Τι είναι ο οπτάνθρακας; Αυτό είναι ένα στρατηγικά σημαντικό προϊόν που λαμβάνεται με θερμική αποσύνθεση χωρίς οξυγόνο. Είναι χωρισμένη σε πολλούς τύπους. Έτσι, απομονώνονται πετρέλαιο και πίσσα, τύρφη και οπτάνθρακας άνθρακα. Αλλά το κύριο είναι το τελευταίο. Είναι οπτάνθρακας που λειτουργεί ως βασικό συστατικό της παραγωγής υψικαμίνου.
Σημαντικό προϊόν
Τι σημαίνει η λέξη "οπτάνθρακας"; Η μορφολογία αυτής της έννοιας μας λέει ότι είναι ένα εύφλεκτο στερεό υπόλειμμα που σχηματίζεται κατά τη διάρκεια της θερμικής άνευ οξυγόνου θέρμανσης ορισμένων οργανικών ουσιών, συμπεριλαμβανομένου του άνθρακα (καφέ ή πέτρα), πετρελαίου και επίσης τύρφης. Η ίδια η λέξη έχει αγγλικές ρίζες. Ο οπτάνθρακας δεν σημαίνει τίποτα άλλο παρά το προϊόν που αποκτάται με θερμική αποσύνθεση.
Η παραγωγή οπτάνθρακα στη Ρωσία αποτελεί σημαντική συνιστώσα του βιομηχανικού συγκροτήματος. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, αυτό το στρατηγικά σημαντικό προϊόν παράγεται ετησίως σε ποσότητα 27 εκατομμυρίων τόνων. Σε αυτές τις ποσότητες, είναι ζωτικής σημασίας για το χυτήριο και τη μεταλλουργική βιομηχανία. Ο μεγαλύτερος ρώσος παραγωγός οπτάνθρακα είναι ο Severstal. Αυτή η εταιρεία κατέχει τη δική της παραγωγή αυτού του τύπου καυσίμου και την χρησιμοποιεί για τις ανάγκες των δικών της μεταλλουργικών εγκαταστάσεων. Οι μεγαλύτερες υψικαμίνες που ανήκουν στην Severstal βρίσκονται στο Cherepovets. Παράγουν οπτάνθρακα υψηλής ποιότητας.
Φόρτιση
Για τη διατήρηση της καύσης των υψικαμίνων απαιτείται μεγάλη ποσότητα οπτάνθρακα. Το προϊόν αυτό είναι μια πορώδης, αλλά συγχρόνως στερεά, συντηγμένη μάζα. Λαμβάνεται με την αφαίρεση πτητικών ουσιών από άνθρακα.
Η χημική παραγωγή οπτάνθρακα βασίζεται σε μια διαδικασία υδρόλυσης. Επιπλέον, είναι δυνατή και η ξηρή απόσταξη άνθρακα. Αλλά σε κάθε περίπτωση, η παραγωγή οπτάνθρακα συνδέεται με τη θέρμανση του αρχικού προϊόντος χωρίς την παραμικρή πρόσβαση στον αέρα. Ο σκοπός της υδρόλυσης είναι να διαχωρίσει τον άνθρακα από όλες τις άλλες ουσίες που συνθέτουν άνθρακα. Ποια είναι η πρώτη ύλη για την παραγωγή οπτάνθρακα; Αυτός είναι ο άνθρακας διαφόρων βαθμών, συμπεριλαμβανομένου του λίπους και του οπτάνθρακα, αερίου και άπαχου. Τέτοιες πρώτες ύλες ονομάζονται χρέωση. Η βάση αυτού του προϊόντος είναι η πιο ακριβή ποικιλία - άνθρακας οπτανθρακοποίησης. Η χρέωση παραδίδεται στα ρωσικά μεταλλουργικά εργοστάσια από τις καταθέσεις Kuzbass και Pechora. Η Yakutia μπορεί να είναι υπερήφανη για τις πλούσιες κοιλότητες άνθρακα οπτανθρακοποίησης. Εδώ εξορύσσονται στο έδαφος του Neryungri, στο οποίο έχει σχεδιαστεί ειδικά μια σιδηροδρομική γραμμή.
