Способ переработки лигнина в жидкие углеводороды

Авторы патента:

C10G1/06 - деструктивной гидрогенизацией

Владельцы патента RU 2573405:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт органической химии им. Н.Д. Зелинского Российской академии наук (ИОХ РАН) (RU)

Изобретение относится к способу переработки лигнина в жидкие продукты и касается, в частности, способа переработки гидролизного лигнина в жидкие углеводороды и может быть использовано для получения жидких углеводородов (в т.ч. кислородсодержащих) в ходе переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, в т.ч. целлюлозы и др. Предложен способ переработки лигнина в жидкие углеводороды, заключающийся в том, что гидролизный лигнин механически смешивают с катализатором, представляющим собой каталитическую систему на основе высокодисперсного металла, выбранного из группы, включающей Pt, Pd, Ni, Fe, нанесенного на углеродный носитель, способный нагреваться до высоких температур под воздействием СВЧ излучения, при массовом соотношении лигнин:катализатор в диапазоне 1-5:1, с последующим нагреванием полученной реакционной смеси до температуры 250-340°C под воздействием СВЧ излучения мощностью до 10 Вт в токе водорода при объемной скорости его подачи 500-1000 ч^-1. Технический результатом явилось то, что предлагаемая совокупность существенных признаков изобретения позволила проводить процесс при атмосферном давлении, длительность которого составляет не более 30 минут, и при этом, как следствие, повышается производительность процесса, а также удалось упростить технологию его осуществления за счет проведения процесса при атмосферном давлении и, в отличие от прототипа, не требуется обработка гидролизного лигнина водой или спиртами в суперкритических условиях (при давлении 60-90 атм). Следует отметить, что процесс переработки гидролизного лигнина в условиях низкой СВЧ-мощности и умеренных температур позволил достичь достаточно высокого выхода жидких углеводородов. 1 табл.

Изобретение относится к способу переработки лигнина в жидкие продукты и касается, в частности, способа переработки гидролизного лигнина в жидкие углеводороды в ходе СВЧ-активированного процесса гидрогенизационной конверсии лигнина и может быть использовано для получения жидких углеводородов (в т.ч. кислородсодержащих) в ходе переработки отходов деревообрабатывающей промышленности, в т.ч. целлюлозы и др.

Ресурсы водонерастворимого гидролизного лигнина в России составляют сотни миллионов тонн. В связи с этим в последнее десятилетие резко возрос интерес к переработке различных видов лигнина в жидкие и газообразные углеводороды. Однако большинство исследований посвящено переработке растворимых форм лигнина - отходов целлюлозно-бумажной промышленности. Согласно литературным данным, среди опробованных промышленных технологий утилизации гидролизного лигнина известны только технологии прямого нитрования азотной кислотой, получения активных углей путем пиролиза и простое прессование для получения топливных брикетов.

Для лигнина, имеющего примерный состав C₁₀H_пO₂, характерно меньшее, чем для целлюлозы, содержание кислорода и, следовательно, более высокая теплота сгорания (6,3 кал/г). В связи с этим полимерная структура лигнина при пиролизе образует углеподобное вещество и смолу и менее подвержена расщеплению на соединения с низкой молекулярной массой.

Известные процессы переработки лигнина в продукты, которые могут использоваться в качестве моторных топлив, включают ряд стадий: гидрокрекинг, гидрогенолиз, пиролиз, акватермолиз и т.д. Необходимым условием для реализации известных методов превращения лигнина в жидкие продукты является его растворимость в органических растворителях или в воде при нормальных условиях или в условиях проведения реакции. Так, в работе Thring R.W., Katikaneni S.P.R, Bakhshi N.N. // Fuel Proc. Tech., 2000, V. 65, P. 17-30 более подверженный деструкции низкомолекулярный, растворимый в ацетоне Alcell-лигнин был использован в качестве сырья для получения ароматических углеводородов в ходе крекинга на цеолитсодержащем катализаторе HZSM-5. Максимальный выход жидких продуктов (43%) достигается при температуре 550°C и объемной скорости подачи смеси ацетон/лигнин (2/1 мас.), равной 5 ч^-1. В составе жидких продуктов преобладают толуол (36,7%), ксилолы (33%) и бензол (9,4%).

Известен способ (Патент US №4647704) получения мономерных ароматических соединений из сульфатного лигнина, заключающийся в гидрокрекинге растворенного в феноле лигнина в присутствии вольфрамового катализатора на твердых носителях (Al₂O₃, SiO₂, ZrO₂, TiO₂) при температуре 300-450°C и давлении 35-240 атм.

Исследуются различные методы переработки лигнина в жидкие топлива [Kuznetsov B.N., Sharypov V.I., Kuznetsova S.A., Taraban'ko V.E., Ivanchenko N.M. The study of different methods of bio-liquids production from wood biomass and from biomass/polyolefinemixtures // International Journal of Hydrogen Energy, 2009, V. 34, P. 7051-7056].

