Углехимия

Понятие углехи́мии охватывает несколько взаимосвязанных значений:

• раздел химии, изучающий происхождение, состав, свойства твёрдых горючих ископаемых: сланцев, торфа, углей, а также химизм превращений при их переработке в полезные продукты и сырьевые материалы;
• раздел химической технологии, описывающий технологические процессы, применяемые в промышленности при переработке твёрдых горючих ископаемых — коксование, газификация, гидрогенизация («ожижение») и др.;
• подотрасль химической промышленности, охватывающая производство органических и неорганических продуктов с использованием в качестве сырья твёрдых горючих ископаемых.

Направления углехимии

Коксохимия занимается переработкой каменных углей и сланцев методами коксования и полукоксования с целью получения кокса и других продуктов. Собственно химические продукты извлекают из летучих продуктов коксования: коксового газа, надсмольной воды и каменноугольной смолы, для чего их охлаждают до 25-35 °C, при этом большая часть смол и водорастворимых соединений выделяется из газа и накапливаются в органической и водной фазах. Путём последовательной промывки коксового газа из него выделяются: NH₃, H₂S, сырой бензол и пиридиновые основания. Каменноугольную смолу методом ректификации подвергают разделению на фракции: нафталиновую, поглотительную, антраценовую и каменноугольный пёк. Из них, в свою очередь, кристаллизацией, фильтрованием, прессованием и химической очисткой выделяют: нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла. Из надсмольной воды ректификацией выделяют: NH₃ (в виде концентрированной аммиачной воды), фенолы, пиридиновые основания.

С помощью газификации органическая часть твёрдых горючих ископаемых превращается в горючие т. н. генераторные газы. В ходе процесса часть топлива сгорает, а за счёт выделившегося при этом тепла протекают требуемые для газификации эндотермические процессы. В отличие от коксования в процессе газификации в газ преобразуется до 80 % горючих компонентов. Сам процесс менее требователен к составу и качеству исходного топлива (содаржанию в нём балласта). Полученные в ходе газификации генераторные газы (синтез-газ, водяной газ, смешанный газ) используются в качестве топлива, а после очистки от H₂S, CS₂, CO₂) — как источник водорода в производстве аммиака, смесь реагентов в производстве метанола и жидких углеводородов (синтез Фишера-Тропша) и др. Проводились опыты по подземной газификации углей, добыча которых по различным причинам экономически не выгодна.

Прямая гидрогенизация угля является перспективным методом получения углеводородов. В настоящее время известно несколько освоенных промышленностью способов:

• процесс Бергиуса — некаталитическая прямая гидрогенизация;
• процесс Шрёдера — гидрогенизация угля в смеси с 1 % масс. молибденового катализатора, в состав реакционной смеси входят: смесь жидких углеводородов — т. н. «нафта», ограниченные количества углеводородных газов C₃-C₄, лёгкого жидкого топлива C₅-C₁₀, NH₃, значительные количества CO₂.

В настоящее время себестоимость полученных таким способом углеводородов превышает аналогичные показатели при их производстве из нефти. Однако с истощением запасов нефти и ростом её стоимости, а также с учётом значительности запасов каменного угля гидрогенизация кажется весьма перспективной.

Важнейшие продукты углехимии

• кокс, полукокс, коксовый газ;
• каменноугольный пёк;
• бензолы, нафталин, антрацен, фенантрен;
• крезолы;
• фенол;
• пиридины;
• антраценовое масло;
• поглотительное масло;
• инден-кумароновая смола;
• соли аммония
• генераторный газ;
• жидкие углеводороды

Перспективы развития

Развитие углехимии в России началось одновременно с развитием металлургии в 80-х ХIX в.
Основными тенденциями развития являются: повышение единичной мощности установок до оптимальных (с позиций себестоимости продукции), снижение энергоёмкости и замыкание потоков энергии путём рекуперации, увеличение глубины и селективности извлечения целевых компонентов, вовлечение в переработку менее пригодных углей, торфа, сланцев.
По объёму производства продукции углехимии совокупно Россия и Украина занимают 1-е место в мире.

Фраза Д.И. Менделеева: «Сжигать нефть и уголь – то же, что топить печь ассигнациями». Задачи: - Теоретическое моделирование и экспериментальное исследование строения и структуры угля и установление их взаимосвязи с его реакционной способностью. - Исследование молекулярного строения и надмолекулярной структуры угля; установление взаимосвязи состава и структуры угля с его реакционной способностью. - Разработка научных основ технологий получения из угля, продуктов его переработки и другого углеродсодержащего сырья новых углеродных материалов и адсорбентов. - Химическая модификация углеродных адсорбентов с целью придания им заданных свойств.