Λόγω της κλίμακας της, η παραγωγή οπτάνθρακα απαιτεί μεγάλη ποσότητα πρώτων υλών. Παραδίδεται στα καταστήματα παραγωγής σε φορτηγά οχήματα. Εδώ, η φόρτιση φορτώνεται σε τεράστιους πύργους, στους οποίους ειδικοί μηχανισμοί, όπως οι αντλίες, αντλούν εισερχόμενο άνθρακα σε στήλες οπτάνθρακα. Το χειμώνα, η χρέωση φτάνει κατά κανόνα σε παγωμένη κατάσταση. Επομένως, πριν από την εκφόρτωση θερμαίνεται απευθείας στα αυτοκίνητα, οδηγώντας τους σε ειδικά τεράστια υπόστεγα.
Προετοιμασία χρέωσης
Η ίδια η παραγωγή οπτάνθρακα αρχίζει με τη διαλογή της φόρτισης. Όλος ο άνθρακας που έχει έρθει στο εργοστάσιο διαιρείται με την ιδιότητά του και τη σύνθεσή του στις απαραίτητες ομάδες. Μετά από αυτό, το μείγμα συνθλίβεται και αναμιγνύεται. Αυτό που ακολουθεί είναι η δοσολογία του. Είναι κατασκευασμένο σε αυτόματες κλίμακες. Μετά από αυτή την προετοιμασία, το μίγμα εμπλουτίζεται χρησιμοποιώντας απομάκρυνση σκόνης, διαλογή, πλύση, επίπλευση και άλλες μεθόδους. Όλα αυτά σας επιτρέπουν να εξαλείψετε τις ακαθαρσίες από τις πρώτες ύλες. Αφού το φορτίο ξηρανθεί και τροφοδοτηθεί στο τελικό στάδιο θραύσης, με αποτέλεσμα τους κόκκους των οποίων η ακτίνα δεν υπερβαίνει τα 3 mm.
Οι πρώτες ύλες που παρασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο είναι έτοιμες να ξεκινήσουν την παραγωγή οπτάνθρακα υψικαμίνου. Επαναφορτώνεται στις μονάδες ανάμιξης και στη συνέχεια εισέρχεται στους κάδους αποθήκευσης που βρίσκονται στον πύργο άνθρακα.
Μπαταρίες οπτάνθρακα
Η τελική πρώτη ύλη, η οποία είναι απαραίτητη για την πραγματοποίηση της παραγωγής οπτάνθρακα, χύνεται από το ορυχείο άνθρακα στη χοάνη του φορτηγού. Στη συνέχεια, παραδίδεται στις μπαταρίες οπτανθρακοποίησης. Πρόκειται για ένα σύστημα αποτελούμενο από διάφορους θαλάμους στους οποίους λαμβάνει χώρα η διαδικασία παραγωγής του τελικού προϊόντος.
Ο φούρνος οπτανθρακοποίησης είναι μια δομή, τα τείχη της οποίας είναι επενδεδυμένα με πυρίμαχα τούβλα. Το μήκος του είναι 13-15 m, το πλάτος του είναι 0.4-0.5 m, το ύψος του είναι 5-5.5 m. Τέτοιες διαστάσεις του θαλάμου επιτρέπουν τη διεξαγωγή της διαδικασίας παραγωγής οπτάνθρακα με αρκετά ταχύ ρυθμό.
Στις καμάρες τέτοιων θαλάμων υπάρχουν τρία ή τέσσερα καταπακτές με στεγανά καλύμματα. Έχουν σχεδιαστεί για να φορτώνουν πρώτες ύλες. Τα ακραία τοιχώματα των θαλάμων έχουν επίσης σφραγισμένες μεταλλικές πόρτες. Κατά τη διαδικασία σχηματισμού του οπτάνθρακα, η παραγωγή απαιτεί την αφαίρεση των αερίων προϊόντων που προκύπτουν από αυτό. Αυτό παρέχεται επίσης στο σχεδιασμό των φωτογραφικών μηχανών. Στο πάνω μέρος τους, έχουν ειδικές ανυψώσεις, κατά μήκος των οποίων εισέρχονται πτητικές ουσίες στον συλλέκτη αερίων.
