Способ получения жидких продуктов из угля

 

Использование: углехимия. Сущность: уголь смешивают с водой и карбонатом натрия или калия, затем нагревают смесь с окисью углерода под давлением в течение 5-20 мин до 330-350°С, нагревают до температуры ожижения 420-450°С в течение 20-40 мин и ожижают при этой температуре в течение 4-20 мин. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 10 G 1/04, 1/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Щ ь ф цд

К ПАТЕНТУ!

Ъ

QO } о

О

СО о (21) 4356561/04 (22) 30.09.89 (46) 07.07.93. Бюл. М 25 (31) 22120 А/87 (32) 02.10.87 (33) IT (71) Эниричерке С.п.А. (IT) (72) Альберто Дельбьянко. и Эрманно Джирарди (Щ (56) Патент США N 4128471, кл. 208 — 8, 1978.

Изобретение относится к способу одностадийного ожижения угля.

Неожиданно обнаружено, что путем проведения реакции ожижения при определенных возрастающих значениях температуры процесс превращения угля можно лучше регулировать, причем возможно улучшение качества продуктов в единицах общего распределения ПА, А, М, а также соотношения водород/углерод (Н/С) для одинаковых продуктов реакции.

Полученные таким образом продукты могут испол ьзоваться как и ромежуточные для производства жидких производных из угля.

Способ одностадийного ожижения угля по изобретению, включающий взаимодействие угля в водной суспензии с моноксидом углерода в присутствии катализатора превращения, выбранного иэ щелочного гидроксида или карбоната, отличается тем, что реакцию ведут при температуре, которую поддерживают в течение периода до 20 мин, предпочтительно в интервале 5-20 мин, равной значению, выбранному в интер„„ 4 „„1826986 АЗ (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ УГЛЯ (57) Использование: углехимия. Сущность; уголь смешивают с водой и карбонатом натрия или калия, затем нагревают смесь с окисью углерода под давлением в течение

5 — 20 мин до 330 — 350 С, нагревают до температуры ожижения 420 — 450 С в течение

20 — 40 мин и ожижают при этой температуре в течение 4-20 мин. 1 табл. вале 330 — 350 С, затем ее повышают в течение периода 20 — 40 мин, пока не будет достигнуто значение температуры, заключенное в интервале 420 — 450 С, и эту температуру поддерживают постоянной в течение периода до 20 мин, предпочтительно в интервале 5 — 20 минут.

Давление, при котором происходит ожижение угля, зависит как от количества воды, которая загружается вместе с углем в реакционную смесь, то-есть в водно-угольной суспензии, которое предпочтительно должно находиться в весовом соотношении в интервале 2/1, — 5/1 относительно угля, использованного в качестве исходного материала, так и от парциального давления загруженного моноксида углерода, которое предпочтительно должно быть заключено в интервале 40 — 80 атм, При этом давление процесса предпочтительно выбирают в интервале 150-300 атм.

В ходе процесса ожижения угля вода находится при температуре, близкой к критической или выше критической, что опреде1826986

55 ляется плотностью реакционной среды, заключенной в интервале 0,07 — 0,2 г/мл.

Предпочтительными катализаторами для реакции превращения CO в диоксид углерода и водород являются гидроксиды и карбонаты натрия и калия.

Для того чтобы лучше проиллюстрировать значение настоящего изобретения, ниже приведены примеры, которые ни в коей мере не следует рассматривать в плане ограничения этого изобретения.

Пример 1, Опыт проводят на иллинойском угле М 6, элементный анализ которого приведен в табл. 1.

Уголь (1 г) загружают в реактор емкостью 30 мл вместе с 4 мл 0,1 М водного раствора карбоната натрия.

Затем реактор оп рессовы вают монооксидом углерода при давлении 40 атм и затем нагревают его до температуры около 350 С и выдерживают при этой температуре в течение 15 мин. Температуру реактора последовательно повышают на 90 С в течение

30-минутного периода и выдерживают равной 440 С в течение дополнительного 15минутного периода.