Известны патенты US №5959167 и №6172272; Международный патент №119357, посвященные превращению органорастворимого или сульфатного лигнина в бензин. Предлагаемые процессы протекают в два этапа. На первом этапе лигнин подвергается основно-каталитической деполимеризации в среде суперкритических спиртов (MeOH, EtOH) при температуре 230-330°C. В качестве катализаторов деполимеризации используются гидроксиды щелочных или щелочно-земельных металлов [NaOH, KOH, Ca(OH)₂] или их смеси. Жидкие продукты отделяются от твердых и нейтрализуются серной кислотой. Затем полученные в результате деполимеризации низкомолекулярные продукты (алкилированные фенолы, алкоксифенолы и алкилбензолы) экстрагируются толуолом.

Известен способ (патент US №4731491) получения жидких продуктов из лигнина, заключающийся в гидрогенолизе щелочного сульфатного лигнина в водном растворе сульфида натрия при температуре 300-450°C и начальном давлении водорода 50-150 атм. Катализаторы - сульфиды Fe, Cu, Sn, Co, Ni, Zn - получены in situ из водорастворимых хлоридов двухвалентных металлов и сульфида натрия. Повышению выхода продуктов (монофенолов и крезолов) способствуют добавки метанола и фенола.

Известен также способ переработки растительного сырья на основе гуминовых кислот, целлюлозы, крахмала, полиозы или их производных (патент РФ №2338769) с получением газообразных, жидких и твердых топливных смесей, который осуществляют посредством сухой перегонки с одновременным воздействием ионизирующего излучения и температуры. Для целевого получения продуктов ароматической природы в сырье предварительно или в процессе воздействия дополнительно добавляют жидкие алканы и/или жидкие компоненты нефти (углеводороды, извлекаемые из нефти по отдельности или в виде смеси). Недостатком способа является также то, что для повышения выхода жидких продуктов процесс ведут циклически в замкнутом контуре, возвращая часть газов и паров в процесс. Также дополнительно применяется предварительное озонирование, подщелачивание исходной массы или ее частичная биохимическая деградация.

Попытки использования углей в качестве СВЧ-поглощающих материалов в смеси с щелочным лигнином описаны в работах Q. Bu, Н. Lei, L. Wang et al. Bio-based phenols and fuel production from catalytic microwave pyrolysis of lignin by activated carbons // Bioresource Technol., 2014, V. 162, P. 142-147.

При СВЧ-активированном пиролизе при температуре 350°C при используемой мощности СВЧ (1000 Вт) максимальный выход жидких (бионефти) составил 22,95% при соотношении лигнин/углерод = 20/31,8-88,2. Известен способ конверсии крафт-лигнина, заключающийся в СВЧ-стимулированном пиролизе [S. Farag, D. Fu, P.G. Jessop, J. Chaouki. Detailed compositional analysis and structural investigation of a bio-oil from microwave pyrolysis of kraft lignin // J. Anal. Appl. Pyrolysis, 2014, V. 109, P. 249-257] при введении в смесь с лигнином инертного материала, поглощающего СВЧ излучение (как правило, уголь в количестве 20-40 вес.%), мощность СВЧ излучения составляет 1,5-2,7 кВт, а достигаемые температуры пиролиза в СВЧ-условиях в течение 800 с - 900-1240 K (627-927°C). Выход водяной фракции, жидких углеводородных маслоподобных продуктов, газа и пека составляет 17-21%, 15-20%, 21-27% и 32-40% соответственно. Способ предусматривает проведение процесса при высокой мощности СВЧ излучения и при высокой температуре.

Следует отметить, что все указанные выше способы относятся к растворимым формам лигнина. Гидролизный лигнин существенно отличается от нативного и технических лигнинов, получаемых при производстве целлюлозы. Макромолекулы гидролизного лигнина образуют вторичные ароматические структуры и системы с сопряженными связями, вследствие чего он не растворяется в воде, щелочах, кислотах и органических растворителях.

Известен способ переработки гидролизного лигнина [Muhtaseb S., Ritter J.А. Preparation and Properties of Resorcinol-Formaldehyde Organic and Carbon Gels // Advanced Materials, 2003, V. 15, №2, P. 101] путем конверсии лигнина под воздействием высокоэнергетического ионизирующего излучения. При высокотемпературном (400-500°C) радиолизе лигнин распадается на ароматические соединения (фенолы и алкоксифенолы). По сравнению с обычным термолизом при радиационном нагреве выход органических жидких продуктов возрастает в два раза и достигает 35 мас.%. Основным недостатком способа является использование специального оборудования - ускорителя электронов, а также проведение процесса в токе у/в газов (метана или пропан-бутана).