Σε μια εποχή όπου η παραγωγή οπτάνθρακα βρίσκεται σε εξέλιξη, η τεχνολογία επεξεργασίας απαιτεί σημαντική θέρμανση των θαλάμων. Για το σκοπό αυτό, κατασκευάζονται μεταξύ τους ειδικές αποβάθρες. Αντιπροσωπεύουν ένα ολόκληρο σύστημα καναλιών θέρμανσης μέσω των οποίων κινούνται θερμά αέρια. Ως αποτέλεσμα, τα τοιχώματα των θαλάμων θερμαίνονται. Στο κάτω μέρος των εγκαταστάσεων για την παραγωγή οπτάνθρακα βρίσκονται αναγεννητές. Είναι απαραίτητα για τη θέρμανση των θαλάμων με αέρια που τροφοδοτούνται μέσω αγωγών φυσικού αερίου, καθώς και εκείνων που εξέρχονται από τον αέρα.
Φόρτιση θέρμανσης
Υπάρχει σιδηροδρομική γραμμή πάνω από τους θαλάμους οπτανθρακοποίησης. Ένα αυτοκίνητο φόρτωσης κινείται κατά μήκος του. Από αυτό, το μείγμα μέσω των καταπακτών εισέρχεται στο θάλαμο. Αυτό οφείλεται σε ειδικούς μηχανισμούς που βρίσκονται στο αυτοκίνητο, οι οποίοι μπορούν να ξεβιδώσουν και στη συνέχεια να κλείσουν τα σφραγισμένα καλύμματα.
Ένα ειδικό μηχάνημα εκτόξευσης οπτάνθρακα κινείται κατά μήκος μίας σιδηροτροχιάς τοποθετημένης κατά μήκος μιας από τις πλευρές του θαλάμου. Είναι εκείνη που έρχεται στις πλευρικές πόρτες και τις ανοίγει. Επιπλέον, αυτή η συσκευή ωθεί τον προκύπτον οπτάνθρακα. Από την άλλη πλευρά, ένα αυτοκίνητο σβέσης προσεγγίζει την κάμερα. Παίρνει το ζεστό προϊόν και το μεταφέρει στην περιοχή κάτω από τον πύργο πυρόσβεσης, στη συνέχεια το ξεφορτώνει σε ράμπα.
Εκπαίδευση τελικού προϊόντος
Όλη η παραγωγή μεταλλουργικού οπτάνθρακα ακολουθεί αυστηρά τις τεχνολογικές διαδικασίες που απαιτούν την αποτροπή εισόδου αέρα στο θάλαμο. Πώς συμβαίνει αυτό; Η διαδικασία παραγωγής οπτάνθρακα αρχίζει αμέσως μόλις το φορτηγό φορτίο παραδώσει μια μετρημένη δόση του φορτίου μέσα στον θάλαμο. Ταυτόχρονα, οι θυρίδες είναι κλειστές και οι συσκευές θέρμανσης είναι ενεργοποιημένες.
Τι συμβαίνει στην αρχική φάση όταν πραγματοποιείται η παραγωγή οπτάνθρακα; Η τεχνολογία της διαδικασίας στο πρώτο της στάδιο προβλέπει την απελευθέρωση αερίων και νερού από τις τελικές πρώτες ύλες. Μετά από αυτό, το μείγμα τήκεται και εγκαθίσταται. Μια περαιτέρω αύξηση της θερμοκρασίας οδηγεί στην επέκταση αυτού του ενδιάμεσου προϊόντος. Αυτό οφείλεται στην περαιτέρω εξέλιξη αερίων και ατμών. Περαιτέρω, το φορτίο στερεοποιείται βαθμιαία. Ποιο είναι το τελευταίο στάδιο της διαδικασίας που οδηγεί στον οπτάνθρακα; Η παραγωγή αυτού του προϊόντος διεξάγεται κατά τη διάρκεια της ρωγμής και της συρρίκνωσης του κέικ. Ως αποτέλεσμα, συμβαίνει το σχηματισμό του επονομαζόμενου κέικ οπτάνθρακα. Όλα τα κλάσματα που έχουν μορφή ατμού-αερίου εκκενώνονται κατά μήκος των ανερχόμενων στο συλλέκτη αερίων.