Ссылки

1. Химия. Большой энциклопедический словарь/Гл. ред. И. Л. Кнунянц. — 2-е изд. — БСЭ, 1998 ISBN 5-85270-253-6 (БРЭ)
2. [www.minprom.gov.ru/showStatX Статистические данные Минпромэнерго РФ]

Отрывок, характеризующий Углехимия

«Война есть наитруднейшее подчинение свободы человека законам бога, – говорил голос. – Простота есть покорность богу; от него не уйдешь. И они просты. Они, не говорят, но делают. Сказанное слово серебряное, а несказанное – золотое. Ничем не может владеть человек, пока он боится смерти. А кто не боится ее, тому принадлежит все. Ежели бы не было страдания, человек не знал бы границ себе, не знал бы себя самого. Самое трудное (продолжал во сне думать или слышать Пьер) состоит в том, чтобы уметь соединять в душе своей значение всего. Все соединить? – сказал себе Пьер. – Нет, не соединить. Нельзя соединять мысли, а сопрягать все эти мысли – вот что нужно! Да, сопрягать надо, сопрягать надо! – с внутренним восторгом повторил себе Пьер, чувствуя, что этими именно, и только этими словами выражается то, что он хочет выразить, и разрешается весь мучащий его вопрос.
– Да, сопрягать надо, пора сопрягать.
– Запрягать надо, пора запрягать, ваше сиятельство! Ваше сиятельство, – повторил какой то голос, – запрягать надо, пора запрягать…
Это был голос берейтора, будившего Пьера. Солнце било прямо в лицо Пьера. Он взглянул на грязный постоялый двор, в середине которого у колодца солдаты поили худых лошадей, из которого в ворота выезжали подводы. Пьер с отвращением отвернулся и, закрыв глаза, поспешно повалился опять на сиденье коляски. «Нет, я не хочу этого, не хочу этого видеть и понимать, я хочу понять то, что открывалось мне во время сна. Еще одна секунда, и я все понял бы. Да что же мне делать? Сопрягать, но как сопрягать всё?» И Пьер с ужасом почувствовал, что все значение того, что он видел и думал во сне, было разрушено.
Берейтор, кучер и дворник рассказывали Пьеру, что приезжал офицер с известием, что французы подвинулись под Можайск и что наши уходят.
Пьер встал и, велев закладывать и догонять себя, пошел пешком через город.
Войска выходили и оставляли около десяти тысяч раненых. Раненые эти виднелись в дворах и в окнах домов и толпились на улицах. На улицах около телег, которые должны были увозить раненых, слышны были крики, ругательства и удары. Пьер отдал догнавшую его коляску знакомому раненому генералу и с ним вместе поехал до Москвы. Доро гой Пьер узнал про смерть своего шурина и про смерть князя Андрея.

Х
30 го числа Пьер вернулся в Москву. Почти у заставы ему встретился адъютант графа Растопчина.
– А мы вас везде ищем, – сказал адъютант. – Графу вас непременно нужно видеть. Он просит вас сейчас же приехать к нему по очень важному делу.
Пьер, не заезжая домой, взял извозчика и поехал к главнокомандующему.
Граф Растопчин только в это утро приехал в город с своей загородной дачи в Сокольниках. Прихожая и приемная в доме графа были полны чиновников, явившихся по требованию его или за приказаниями. Васильчиков и Платов уже виделись с графом и объяснили ему, что защищать Москву невозможно и что она будет сдана. Известия эти хотя и скрывались от жителей, но чиновники, начальники различных управлений знали, что Москва будет в руках неприятеля, так же, как и знал это граф Растопчин; и все они, чтобы сложить с себя ответственность, пришли к главнокомандующему с вопросами, как им поступать с вверенными им частями.
В то время как Пьер входил в приемную, курьер, приезжавший из армии, выходил от графа.
Курьер безнадежно махнул рукой на вопросы, с которыми обратились к нему, и прошел через залу.
Дожидаясь в приемной, Пьер усталыми глазами оглядывал различных, старых и молодых, военных и статских, важных и неважных чиновников, бывших в комнате. Все казались недовольными и беспокойными. Пьер подошел к одной группе чиновников, в которой один был его знакомый. Поздоровавшись с Пьером, они продолжали свой разговор.
– Как выслать да опять вернуть, беды не будет; а в таком положении ни за что нельзя отвечать.
– Да ведь вот, он пишет, – говорил другой, указывая на печатную бумагу, которую он держал в руке.
– Это другое дело. Для народа это нужно, – сказал первый.
– Что это? – спросил Пьер.
– А вот новая афиша.
Пьер взял ее в руки и стал читать:
«Светлейший князь, чтобы скорей соединиться с войсками, которые идут к нему, перешел Можайск и стал на крепком месте, где неприятель не вдруг на него пойдет. К нему отправлено отсюда сорок восемь пушек с снарядами, и светлейший говорит, что Москву до последней капли крови защищать будет и готов хоть в улицах драться. Вы, братцы, не смотрите на то, что присутственные места закрыли: дела прибрать надобно, а мы своим судом с злодеем разберемся! Когда до чего дойдет, мне надобно молодцов и городских и деревенских. Я клич кликну дня за два, а теперь не надо, я и молчу. Хорошо с топором, недурно с рогатиной, а всего лучше вилы тройчатки: француз не тяжеле снопа ржаного. Завтра, после обеда, я поднимаю Иверскую в Екатерининскую гошпиталь, к раненым. Там воду освятим: они скорее выздоровеют; и я теперь здоров: у меня болел глаз, а теперь смотрю в оба».
– А мне говорили военные люди, – сказал Пьер, – что в городе никак нельзя сражаться и что позиция…
– Ну да, про то то мы и говорим, – сказал первый чиновник.