Способ получения водоугольной суспензии

 

Изобретение относится к жидким углеродсодержащим топливам, в частности, к получению водоугольной суспензии. Цель - повышение качества суспензии и упрощение технологии процесса. Получение ведут путем измельчения влажного бурого угля с водой при 30-90°С в присутствии углеводородной добавки - предпочтительно используют нефтяную или угольную фракцию, выкипающую в интервале 350°С - к.к., 0,5-5,0 мас.% на уголь с получением суспензии. Последняя содержит 35-45 мас.% твердой фазы, нагревают ее при 200-300°С под давлением 15-100 атм в трубчатом реакторе со скоростью подачи суспензии 0,1-3,0 м/с с последующим снижением давления сначала до 8-80 атм и охлаждением суспензии до 30-90°С и затем снижением давления до 3-10 атм. Способ позволяет получать по непрерывной технологии стабильную при хранении водоугольную суспензию из бурых углей с содержанием твердой фазы 60-70 мас.% и имеющую вязкость после 30 сут хранения 0,53-0,67 против 1,5-2,5 Па<SP POS="POST">.</SP>с по известному способу. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 1g1) q С 10 1- 1/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499730/31-04 (22) 31. 10. 88 (46) 30. 12. 90. Бюл. У 48 (71) Институт горючих ископаемых (72) Г.С.Головин, Е.Г.Горлов, Л.Т„Грибанова и О.В.Зотова (53) 665.75(088.8) (56) Заявка чРГ Р 3505776, кл. С 10 L 1/32, 1985.

Авторское свидетельство СССР

Р 1268607, кл, С 10 L 1/32, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧГШБ! ВОДОУГОЛЬНОЙ

СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение относится к жидким углеродсодержащим топливам, в частности, к получению водоугольной суспенэии. Цель — повышение качества суспензии и упрощение технологии процесса. Получение ведут путем измельчения влажного бурого угля с

: водой при 30-90 С в присутствии уго, Изобретение относится к способам получения концентрированных водоугольных суспензий и может найти применение в трубопроводном транспорте при сжигании и газификации углей.

Цель изобретения — повьш ение качества водоугольной суспензии и упрощение технологии ее приготовления.

Предпочтительно в качестве углеводородных добавок испольэовать нефтяные или угольные продукты, имеющие т ° кип. выше 350 С, такие как нефтя0 ной или угольный мазут, смола пит олиэа, остатки гидрогениэации, отработанные масла.

2 леводородной добавки — предпочтительно используют нефтяную или угольную фракцию выкипающую в интервале

3500С вЂ” к.к., 0,5-5,0 мас.% на уголь с получением суспензии. Последняя содержит 35-45 мас.% твердой фазы, нагревают ее при 200-300 С под давленио ем 15-100 атм в трубчатом реакторе со скоростью подачи суспензии

0,1-3,0 м/с с последующим снижением давления сначала до 8-80 атм и охлаждением суспенэии до 30-90 С и затем снижением давления до 3-10 атм.

Способ позволяет получать по непрерывной технологии стабильную при хранении водоугольную суспензию из .бурых углей с содержанием твердой фазы 60-70 мас.7.. и имеюцую вязкость после 30 сут хранения 0,53-0,67 против 1,5-2,5 Па с по известному способу. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Пример 1. Бурыи уголь (M 24,8 мас.7.; AP 6,0 мас.7.. C

43,7 мас.7; НP 3,0 мас.Z) в количестве

26,6 кг смешивают с 5 мас.7. на уголь нефтяным мазутом (вязкость условная при

75 С 30,2 ВУ, плотность 0,985 г/см температура начала кипения 357 С, содержание серы 1,7 мас.7.; температура застывания 25 0) и 23,4 кг воды, о осуществляют мокрый помол при 90 С.

Полученную суспензию, содержащую

60 мас.% воды нагревают в трубчатом реакторе под давлением 100 атм со скоростью 3 м/с до 300 С. Затем нагретая суспензия поступает в горя1616970

45

50 чий сепаратор высокого давления, где при давлении 80 атм удаляется сверху парогазовый поток, содержащий

18,5 кг воды и 0,25 кг газа следующего состава, об.Х: СО 82; СО 3;

О 15 (без учета азота). С низа сепаратора суспензию отводят через теплообменник, где охлаждают до 90 С и подают в холодный сепаратор высоко- 10 го давления, в котором сбрасывают давление до 10 атм. Сверху сепаратора удаляют дополнительно 4,0 кг воды и 0,08 кг газа, состоящего в основном из СО и СО. 15

Ллучают суспенэию, содержащую

0 мас.Х воды. Технологические параметры получения этой суспенэии и ее ! реологические свойства представлены

В таблице.

Примеры, иллюстрирующие влияние различных органических добавок, их количеств, условий нагрева и дросселирования суспензии, приведены в таблице. 25

Смола пиролиза имеет следующие характеристики: плотность 0,880 г/см

3 н.к. 35500; содержание асфальтенов

47 мас.Х серы 1,2 мас,.X.

