Կոքսաքիմիական արդյունաբերություն

Կոքսաքիմիական արդյունաբերություն, ծանր արդյունաբերության ճյուղ, կոքսացման մեթոդով քարածուխ է մշակում։ Արտադրում է կոքս, կոքսագազ և քիմիական նյութեր։

Պատմություն 
Կոքսի օգտագործմամբ թուջի առաջին հալվածքը (առանց փայտածխի ավելացման) ստացվել է 1735 թվականին, Մեծ Բրիտանիայում։ Կոքսաքիմիական արդյունաբերությունը, որպես ինքնուրույն ճյուղ, ձևավորվել է 19-րդ դարի վերջին։ Ռուսաստանում կոքսի արդյունաբերական թողարկումը սկսվել է 19-րդ դարի 80-ական թվականներին, Դոնբասում։ Կոքսաքիմիական արդյունաբերությունը թույլ էր զարգացած, կոքսի պահանջարկի 20%-ը ներմուծվում էր։

Կոքսաքիմիական խոշոր ձեռնարկություններ 
ԽՍՀՄ-ում գործում էին կոքսաքիմիական խոշոր ձեռնարկություններ (Մագնիտագորսկի, Կուզնեցկի, Նիժնի Տագիլի, Չելյաբինսկի, Կարագանդայի և այլն), ընդլայնվել է հումքի բազան։ (Յուրացվել են կոքսացման համար ածուխ արդյունահանող նոր հանքավայրեր. Կուզնեցկի, Կարագանդայի, Պեչորայի ածխավազանները, Տղվարչելի և Տղիբուլի ածխահանքերը։

Կոքսի արտադրությամբ և զարգացման մակարդակով ԽՍՀՄ Կոքսաքիմիական արդյունաբերությամբ առաջինն էր աշխարհում (1974 թվականին՝ 82, 6 միլիոն տոննա)։ Կոքսը ստացվում է հորիզոնական և ուղղահայաց վառարաններում, հիմնական արտադրական պրոցեսները լրիվ մեքենայացված են։

Մետալուրգիական և քիմիական ձեռնարկությունների հետ կոքսաքիմիական գործարանների զուգակցումն ապահովում է կոքսացման բոլոր նյութերի համալիր օգտագործումը։ Կոքսաքիմիական արդյունաբերությունը զարգացած է նաև Լեհաստանում, Չեխիայում, ԱՄՆ-ում, Գերմանիայում, Ճապոնիայում, Մեծ Բրիտանիայում և Ֆրանսիայում։

Ստացում 
Կոքս (, ), բարձր ամրությամբ արհեստական պինդ վառելանյութ է ստանում են իներտ միջավայրում (առանց օդի մուտքի) բնական վառելանյութերը կամ դրանց մշակման արգասիքները բարձր ջերմաստիճաններում (950-1050 °C) տաքացնելիս։

Կոքսագազը այրվող գազ է։ Ստացվում է քարածխի կոքսացման ընթացքում։ Պարունակում է միջին հաշվով 55-60% ջրածին, 20-30% մեթան, 5-7% ածխածնի օքսիդներ։ Այրման նվազագույն ջերմությունը՝ 17, 2-18,8 Մջ/մ3 (4100-4500 կկալ/մ3)։ Կիրառվում է որպես վառելանյութ՝ արդյունաբերական վառարաններում, կենցաղային գազամատակարարման համար և որպես ելային հումք քիմիական արդյունաբերության մեջ։ Շատ կարևոր է պինդ վառելանյութի փոխարկումը գազայինի, որն անվանվում է գազացում։ Հատուկ վառարաններում՝ գազագենորատորններում ածուխն այրվում է երկու հաջորդական ռեակցիաներով։ Սկզբից այն ամբողջովին այրվում է՝ առաջացնելով ածխածնի(4) օքսիդ՝

  + 402 կՋ

Ջրագազը ոչ միայն վառելանյութ է, այլ ելանյութ մեծ թվով օրգանական նյութեր ստանալու համար։

Շիկացաց ածխի շերտի միջով բարձրանալով վերև ածխածնի(4) օքիդը փոխարինվում է ածխածնի երկվալենտ օքսիդի՝

  + 175 կՋ

Ստացված գազն անվանվում է գեներատորային գազ և կազնված է ազոտից ու ածխածնի երկվալենտ օքսիդից։ Եթե գազագենորատորի միջոցով անցկացվում են ջրային գոլորշի ապա կստացվի ջրագազ՝

 

Ըստ հումքի տեսակի, տարբերում են՝ 
 քարածխակոքս, 
 էլեկտրոդային կպրակոքս
 նավթակոքս։

Քարածխակոքսի իրական հարաբերական խտությունը 1800-1950 կգ/մ3 է, միջին ծակոտկենությունը՝ 49-53 %, այրման ջերմությունը՝ մոտ 7000 կկալ/կգ, վառվող զանգվածինը՝ 8000 կկալ/կգ։ Վառվող զանգվածում ածխածնի պարունակությունը 96% ից բարձր է, ցնդող նյութերի ելքը 0, 8-1, 0% ։

Կիրառում 
Քարածխակոքսը հիմնականում կիրառում են դոմնային պրոցեսում (դոմնային կոքս)՝ թուջ ձուլելու համար, որտեղ այն միաժամանակ վառելանյութ է և երկաթահանքի վերականգնիչ։ Քիչ քանակությամբ քարածխակոքս օգտագործում են ձուլարաններում, քիմիական արդյունաբերության մեջ, գունավոր մետալուրգիայում և այլուր։ էլեկտրոդային կպրակոքսը և նավթակոքսը, ի տարբերություն քարածխակոքսի, ունեն ածխածնի մեծ պարունակություն և հետևաբար ավելի փոքր մոխրայնություն (մինչև 0, 3%, նավթակոքսում՝ 0,8%)։ էլեկտրոդային կրակոքսն ստանում են քարածխի բարձրահալ կուպրը կոքսացնելով, նավթակոքսը՝ հեղուկ նավթամնացորդները և կուպրը կոքսացնելով։ Նավթակոքսն ստացվում է նաև նավթի թորման նյութերի կրեկինգից կամ ջերմային մշակմամբ։ Կիրառվում են էլեկտրոդների արտադրության մեջ։

Մինչև 100 °C տաքացնելիս բարդ օրգանական նյութերը, որոնք մտնում են քարածխի բաղադրության մեջ ենթարկվում են քիմիական փոփոխության։ Ածխից անջատվում են գազային և տարբեր հեղուկներ, իսկ վառառանւմ մնում է միայն կոքս, որը կազմում է վերցրաց քարածխի 60-70%։ Քանի որ բոլոր ցնդող նյութերը կոքսից հեռանում են այն այրվում է առանց բոցի ինչնլ էլ մետաղարտադրության գթրծընթացում նրան դարձնում է ավելի արժեքավոր։ Քիմիական արդյունաբերության համար շատ կարևոր հումք են հանդիսանում՝
 ամոնիակաջուրը
 կոքսագազը
 խեժը։

Գրականություն 
 Очерки истории коксохимической промышленности / А. А. Кауфман, В. В. Запарий. – Екатеринбург : Изд-во УМЦ УПИ, 2007 г.
 Коксохимическая промышленность - статья в Большой советской энциклопедии

Արդյունաբերություն