Способ получения жидких продуктов из угля

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 1923177

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) 4ополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150980 (21) 3006601/23-04 с присоединением заявки Мо (23) Приоритет (31) М. Кл.з

С 10 G 1/06

Государственный комитет

СССР во делам изобретений н открытий

Опубликовано 1 1282. Бюллетень М 46 (33) УДК 66 2 ° 7 4 . .658. 26 (088. 8) Дата опубликования описания 151282

С.П. Губин, В.М. Кирилец, В.И. Меньшов и В.В. Алиулин (72) Авторы изобретения

Красноярское отделение Научно-исследовател и проектно-конструкторского института откр горных работ и Институт химии и химической технологии Сибирского отделения AH СССР (71) Заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ

ИЗ УГЛЯ (2 ).

Изобретение относится к способам получения жидких продуктов из угля и может быть использовано в нефтепе рерабатывающей промышленности и промышленности синтетического топлива.

Известен способ получения жидких продуктов из угля путем обработки исходного сырья спиртами С -С . Однако такой способ характеризуется сложной технологией 1 1).

Наиболее близким к изобретению является способ получения жидких продуктов из угля путем термического растворения в сверхкритических условиях в среде легкокипящих растворителей, таких как толуол, смесь толуола с тетралином, нафталин и т.д

Однако в данном способе получения жидких продуктов из угля невелик выход продуктов и сложна технология процесса. Так, выход жидких продуктов эа одну стадию не превышает 1933 вес.Ъ, а с увеличением числа стадий до трех выход жидких продуктов достигает 35-39 вес.Ъ на уголь. Кроме того, необходима стадия отделения донора водорода (тетралина) и его гидрирование, Целью изобретения является повышение выхода жидких продуктов и упроще-, ние технологии процесса.

Поставленная цель достигается путем смешения исходного сырья — рядового угля с легкокипящим растворителем — метиловым или этиловым, или изопропиловым спиртом в три стадии с добавлением на второй и третьей стадии 0,5-1,5 вес.Ъ на уголь борной кислоты, или ангидрида борной кислоты, или триизопропилового, или триизобутилового эфира борной кислоты, или этилата, или изопропилата, или изобутилата алюминия с повышением температуры от первой до третьей стадии с 400 до 460 С.

В качестве сырья используют рядовой уголь, в качестве легкокипящего .растворителя — метиловый, или этиловый, или иэопропиловый спирт. Процесс проводят путем смешения исходного сырья и легкокипящего растворителя в три стадии с добавлением на второй и третьей стадии борной кислоты, или ангидрида борной кислоты,,или трииэопоопилового. или триизобутилового эфира борной кислоты, или этилата, или изопропилата, или иэобутилата

30 алюминия в вышеуказанном количестве

923177 с повышением температуры от первой до третьей стадии с 400 до 460 С.

Пример 1. В автоклав объемом 20 см помещают 4 r бурового угля Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинского месторождения) со следующими характеристиками: W

24 %, AÐ = 6,5%, Vã 46,2%, С

71,10%, Н. = 4,90%, М = 1,00%, О + S = 23,00%, добавляют 8 r изопропилового спирта и нагревают со скоростью выше 30 /мин до 410 С. При этой температуре выдерживают автоклав в течение 2 ч для завершения процесса. Нерастворившийся остат< ь отфильтровывают и повторно помео; ют в автоклав, куда вводят триизобутиловый эфир борной кислоты в количестве 0,5% от веса угля и добавляют

8 г изопропилового спирта. Автоклав о вновь прогревают при 410 С 2 ч, и затем нерастворившийся остаток отфильт- 2О ровывают и смешивают с триизобутиловым эфиром борной кислоты и изопропиловым спиртом, взятыми в тех же количествах, что и ранее. Автоклав выдерживают при температуре 460оС 25

2 ч. Нерастворившийся остаток отфильтровывают и сушат под вакуумом.

Зольность остатка 75%. Степень превращения в расчете на органическую массу угля составляет 96,3Ъ, а выход 30 газа 7%. Образовавшийся жидкий продукт содержит следующие фракции, вес.Ъ: о н.к. — 180 С вЂ” 32,6

180 — 300 С вЂ” 43,6 35

300 — 360 С вЂ” 9,6

Выше 360 С вЂ” 15,4.

Пример 2. В автоклав помещают дробленый бурый уголь (фракция менее 1 мм) Ирша-Бородинского месторождения в количестве 6 г и добавляют 12 г этилового спирта. Автоклав нагревают со скоростью выше 30 С в о

1 мин до 410 С и при этой температуре.выдерживают автоклав в течение

1 ч. Автоклав охлаждают, нерастворившийся остаток отфильтровывают и вновь вводят в автоклав с тем же количеством этилового спирта и добавкой триизобутилбората в количестве

0,5Ъ от веса исходного угля. Автоклав нагревают с той же скоростью, что и в первой ступени и выдерживают при температуре 410 С 1 ч, Автоклав охлаждают, нерастворившийся остаток отфильтровывают и вносят в автоклав с 12 r этилового спирта и 30 мг

10,5 вес.Ъ на уголь триизобутилбората. Автоклав нагревают до 460 С и выдерживают при этой температуре 1 ч.