Известен также способ переработки гидролизного лигнина в жидкие углеводороды и их производные (патент РФ №2409539), заключающийся в том, что гидролизный лигнин в присутствии катализаторов - солей благородных металлов - обрабатывают одновременно водой, спиртами и водородом при начальном давлении 10-20 атм в автоклаве, при нагревании до 250-350°C, вследствие чего создаются суб- или суперкритические условия при давлении 60-90 атм, а отделение жидких углеводородов от твердого остатка достигают фильтрованием. При этом глубокое (до 96%) превращение лигнина в жидкие (преимущественно) и газообразные (в меньшей степени) продукты осуществляют при температуре 320-350°C, давлении 68-90 атм в течение длительного времени (5-6 часов).

Задачей настоящего изобретения является сокращение времени проведения процесса, повышение его производительности, а также упрощение технологии его проведения.

Для достижения поставленной задачи предложен способ переработки лигнина в жидкие углеводороды, заключающийся в том, что гидролизный лигнин механически смешивают с катализатором, представляющим собой каталитическую систему на основе высокодисперсного металла, выбранного из группы, включающей Pt, Pd, Ni, Fe, нанесенного на углеродный носитель, способный нагреваться до высоких температур под воздействием СВЧ излучения, при массовом соотношении лигнин:катализатор в диапазоне 1-5:1, с последующим нагреванием полученной реакционной смеси до температуры 250-340°C под воздействием СВЧ излучения мощностью до 10 Вт в токе водорода при объемной скорости его подачи 500-1000 ч^-1.

Жидкие продукты реакции выводят из зоны воздействия методом газлифта с помощью водорода, подаваемого в реактор.

Предлагаемая совокупность существенных признаков изобретения позволила проводить процесс при атмосферном давлении, длительность которого составляет не более 30 минут, и при этом, как следствие, повышается производительность процесса. Следует отметить, что процесс переработки гидролизного лигнина в условиях низкой СВЧ-мощности и умеренных температур позволил достичь достаточно высокого выхода жидких углеводородов.

Предлагаемый способ заключается в каталитическом гидрокрекинге гидролизного лигнина с получением набора алифатических и ароматических углеводородов (включая производные фенолов) в ходе СВЧ-активированной гидрогенизационной конверсии гидролизного лигнина, включает механическое смешение лигнина с катализатором, нагревание реакционной смеси под воздействием СВЧ излучения, при этом жидкие продукты реакции выводят из зоны воздействия методом газлифта с помощью водорода, подаваемого в реактор.

Поскольку процессы конверсии твердых органических отходов деревообрабатывающей промышленности являются высокотемпературными и традиционно некаталитическими (простое сжигание, высокотемпературный пиролиз), в настоящем изобретении для повышения эффективности процессов в качестве катализатора используются высокодисперсные металлы Pt, Pd, Ni и др., нанесенные на углеродные носители, которые способны нагреваться до высоких температур под воздействием СВЧ излучения.

В качестве сырья использовали гидролизный лигнин производства Красноярского завода (60%-ная влажность, фракция 0,5-1 мм). Перед проведением реакций гидролизный лигнин высушивали в сушильном шкафу при 120°C в течение 6 часов.

При приготовлении катализатора 1%Pt/Сибунит использовали метод осаждения прекурсора (H₂PtCl₆) на поверхности носителя пропиткой из водного раствора.

При приготовлении катализатора 1%Pt/Сибунит-ох использовали метод адсорбции прекурсора из разбавленного раствора по методике, описанной в работе Тарасов А.Л., Кириченко О.А., Толкачев Н.Н, Мишин И.В., Кустов Л.М. Влияние дисперсности металлов на активность Pt/C и Pd/C катализаторов в реакции дегидрирования терциклогексана // ЖФХ, 2010, т. 84, №7, с. 1244-1248.

При приготовлении катализатора 20%Ni/C использовали метод осаждения прекурсора (Ni(NO₃)₂·N₂O) на поверхности углеродного носителя (активированный уголь СКТ-4) пропиткой из водного раствора соли никеля. Предлагаемое изобретение иллюстрируется примерами и таблицей, не ограничивающими его объем.

Пример 1

100 мг катализатора 1%Pt/Сибунит (фракция 0,1-0,25 мм) и 100 мг высушенного лигнина механически смешивали в шаровой мельнице и слоем (высота реакционного слоя - 0,8 см) загружали полученную реакционную смесь в проточный реактор, представляющий собой кварцевую трубку с внутренним диаметром 7 мм. Реактор помещали в резонатор СВЧ-установки и под воздействием СВЧ излучения с частотой 5,7 ГГц и мощностью 10 Вт при атмосферном давлении нагревали реакционную массу до температуры 250-275°C в токе водорода при объемной скорости его подачи, равной 500 ч^-1 (в расчете на катализатор). Температуру измеряли с помощью термопары, помещенной в кварцевом стакане (диаметром 1 мм) непосредственно в реакционный слой. СВЧ-активированный процесс гидрокрекинга лигнина проводили в течение 30 минут. Колебания температуры в реакционной массе в диапазоне 250-275°C связаны, очевидно, с конверсией лигнина и уменьшением высоты реакционного слоя.