Когда реакция завершится, реактор разгружают и после удаления водной фазы продукт реакции выделяют тетрагидрофураном.

Затем растворимую в тетрагидрофуране долю продуктов отфильтровывают от непрореагировавшего угля и минеральных материалов.

Затем растворимый в тетрагидрофуране материал дополнительно обрабатывают гексаном в аппарате Сокслета, для того чтобы выделить фракцию, составляющую масла.

В общем, исходя из 1 г сухого, свободного от минеральных веществ угля, по окончании процесса выделяют более чем 0,9 г смеси в основном неперегоняющихся растворимых в тетрагидрофуране углеродов, 40 которых были растворимы в парафиновых растворителях (масла).

Степень гидрирования смеси продуктов, растворимых в тетрагидрофуране, возросла, так как увеличилось отношение Н/С от 0,82 (в исходном угле) до 1,04.

Пример 2 (сопоставительный).

Был проведен опыт, аналогичный предшествующему, по-прежнему с 1 г иллинойского угля N 6, с тем отличием, что реакцию проводят путем нагревания реакционной смеси при 420 С в течение 25 мин, При тех же условиях реакции, исключая температуру, по завершении процесса выделяют более чем 0,9 г смеси неперегоняющихся, но растворимых в тетрагидрофуране

45 углеводородов (Н/С = 1,00), из которых 26o растворимы в парафиновых растворителях (масла).

Следовательно, проводя реакцию при определенных возрастающих значениях температуры, можно получать смесь углеводородов, в которой содержание углеводородов, растворимых в парафинистых маслах (масла), возросло от 26 до 40 .

Пример 3. Испытание производилось на образце угля Иллинойс М 6, как в примере 1.

1 г угля загружали в 30 мл реактор с 4 сл децимолярного (0,1 М) раствора карбоната калия. В реактор за счет подачи окиси углерода подавали давление 40 ат и температура 330 С, которая удерживалась в течение 5 мин, Затем температура повышалась на

90 С, т.е. доводилась до 420 С в течение 30 мин, после чего эта температура удерживалась в течение еще 25 мин.

После завершения реакции реактор разгружали, а продукты регенерировали и обрабатывали, как в примере 1.

Таким образом, начиная с 1 r (dmmf) угля в конце реакции восстанавливается более

0,9 r смеси углеводородов, большая часть неперегоняемая, но растворима в тетрагидрофуране: 42 от веса этих углеводородов растворяется в парафиновых растворителях (маслах).

Степень гидрирования смеси из растворимых в тетрагидрофуране продуктов была увеличена за счет повышения отношения

Н/С с 0,82 до 1,06.

В приведенных выше примерах температура кипения растворимых в пентане масел составляет выше 500 С при 80 веса; точной температуры плавления нет, так как.происходит постепенное размягчение, сопровождающееся псевдоожижением; плотность масел составляет от 1,0 до 1,1.

Данные bio тетрагидрофуранрастворимым продуктам не могут быть представлены, поскольку они большей частью являются неперегоняющимися без разложения.

Было установлено, что качество продуктов может быть улучшено с точки зрения распределения насфальтенов, асфальтенов, масла и соотношения Н/С за счет осуществления реакции разжижения при определенных повышенных величинах температуры за одноступенчатый процесс.

- Кроме того, в предлагаемом способе только одна ступень, во время которой конкретные предписанные повышения температуры и времени позволяют улучшить качество конечных продуктов.

1826986

Непосредственный и конечный анализ иллинойского угля М 6

Составитель Е.Горлов

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор

Заказ 2330 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Формула изобретения

Способ получения жидких продуктов из угля путем смешения исходного угля с водой и карбонатом натрия или карбонатом калия, нагрева смеси с окисью углерода под давлением при повышенной температуре в течение 5-20 мин, подогрева нагретой суспензии до температуры ожижения 420450 С и ожижения в течение 5- .20 мин, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода растворимых в гексане углеводородов, смесь нагревают до 3305 350 С и подогрев нагретой суспензии осуществляют в течение 20 — 40 мин.