SU257484A1 - Способ каталитической гидрогенизации угля - Google Patents

Description

Известен способ каталитической гидрогенизации угл  и других твердых горючих ископаемых в смеси с рециркулирующими высококип щими фракци ми гидрогенизатов под высоким давлением водорода дл  получени  жидких продуктов с т. кип. до 320-350°С и газа в том числе с применением в качестве пастообразователей высококип щих нефт ных остатков (мазутов). При осуществлении такого способа технические процессы протекают при высокой температуре (450-490°С) и давлении водорода (300-700 аг), сопровождаютс  усиленным газообразованием (30- 40%) и больщим расходом водорода (4-6%, в расчете на уголь).

Дл  снижени  расхода водорода на процесс предлагаетс  гидрогенизации подвергать смесь малосернистого угл  с сырой сернистой, высокосернистой или отбензиненной нефтью в присутствии инициирующих добавок - ингибиторов радикальной полимеризации в количестве 0,1-ilO%. Процесс провод т при температуре 400-450°С и давлении водорода 5-160 атм.

Используют бурые или каменные угли невысокой степени метаморфизма (длиннопламенные , газовые), содержащие около 0,5% серы и 5- 10°/о золы, главным образом Канско-Ачинского и Кузнецкого бассейнов.

сырые сернистые или высоко-сернистые иефти Западной Сибири и Бащкирии или остатки после отбора фракции с т. кип. до 240°С, но не выше, так как реакционна  способность

нефтепродукта в результате нагрева при перегонке резко уменьшаетс .

Катализатор (соединени  молибдена, двухи трехвалентного железа, лити , кали ) нанос т на измельченный и высушенный уголь

(2-3% влаги) методом пропитки в количестве 0,1 - 1% металла (в расчете на органическую массу угл ). В бурый уголь с высокой влажностью (25-35%) катализатор добавл ют в виде порошка солей или других соединений с последующей сушкой смеси до остаточного содержани  влаги не более 2-3%.

Гидрогенизации подвергают смесь 30-50% угл  и 70-50% нефтепродукта Применение нефтепродукта, богатого водородом и содержащего значительное количество углеводородов с шестичленными углеводородными циклами , которые в процессе частично дегидрируютс , позвол ет осуществл ть процесс при невысоком давлении водорода, так как гидрирование распадающейс  при нагреве органической массы угл  проходит, в основном, за счет активного атомарного водорода, выдел ющегос  из нефтепродукта.

ческую массу угл ), что в 3-6 раз меньше по сравнению с техническими процессами.

Кроме того, м гкие услови  гидрировани  в присутствии нефтепродуктов - донора водорода - снижают газообразование в 2-3 раза.

Процесс ожижени  органической массы угл  носит, по-видимому, радикальный характер . При нагреве угл  происходит деполимеризаци  и деструкци  угольного вещества и образующиес  промежуточные соединени  - макрорадикалы стабилизируютс  атомарным водородом, выдел ющимс  из нефтепродукта, а также газообразным молекул рным водородом , растворенным (под давлением) в реакционной массе. В св зи с тем, что описываемый способ провод т при невысоком давлении водорода (50-150 атм), концентраци  последнего недостаточна и часть промежуточных продуктов деструкции органической массы угл  по мере их образовани  взаимодействует; превраща сь в твердые продукты вторичного происхождени .

Дл  предотвращени  этих реакций процесс осуществл ют с добавкой ингибиторов радикальной полимеризации, в частности, конденсированных ароматических углеводородов (антрацен, фенантрен, пирен), а также их технических смесей - антраценового масла, сырого коксохимического антрацена, хинонов (нафтахиноны, антрахиноны, фенантрахиноны ) или нитросоединений (тринитробензол и его производные). При добавлении в реакционную смесь 0,1-1% этих соединений степень превращени  органической массы угл  увеличиваетс  в 1,5-2 раза (с 40-50 до 80-95%).

В результате совместной переработки происходит разбавление высокосернистых, особенно остаточных нефтепродуктов малосернистыми жидкими продуктами ожижени  органической массь угл , а также частичный гидрогенолиз сернистых соединений сырь . Поэтому высококип щие (мазутные) фракции гидрогенизатов содержат не более 1,0-1,5% серы и могут быть применены в качестве топлива на электростанци х и дл  других целей.

В составе жидких продуктов гидрогенизации нар ду с высококип щими фракци ми содержитс  значительное количество фракций с т. кип. до 300°С, в которых находитс  значительное количество фенолов, азотистых оснований , ароматических углеводородов (алкилбензолы и алкилнафталины) - сырье дл  производства химикатов и моторного горючего .

Дистилл тные фракции в товарные продукты можно переработать известными способами - гидроочисткой, гидродеалкилированием , экстракцией и селективными растворител ми .

Таблица 1

В качестве пастообразователей примен ют

Арланскую и Тюменскую нефти и остатки

после отгона при атмосферном давлении

фракций с т. кип. до 240°С. Характеристика

пастообразовател  дана в табл. 2.

Таблица 2

Соотношение угл  нефтепродукта равно 30 : 70-SO : 50. .Продолжительность гидрогенизации при температуре 400-450°С составл ет 5-360 мин, давление водорода 50- 150 атм. Катализаторы нанос т пропиткой водным раствором соответствующих солей или

добавл ют к влажному углю с последующим высущиванием.

При нагревании газового угл  в смеси с Арланской нефтью в интервале температур 400-425°С без водорода превращени  органической массы угл  в жидкие (растворимые в бензоле) продукты фактически не наблюдаетс . Под давлением водорода около 100 ат (без катализатора) в жидкие продукты превращаетс  около 20% органической массы

угл . Добавление 0,1 - 1% катализатора, содержащего молибден и другие металлы, повыщает процент превращени  до 70-75. Применение сырой нефти вместо отгона с т. кип. выще 240°С позвол ет увеличить степень превращени  органической массы угл  на 10%.