На выходе из реактора была предусмотрена охлаждаемая до 0°C ловушка для конденсации жидких продуктов. Жидкие продукты анализировали с использованием капиллярной колонки SE-30 (25 м) и пламенно-ионизационного детектора в программированном температурном режиме (70°C в течение 4-х минут, далее подъем температуры - 8°C/мин до 180°C).

Пример 2

Процесс гидрокрекинга лигнина проводили по примеру 1 за исключением того, что в реактор загружали 100 мг катализатора и 200 мг лигнина, при этом использовали катализатор 1%Pt/Сибунит-ох.

Пример 3

Процесс гидрокрекинга лигнина проводили по примеру 1 за исключением того, что в реактор загружали 100 мг катализатора и 500 мг лигнина, при этом использовали 20%Ni/C катализатор, а реакционную массу нагревали до температуры 315-340°C в токе водорода, подаваемого с объемной скоростью 1000 ч^-1.

Конверсию лигнина в примерах №1-3 определяли методом взвешивания по потере массы реакционной смеси после проведения реакций с учетом того, что масса катализатора не может меняться.

В таблице представлен состав жидких продуктов, получаемых в ходе СВЧ-активированной реакции гидрокрекинга технического гидролизного лигнина.

Из таблицы видно, что в предлагаемом способе гидрокрекинг высокомолекулярного гидролизного лигнина протекает преимущественно с образованием жидких углеводородов, а не газа, причем в составе идентифицированных жидких углеводородов в ходе реакции гидрокрекинга на всех катализаторах наряду с высокомолекулярными алкилметоксифенолами и алкилбензолами образуются и более низкомолекулярные алифатические и ароматические C₆-C₁₀ углеводороды бензинового ряда. Если сравнить производительность предлагаемого процесса с прототипом, то в предлагаемом способе, даже в самом плохом случае (пример №3 для 20%Ni/C катализатора), выход жидких продуктов 10,8% достигается в течение 30 минут, т.е. производительность по жидким у/в составляет 1,08 г/г-катализатора*час (или в пересчете на активный компонент катализатора - 5,4 г/г-никеля*ч). В изобретении-прототипе в ходе реакции в автоклаве в течение 6 часов (лучший по показателю производительности пример №1) получают всего 6,7 г жидких продуктов при загрузке 0,2372 г соли платины (H₂PtCl₆·6H₂O), т.е. производительность процесса в пересчете на активный компонент катализатора составляет всего 4,7 г/г-H₂PtCl₆·6H₂O*час.

Т.о., уже при достаточно низкой температуре (250-340°C) и атмосферном давлении достаточно эффективно протекает СВЧ-активированная реакция гидрокрекинга высокомолекулярного гидролизного лигнина, что не характерно для гидрогенизационных процессов превращения биомассы. Так, например, из работы Shabtai J., Zmierczak W., Chomet E., Johnson D.K. Conversion of lignin into a hydrocarbon product for blending with gasoline // Chemistry Division ACS, 1998, v. 44, №2, p. 267-272 известно, что селективный гидрокрекинг низкомолеклярного, исходно деполимеризованного в щелочах лигнина на $P t / S O_{4}^{2 -} / Z n O$ и $P t / W O_{4}^{2 -} / Z n O$ катализаторах с образованием алкилбензолов, алкилированных фенолов и алкоксифенолов эффективно протекает только при более высоких температурах (350-375°С).

Механизм такого эффекта СВЧ-активации гидрогенизационных процессов достаточно сложен. Можно только предположить, что при воздействии микроволнового излучения на катализаторы возможен локальный высокотемпературный разогрев каталитически активных центров катализаторов (например, наночастиц Pt в случае платиновых катализаторов).

Технический результатом явилось то, что предлагаемая совокупность существенных признаков изобретения позволила проводить процесс при атмосферном давлении, длительность которого составляет не более 30 минут, и при этом, как следствие, повышается производительность процесса, а также удалось упростить технологию его осуществления за счет проведения процесса при атмосферном давлении и, в отличие от прототипа, не требуется обработка гидролизного лигнина водой или спиртами в суперкритических условиях (при давлении 60-90 атм).

Следует отметить, что процесс переработки гидролизного лигнина в условиях низкой СВЧ-мощности и умеренных температур позволил достичь достаточно высокого выхода жидких углеводородов.

