Лейбович Р.Е., Технология коксохимическогопроизводства
Впроцессе коксования угольных шихт наряду с другими летучими продуктамиобразуются фенолы. Простейшим из фенолов, гидроксильное производное бензола, являетсяфенол С6Н6О. Ближайшими гомологами фенола являются другие гидроксильныепроизводные толуола – крезолы С7Н8О (орто-, мета- и пара-), гидроксильныепроизводные ксилола – ксиленолы С8Н10О и многоатомные фенолы.
Наиболееважным представителем является фенол С6Н5ОН. Это кристаллическое бесцветноевещество, плавится при 40, 9°С, кипит при 181, 75°С. Фенол обладает характернымзапахом, токсичен. Граница восприятия запаха фенола в воздухе равна 4 мг/м3, предельнодопустимая концентрация в воздухе рабочих помещений 5 мг/м3, в водоемах 0, 001мг/л. Фенол хорошо растворяется в воде. Неограниченная растворимость фенола вводе начинается при 65, 3°С, для крезолов эта температура выше (дляпара-крезолов 142, 6°С, мета-крезолов 148, 8°С и орто-крезолов 168, 9°С).Фенолы малодиссоциированы в водном растворе, поэтому их кислотные свойствавыражены слабо, но при взаимодействии со щелочами они образуют соли феноляты.
Содержащиесяв прямом коксовом газе фенолы не извлекаются из него специальными методами.Извлечение фенолов из газа происходит на всем пути обработки коксового газаначиная от газосборников коксовых печей и заканчивается в аппаратуреулавливания бензольных углеводородов. Выделение фенолов из газа основано на ихспособности растворяться в воде, смоле и в поглотительном масле. При охлаждениикоксового газа в газосборниках и первичных холодильниках до 30% фенолов, содержащихсяв нем, растворяется в надсмольной воде, главным образом фенол и крезолы, основнаячасть фенолов абсорбируется сконденсировавшейся смолой. В небольшом количествефенолы выделяются из газа поглотительным маслом в бензольных скрубберах и придистилляции масла с сырым бензолом. Следовательно, фенолы распределяются междунадсмольной водой, смолой, сырым бензолом, газом и другими продуктамикоксования. Фенолы, как продукт коксования углей извлекаются из надсмольнойводы, из каменноугольной смолы при ее ректификации, из сепараторных водсмолоперегонного цеха, цеха ректификации сырого бензола и отделения дистилляциисырого бензола. Фенолы, содержащиеся в сыром бензоле, не выделяются и являютсяпотерями производства.
Сточныеводы коксохимических заводов складываются из влаги шихты, пирогенетическойвлаги, технической воды и водяного пара, соприкасающегося в технологическихпроцессах с химическими продуктами коксования при переработке каменноугольнойсмолы, сырого бензола и др. Количество сточных вод и концентрация в нихзагрязнений зависят от качества коксуемых углей, условий эксплуатации исостояния химической аппаратуры. Количество сточных вод на 1 т коксуемой шихтысоставляет 0, 25–0, 3 м3/ч, так что для современного шестибатарейного завода спечами большой емкости абсолютное количество сточных вод составляет 150–170м3/ч.
Основнымиисточниками сточных вод химического завода являются: сточные воды; сепараторныеи отстойные воды бензольных отделений и цехов по переработке смолы и сырогобензола.
Крометого, сточные воды содержат различные масла, взвешенные вещества и прочиепримеси органического и неорганического происхождения. Большинство из этихпримесей являются вредными, затрудняющими использование сточных вод впроизводстве. Наиболее вредными примесями являются фенолы. Поэтому все водыполучили наименование «фенольные».
Фенолыи его гомологи, сероводород, цианистые и роданистые соединения и содержащиеся вмаслах соединения непредельного характера легко окисляются, они поглощают впроцессе своего разрушения значительное количество растворенного в водекислорода, необходимого для нормального развития растительного и животного мираводоема. Реакции взаимодействия различных примесей сточных вод с кислородомприводятся ниже:
С6Н5ОН+ 7О2 = 6СО2 + 3Н2О;
2NaCNS+ 3O2 = 2SO3 + 2NaCN;
2SО2+ О2 = 2SО3,
Попаданиефенолов и других вредных примесей в водоемы приводит к массовой гибели животныхорганизмов и, в частности, рыб. Кроме того, подвергнутая хлорированию питьеваявода, в которой на сто миллионов весовых частей ее приходится одна весоваячасть хлорфенола, приобретает крайне неприятный и трудноудалимый вкус.
Посанитарным нормам концентрация отдельных загрязняющих компонентов в водебассейнов после спуска в них сточных вод не должна превышать следующих величин,мг/л:
Фенолы0, 001
Цианиды0, 05
Аммиак0, 1
Пиридин0, 2
Бензол0, 5
Сероуглерод1
Содержаниедругих загрязняющих примесей нормируется величиной БПК (биохимическаяпотребность в кислороде).
Огромныйвред, причиняемый населению и народному хозяйству сточными водами, загрязненнымифенолами и другими вредными примесями, делает обезвреживание этих вод важнойнароднохозяйственной задачей.
Обезвреживаниесточных вод коксохимических заводов важно не только с точки зрения улучшения ихсостава, но и одновременного получения при этом весьма ценных продуктов, представляющихбольшой интерес для народного хозяйства. К их числу в первую очередь относятсяфенолы. Наиболее концентрированными по содержанию фенолов являются сеператорныеводы смолоперерабатывающих цехов (до 8 г/л) и надсмольные воды отделения конденсации(1, 5–2, 0 г/л). Из смеси этих вод извлечение фенолов наиболее экономично.Содержание фенолов в остальных водах обычно не превышает 0, 4–0, 5 г/л иизвлечение, их экономически нецелесообразно.
Среднийвыход фенолов из сточных вод на 1 т сухой шихты на заводах РФ около 0, 010%.Все фенолсодержащие воды химического завода коксохимического производствапередаются по специальной канализации, называемой фенольной, для очистки.
Список литературы
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта masters.donntu.edu.ua/