Фракция гидрогенизации бурого угля с т.кип. 400 С (фракционный состав, об.Х:н.к. 4500С 42,7; 450-500 С 36,5, выше 5000С остальное, плотность

0,985 г/см, температура застывания

10oC)

Угольный мазут имеет следующие

35 характеристики: плотность 1,075 г/см температура начала кипения 350 С; вязкость при 75 С, ВУ 5; температура о застывания 25 С; содержание серы

0,45 мас.X.

Отработанное компррссорное масло (вязкость при 100 С 17 сСт, содержание твердой фазы 1,2 мас.Х, плотность

0,925 г/см, н. к. 375 С).

При скорости нагрева суспензии ниже 0,1 м/с не обеспечивается нужный контакт между суспензией и углеводородной добавкой, а при скорости движения суспензии выше 3 м/с происходит интенсификация нагрева, не обеспечивающая заполнение образующихся пор в угле углеводородной фазой.

Количество выбранной добавки

0,5 — 5 мас.Х объясняется тем., что при количестве добавки менее 0,5 мас.Х на уголь не наблюдается гидрофобизаI ция поверхности угля, а при количестве углеводородной добавки .более

5 мас.Х особого улучыения гидрофобиэации угля также не наблюдается.

Выбор интервала охлаждения 30-90 С перед второй ступенью дросселирования и остаточное давление после дросселирования 3-10 атм объясняется тем, что необходимо обеспечить получение устойчивой к расслоению ВУС и затратами на ее перекачку.

В качестве углеводородных фракций следует применять различные углеводородные продукты нефтяного или угольного происхождения с т. кип. выше 350 С. о

При температуре кипения добавки ниже 350 С часть этой фракции перехоо днт в паровую фазу, которая удаляется при дросселнровании в виде паров.

Таким образом, применение данного способа получения водоугольной сус-, пензии позволяет получать по непрерывной технологии стабильную при хранении ВУС из бурых углей с содержанием твердой фазы 60-70 мас.Х и имеющую вязкость после 30 сут хранения 0,53-0,67 Па.с против 1,5-2,5 Па.с по известному способу.

Формула изобретения

1. Способ получения водоугольной суспензии путем измельчения влажного бурого угля с водой при 30-90 0 с получением суспенэии, содержащей

35-45 мас.Х твердой фазы, нагрева ее при температуре 200-300 С под давлением 15-100 атм, сброс давления после баротермической обработки до

8-80 атм с получением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повьппения качества суспензии и упрощения технологии процесса, иэмельчение угля проводят s присутствии углеводородной добавки, взятой в количестве 0,,5-5,0 мас.Х на уголь, нагрев осуществляют в трубчатом реакторе со скоростью подачи суспенэии 0,1-3,0 м/с, с последующим снижением давления сначала до 8-80 атм и охлаждением суспензии до 30-90 С и затем снижением давления до 3-10 атм.

2. Способ по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве углеводородной добавки используют нефтяную или угольную фракцию, выкипающую в интервале 350 С- к.к.

1616970

Примеры

1 Г

Показатели.

1 2 3 4

Исходная суспензия, количество влажного угля, кг

Количество воды, кг

Тип органической добавки

Мазут Мазут Мазут нефтя- нефтя- нефтяной ной ной

Фрак- Мазут Мазут ция уголь- угольгидро- ный ный гениз аСмола

Отработанное маспиролизная ло зации

1 0,8, 2,5

30 60 60

45 35 35

0 5 3

90 90 30

30

40

40 45

300 200

2,2 0,1

100 25

100

2,5

100

200 200 250 250

0,5 0,7 1,5 1,9

25 25 70 70

290

80 15

290 170

290

170

15 35 35

170 240 240

18,5 18,5 18,5 15

15 22

6 10

30 60

60

60

3 10 3

60 50 . 45

60 60 65 65

70 . 60

Количество органической добавки, мас.7 на уголь

Температура о суспензии, С

Концентрация суспензии, мас.7.

Нагрев суспензии о

Температура, С

Скорость, м/с

Давление атм

Сепарация

1-я ступень.

Сброс давления, атм

Температура, С

Количество выделившейся воды, кг

Количество выделившегося газа, кг

2-я ступень сброс давления, атм о

Температура, С

Количество выделившейся воды, кг

Количество вы делившегося газа, кг

Суспензия Концентрация твердой фазы, мас.7

Структурная вязкость, Па .с

26,6 26,6 26,6 29,9 29,9 29,9 23,3 23,3

23,4 23,4 23,4 20,1 20 1 20,1 26,7 26,7

0,25 0,25 0,25 0,14 0,14 0,14 0,21 0,21

2,5 2,5 2,5 3,0 3,0

0,08 0,1 0,11 0,02 0,025 0,03 0,04 0,05

О 61 Оэ62 Оэ61 Оэ50 Оэ50 Оэ50 Оэ56 Оэ56

1616970

Продолжение таблицы

Примеры

Показатели

Оэ67 Оъ65 Ов66 Оэ53 Оэ54 0153 Оэ60 0,61

Редактор М.Недолуженко

Заказ 4096 Тираж 437 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Структурная вязкость через

30 сут1tia с

) 2 (3 (в

Составитель Н. Богданова

Техред Л. Сердюкова Корректор Н. Король