Productos derivados de la Hulla

El coque

El coque es un combustible obtenido de la destilación de la hulla calentada a temperaturas muy altas en hornos cerrados y a la cual añaden calcita para mejorar su combustión, que la aíslan del aire, y que sólo contiene una pequeña fracción de las materias volátiles que forman parte de la misma. Es producto de la descomposición térmica de carbones bituminosos en ausencia de aire. Cuando la hulla se calienta desprende gases que son muy útiles industrialmente; el sólido resultante es el carbón de coque, que es liviano y poroso.

Durante la revolución industrial sustituyó al carbón vegetal como reductor y fuente de energía en los altos hornos, facilitando el desarrollo de la industria siderúrgica, que dependía hasta entonces de un recurso muy limitado como es la leña. Su empleo se popularizó para la calefacción de hogares, pues su combustión no produce humo y es menos contaminante. El carbón de coque es un combustible muy importante para la fabricación del hierro y del acero.

El coque es producido en una instalación llamada batería de coque, constituida por una serie de hornos en batería. El proceso de transformación de la hulla en coque, conocido como coquizado, consiste en su horneado durante un tiempo de entre 10 y 24 horas, dependiendo del tamaño del horno. Durante el coquizado se desprenden una serie de gases y líquidos de gran utilidad industrial, hecho por el que muchas plantas procesadoras de coque se centran más en los subproductos que en el propio coque, vendiendo éste a precio de costo.

Productos secundarios

Durante casi un siglo, los productos químicos obtenidos como derivados en el proceso primario del carbón para la producción de coque metalúrgico, han sido la fuente principal de los compuestos aromáticos que se utilizan como intermediarios en la síntesis de tintes, drogas, antisépticos y disolventes. Aunque algunos hidrocarburos aromáticos, como el tolueno y el xileno, se obtienen en buena medida de las refinerías de petróleo, productos como el benceno, naftaleno, antraceno y fenantreno se obtienen todavía como productos secundarios en los hornos de coque. También de éste se obtienen los compuestos heterocíclicos nitrogenados, como las piridinas y quinolinas.

A pesar de que gran parte del fenol se produce por hidrólisis del monoclorobenceno y por descomposición del hidroperóxido de eumeno, todavía se obtienen fenol, cresoles y xilenoles de este alquitrán.

Creosota

La creosota es un compuesto químico derivado del fraccionamiento de alquitranes procedentes de la destilación de carbones grasos (hulla) preferentemente a temperaturas comprendidas entre 900 y 1200 ºC. El fraccionamiento mencionado se realiza entre 180 ºC y 400 ºC. La norma IRAM 9512 la define así: "Producto que consiste en una mezcla de compuestos destilados del alquitrán de hulla, libre de cualquier mezcla de aceite de petróleo o de aceites no derivados del alquitrán de hulla". Fue descubierta y patentada por John Berthell en Inglaterra en el año 1838.

La composición es muy variada en función de las distintas utilizaciones.

La principal propiedad son sus cualidades biosidas para los agentes causantes del deterioro de la madera, la cual se protege impregnándola con el producto mediante proceso que habitualmente se realiza en una autoclave y que se denomina creosotado.

Para una descripción somera de cómo se produce la creosota, podemos indicar que la hulla es un carbón mineral de la era primaria (Carbonífero). Una vez extraída, se la introduce en un horno para coquificarla, obteniéndose por una parte coque (que se utiliza en los altos hornos de las acerías), y por otros vapores que llegan a un condensador de alquitrán. De ese condensador, además de alquitrán se obtienen gases, que sometidos a distintos procesos industriales dan como productos finales el sulfato de amonio, la piridina, etc. Este alquitrán pasa a la destilería, y de su fraccionamiento se obtiene: aceite de naftalina, aceite de antraceno, aceite fenolado, aceite de lavado y brea. La mezcla de los cuatro primeros en las proporciones requeridas para cumplir con la norma IRAM conforma el producto conocido como creosota.

Productos secundarios

Los productos secundarios del coquizado son: gas, aceite ligero y alquitrán. El gas es una mezcla de metano, monóxido de carbono, hidrógeno, cantidades pequeñas de hidrocarburos superiores, amoniaco y sulfuro de hidrógeno. La mayor parte de este gas se emplea como combustible. Pese a que varios cientos de compuestos químicos se obtienen del alquitrán del carbón, un número relativamente pequeño se halla presente en cantidades importantes.

El objetivo de buena parte de la investigación y el desarrollo ha sido la utilización directa del carbón como fuente de productos químicos orgánicos. La oxidación de la pasta acuosa alcalina del carbón con oxígeno bajo presión, produce una mezcla de ácidos carboxílicos aromáticos. 

Esta mezcla es difícil de refinar por la presencia de compuestos del nitrógeno y de hidroxiácidos. La hidrogenación del carbón a elevadas temperaturas y presiones, produce ácidos del alquitrán y de hidrocarburos aromáticos de importancia en cantidades mucho mayores que las que se obtienen con la carbonización. Sin embargo, esta operación es más costosa que la de otras fuentes de estos productos químicos.