SMOŁA KOKSOWNICZA
Otrzymywanie
Skład
Właściwości
Zastosowanie
SMOŁA KOKSOWNICZA
Otrzymywanie
Skład
Właściwości
Zastosowanie
Czym jest smoła
koksownicza?
Smoła jednym z produktów
ubocznych powstających w procesie
koksowania węgla ( stanowi ok. 3-
5% produktów koksowania ).
W temperaturze pokojowej jest ona
gęstą, mazistą, czarną cieczą o
intensywnym zapachu.
Jej skład to mieszanina licznych
związków o charakterze obojętnym,
kwaśnym i zasadowym.
Otrzymywanie smoły.
Smołę otrzymuje się jako ciekły
produkt uboczny w procesie
koksowania węgla.
W wyniku koksowania
uzyskujemy koks oraz surowy gaz
koksowniczy, z którego po
obróbce uzyskujemy smołę.
Oto ogólny schemat uzysku
smoły.
Przygotowani
e mieszanki
węglowej.
Magazynowa
nie w wieży
węglowej.
Koksowanie w
baterii
koksowniczej
w temp.1000
st.C.
Produkt główny:
KOKS
Produkt uboczny:
GAZ KOKSOWNICZY
Produkt uboczny:
SMOŁA
Jak wygląda bateria
koksownicza?
Skład smoły.
Smoła najogólniej jest mieszaniną
wielu związków o charakterze
obojętnym, kwaśnym i zasadowym, tj.
węglowodorów aromatycznych i innych
substancji organicznych zawierających
związki tlenu, azotu i siarki.
Skład smoły zmienia się w zależności
od temperatury karbonizacji węgla w
procesie koksowania oraz od typu
węgla użytego do koksowania.
Zależność składu podstawowego
smoły od temp. Karbonizacji węgla.
Skład
podstawowy
Temperatura karbonizacji węgla.
[%]
550 – 600 °C
750 – 800 °C
950 – 1000 °C
WĘGIEL
83,0 – 86,0
88,0 – 90,0
90,0 – 93,5
WODÓR
8,0 – 7,5
7,8 – 5,8
5,5 – 5,0
ZW. AZOTU
0,5 – 1,5
1,0 – 1,3
0,7 – 1,1
ZW.SIARKI
Zależy od ilości siarki zawartej w węglu
TLEN
7,5 – 4,5
3,0 – 1,5
1,0 – 0,5
SKŁADNIKI
KWAŚNE
20,0 – 30,0
10,0 – 15,0
1,0 – 3,0
Na podstawie tabeli możemy
wywnioskować, że im wyższa
temperatura karbonizacji tym smoła
zawiera więcej węgla i mniej
wodoru, tlenu i składników
kwaśnych.
Aby uzyskać ze smoły składniki
potrzebne do zastosowań
praktycznych smoła odstaje w
zbiornikach w temp. 60-80°C aby
usunąć wodę i poddaje się ją
destylacji frakcyjnej.
Produkty destylacji smoły.
Zakres temp.
Wrzenia [°C]
Nazwa frakcji
Uzysk
[%]
Główne
składniki
frakcji
80-160
OLEJ LEKKI
Ok. 0,5
Benzen,
toluen,ksyleny.
160-240
OLEJ ŚREDNI
2,0 – 12,0
Fenol,krezol,
inden,naftalen.
240-270
OLEJ CIĘŻKI
8,0 – 12,0
Naftalen,inden,
Metylonaftaleny
.
270-360
OLEJ
ANTRACENOWY
10 - 14
Antracen,fluore
n,
Metyloantracen
.
315-420
OLEJ
CHRYZENOWY
Ok.. 6,0
Chryzen,piren,
benzofluoren.
POZOSTAŁOŚĆ
(PAK)
58,0 – 60,0
Wyższe
węglowodory o
skondensowany
ch
pierścieniach.
W temp. pokojowej
gęsta mazista ciecz
o intensywnym
zapachu.
Jej barwa waha
się od
ciemnobrunatne
j do czarnej.
Gęstość ok. 1,5 g/cm3.
Ma bardzo wysoką
lepkość.
Surowa smoła ma
właściwości rakotwórcze.
Jest mieszaniną
wielu związków o
różnej temp.
wrzenia dlatego
ulega destylacji
frakcyjnej.
Jej skład
zależy od
temp.
karbonizacji
węgla.
Właściwości smoły:
Właściwości smoły - Cd.
Temperaturę wrzenia smoły ze względu
na jej szeroki skład określa się na
podstawie temperatur wrzenia kolejnych
frakcji, czyli od ok. 100°C gdy wrze
frakcja oleju lekkiego do ok. 400°C gdy
wrze olej chryzenowy.
Lepkość smoły wyznacza się mierząc
czas wypływu (w sekundach) 50 cm3
smoły z lepkościomierza przez otwór o
średnicy 10 mm w temperaturze 30 °C.
Zależnie od lepkości (czasu
wypływu) rozróżnia się
następujące rodzaje smół:
•
O lepkości 80 /120
•
O lepkości 180 / 240
•
O lepkości 300 / 500
•
O lepkości 800 / 1400
•
O lepkości 2000 / 5000
Jest to bardzo wysoka lepkość.
Smoła jest dość dobrze
rozpuszczalna w mieszaninach
węglowodorów aromatycznych a
szczególnie w cięższych.
Rozpuszczalność smoły w
węglowodorach parafinowych w
warunkach normalnych jest mała.
Zastosowanie smoły.
Smoła
jest przede wszystkim
źródłem wielu bardzo
użytecznych związków
chemicznych, które warto
wyodrębniać. Oto schemat
przedstawiający podstawowe
zastosowania smoły.
Smoła
Olej
lekki
Olej średni Olej ciężki O.
płuczkowy
Olej
chryzeno
wy
Benze
n
Toluen
Ksylen
Fenol
Krezol
Pirydyna
Oleje
impregnacy
jne
Naftalen
Smoły
preparowa
ne
Olej do
pochłaniani
a benzolu i
naftalenu w
koksownict
wie
Chryze
n
Piren
Olej
antraceno
wy
Antracen
Z
pozostałośc
i olej
opałowy.
Smoły preparowane
są
stosowane jako smoły drogowe
oraz do produkcji papy smołowej
(dachowej) oraz jako środek do
lakierowania żelaza.
Pak węglowy
jest używany do
produkcji brykietów węglowych
oraz smół preparowanych.
Źródła informacji:
Edward Szymański „Materiałoznawstwo
budowlane”
Jerzy Chodkowski „Mały słownik chemii
praktycznej”
Encyklopedia techniki. Chemia. – Wydawnictwo
Naukowo-Techniczne, 1993 r.
Edward Grzywa „Technologia podstawowych
syntez organicznych. 1.Surowce do syntez.”
Materiały za strony internetowej Zakładów
Koksowniczych Zdzieszowice (
Materiały z konferencji „Koksownictwo 2008”,
prezentacja Jerzego Wiertelorza, Zygmunta
Stompela, Zbigniewa Robaka