Общая химическая технология. В 2-х частях. Ч. II. Важнейшие химические производства. Изд. 3-е, перераб. и доп. - Мухленов И.П.
Скачать (прямая ссылка):
зообразные — природные и попутные газы. Искусственные топлива, главным образом получаемые при переработке естественных топ-лив: твердые — кокс, полукокс, древесный уголь; жидкие — бензин, керосин, лигроин и др.; газообразные — генераторные газы, коксовый газ, газы переработки нефти и др.
Состав и свойства твердых топлив. Твердые топлива содержат горючую органическую массу и негорючую, или минеральную, часть — балласт.
Органическая масса топлива состоит в основном из углерода, водорода и кислорода. Помимо этих элементов в органической массе могут содержаться; например, азот и сера. Состав топлив приведен в табл. 9. Соотношение между отдельными элементами, входящими в состав топлива, влияет на его свойства.
Негорючая часть топлива состоит из влаги и минеральных веществ. Количество влаги в топливе зависит не только от вида топлива, но и от способа его добычи и хранения (см. табл. 9).
Таблица 9
Состав топлив
Топливо
Органическая масса, %
С I H [ О-N
Влага, %
Зоча,
%
Сера,
%
Выход
ЛСТУЧИХ,
%
Теплотворная способность высшая, кДж/кг
Древесина . .
44,0
6,0
50,0
30—40
0,4
0,0
>70
18 850
Торф.....
59,0
6,0
35,0
25
4,5
0,4
70
23 900
Бурый ^ голь
70,0
5,5
24,5
sc 50
4,0
2-3
45—55
25 550
Каменный
уголь . . .
82,0
5,0
13,0
3-8
6,0
2-6
8—50
33 920
Антрацит . .
95,0
2,0
3,0
1,3
6,0
1-2
8
33 500
Горючие слан-
цы .....
75,0
10,0
15,0
50,0
33 920
Минеральную часть топлива составляют карбонаты, силикаты, фосфаты, сульфаты, сульфиды металлов — железа, кальция, магния, алюминия, калия, натрия и др. При сжигании или газификации топлива минеральные вещества остаются в виде золы; при этом многие из них подвергаются разложению с образованием окислов. При пиролизе зола находится в твердом остатке топлива (см. табл. 9). Сера является важной примесью, влияющей на свойства топлива и качество получаемых при его переработке продуктов. Она входит в топливо в виде сульфидов — сульфидная сера, сульфатов — сульфатная сера и органических соединений — органическая сера. При сжигании и газификации топлива сульфидная и органическая сера окисляются, образуя двуокись серы, а сульфатная в большинстве случаев остается в золе. При сухой перегонке топлива сера распределяется между получаемыми продуктами, но основное количество остается в твердом остатке. Количество серы в различных видах топлива указано в табл. 9.
Летучими веществами называются газообразные й жидкие продукты (при высокой температуре последние находятся в парообразном состоянии), получающиеся при нагревании топлива без доступа воздуха. Вместе с летучими веществами удаляется и влага. Выход летучих (потери в массе топлива при нагревании его без доступа воздуха при 850° С в течение 7 мин за вычетом имеющейся в топливе влаги) позволяет судить о целесообразности его химической переработки для получения жидких и газообразных продуктов. Выход летучих для различных топлив показан в табл. 9.
Теплотворная способность — это количество тепла, которое получают при сжигании единицы массы или объема топлива. Теплотворная способность является энергетической характеристикой топлива и выражается в джоулях; она зависит от состава и влажности топлива. Значения теплотворной способности различных видов топлива представлены в табл. 9.
Состав и свойства нефти. Нефть в основном состоит из углерода (83—87%) и водорода (12—14%), входящих в состав сложной смеси углеводородов. Кроме углеводородной, в нефти имеется небольшая неуглеводородная часть и минеральные примеси.
Углеводородная часть нефти состоит из парафиновых (алканов), нафтеновых (цикланов) и ароматических углеводородов. Непредельные углеводороды (олефйны), как правило, в нефти отсутствуют, но встречаются в продуктах ее переработки. Газообразные парафиновые углеводороды (от CH4 до C4H10 включительно) присутствуют в нефти в растворенном состоянии. При выдаче нефти из недр земли на поверхность, когда давление нефти снижается, газообразные углеводороды выделяются из нее в виде попутных газов. Жидкие'парафиновые углеводороды (от C3H13 до C15H32 включительно) составляют основную массу жидкой части нефти и жидких фракций, получаемых при ее перегонке. Твердые парафиновые углеводороды (от C16H34 и выше) растворены в нефти и могут быть из нее выделены. Нафтеновые углеводороды в нефтях представлены главным образом производными циклопентана и циклогексана. Ароматические углеводороды встречаются в нефтях в относительно небольших количествах, большей частью в виде бензола и его гомологов: толуола, ксилолов, а также образуются в процессах переработки нефти. В зависимости от преимущественного содержания в нефтях углеводородов различных классов они разделяются па парафиновые (например, некоторые грозненские, башкирские, нефти Татарии), парафино-нафтеиовые (сураханская), нафтеновые (некоторые бакинские), парафино-нафтено-ароматические (некоторые майкопские), ароматические (чусовская).