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煤干馏实验过程


化学家 / 2018-05-04

    前面在讲到苯和和它的同系物时,曾经说明它们是从煤的干馏产物---煤焦油中提取得来的,所谓媒的干留,和以前学过的木材干馏相似,就是使煤在密閒的设备里隔绝空气而加强热的过程。

    煤的干馏产物  煤的主要成分是碳,但除碳以外还含有氢、氧、氮和少量的硫.当煤在1000C左右的高温下进行干馏时,煤煤的内部就发生复杂的化学反应,生成气态的煤气、液态的氨水和煤焦油以及固态的焦炭,下面的实验,可以表示煤干馏的反应过程。

    把敲碎的烟煤小块,装在硬质试管里,管口配单孔塞,在塞孔内插入一支导管,并接连一个作为冷凝用的试管,在这一试管口配双孔塞,一孔附尖嘴玻管,装置如图1·12.

    在硬质试管下加强热,当温度逐渐增高时就有气体发生,进入冷贤用的试管后就有部分液体凝结下来,这是黑褐褐色、粘稠的油状物一煤焦油,以及和煤焦油混在一起的氨水.没有冷凝的一部分气体,则从尖唠玻管口逸出,点火能燃烧,火焰呈淡蓝色,这就是俗称煤气的焦炉气.最后硬质试管里剩下的是灰黑色的的焦炭。

   工业上大规模干馏烟煤的原理和上述实验的原理基本上一样,仅仅是设备不同而已.生成的产物当然也是焦炉气、氨水、煤焦油和焦炭四种,它们都有实际用途,现在把它们的成分氨水和煤焦油分离方法和用途,分述于下:

   1.焦炉气主要成分是氢气和甲烷,此外还杂有部分的氧化碳、二氧化碳、氮气和少量的气态氨、苯和苯的同系物经冷凝处理,可以把氨、苯和苯的同系物分离出来.提净后的焦炉气的组成,约如图1・13所示。

    焦炉气的成分中绝大部分是可燃性气体,燃烧时发热量很高,可以用作炼钢等工业和生活上的燃料.城市里的家用煤气,大都是焦炉气,把焦炉气作深冷处理,由于甲烷和氢气的液化温度相差很大(甲烷在一146C液化,氢气-205C),因此就可以使、它们分离.至于它们的用途前面已经叙述过了。

2.煤焦油煤焦油是图1·13焦炉气的平均组成芳香烃的主要来源,它是液态有机物的复杂混和物.近代对于煤焦油的加工,采用的是分馏法.通过蒸馏把沸点不同的各种液态有机物,大致分成几种馏分,然后再从这些馏分里逐步精炼出主要成品来,表1.7是煤焦油的初步分馏产品:

煤干馏实验过程

    这些产品的用途,除苯和它的同系物已在前面讲过,将在下章介绍外,萘也是重要的化工原料,用以制取染料和虫药(莠丸俗称樟脑丸);沥青俗称柏油,是筑路以及制造油毛毡等的原料。

    3,焦炭和氨水焦炭是治炼钢铁和其他金属的重要还原剂、制造电石的原料和用作一般然料.氨水可提取纯氨或制造氮肥。

 


①苯酚,

②縈(C10H8),读做“奈”nai,它的分子由结合着的两个苯环构成:

    煤的综合利用   煤的干馏是提高煤使用价值的一种有效处理方法.煤是一项宝贵的自然资源,长时期以来人类只是把煤用作燃料,直到1825年英国物理学家法拉第在煤气里发现了苯,才引起人们的注意,到1845年科学家又从煤焦油里分离出苯来,从此一向在制造煤气时被人们所厌弃的“废物”一一煤焦油,就一变而为具有极大价值的化工原料.并且随着化学工业的发展,煤焦油反而显得供不应求了.所以,煤的用途是多方面的,怎样充分发挥煤的作用,也就是煤的综合利用问题,是宁个牵涉到国民经济各个部门和国防上的极重要的问题,表1·8概括地显示煤的各方面的用途。

 


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