Способ переработки лигнина в жидкие углеводороды, заключающийся в том, что гидролизный лигнин механически смешивают с катализатором, представляющим собой каталитическую систему на основе высокодисперсного металла, выбранного из группы, включающей Pt, Pd, Ni, Fe, нанесенного на углеродный носитель, способный нагреваться до высоких температур под воздействием СВЧ излучения, при массовом соотношении лигнин:катализатор в диапазоне 1-5:1, с последующим нагреванием полученной реакционной смеси до температуры 250-340°C под воздействием СВЧ излучения мощностью до 10 Вт в токе водорода при объемной скорости его подачи, равной 500-1000 ч^-1, при этом жидкие продукты реакции выводят из зоны воздействия методом газлифта с помощью водорода.

Изобретение относится к вариантам способа переработки угля и/или углеродсодержащих отходов в жидкое топливо, заключающийся в том, что в реактор для электроимпульсного измельчения подают уголь и/или углеродсодержащие отходы, органический растворитель при соотношении уголь и/или углеродсодержащие отходы : органический растворитель 1:2 и воду не менее 5 мас.% от угля и/или углеродсодержащих отходов, воздействуют на находящиеся в реакторе для электроимпульсного измельчения уголь и/или углеродсодержащие отходы, органический растворитель и воду электрическим высоковольтным разрядом, измельчают уголь и/или углеродсодержащие отходы в среде органического растворителя и воды, получая водоугольную органическую смесь, подают ее в реактор для электроимпульсного измельчения, повторно измельчают уголь и/или углеродсодержащие отходы в водоугольной органической смеси и выделяют ожиженное топливо из смеси с повторно измельченным углем или углеродсодержащими отходами, при этом водоугольную органическую смесь пропускают через приеморазделительный блок и золоотделитель.

Улучшенный способ гидроконверсии тяжелых масел посредством систем с псевдоожиженным слоем // 2481387

Изобретение относится к способу гидроконверсии тяжелого масла, выбираемого из сырой нефти, тяжелой сырой нефти, битумов из битуминозных песков, остатков перегонки, тяжелых фракций перегонки, деасфальтированных остатков перегонки, растительных масел, масел, полученных из угля и горючих сланцев, масел, полученных термическим разложением отходов, полимеров, биомассы, включающий направление тяжелого масла в зону гидроконверсии, осуществляемой в одном или более реакторов с псевдоожиженным слоем, в которые вводят водород, в присутствии подходящего гетерогенного нанесенного катализатора гидрирования, выполненного из носителя и активной фазы, состоящей из смеси сульфидов, один из которых получен из металла, принадлежащего группе VIB, а по меньшей мере еще один получен из металла, принадлежащего группе VIII, а также подходящего катализатора гидрирования, представляющего собой катализатор на основе сульфида Мо или W, нанодиспергированный в указанном тяжелом масле, и направление потока, поступающего из зоны гидроконверсии, в зону разделения, в которой отделенную жидкую фракцию, содержащую нанодисперсный катализатор, направляют рециклом в реактор(ы) с псевдоожиженным слоем.

Обработка рециркулирующего газа для непосредственного термохимического преобразования высокомолекулярных органических веществ в маловязкое жидкое сырье, горючие материалы и топливо // 2470985

Изобретение относится к способу непосредственного термохимического преобразования высокомолекулярных органических исходных продуктов в низкомолекулярные органические продукты, которые при комнатной температуре существуют в виде маловязких жидкостей и являются горючими, включающему следующие стадии: 1) подготовку в реакторе исходного продукта, по меньшей мере одного восстанавливающего газа и труднолетучих фракций продукта, 2) шоковое нагревание подготовленного исходного продукта до температуры реакции, 3) преобразование исходного продукта с использованием температуры, восстанавливающего действия газа и автокаталитического эффекта фракций продукта в парообразные продукты реакции и реакционный газ, 4) отделение реакционного газа при помощи конденсации с отводом конденсирующихся продуктов реакции, 5) кондиционирование отделенного реакционного газа при помощи выпуска по меньшей мере части газовой смеси, дополнительно при помощи подачи водорода и/или другого восстанавливающего вещества, в частности, в форме оксида углерода или тетралина, 6) возврат кондиционированного реакционного газа в реактор, при этом кондиционированный реакционный газ подвергают сжатию и предварительному нагреванию перед его возвратом в реактор.

