Технология производства каменноугольного дегтя и теоретические основы процесса

Технология производства каменноугольного дегтя и теоретические основы процесса.

Каменноугольный дёготь — вязкая тёмно-бурая или чёрная жидкость, состоящая из углеводородов. Каменноугольные дегти содержат фенолы (соединения, обладающие антисептическими свойствами), а также бензол, толуол, ксилол, нафталин и много других веществ, широко используемых в химической промышленности для производства различных синтетических продуктов. Плотность дегтей 1,08-1,35 г/см3.

Дёготь получают при сухой перегонке (нагревании при высоких температурах без доступа воздуха) каменного или бурого угля, торфа, древесины.

По своему составу он представляет очень сложную смесь органических соединений различных функций; но преобладают вообще углеводороды. Из жирных углеводородов здесь находится большинство из представителей предельного ряда, начиная с метана и кончая парафином;члены этиленного ряда (этилен, пропилен, бутилен и пр.); ацетиленного ряда (ацетилен, кротонилен и пр.), а также и более непредельных рядов.Из ароматических углеводородов здесь найдены бензол с гомологами(толуол, ксилолы, псевдокумол и пр.), стирол, нафталин, дифенил, флуорен, антрацен, фенантрен, хризен и пр. Из спиртов есть указания на присутствие метилового спирта и обыкновенного (этилового).

Из кислот —уксусная кислота, бензойная. Фенолы также имеют представителей в виде карболовой кислоты, крезолов, ксиленолов и пр. В каменноугольном дегте, кроме того, находится значительное количество азотистых соединений,как-то: аммиак, амины, анилин, пиридин и пр., сернистые соединения(сернистый углерод, водород, сернистый газ) и, наконец, частицы угля и вода с растворенными в ней аммиачными солями. Последняя, очевидно,механически включена в массе дегтя.

Наибольшее значение для строительной промышленности имеют дегти, получаемые при коксовании угля.

 В зависимости от  температуры коксования дегти  бывают высоко- и низкотемпературные.  Высоко- и низкотемпературные дегти каменноугольные подразделяют на сырые, отогнанные и составленные. Сырой высокотемпературный деготь непосредственно для производств строительных материалов не применяют, так как он содержит воду и много летучих составных частей, используемых другими отраслями как самостоятельные продукты.

Отогнанный высокотемпературный деготь получают из сырого дегтя путем отделения воды, легких и средних масел. При дальнейшей разгонке из дегтя выделяются тяжелые и антраценовые масла, в остатке получается каменноугольный пёк. Каменноугольный пёк — твёрдое вещество чёрного цвета, получаемое после отгонки из дёгтя почти всех масляных фракций. В гидроизоляционных работах каменноугольный пёк применяют при создании пропиточных гидроизоляций бетонных конструкций.

Вязкость всех каменноугольных дорожных дегтей зависит от содержания жидких масел и вязкопластичных смол, а также от наличия в вяжущи твердых веществ. За величину вязкости дегтей принимают время протекания 50 мл дегтя через отверстие диаметром 5 и 10 мм при t 30 или 50оС. Определяется вязкость на стандартных вискозиметрах и выражается в секундах.

Дегти по сравнению с битумом более чувствительны к воздействию высоких температур, при которых более интенсивно происходит испарение легких фракций, окисление и т.д. Поэтому, дегти быстрее стареют, что необходимо учитывать при их использовании в дорожном строительстве. Для установления стабильности свойств дегтя во времени производят определение фракционного состава и испытание остатка после нагрева до 300оС. В тоже время каменноугольные дегти по сравнению с нефтяными битумами имеют лучшее сцепление с большинством каменных материалов. Это объясняется повышенным содержанием в них основных фенолов.