципиально новые, непрерывные методы К., основанные на формовании в потоке брикетов из угля, переведённого в пластическое состояние, и последующей прокалке брикетов.

Лит.: Справочник коксохимика, т. 2, М., 1965; Тайц Е. М., Свойства каменных углей и процесс образования кокса, М., 1961; Сысков К. И., Королев Ю. Г., Коксохимическое производство, М., 1969.

Д. Д. Зыков.

1. коксова́ние;
2. коксова́ния;
3. коксова́ния;
4. коксова́ний;
5. коксова́нию;
6. коксова́ниям;
7. коксова́ние;
8. коксова́ния;
9. коксова́нием;
10. коксова́ниями;
11. коксова́нии;
12. коксова́ниях.

КОКСОВА́ТЬ, -су́ю, -су́ешь; -о́ванный; несов., что (спец.). Превращать в кокс. К. уголь.

-я, ср. тех.

Действие по знач. глаг. коксовать.

КОКСОВА́НИЕ, коксования, мн. нет, ср. (тех.). Действие по гл. коксовать и коксоваться.

ср.

1.

процесс действия по гл. коксовать

2.

Результат такого действия.

КОКСОВАНИЕ - промышленные методы термической переработки природных топлив с целью получения кокса. Коксование каменного угля осуществляется нагреванием без доступа воздуха до 900-1100 .С (побочные продукты - коксовый газ, каменноугольная смола), коксование нефтепродуктов - при 450-540 .С и давлении 0,2-0,6 МПа.

кокс|ование - с. тех. coking;
~овать несов. (вн.) тех. coke (smth.);
~оваться несов. тех. coke;
~ ующийся: ~ующийся уголь coking coal.

carbonization, coking

коксование с Verkokung f c

с

Verkokung f

с.

cokéfaction f

с. тех.

coquefacción f, carbonización de la hulla

, разложение при высокой т-ре без доступа воздуха твердых и жидких горючих ископаемых с образованием летучих в-в и твердого остатка - кокса. Последний находит широкое применение в разл. отраслях народного хозяйства (см. Кокс каменноугольный, Кокс нефтяной, Кокс пековый). Сырье для К.-в осн. каменный уголь; в значительно меньших масштабах перерабатывают др. горючие ископаемые, а также высококипящие остаточные продукты дистилляции нефти (см. ниже), кам.-уг. пек и т. д. К. каменного угля - переработка его при 900-1100 °С с целью получения кам.-уг. кокса, коксового газа, каменноугольной смолы и др. продуктов. Предварительно обогащенные (отделенные от минер. примесей), измельченные до зерен размером преим. менее 3 мм и тщательно перемешанные угли (шихту) направляют в башню, из к-рой с помощью загрузочных вагонов через спец. люки подают в раскаленные коксовые печи - горизонтальные аппараты щелевидного типа (см. рис.). Обогреват. простенки (вертикальные каналы) печей выложены из динасового огнеупорного кирпича. Преимуществ, применение нашли печи с камерами шириной 400-500 мм, высотой 47 м, длиной 12-16м, полезным объемом 20-50 м ³. Неск. десятков печей (обычно 60-70) компонуют в единую систему - коксовую батарею, обслуживаемую общим комплектом

Коксовая печь: 1 камера; 2 обогревательный простенок; 3 уровень загружаемой шихты; 4 горелки; 5 уровень обогрева.