Способ и оборудование для многостадийного ожижения углеродосодержащего твердого топлива // 2460757

Изобретение относится к многоэтапному способу ожижения углеродосодержащего твердого топлива, причем такой способ включает следующие этапы: 1) один или несколько видов углеродосодержащего твердого топлива смешивают с мазутом до образования топливо-мазутной суспензии, после чего такую топливо-мазутную суспензию обезвоживают при помощи нагревания и далее частично ожижают путем гидрогенизации при низко-среднем давлении, в результате чего образуются легкие компоненты нефти и мазутные шламы; 2) легкие компоненты нефти, полученные на этапе 1), гидрорафинируют для получения очищенной нефти; 3) мазутные шламы, полученные на этапе 1), газифицируют для получения синтетического газа; 4) синтетический газ, полученный на этапе 3), при помощи обычного процесса синтеза Ф-Т преобразуют в нефть синтеза Ф-Т; 5) нефть синтеза Ф-Т, полученная на этапе 4), далее проходит гидрорафинацию и гидрокрекинг для получения очищенной нефти, которую далее фракционируют для получения высококачественных нефтяных продуктов, включая сжиженный нефтяной газ (СНГ), бензин, авиационный керосин, дизельное топливо и другие соответствующие химические продукты.

Высокопроизводительный камерный смеситель для каталитических суспензий масла как реактор для деполимеризации и полимеризации углеводородсодержащих отходов в средний дистиллят в контуре циркуляции // 2447131

Изобретение относится к устройству и способу получения дизельного топлива из углеводородсодержащих отходов, при этом подаваемые вещества - сухие отходы, остаточное масло, нейтрализующее вещество и катализатор - связаны с системой (103) подачи через воронку-смеситель (109) и сборник (104), который граничит с питающей емкостью (102), причем питающая емкость (102) через каналы (110) контура циркуляции масла соединена со сборником (115), высокопроизводительный камерный волновой смеситель (101) на стороне всасывания имеет соединяющий его с питающей емкостью (102) трубопровод, а на напорной стороне соединен с желобом (113) испарителя (114), соединенного с дистилляционной колонной (118), в которой установлен конденсатор (119), который через трубопроводы (124) и (126) соединен с приемником (125) продукта - дизельного топлива, причем ниже испарителя (114) расположен сборник (115), который через регулировочный клапан (130) соединен с нагревательной камерой (132), имеющей на выходной стороне шнековый выпуск (133), соединенный с емкостью (134) для остатков.

Способ прямого ожижения углей // 2445343

Изобретение относится к способам ожижения углей методом гидрогенизации для производства моторных топлив и химических продуктов (нафталин, тетралин-1-ол, -тетралин, изо-бутилфосфат, бензол, ксилолы и др.).

Способ изготовления жидкого топлива из твердых горючих ископаемых и механотермохимический реактор для его осуществления // 2396303

Изобретение относится к способу получения жидкофазных и газообразных продуктов из твердых горючих ископаемых (ТГИ), таких как уголь, сланцы, богхеды, сапропелиты, торф и другие органические вещества, для получения жидкого и газообразного топлива полуфункционального применения в качестве сырья для изготовления моторного и других видов топлива.

Способ ожижения каменного угля // 2391381

Изобретение относится к области переработки угля путем его ожижения в органических растворителях. .

Способ получения жидкого топлива из торфа // 2345118

Изобретение относится к производству жидкого топлива, которое может быть использовано в местных коммунально-бытовых топливных котлоагрегатах. .

Способ гидрогенизации угля // 2333930

Изобретение относится к химической технологии, а именно к сжижению углей и может быть использовано для получения синтетических моторных топлив. .

Способы производства биотоплива // 2575707

Способ производства биотоплива, который включает обработку органического вещества водным растворителем и по меньшей мере одним дополнительным катализатором, который выбран из группы, состоящей из: кислотного катализатора, катализатора конверсии водяного пара, катализатора на основе алюмосиликата, сульфидного катализатора и основного катализатора, где органическое вещество и водный растворитель предусматривают в форме суспензии, и указанную обработку производят в условиях непрерывного потока с минимальной, независящей от объема скоростью потока суспензии, большей чем скорость оседания твердого вещества в суспензии, при этом указанная обработка включает: нагревание и повышение давления до целевой температуры между примерно 250°С и примерно 400°С и до целевого давления между примерно 100 бар и примерно 300 бар для получения биотоплива; обработку при целевой температуре и целевом давлении в течение определенного промежутка времени; и охлаждение и понижение давления в суспензии, и при этом указанный по меньшей мере один дополнительный катализатор добавляют к органическому веществу после нагревания до указанной температуры и после повышения давления до указанного уровня, но до указанного понижения давления в суспензии, биотопливо представляет собой бионефть, а указанное органическое вещество представляет собой уголь или древесно-волокнистое вещество. 33 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 пр., 13 табл.