Η διαδικασία θέρμανσης του φορτίου στους θαλάμους πηγαίνει από τους θερμαινόμενους τοίχους του στο κέντρο. Λόγω της χαμηλής θερμικής αγωγιμότητας των πρώτων υλών σε διάφορα μέρη, τα στάδια οπτανθρακοποίησης βρίσκονται σε διαφορετικά στάδια.
Η όλη διαδικασία σχηματισμού οπτάνθρακα διαρκεί από 14 έως 17 ώρες.Η διάρκεια της εξαρτάται από τη θερμοκρασία καύσης του φορτίου, τη σύνθεση και το μέγεθος του θαλάμου.
Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας παραγωγής οπτάνθρακα, οι συσκευές θέρμανσης σβήνουν και οι ανυψωτήρες αλληλεπικαλύπτονται. Ένας εκτοξευτήρας είναι κατάλληλος για τις πόρτες του φούρνου οπτανθρακοποίησης, με τη βοήθεια του οποίου το προϊόν που προκύπτει είναι εκφορτωμένο σε αποσβεστήρα. Έτσι, ο κλίβανος απελευθερώνεται. Μετά από αυτό, ο εγχυτήρας κρέμεται τις αεροστεγείς πόρτες και πηγαίνει στις ράγες στον επόμενο θάλαμο. Ακολουθεί επίσης ένα φορτηγό φόρτωσης. Ανοίγει τις καταπακτές και φορτώνει μια νέα δόση ανακυκλωμένου φορτίου.
Παράδοση προϊόντος στον πύργο
Ο κοκ που λαμβάνεται στους θαλάμους πρέπει να σβήσει. Μετά από όλα, μετά την επαφή του με τον αέρα, συμβαίνει αυθόρμητη καύση. Στο πυροσβεστικό αυτοκίνητο, ο οπτάνθρακας παραδίδεται στον πύργο, όπου τελικά αποσβένεται με νερό. Το προϊόν στη συνέχεια ρίχνει έξω από το αυτοκίνητο πάνω σε μια κεκλιμένη επιφάνεια σκυροδέματος που ονομάζεται ράμπα. Εδώ, μέσα σε είκοσι λεπτά, κρυώνει. Μετά από αυτό, ο οπτάνθρακας μεταφέρεται με μεταφορείς για ταξινόμηση.
Συνδεδεμένα προϊόντα
Η παραγωγή οπτάνθρακα δεν είναι δυνατή χωρίς την απελευθέρωση πτητικών ουσιών. Είναι ένα μείγμα αερίων και ατμών. Τέτοια συστατικά αναφέρονται συλλογικά ως αέριο απευθείας οπτανθρακοποίησης. Μετά την επεξεργασία του ενός τόνου του μείγματος, του οποίου η περιεκτικότητα σε υγρασία φθάνει το 6%, λαμβάνονται 270 κιλά αέριο απευθείας οπτανθρακοποίησης. Όσον αφορά τον όγκο, ο αριθμός αυτός είναι 330 κυβικά μέτρα.
Σε απευθείας αέριο κλιβάνου οπτανθρακοποίησης που λαμβάνεται από έναν τόνο φορτίου περιέχει:
- περίπου τριάντα κιλά λιθανθρακόπισσας ·
- 10 kg ακατέργαστου βενζολίου,
- 3 kg αμμωνίας ·
- 5 kg υδρόθειου,
- 80 kg νερού ·
- 140 kg αερίου επιστροφής.