Нерастворившийся остаток отфильтро- 9) вывают, сушат под вакуумом и взвешивают. Степень превращения угля в расчете на органическую массу — 92%, выход газа 8,5%, а жидких при комнатной температуре пролуктов — 80%, 65

Пример 3. Первую стадию проводят как в примере 1. Нерастворившийся остаток отфильтровывают, фракцию н.к. — 83,5 С экстракта отделяют, сушат окисью кальция и вво. дят в автоклав в количестве 8 мл вместе с нерастворившимся остатком и триизобутилборатом (0,5 вес.Ъ на уголь), Процесс на второй стадии ведут при температуре 410 С 2 ч. Автоклав охлаждают, нерастворившийся остаток отфильтровывают. Легкокипящую фракцию вновь отгоняют и вводят в реакцию вместе с триизобутилборатом и нерастворившимся остатком.Температуру на третьей стадии процесса поддерживают 460 С. Степень превращеь ния угля, в расчете на его органическую массу, составляет 96%.

Пример 4. В автоклав помещают каменный уголь Г6 Кузнецкого бассейна (шахта "Комсомолец" ) со следующими характеристиками: Wp = 9,5Ъ, Ас 8 2% Vr - 40 0% С О 83 16%, Н = 5,79%,N = 3,19%, S = 0,72%, и проводят термическое растворение в среде изопропилового спирта. Условия проведения процесса как в примере 1.

Степень превращения угля составляет

60% на органическую массу угля.

Пример 5. В автоклав помещают бурый уголь Подмосковного бассейна со следующими характеристиками:

W = 32,5%, A = ЗОЪ, ЧГ = 46,5Ъ, С = 70,12, Н = 5,24, N - =1,00, S

3,42. Опыт проводят в условиях примера 1. Степень. превращения угля составляет 68% на органическую массу угля.

Пример 6. В титановую бомбу объемом 100 мл помещают 10 r фракции менее 1 мм бурового угля Ирша-Бородинского месторождения и смешивают с 20 мл пропилового спирта. Нагрева- о ют бомбу со скоростью более 30 С в

1 мин до температуры 410 С и выдерживают при этой температуре 20 мин.Затем бомбу охлаждают на воздухе, открывают, нерастворившийся остаток отфильтровывают и вновь загружают в бомбу с 20 мл изопропилового спирта и 100 мг изопропилата алюминия. Бомбу снова доводят до 410 С и выдерживают при этой температуре 20 мин.

Охладив бомбу и отфильтровав остаток, его вновь загружают с 20 г изопропилового спирта и 100 мг изопропилата алюминия и нагревают бомбу со скоростью более 30 С в/мин до 460 С.Бомбу выдерживают при этой температуре

20 мин. После охлаждения нерастворившийся остаток отфильтровывают, сушат под вакуумом и определяют степень конверсии угля. От жидких пролуктов отделяют растворитель и определяют выход по жидким. Степень превращения

923177

Результаты по термическому раствс рению, полученные в других опытах, сведены в таблицу.

Влияние условий термического растворения н.. степень превращения угля

Количество добавки, % от веса исходного угля

Добавка

Растворитель

3:1

1,5

Трииэопропиловый эфир

Метиловый спирт

3:1

0,5

Борный ангидрид

Изопропилат алю- 1 миния

95,0

Триизобутиловый эфир

Этиловый спирт

92,1

1,0

90,1

0,5

96,5

3:1

0,5

96,5

1,0

УЗ,О

3:1

1,5

96,5

0,5

Борная кислота

Этиловый спирт

91,6

1,0

92,8

1,5

94,9

2:1

0,5

96,0

3:1

9,5

55,1

0,3

0,5

68,0

0,5

91,8

0,5

60,1

0,5

Этилат алюмиЭтиловый спирт ния

63,4

3:1

1,0

65,0

3:1

1,5 угля составляет 70 вес.Ъ в расчете на органическую массу, а выход жидких продуктов — 62 вес.Ъ

С оот н ошение растворитель: уголь »а

1 стадии

Время, эатра» . ченное на тристадии, ч

Степень превраше— ния угля в расчете на

ОМУ, В

923177

Добавка аоличеСтво добавки, Ъ от веса исходного угля

3:1

3:1

Продолжение таблицй

Растворитель Соотношение растворитель: уголь на

1 станции

Степень превращения угля в расчете на

ОМУ, Ъ Время, затраченное на три стадии

Изопропилат алю- 0,5 миния

Этиловый спирт

47,0

0 5

0 5

60,0

1,0

Трииэобутиловый эфир

Изопропиловый спирт

0,3

60,0

1,0

82,0

1,0

96,2

1,0

96,5

1,0

96,5

1,0

Изопропиловый спирт

3:1

Иэобутилат алюминия

82,1

2:1

1,0

78,1

1,0

75,3

Формула изобретения

Составитель Е. Горлов

Редактор О.Филиппова Техред M.Ãåðãåëü .Корректор Е. Рошко

Заказ 10886/14 Тираж 524 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Способ получения жидких продуктов, из угля путем термического растворения исходного сырья в сверхкритичес- 4О ких условиях в среде легкокипящих растворителей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выМода жидких продуктов и упрощений, технологии процесса, в качестве сырья 45 используют рядовой уголь, в качестве легкокипящих растворителей — метиловый или этиловый или изопропиловый спирт и процеос проводят путем смешений угля с легкокипящим растворите- 50 лем в три стадии с добавлением на второй и третьей стадиях 0,5—

1,5 вес,Ъ на уголь борной кислоты, или ангидрида борной кислоты; или триизопропилового, или .трииэобутилового эфира борной кислоты, или этилата, или изопропилата, или иэобутилата алюминия с повышением температуры от первой до третьей стадии с 400 до 460 С.

Источники информации, принятые во внимание ври экспертизе

1. Заявка ФРГ В 2722608, кл. С 01 б 1/04 опублик. 1977.

2. Патент Великобритании Р 1482690 кл. С 5 Е, опублик. 1977 (прототип).