Способ и аппарат для получения жидких углеводородов // 2610988

Изобретение относится к способу получения жидких углеводородов путем конверсии углеродистого материала. Осуществляют непрерывный способ конверсии углеродистого материала, содержащегося в одном или более видах исходного сырья, в жидкий углеводородный продукт, при этом указанные виды исходного сырья включают углеродистый материал, содержащийся в исходной смеси, включающей один или более флюидов, содержащих воду и дополнительно жидкие органические соединения, по меньшей мере частично получаемые с помощью указанного способа, в концентрации, составляющей по меньшей мере 10% по массе, при этом полученная исходная смесь содержит по меньшей мере один гомогенный катализатор в виде соединения калия и/или натрия таким образом, чтобы обеспечить суммарную концентрацию калия и натрия по меньшей мере 0,5% по массе, при этом указанный способ включает: конверсию по меньшей мере части углеродистого материала путем повышения давления исходной смеси до давления в диапазоне от 275 до 350 бар, нагревания исходной смеси до температуры в диапазоне от 380 до 430°С и выдерживания указанной находящейся под давлением и нагретой исходной смеси в реакционной зоне при давлении и температуре в требуемых диапазонах в течение предварительно заданного времени, причем значение рН во время указанной конверсии составляет более 7, при этом значение рН исходной смеси измеряют во время и/или после конверсии, и если результат измерения рН находится за пределами предпочтительного диапазона, состав исходной смеси изменяют таким образом, чтобы скорректировать значение рН при конверсии. Осуществляют охлаждение конвертированной исходной смеси до температуры в диапазоне от 25 до 200°С и расширения конвертированной исходной смеси до давления в диапазоне от 1 до 70 бар, что вызывает конверсию углеродистого материала в жидкий углеводородный продукт, затем отделяют от конвертированной исходной смеси фракции, содержащие жидкий углеводородный продукт. При этом указанная стадия расширения и охлаждения включает первый этап охлаждения указанной конвертированной исходной смеси при рабочем давлении до температуры в диапазоне от 100 до 200°С путем теплообмена с входящей исходной смесью и последующее расширение указанного потока охлажденных продуктов на одной или более стадиях по меньшей мере одной из указанных стадий расширения, включающих расширение в сепараторе мгновенного действия до давления в диапазоне от 50 до 70 бар, с получением газовой фазы и жидкой фазы, и последующее охлаждение газовой фазы в первом конденсаторе до температуры в диапазоне от 35 до 80°С, и охлаждение газовой фазы из указанного первого конденсатора до температуры в диапазоне от 12 до 30°C с получением конденсата, содержащего жидкий СО2. Технический результат - улучшение процесса получения жидких углеводородов. 1 н. и 11 з.п. ф-лы, 2 табл., 18 ил., 6 пр.

Способ каталитического гидропиролиза с барботирующимся слоем, использующим крупные частицы катализатора и мелкие частицы биомассы, характеризующие реактор с "антипробкообразованием" // 2611631

Изобретение относится к способу гидропиролиза. Способ гидропиролиза включает: a. введение твердых частиц насыщенного кислородом органического исходного сырья в реактор с псевдоожиженным слоем, в котором указанное исходное сырье быстро нагревается от окружающей температуры до температуры псевдоожиженного слоя и за счет этого обезгаживается; b. введение потока псевдоожижающего газа, содержащего, главным образом, молекулярный водород, в реактор с псевдоожиженным слоем, создание условий, в которых в псевдоожиженном слое имеет место быстрое перемешивание и теплоперенос; c. поддержание глубокого слоя твердых частиц катализатора, глубина которого составляет значительно больше 2 диаметров реактора, в состоянии интенсивного движения с промотированием реакций, дающих дезоксигенирование и химическую стабилизацию паров, получаемых, когда исходное сырье обезгаживается; d. удаление твердых остатков, содержащих золу и уголь, остающихся после обезгаживания и гидропиролиза исходного сырья, из реактора с псевдоожиженным слоем путем уноса в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем; e. удаление изношенных от трения остатков катализатора, но не цельных частиц катализатора, или частиц катализатора, которые являются минимально изношенными, из реактора с псевдоожиженным слоем путем уноса в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем; f. отделение упомянутых твердых остатков и упомянутых изношенных от трения остатков, унесенных в потоке псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящем из реактора с псевдоожиженным слоем, от потока псевдоожижающего газа и паров продукта, выходящего из реактора с псевдоожиженным слоем; g. извлечение потока продукта из паров углеводородов, содержащего углеводородные продукты с точками кипения при атмосферном давлении, совпадающими с точками кипения по меньшей мере одного из бензина, керосина и дизельного топлива, из способа гидропиролиза в виде конденсированной жидкости; h. высвобождение достаточного экзотермического тепла от реакций дезоксигенирования, имеющих место в процессе гидропиролиза исходного сырья, с подачей тепла способа, требуемого эндотермическими процессами, имеющими место в ходе гидропиролиза исходного сырья, включая химические реакции, нагревание исходного сырья и испарение жидкостей; и i. распределение одной или нескольких вставок внутри реакторного сосуда таким образом, что «пробкообразование» не происходит в реакторе с псевдоожиженным слоем. Технический результат – увеличение выхода жидких углеводородных продуктов с содержанием кислорода ниже 4 мас.%, улучшение технологических параметров за счет снижения «пробкообразования» в реакторе. 63 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Способ получения высококачественной синтетической нефти // 2620087

