Способ получения жидких и газообразных продуктов из угля

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»908251 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено20.12. 78 (21) 2699000/23-04 (23) Приоритет — (32) 21. 12. 77 (31) 77/7585 (33) ЮАР (51) М. Ksi, С 10 G 1/06

1осударстееииый комитет

СССР (53) УДК 66.2.74 (088.8) ао делам изебретемий и открытий

Опубликовано 23.02.82,Бюллетень №7

Дата опубликования описания 23.02.82 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Корнелис Клейнян, Квинтин Джон Бойкес и Леонард Джеймс Драй (ЮАР) Иностранная фирма

"Сазол Эен Беперк" (ЮАР) (71) Заявитель (541 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНЫХ

ПРОДУКТОВ ИЗ УГЛЯ

Изобретение относится к способам получения жидких и газообразных продуктов из угля и может быть использовано в у -лехимической промышленности и промышленности синтетического топлива. 3

Известны способы получения жидких продуктов из угля термическим растворением последнего в присутствии как соединений доноров водорода (тетралина, тетрагидрохинолина), так и ароматических углеводородов в субкритическом и суперкритическом состоянии (1) и

С23.

Наиболее близким к изобретению является способ получения жидких и газообразных продуктов из угля путем смешения измельченного угля с растворителем, кипящим при 35-200 С, гидрогенизации полученной суспенаии при, например, 380-500 С под давлением в присутствии водорода и катализатора, фракциорирования полученных продуктов с рециркуляцией растворителя на смешение с углем (3).

Однако в данном способе суммарный выход жидких продуктов не превышает

5 574 от веса сухого угля. Выход дизельной фракции, таким образом, составляет незначительное количество .253 от выхода жидких продуктов.

Цель изобретения — повышение выl0 хода дизельной фракции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения жидких и газообразных продуктов из угля путем смешения измельченного угля с

И растворителем, кипящим при 35-200 С, гидрогенизации полученной суспензии при 380-500 С и повышенном давлении в присутствии водорода и катализатора, фракционирования полученных жид20 ких продуктов с рециркуляцией на.сме" шение с измельченным углем растворителя в смеси с фракцией, полученной при фракционировании жидких продуктов, имеющей температуру начала кипения

3 90825

350-480ОС, конец кипения 450-600 1С, затвердевающей при 20 С и жидкой при температуре гидрогенизации суспензии, взятой в соотношении растворитель: фракция 20-80:80-20.

Отличительные признаки способа заключаются в том, что растворитель рециркулируют в смеси с фракцией, полученный при фракционировании жидких продуктов угля, имеющей температуру начала кипения 350-480О, конца кипения 450-600, затвердевающей при 20 С и жидкой при температуре гидрогенизации суспензии в указанном соотношении. 15

На фиг. 1-2 представлены схемы для реализации предлагаемого способа.

Способ можно проводить периодически или непрерывно.

Непрерывно способ возможно проводить по принципиальной технологической схеме, представленной на фиг.1.

Согласно этой схеме измельченный уголь вместе с растворителем, кипящим при 35-200 С, по линии 1 подают в емкость 2, в которой готовят суспензию угля. Суспензию угля по линии

3 подают в реактор 4 на гидрирование при 380-500 С и повышенном давлении в присутствии водорода и кат@пизатора. Продукты реакции по линии 5 подают в сепаратор 6, в котором отделяют непрореагировавшую часть угля, включая золу, отводимую по линии 7.

Продукты реакции отводят по линии 8 и подвергают частичной конденсации для отделения газа, который удаляют из процесса по линии 9. Получаемый конденсат по линии 10 подают в ректификационную колонну 11, из которой по пинии 12 отводят фракцию, кипящую при 35-100 С, и по линии 13 — бензиновую фракцию, кипящую при 100-200 С, часть которой по линии 14 подают в се!

5 паратор 6, а остаток по линии 15 рециркулируют на смешение с измельченным углем. Кроме того, из ректификационной колонны по линии 16 отводят дизельную фракцию, кипящую при

200-450ОС, а по линии 17 - фракцию, 50 имеющую начало кипения 350-480 С, конец кипения 450-600 С, затвердевающую при 20 С и жидкую при температуре гидрогенизации суспензии (высококипящую фракцию).

Схема проведения способа, представленная на фигуре 2, отличается от схемы, представленной на фигуре 1„ тем,что отделение газа от продуктов реакции, отводимого по линии 9, проводят перед отделением непрореагировавшего угля, включая золу. Получаемый при этом конденсат по линии 18 подают в перегонное устройство 19, из которого по линии 20 отводят го.ловную фракцию, которую затем подают в колону 21 на фракционирование.