Μέχρι πρόσφατα, η παραγωγή οπτάνθρακα ήταν ο μόνος προμηθευτής που προσέφερε υδρογονάνθρακες βενζολίου. Ωστόσο, μετά την ανάπτυξη του κλάδου διύλισης πετρελαίου, κατέστη δυνατή η απόκτηση αυτών των προϊόντων με λιγότερες επενδύσεις. Αυτό οδήγησε στο γεγονός ότι το μερίδιο της παραγωγής οπτάνθρακα στην παροχή υδρογονανθράκων βενζολίου μειώθηκε σε σαράντα τοις εκατό. Το προϊόν αυτό χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη στη διαδικασία της οργανικής σύνθεσης. Το ελαφρύ κλάσμα του υφίσταται επεξεργασία με ακατέργαστο βενζόλιο.
Άλλοι τύποι υποπροϊόντων μετά την διόρθωσή τους και την επεξεργασία τους με χημικά αντιδραστήρια, καθώς και μετά την κατάψυξη και την επακόλουθη κρυστάλλωση, καθιστούν δυνατή την απόκτηση περίπου τριακοσίων χημικών ενώσεων υψηλής ποιότητας.
Χρήση λαδιού
Αυτή η φυσική ουσία, όπως ο άνθρακας, είναι στρατηγικά σημαντική για τη χώρα μας. Η παραγωγή οπτάνθρακα και προϊόντων πετρελαίου, τα οποία είναι:
- καύσιμο ·
- κερεσσίνες και παραφίνες,
- λιπαντικά έλαια ·
- πίσσα ·
- λίπος ·
- πρώτες ύλες που προορίζονται για το κύριο οργανικό και πετροχημικό σύμπλεγμα ·
- άλλα προϊόντα.
Οπτάνθρακας πετρελαίου
Αυτή η φράση είναι συλλογικής φύσης. Ως οπτάνθρακας πετρελαίου νοούνται προϊόντα βαθιάς επεξεργασίας "μαύρου χρυσού". Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή του είναι τα συστατικά που λαμβάνονται κατά την πρωτογενή επεξεργασία του ελαίου. Πρόκειται για πίσσα και ημι-πίσσα, άσφαλτο και εκχύλισμα.
Η παραγωγή οπτάνθρακα πετρελαίου λαμβάνει χώρα με δύο τρόπους:
- καθυστέρηση της οπτανθρακοποίησης, η οποία πραγματοποιείται σε μη θερμαινόμενους αντιδραστήρες ·
- σε μονάδες απόσταξης που χρησιμοποιούν οριζόντιους θερμικούς αντιδραστήρες.
Η πρώτη από αυτές τις δύο μεθόδους είναι η πιο δημοφιλής. Με τη βοήθειά του, παράγεται σχεδόν ογδόντα τοις εκατό αυτού του τύπου προϊόντος.
Ο οπτάνθρακας πετρελαίου στη συνέχεια χρησιμοποιείται στην κατασκευή ηλεκτροδίων, καθώς και μάζες ανόδου και ανόδους για τήξη αλουμινίου. Βρίσκει εφαρμογή στις τεχνολογικές διεργασίες κατασκευής σιδηροκραμάτων, λειαντικών, πυριτίου. Ο οπτάνθρακας πετρελαίου χρησιμοποιείται ευρέως στη χημική βιομηχανία.
Η απόκτηση αυτού του προϊόντος γίνεται σε χαμηλή πίεση. Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία διατηρείται από 480 έως 560 μοίρες.Αυτό επιτρέπει την παραγωγή οπτάνθρακα πετρελαίου και βενζίνης, αερίων υδρογονανθράκων, καθώς και κλάσματα πετρελαίου πετρελαίου κηροζίνης.
Η διαδικασία οπτανθρακοποίησης είναι η διάσπαση όλων των συστατικών που αποτελούν την πρώτη ύλη. Στην περίπτωση αυτή, σχηματίζονται υγρά απόσταγμα και αέρια υδρογονανθράκων.