машин и механизмов (загрузочные и тушильные вагоны, коксовыталкиватель, двересъемная машина и др.). В зависимости от ширины камеры, влажности шихты и ее насыпной массы, а также т-ры в простенках (обычно 1300-1370 °С) нагревание шихты длится 14-18 ч. Для обогрева печей используют доменный, коксовый, генераторный и др. газы или их смеси. Эти теплоносители сгорают в обогреват. простенках, куда наряду с газом подают воздух. Для его подогрева в спец. регенераторах, к-рые расположены под коксовой батереей и служат как бы ее основанием, используют теплоту продуктов сгорания газа. К. характеризуется разновременностью процессов, происходящих в отдельных слоях (слоевое К.). Вследствие этого в коксуемом массиве длительно находятся одновременно слои кокса, полукокса, тестообразной пластич. массы, сухой и влажный уголь. Кокс формуется в виде монолита (коксового "пирога"), к-рый затем растрескивается на куски разной величины. К концу процесса т-ры во всех слоях практически выравниваются. После завершения К. дверь камеры открывается с помощью спец. механизмов и раскаленный "пирог" подается коксовыталкивателем в тушильный вагон, перемещающийся по рельсам вдоль коксовой батареи. Кокс тушится в этом вагоне мокрым способом - обильно орошается водой ок. 2 мин. Охлажденный кокс выгружается равномерным слоем на наклонную коксовую площадку (рампу), на грохотах с квадратными отверстиями разделяется по классам крупности (>40, 40-25, 25-10, <10мм) и направляется потребителям. Все большее распространение получает разработанный в СССР сухой способ тушения. Из форкамеры спец. установки кокс постепенно перемещается в камеру тушения, где с помощью N₂ или др. инертных газов охлаждается до 200-220 °С. Газ движется снизу вверх навстречу кускам кокса и, охлаждая его, нагревается до 800-900 °С и направляется в котельную установку, где отдает теплоту для образования водяного пара. Охлажденный газ нагнетателем возвращается на тушение раскаленного кокса. Летучие продукты К. в виде парогазовой смеси с т-рой 700-750 °С охлаждаются сначала в газосборнике, тонкораспыленной водой до 80 °С, а затем в трубчатых холодильниках до 25-35 °С. Образовавшиеся конденсаты после отделения от коксового газа разделяют отстаиванием и получают орг. и водный слои-соотв. кам.-уг. смолу и надсмольную воду (см. Пирогенетическая вода). Из 1 т угольной шихты получают 650-750 кг кокса, 340-350 м ³ коксового газа, 30-40 кг смолы, 10-12 кг сырого бензола, 2,5-3,4 кг NH₃. Кол-во каменного угля, перерабатываемого в мире методом К., составляет более 500 млн. т/год (1984). По произ-ву кокса СССР занимает 1-е место в мире. Технология К. предусматривает переработку только определенной группы каменных углей (коксовых, жирных, отощенных, спекающихся), способных при нагр. переходить в пластич. состояние. Поскольку запасы и добыча этих типов углей ограничены, в состав шихты все в больших кол-вах начинают вводить слабоспекающиеся угли малой (газовые) и высокой степени метаморфизма и даже тощие. При этом, чтобы не ухудшить качество (особенно прочность) кокса, технологию слоевого К. несколько изменяют. В частности, получает распространение метод частичного брикетирования шихты перед К. Примерно ¹/₃ кол-ва шихты, состоящей из слабоспекающихся углей, брикетируют со связующим нефтяного или кам.-уг. происхождения и добавляют брикеты к остальной массе шихты, направляемой в угольную башню. Эта технология дает возможность снизить содержание в шихте спекающихся углей от 64% и более (требуемый уровень при обычной подготовке) до 50%. В нек-рых странах шихту загружают в печи в виде трамбованных прочных угольных блоков плотн. 1,10-1,15 т/м ³; трамбование шихты осуществляют с помощью спец. устройства, смонтированного на коксовыталкивателе. Эффективный метод совершенствования слоевого К. шихты с большим содержанием слабоспекающихся компонентов заключается в том, что хорошо измельченную шихту сначала нагревают газообразным теплоносителем до 150-250 °С и только после этого загружают в печи. Термич. подготовка шихты позволяет увеличить в ней долю газовых углей до 70-75%, повысить на 30-40% производительность печей (благодаря увеличению разовой загрузки шихты вследствие повышения ее насыпной массы от 0,7 до 0,85 т/м ³ и сокращению длительности процесса на 1,5-2,0 ч), увеличить прочность кокса. Принципиально новая технология непрерывного К. - метод получения формованного кокса: скоростное нагревание шихты до пластич. состояния, формование под небольшим давлением с получением т. наз. формовок и их послед. прокаливание в вертикальных печах. Метод дает возможность использовать слабоспекающиеся угли, получать кокс желаемых размеров и формы, снизить до минимума загрязнение окружающей среды и автоматизировать технол. операции. Лит.. Справочник коксохимика, т. 2, под ред. А. К. Шелкова, М., 1965; Руководство по коксованию, под ред. О. Гроссинского, пер. с нем., т. 1, М., 1966; Грязнов Н. С., Основы теории коксования, М., 1976. М. Г. Скляр. К. нефтяного сырья - его глубокий термич. крекинг, при 450-540 °С с целью получения нефтяного кокса, а также углеводородных газов, бензинов и керосино-газойлевых фракций. Сырье - тяжелые остатки, образующиеся при дистилляции нефти, деасфальтизации, термич. и каталитич. крекинге остаточных и дистиллятных фракций, пиролизе бензина и газойлевых фракций. При К. происходит расщепление всех компонентов сырья с образованием жидких дистиллятных фракций и углеводородных газов; деструкция и циклизация углеводородов с интенсивным выделением керосино-газойлевых фракций; конденсация и поликонденсация углеводородов и глубокое уплотнение высокомол. соединений с образованием сплошного коксового "пирога". Замедленное (полунепрерывное) коксование, наиб. распространено в мировой практике. Сырье, предварительно нагретое в трубчатых печах до 350-380 °С, непрерывно контактирует в ниж. части ректификац. колонны, к-рая работает при атм. давлении, с парами, подаваемыми из реакц. аппаратов. В результате тепло- и массообмена часть паров конденсируется, образуя с исходным сырьем т. наз. вторичное сырье, к-рое нагревается в трубчатых печах до 490-510 °С и поступает в коксовые камеры - полые вертикальные цилиндрич. аппараты диаметром 3-7 м и высотой 22-30 м. В камеру реакц. масса непрерывно подается в течение 24-36 ч и благодаря аккумулированной ею теплоте коксуется. После заполнения камеры коксом на 70-90% его удаляют, обычно струей воды под высоким давлением (до 15 МПа). Кокс поступает в дробилку, где измельчается на куски размером не более 150 мм, после чего подается элеватором на грохот, где разделяется на фракции 150-25, 25-6 и 6-0,5 мм. Камеру, из к-рой выгружен кокс, прогревают острым водяным паром и парами из работающих коксовых камер и снова заполняют коксуемой массой. Летучие продукты К., представляющие собой парожидкостную смесь, непрерывно выводятся из действующих камер и последовательно разделяются в ректификац. колонне, водоотделителе, газовом блоке и отпарной колонне на газы, бензины и керосино-газойлевые фракции (см. табл.). Типичные параметры процесса: т-ра в камерах 450-480 ^o С, давление 0,2-0,6 МПа, продолжительность до 48 ч. Достоинства замедленного К. - высокий выход малозольного кокса. Из одного и того же кол-ва сырья этим методом можно получить в 1,5-1,6 раза больше кокса, чем при непрерывном К. (см. ниже). Поэтому замедленное К. применяют, как правило, для произ-ва нефтяного кокса. Газы К., содержащие предельные (С ₁ -С ₄) и непредельные (С ₂ -С ₄) углеводороды, Н ₂ и H₂S, направляют на газофракционирующую установку (см. Газы нефтепереработки). Бензины К. содержат значит. кол-во непредельных углеводородов и имеют октановое число не более 72. Поэтому их подвергают гидроочистке, к-рая сопровождается удалением серы, с послед. каталитич. риформингом. Керосино - газойлевые фракции - сырье для каталитич. крекинга, в произ-ве техн. углерода (сажи), компонент газотурбинных