Одновременно из устройства 19 по линии 22 отводят фракцию, имеющую начало кипения 350 - 480 С, конец кипения 450-600 С, затвердевающую при

20ОC и жидкую при температуре гидрогенизации суспензии. Эту фракцию вместе с растворителем, кипящим при

35-200 С, отводимым из колонны 21 по линиям 23 и 24, подают в сепаратор

25, например вращающийся фильтр, для отделения непрореагировавшего угля, включая золу. Кроме того, из колоннм

21 по линии 26 отводят дизельную фрак цию. Получаемые в сепараторе 25 жид" кие продукты, содержащие указанные высококипящую фракцию и растворитесь в указанном соотношении, подают в емкость 2 по линии 27.

Пример 1. После промывки уголь сорта Ватерберга измельчают в порошок ((0,12 мм) и пропитывают раствором молибдата аммония. После сушки измельченный уголь, содер жащий 2,9 вес. i MoO>, в количестве

400 r подают B автоклав емкостью 5 л. куда также подают 2,6 г серы, 600 толуола и 600 г фракции, имеющей начало кипения 400 С и конец кипения

550 С (eecoaoe соотношение толуол: фракция 400-550 С = 50:50). Автоклав закрывают и продувают азотом, затем устанавливают давление водорода 80 ати, нагревают до 450оС и в течение 75 мин, постоянно перемешивая. поддерживают эту температуру, причем общее давление составляет 200 ати.

Затем автоклав охлаждают до 350 С и подключают к холодильно-измерительной системе, причем температура последнего охладителя составляет минус 60©С.

Улетучивающийся газ измеряют и после вымывания сероводорода собирают в емкости. Газ подвергают масс-спектроскопии,По окончании удаления газа из горячего автоклава в него подают пиридин (800 мл) под давлением азота, служащим для количественного вымывания содержимого автоклава.Содержимое автоклава тщательно переме6

Продолжение табл. 2

90825

Выход (3 от веса сухого,беззольного угля) Продукты

200-459оС

О. х 3 9.

57,0

1l,0

Непрореагировавший уголь

7,4

«

Выход (4 от веса сухого,беззольного угля) Продукты

14,4

С„-С

С -200 C

4.

200 400оС

СО Н Яэ Н Оэ ИН3

16,1

44,1

18,7

Таблица 3

Соотношение

Выход жидких фракций (i от веса су, хого беззольного бурого угля) Выход дизельной фракции (от веса жидких фракций) толуола и высококипящей фракции

eec. ч

60:40

5?,5:42,5

60,9

71,9

65,2

72,5

66,8

-72, 8

68,5

73,8

50:50

Таблица

73,5

5 шивают, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют под давлением. Пиридиновый фильтрат, а также весь получаемый из горячего автоклава конденсат перерабатывают фракционной пе- s регонкой. Получаемую при этом высококипящую фракцию (400-550 C) вновь применяют для приготовления суспензии угля. Полученные при этом продукты и их выход приведены в табл. 1.

Таблица

Выход дизельной фракции составляет

59,5 вес. 4 от выхода всех углеводородных продуктов или 73,3 вес. 3 от выхода жидких фракций.

Пример 2. Способ проводят по примеру 1. При этом в автоклав емкостью 1 л загружают 80 г измельченного угля, содержащего 0,5 вес. 4

НоО, 1?О г толуола, 120 г фракции, имеющей начало кипения 400 С и конец 3s кипения 550оС (весовое соотношение толуол:фракц;.я 400-550 С 50:50) и

0,8 г серы. При этом гидрогенизацию проводят при 440 С и давлении 210 ати в течение 30 мин. По окончании реак- 49 ции продукты гидрогенизации удаляют при пропускании через автоклав 2000мл толуола в количестве 27 мл/мин. 3атем их фракционируют. Полученную при этом высококипящую фракцию (>459 С) а5 снова применяют для приготовления суспензии угля. Полученные при этом продукты и их выход приведены в табл.2

Выход дизельной фракции составляет 70,2 вес. 4 от выхода всех углеводородных продуктов или 84,4 вес. 3 от выхода жидких фракций. 1

П р и и е р 3. Способ проводят по примеру 1 с той разницей, что гидрогенизацию содержащего 0,5 > МоО измельченного бурого угля проводят в суспензии толуола и фракции, имеющей начало кипения 420"С и .конец кипения 562 С при 420 С и давлении водорода 220 атм в течение 75 мин. Соотношение толуола и высококипящей фракции и результаты опытов приведены в табл. 3.