Изобретение относится к способу получения синтетической нефти из твердых горючих сланцев. Способ получения высококачественной синтетической нефти из горючих сланцев включает: предварительную подготовку горючего сланца путем его измельчения, удаления из него механических примесей через сита до фракций до 0,5 мм и сушку при температуре 80-150°C в течение 1-5 суток; смешивание полученного горючего сланца с вакуумным газойлем в массовых соотношениях от 1:10 до 10:1; введение каталитической добавки, включающей нафтенат кобальта и гексакарбонил молибдена из расчета 0,5-25 г каталитической добавки на 1 кг смеси газойля и горючего сланца, при этом содержание нафтената кобальта в каталитической добавке от 10 до 100 мас. %, а гексакарбонил молибдена - от 0 до 90 мас. %; гомогенизацию полученной смеси в перемешивающем устройстве при температуре не ниже 60°C до получения однородной смеси; гидрирование при температурах 300-550°C в течение 0,05-6 часов с избыточным давлением Н2, при объемном соотношении Н2 : полученная смесь от 2:1 до 20:1; термоэкстракцию полученного продукта в течение 0,5-6 часов с использованием растворителя в количестве 1-10 л на 1 кг полученной смеси; отделение экстракта от сухого остатка и упаривание жидкой части. Технический результат - способ обеспечивает выход светлых фракций и уменьшение содержания сернистых соединений. 4 з.п. ф-лы, 3 пр.

Способ получения углеводородных продуктов из керогенсодержащих пород // 2641914

Изобретение относится к способу получения синтетической нефти из твердых горючих сланцев. Способ получения высококачественной синтетической нефти из горючих сланцев включает: предварительную подготовку горючего сланца путем его измельчения, удаления из него механических примесей до фракций до 0,5 мм и сушку до постоянной массы, смешивание полученного горючего сланца с вакуумным газойлем, на который предварительно воздействовали электромагнитными волнами мощностью 0,1-0,8 кВт в течение 1-10 ч и частотой 40-60 МГц, в массовых соотношениях от 1:10 до 10:1, введение каталитической добавки, включающей нафтенат кобальта и/или гексакарбонил молибдена из расчета 0,5-25 г каталитической добавки на 1 кг смеси вакуумного газойля и горючего сланца, при этом содержание нафтената кобальта в каталитической добавке от 10 до 100 мас.%, а гексакарбонил молибдена - от 0 до 90 мас.%, гомогенизацию полученной смеси в перемешивающем устройстве при температуре не ниже 60°C до получения однородной смеси, гидрирование при температурах 300-550°C в течение 0,05-6 ч с избыточным давлением H2, при объемном соотношении H2:полученная смесь от 2:1 до 20:1, термоэкстракцию полученного продукта в течение 0,5-6 ч с использованием растворителя в количестве 1-20 л на 1 кг полученной смеси, отделение экстракта от сухого остатка и упаривание жидкой части. Технический результат – упрощение технологии за счет исключения стадии термического разложения сланца, уменьшение количества катализатора при одновременном высоком выходе светлых нефтепродуктов не менее 20%, способ обеспечивает снижение содержания серы. 5 з.п. ф-лы, 5 пр.

Изобретение относится к способу термохимического преобразования биомассы или другого насыщенного кислородом исходного сырья в жидкое углеводородное топливо. Способ гидропиролиза насыщенного кислородом органического исходного сырья включает: а) введение насыщенного кислородом органического исходного сырья и псевдоожижающего газа, содержащего водород, в реактор гидропиролиза с псевдоожиженным слоем, содержащий псевдоожиженный слой твердых частиц, содержащий катализатор, в условиях гидропиролиза, достаточных для образования паров продукта термического разложения и гидропиролиза насыщенного кислородом органического исходного сырья; b) извлечение из паров продукта потока продукта, содержащего, по существу, полностью дезоксигенированные углеводородные вещества, при этом поток продукта содержит менее чем приблизительно 4 мас.% кислорода, при этом псевдоожиженный слой твердых частиц имеет глубину более чем два диаметра реактора и содержит боковые вставки, выбранные из группы, состоящей из преград, препятствий, конструкций и их комбинаций, отстоящие друг от друга на осевые интервалы, составляющие от примерно одного до примерно двух диаметров реактора, таким образом, что «пробкообразование» не имеет место в реакторе гидропиролиза с псевдоожиженным слоем. Заявлен вариант способа. Технический результат – увеличение выхода жидких углеводородных продуктов с содержанием кислорода ниже 4 мас.%, улучшение технологических параметров за счет снижения «пробкообразования» в реакторе. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 ил.