топлив, основа профилактич. ср-в против смерзания и слипания сыпучих материалов (ниогрин, северин, универсин). Непрерывное коксование в кипящем слое (термоконтактный крекинг). Сырье, предварительно нагретое в теплообменнике, контактирует в реакторе с нагретым и находящимся во взвешенном состоянии инертным теплоносителем (обычно порошкообразный кокс с размером частиц до 0,3 мм, реже более крупные гранулы) и коксуется на его пов-сти в течение 6-12 мин. Образовавшийся кокс и теплоноситель выводят из зоны р-ции и подают в регенератор (коксонагреватель). В последнем слой теплоносителя поддерживается во взвешенном состоянии с помощью воздуха, в токе к-рого выжигается до 40% кокса, а большая его часть направляется потребителю. Благодаря теплоте, выделившейся при выжигании части кокса, теплоноситель нагревается и возвращается в реактор. Для перемещения теплоносителя используется пневмотранспорт частиц кокса, захватываемых потоком пара или газа. Дистиллятные фракции и газы выводят из реактора и разделяют так же, как при замедленном К. Типичные параметры процесса: т-ра в теплообменнике, реакторе и регенераторе 300-320, 510-540 и 600-620 °С соотв., давление в реакторе и регенераторе 0,14-0,16 и 0,12-0,16 МПа соотв., соотношение по массе сырье теплоноситель = (6,5-8,0): 1. К. в кипящем слое используют для увеличения произ-ва светлых нефтепродуктов. Кроме того, сочетание непрерывного К. с газификацией образующегося кокса м. б. применено для получения дизельных и котельных топлив. Периодич. коксование проводят в горизонтальных цилиндрич. аппаратах диаметром 2-4 м и длиной 10-13 м. Сырье в кубе постепенно нагревают снизу открытым огнем. Далее обычным способом (см. выше) выделяют дистилляты, кокс подсушивают и прокаливают (2-3 ч). Далее т-ру в топке под кубом постепенно снижают и охлаждают куб сначала водяным паром, а затем воздухом. Когда т-ра кокса понизится до 150-200 °С, его выгружают. Типичные параметры процесса: т-ра в паровой фазе 360-400 °С, давление атмосферное. Этим способом получают электродный и спец. виды высококачеств. кокса с низким содержанием летучих. Однако способ малопроизводителен, требует большого расхода металла и топлива, а также значит. затрат ручного труда и поэтому почти не используется в пром-сти. Лит.. Сюняeв 3. И., Нефтяной углерод, М., 1980; Эрих В. Н., Расина М. Г., Рудин М. Г., Химия и технология нефти и газа, 3 изд.. Л., 1985. З. И. Cюняев.

