Задания на 2.05 .2020.

 Каменный уголь. Фенол

Одним из основных природных источников ароматических углеводородов является каменный уголь.   Он занимает важное место в развитии промышленного органического синтеза как поставщик химического сырья. Его запасы значительно превышают запасы нефти и газа.

Уголь - это твёрдое горючее ископаемое органического происхождения, которое образовалось из мёртвых растений и планктона в результате жизнедеятельности организмов.

Добываемый уголь состоит предпочтительно из сложных циклических органических соединений, которые содержат углерод, водород, кислород, серу, азот, а также примеси неорганических соединений: золу и влагу.

Основным способом переработки каменного угля является коксование. Данным методом из каменного угля получают четыре основных продукта: кокс, коксовый газ, каменноугольную смолу, аммиачную воду.

Коксование (или пиролиз) - это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре.

Этот процесс осуществляется на коксохимических заводах, где уголь перерабатывается в специальных камерах, при температуре 1000-1200°С. Камеры отделены друг от друга отопительными простенками, в каналах которых сжигают газообразное топливо (коксовый или доменный газ) для поддержания высокой температуры. Несколько десятков таких камер образуют батарею коксовых печей. При нагревании органические вещества, входящие в состав каменного угля, испытывают сложные химические превращения, образуя летучие продукты, которые собираются в газосборнике. В камерах остается кокс - твердый пористый материал, состоящий из углерода и золы. После завершения коксования кокс подают в башни тушения, где его орошают водой. Кокс используют в металлургической промышленности в качестве восстановителя для извлечения железа из руды.

При охлаждении летучих соединений конденсируется каменная смола, аммиачная вода и остаются газообразные соединения, а именно коксовый газ.

Из каменноугольной смолы, выход которой невысокий (до 4%), фракционированием добывают большое количество ценных органических веществ: бензин и его гомологи, фенол, нафталин, антрацен и другие важные продукты, которые находят применение в производстве витаминов, душистых веществ, стимуляторов роста растений, красителей и тому подобное.

Так же после фракцивания остаётся чёрная масса, так называемый пек, который используется в автодорожном строительстве для изготовления электродов, строительных материалов, лаков (пековый лак).

Коксовый газ после очищения в своём составе имеет 60% водорода, 25% метана,5% угарного газа, 2% этилена, 4% азота, 2% углекислого газа и 2% других газов.

Он используется, как топливо в промышленности, а также как химическое сырьё.

Из коксового газа, например, выделяют водород для различных синтезов.

Таким образом, из угля, благодаря значительному разнообразию его состава, можно получить несравненно более широкий

ассортимент продуктов, чем из нефти и природного газа.

Одним из органических соединений, получаемых из каменноугольной смолы, является фенол.  Но следует отметить, что фенол также можно получить синтетическим способом из бензола.

Фенолы- это органические соединения, в молекулах которых гидроксильные группы непосредственно связаны с бензольным, или как его называют, ароматическим кольцом.

Фенолы с одной гидроксильной группой называются одноатомными, с двумя - двухатомными,  с тремя- трёхатомными.

Простейшим представителем фенолов  является гидроксобензол, или фенол.

Фенол- это бесцветное кристаллическое соединение с характерным запахом. Во время хранения он постепенно окисляется кислородом воздуха и приобретает розоватую окраску.

Фенол плавиться при температуре 430С, частично растворяется в воде

и имеет очень сильные антисептические свойства. Его водный раствор используется для дезинфекции и называется карболовой кислотой.

Фенол является ядовитым веществом, при попадании   на кожу вызывает ожоги и может вызвать сильное отравление.

Фенол является сильным антисептиком, который используется, как дезинфицирующее средство в медицине. Его применяют в производстве фенолформальдегидных

пластмасс, синтетического волокна капрона, красителей, пестицидов.

Но надо учитывать, что фенол убивает не только вредные

микроорганизмы. Попадая в окружающую среду, он губительно действует на флору и фауну. Поэтому производство и промышленное производство фенола тесно связано с вопросами экологии, с охраной природы от производственных отходов, которые содержат фенол.

С этой целью используют и применяют различные методы:

-газы, которые содержат фенол, подвергают каталитическому окислению;

-выделяют фенол окислителями и т.д.

Так же ведётся постоянная работа по усовершенствованию этих методов. Так, большое значение имеет биохимический метод, который обеспечивает глубокое очищение и даёт возможность перейти к замкнутым безотходным производствам с многоразовым использованием промышленных вод.

Перспективным является использование озона для очищения вод от цианидов и роданидов.

Большое значение для оздоровления атмосферы имеет внедрение способа сухого гашения кокса инертными газами, которые значительно сокращают небезопасные выбросы в атмосферу.

С экологической точки зрения, коксохимическое производство требует не только технологических ячеек, но и усовершенствования перестройки в полностью безотходное производство с комплексным использованием ресурсов на основе новых технологий.