Продукты

12 7

С,-С, С «200оС

4, Выход (3 от веса сухого,беззольного угля) Пример 4. Способ проводят в условиях примера 3. В качестве ucv ходного сырья используют битуминозныи уголь.

Результаты опытов сведены в табл.4.

7 90825

Таблица 4

Соотношение

Выход жидких фракций (i от веса сухого беззоль ного бурог угля) Выход дизельной фракции

Р от веса жидких фракций) толуола и высококипя щей фракции, вес. ч, 10

70: 30 69,8 73, б

50:50 71,4 75,2

Выход (3 от веса сухого беззольного gгпя) 3

Продукты

18,9

С4 СЬ

С4 -200 С

200-394 С

Со„, Н Я, и О, NH

20,1

44,1

10,4

Непрореагировавший уголь

6,5

Формула изобретения

Способ получения жидких и газообразных продуктов из угля путем смешения измельченного угля с растворителем, кипящим при температуре 35-200оС гидрогенизации полученной суспензии при

80: 20 70,9 74,8

Пример 5. Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, что B качестве растворителя используют метилциклогексан, а в качестве высококипящей фракции — остаток уголь ного экстракта, имеющий начало . кипения 394 С и конец кипения

545 С. Получаемую при фракционной перегонке высококипящую фракцию (394 С) снова применяют для приготовления суспензии угля. Полученные при этом продукты и их выход приведены в табл. 5

Зо

Табли ца 5

Выход дизельной фракции составля50 ет 53,3 вес. i от выхода всех углеводородных продуктов или 77,3 вес. 1 от выхода жидких фракций.

Пример 6. Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, 55 что вместо толуола применяют фракцию„ кипящую при 35-100 С, полученную при разделении жидких продуктов примера

1, При этом выход дизельной фракции составляет 63,5 вес. 3 от выхода всех углеводородных продуктов или

77,4 вес. 3 от выхода жидких фракций.

Пример 7. Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, что вместо толуола применяют фракцию о

У кипящую при 100-200 С, полученную при разделении жидких продуктов примера

1. При этом выход дизельной фракции составляет 69 вес. 3 от выхода всех углеводородных продуктов или 83,5вес.i от выхода жидких фракций.

Пример 8. Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, что гидрогенизацию ведут при 500оC.

При этом выход дизельной фракции составляет 61,4 вес. Ф от выхода всех углеводородных продуктов или 75,6 вес. î от выхода жидких фракций.

Пример 9. Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, что толуол и высококипящую фракцию применяют в весовом соотношении 20:80.

При этом выход дизельной фракции составляет 63,2 вес. ь от выхода всех углеводородных продуктов или

77,4 вес. от выхода жидких фракций.

Пример 10. Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, что в качестве высококипящей фракции при;,еняют остаток экстрагирования угля, имеющий начало кипения 480 >С и конец кипения 600 С. При этом выхол дизельной фракции составляет 61 от выхода всех углеводородных продуктов или 74,6 вес. 3 от выхода жидких фракций, Пример 11 Способ проводят в условиях примера 1 с той лишь разницей, что в качестве высококипящей фракции применяют остаток экстрагирования угля, имеющий начало кипения

3500С и конец кипения 450 С,гидрогенизацию ведут при 380 С.Ïðè этом выход дизельной фракции составляет

58,8 вес. Ф от выхода всех углеводородных продуктов или 73,4 вес. 4 от выхода жидких фракций.

9 908251 10 температуре 380-500оС и под давлени- ратуре 20 С и жидкой при температуре ем в присутствии водорода и катализа- гидрогенизации суспензии, взятой в тора, фракционирования полученных весовом ссЬтношении растворительт жидких продуктов с рециркуляцией раст- фракция 20-80:80-20. ворителя, отличающийся Источники информации, тем, что, с целью повышения выхода принятые во внимание при экспертизе дизельной. Фракции, растворитель рецир- 1. Патент США h" 4119524, кл.208-ч, кулируют в смеси с фракцией, получен- опублик. 1978. ной при фракционировании жидких про- 2. Патент США Н 4036721, кл.208-8, дуктов, имеющей температуру начала 1î опублик. 1977. кипения 350-480 С, конец кипения 3. Патент США М 4019975, кл.208- 10, 450-600оС, затвердевающей при темпе- рпублик. 1977 (прототип). аказ 819 одписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4