коксова́ние

промышленные методы термической переработки природных топлив с целью получения кокса. Коксование каменного угля осуществляется нагреванием без доступа воздуха до 900—1100ºC (побочные продукты — коксовый газ, каменноугольная смола), коксование нефтепродуктов — при 450—540ºC и давлении 0,2—0,6 МПа.

* * *

КОКСОВА́НИЕ, промышленные методы термической переработки природных топлив с целью получения кокса. Коксование каменного угля осуществляется нагреванием без доступа воздуха до 900—1100 °С (побочные продукты — коксовый газ, каменноугольная смола), коксование нефтепродуктов — при 450—540 °С и давлении 0,2—0,6 МПа.

Коксование углей протекает в несколько стадий. При нагревании до 250 °С из угля испаряется влага и выделяются продукты разложения — СО и СО₂. Затем (300 °С) выделяется небольшое количество легкой смолы и образующейся при расщеплении кислородных соединений, входящих в состав угля, т. н. пирогенетической влаги. Приблизительно при 350 °С уголь размягчается, переходя в тестообразное, пластическое состояние. В расплаве происходит интенсивное разложение угля с выделением так называемых первичных продуктов (первичного газа и первичного дегтя), имеющих сложный состав. Тяжелые углеродистые остатки от разложения угля спекаются при температуре около 500 °С, образуется твердый пористый продукт — полукокс (см. Полукоксование(см. ПОЛУКОКСОВАНИЕ)). При дальнейшем нагревании полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и претерпевает усадку, вызывающую его растрескивание. Выше 700 °С полукокс полностью превращается в кокс. Первичные же продукты разложения, соприкасаясь с раскаленными стенками и сводом печи, а также с коксом, подвергаются пиролизу(см. ПИРОЛИЗ) и превращаются во вторичные продукты. В составе газа преобладающим становится Н₂ (50% по объёму) и СН₄ (25% по объёму), органические продукты ароматизируются. Вторичные продукты улавливаются и используются как ценное сырье для химической промышленности.

— промышленный процесс термической обработки спекающихся каменных углей или коксовой шихты при t выше 800° С без доступа воздуха с целью получения кокса (в основном металлургического) и др. технологически ценных продуктов — каменноугольной смолы, сырого 6ензола_г коксового газа.

хим. переработка топлива нагреванием до 900 - 1050 °С без доступа воздуха для получения кокса (70 - 80% ), коксового газа(15 - 25% ) и жидких побочных продуктов (ок. 3% ), являющихся ценным хим. сырьём. К. кам. углей осуществляется в коксовых печах в неск. стадий. Путём К. остаточных продуктов нефтепереработки получают нефт. кокс.

КОКСОВАНИЕ — процесс превращения каменного угля, торфа или нефтяных остатков в кокс (см.) в особых коксовальных печах путём прокаливания без доступа воздуха. При этом получают продукты, используемые в хим. промышленности и металлургии.