Η βιομηχανική διαδικασία για την παραγωγή οπτάνθρακα πετρελαίου πραγματοποιείται με τη χρήση τριών τύπων φυτών. Επιπλέον της περιοδικής οπτανθρακοποίησης σε ειδικούς κύβους και μιας διαδικασίας επιβράδυνσης στους θαλάμους, μπορεί να συμβεί συνεχώς στη ρευστοποιημένη μάζα του φορέα οπτάνθρακα. Εξετάστε ένα από αυτά, το οποίο χρησιμοποιείται πιο συχνά, με περισσότερες λεπτομέρειες.
Αργή οπτανθρακοποίηση
Αυτή η διαδικασία ονομάζεται επίσης ημι-συνεχής. Αυτή η μέθοδος παραγωγής οπτάνθρακα πετρελαίου είναι συνηθέστερη στην παγκόσμια πρακτική. Υπονοεί μια τέτοια τεχνολογική διαδικασία στην οποία η πρώτη ύλη προθερμασμένη σε 350-380 μοίρες τροφοδοτείται συνεχώς σε ειδικές πλάκες που βρίσκονται σε στήλες απόσταξης. Οι εγκαταστάσεις αυτές λειτουργούν υπό ατμοσφαιρική πίεση. Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή οπτάνθρακα πετρελαίου ρέουν κάτω από τις πλάκες και έρχονται σε επαφή με τους ατμούς που ρέουν από τη συσκευή αντίδρασης. Το αποτέλεσμα αυτής της μεταφοράς μάζας και θερμότητας είναι η συμπύκνωση. Είναι αυτός που σχηματίζει, μαζί με το αρχικό προϊόν, δευτερογενείς πρώτες ύλες για περαιτέρω θέρμανση στους 490-510 βαθμούς σε φούρνους σωλήνων.
Στη συνέχεια, το μίγμα εισέρχεται στους θαλάμους φούρνου οπτανθρακοποίησης. Πρόκειται για κατακόρυφα τοποθετημένους κοίλους κυλίνδρους, το ύψος των οποίων φθάνει τα 22-30 μέτρα και η διάμετρος των 3-7 μέτρων.
Η μάζα της αντίδρασης εισέρχεται συνεχώς στους θαλάμους φούρνου οπτανθρακοποίησης. Επιπλέον, η διαδικασία αυτή διαρκεί από 24 έως 36 ώρες. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η μάζα, χάρη στη θερμότητα που κρατά, βαθμιαία ασκείται. Όταν ο θάλαμος είναι 70-90 τοις εκατό γεμάτο με το τελικό προϊόν, αφαιρείται χρησιμοποιώντας ένα κανονικό πίδακα νερού κάτω από υψηλή πίεση.
Στη συνέχεια, ο οπτάνθρακας τοποθετείται σε θραυστήρα, στον οποίο θρυμματίζεται σε κομμάτια των οποίων το μέγεθος δεν υπερβαίνει τα 150 mm. Μετά από αυτό, το προϊόν τροφοδοτείται στην οθόνη με ανελκυστήρα, ταξινομώντας το σε κλάσματα διαφορετικών μεγεθών. Ο θάλαμος στον οποίο ελήφθη ο οπτάνθρακας υπόκειται σε θέρμανση με υδρατμούς και εκείνους τους ατμούς που τροφοδοτούνται από συσκευές εργασίας. Στη συνέχεια, η δεξαμενή γεμίζει και πάλι με πρώτες ύλες.
Αφού περάσουν από τη διαδικασία, προκύπτουν πτητικά προϊόντα. Αυτό είναι ένα μίγμα ατμού-υγρού, το οποίο απομακρύνεται συνεχώς από τους υφιστάμενους θαλάμους και διαχωρίζεται διαδοχικά σε αέρια, πρώτα σε μια στήλη απόσταξης, και στη συνέχεια σε έναν διαχωριστή νερού και ένα μπλοκ αερίου, καθώς και σε μια στήλη απογύμνωσης.