Коксохимия

КОКСОХИМИЯ, отрасль промышленности, осуществляющая переработку каменных углей методом коксования. Целевой товарный продукт - каменноугольный кокс - составляет 76-78% всей продукции по массе. Кроме кокса на коксохимических предприятиях производят коксовый газ (14- 15%), а также сопутствующие технологическому процессу химические продукты (5-6%), в том числе аммиак, сульфат аммония, бензол, толуол, ксилолы, сольвент, парафин, фенол, крезолы, пиридин, карбазол, антрацен, антраценовое и поглотительное масла, пек, пековый кокс. Производство кокса в промышленных масштабах начато в Великобритании в 1830-х годах, в России - в 1880-х годах.

Знание особенностей петрографии отдельных марок угля и шихты, их физических и химических свойств, закономерностей процессов деструкции и синтеза, протекающих при термической обработке, механизма образования кокса, его физических, химических, физико-химических и физико-механических свойств и их изменения в зависимости от технологических условий переработки (крупности, состава угольной шихты, её подготовки к переработке, температуры и скорости нагрева, метода и аппаратурного оформления процесса коксования, условий внепечной обработки кокса), особенностей поведения кокса в различных технологических процессах, где он используется, позволяет получать товарный продукт, наиболее полно удовлетворяющий требованиям применения в технологических процессах. Для обеспечения производства конкурентоспособной товарной продукции и рациональных экологически безопасных технологий переработки важно также знать особенности образования каменноугольной смолы, химических веществ и парогазовых продуктов коксования. Всё вышеперечисленное требует разработки оптимальной конструкции аппаратов коксохимического передела, технологических условий их функционирования, обеспечивающих экологически безопасные условия эксплуатации при минимизации выбросов в окружающую среду, создание бессточных производств.

Коксохимические предприятия имеют в своём составе цеха и отделения: подготовки углей и шихт к коксованию (осуществляется приём и складирование углей и шихт, дозировка, смешение, дробление); коксования (загрузка шихты в коксовую печь, нагрев, выдача кокса из камеры коксования, его охлаждение и разделение по классам крупности); охлаждения и конденсации химических продуктов коксования; улавливания и переработки химических продуктов и каменноугольной смолы.

Коксовый газ и сопутствующие технологическому процессу химические продукты используются в химической, строительной, электротехнической и других отраслях промышленности, производстве углеграфитовых материалов. Поскольку 80% производимого кокса применяют для выплавки чугуна в доменном процессе, коксохимия развивается параллельно с металлургией. Мировое производство чугуна по годам составило (млн. т): в 1995 - 525; в 2000 - 572; в 2004 - 717; в 2007 и в 2010 (прогноз) - 800 и 836; соответственно потребность доменных производств в коксе (млн. т): 294, 276, 337, 374 и 380. Снижение удельного расхода кокса является решающим фактором улучшения экономики и технологии доменного производства. В 2003 году средний удельный расход кокса на выплавку чугуна в мире составил 432 кг/т, на некоторых металлургических заводах мира - 300 кг/т. В 2004 мировое производство кокса - 411 миллионов тонн, мощность коксохимических предприятий Российской Федерации (по выпуску кокса) около 7,5% мирового производства. В перспективе темпы роста производства кокса будут снижаться и получат развитие технологии коксования без улавливания химических продуктов, в которых все летучие компоненты сжигаются после улавливания сероводорода и используются на процесс коксования.

Лит.: Химическая технология твердых горючих ископаемых / Под редакцией Г. Н. Макарова, Г. Д. Харламповича. М., 1986; Кауфман А. А., Харлампович Г. Д. Технология коксохимического производства. Екатеринбург, 2004; Современное состояние производства кокса в Европе и мире // Кокс и химия. 2005. № 10; Возрождение технологии производства кокса в печах без улавливания химических продуктов коксования // Там же. 2006. № 1.