SU563920A3 - Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл - Google Patents
Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из углInfo
- Publication number
- SU563920A3 SU563920A3 SU7402049686A SU2049686A SU563920A3 SU 563920 A3 SU563920 A3 SU 563920A3 SU 7402049686 A SU7402049686 A SU 7402049686A SU 2049686 A SU2049686 A SU 2049686A SU 563920 A3 SU563920 A3 SU 563920A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- zone
- solvent
- coal
- temperature
- hydrogen
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/006—Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
- C10G1/042—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction by the use of hydrogen-donor solvents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
- C10G1/065—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation in the presence of a solvent
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
ным сырьем вл ютс виды угл , содержащие водород, например битуминозный (каменный) уголь, полубитуминозный (бурый) уголь, а также лигнины. В процессе примен етс сольвент (растворитель ) дл угл , состо щий из жидких гидроароматических соединений. Уголь шламмируют сольвентом и подают в первую стадию технологического процесса. В зону предварительного нагревани , в которой происходит перенос водорода из сольвеитных гидроароматических соединений в угольный материал, содержащий углеводород, что приводит к набуханию угл и отделению углеводородных полимеров от угольных минералов. Температура в зоне предварительного нагревани 400-525, предпочтительно 425- 500°С. В случае трудности отделени газообразных продуктов -побочных продуктов производства , верхний предел температуры следует снизить до 470°С и ниже с тем, чтобы свести к минимуму газообразование. Врем пребывани реакционной массы в зоне составл ет 0,,25, предпочтительно 0,01-0,15 час. Во второй зоне процесса (зона растворени ) сольвентные соединени , отдавщие водород углю в первой зоне, вступают в реакцию с газообразным водородом и вновь превращаютс в гидроароматические вещества, рециркулируемые в первую зону технологического процесса. Температура в стадии растворени 350-475, предпочтительно 400-450°С. Врем пребывани реакционной массы в зоне реактора-растворител составл ет 0,1-3,0, предпочтительно 0.15-1,0 час. Температура в зоне растворени ниже, чем максимальна температура зоны предварительного нагревани . Молсно использовать любые способы охлаждени с целью уменьшени температуры потока массы между зоной предварительного нагревани и зоной растворени . Так, например, можно вводить свежий водород иа участке между зонами предварительного нагревани и растворени , а использовать тецлообменное устройство . Врем пребывани обрабатываемого потока в зоне предварительного нагревани меиьще времени его пребывани в зоне растворени . Объемна скорость жидкого продукта (объем шламма, проход щего за 1 час, отнесенного к объему реактора) составл ет 0,2- 8,0, предпочтительно 0,5-3,0. Отнощение водорода к шламму находитс в пределах 3,6- 180, предпочтительно 9-90 м на 100л. Весовое отнощепие рециркулируемого сольвентного продукта к углю в шламме, подаваемом в процесс, составл ет 0,5:1-5:1, предпочтительно 1,0: 1-2,5: 1. В результате реакции, проход щих в зонах растворенного обеззолеппого угольного полимера удал ютс гетероатомы серы и кислорода , что приводит к деполимеризации и превращению растворенных угольных полимеров в десульфурированные и восстановленные (лишенные кислорода) свободные радикалы с уменьшенным молекул рным весом. Такие свободные радикалы имеют тенденцию к повторной полимеризации при высоких температурах , таких как в зоне предварительного нагревани . При пониженной температуре зоны растворени эти свободные радикалы стабилизируютс и станов тс устойчивыми против повторной полимеризации за счет присоединени водорода. В процессе получени топлива возможно примен ть окись углерода СО в сочетании с паром вместо водорода или при недостатке водорода, так как окись углерода и пар реагируют, дава в результате реакции водород. Требуемый пар можно получать из подаваемого в процесс сырого угл , либо впрыскивать в виде воды. Присоединение водорода к свободному радикалу происходит легче при относительно низкой температуре в зоне растворени , чем при повыщенной температуре на выходе из зоны нредварительного нагревани . Преимущество технологии описываемого процесса заключаетс в том, что цри запуске установки используют сольвент, получаемый из угл . Его химический состав зависит от свойств угл . Сольвент - высокоароматическа л идкость, получаема путем предварительной обработки топлива, как правило, кипит при 150-450°С. Прочие характеристики включают плотность около 1,1, мол рное отношение углерода к водороду от 1,0-0,9 до 1,0-0,3. В качестве исходного сольвента применим любой органический сольвент. Предпочтительным в качестве исходного сольвента вл етс использование антраценового масла или креозотового масла с точкой плавлени 220-400С. Получаемые в течение процесса растворенные фракции сырьевого угл представл ют собой дополнительный сольвент. Первоначальный сольвент постепенно тер ет свои свойства и приближаетс к составу сольвента , образованного растворением и деполимеризацией угл в данном процессе. Важным параметром процесса вл етс врем пребывани потока на стадии растворени в зоне предварительного нагревани . Продолжительность процесса сольватации варьируетс в зависимости от типа обрабатываемого угл . Кроме этого, показатель в зкости мен етс по мере того, как шламм проходит зону предварительного нагревани . Это изменение и определ ет врем пребывани шламма в зоне предварительного нагревани . Приращение в зкости реакционной массы, перемещающейс через зону предварительного нагревани с увеличением приращени времени первоначально возрастает, затем по мере растворени шламма снижаетс . Далее значение в зкости вновь увеличиваетс , однако врем пребывани реакционной массы в зоне предварительного нагревани закапчиваетс до относительно большего повторпого
увеличени в зкости массы. Оптимальное врем дл завершени операции в зоне предварительного нагревани определ етс фактором «относительна в зкость, который представл ет собой отношение в зкости образевавшегос раствора к в зкости сольвента, подаваемого в процесс, причем оба значени в зкостей замер ют при 99°С.
По мере того, как растворение шламма продолжаетс во врем прохождени его через зону предварительного нагревани , значение относительной в зкости раствора сначала поднимаетс выше 20, принима значение, при котором раствор становитс чрезвычайно в зким, его состо ние наноминает гель или желатинообразную студенистую массу. Таким образом, при низких соотношени х сольвента к шламму, например 0,5/1, шламм переходит в гель. По достижении максимума относительной в зкости (значительно выше 20) относительна в зкость прирашени потока массы начинает спадать, достига минимума , носле чего вповь наблюдаетс тенденци возрастани до высоких значений. Растворение продолжаетс до тех пор, иока спад относительной в зкости не дойдет (вслед за первым всплеском кривой) до значени примерно ниже 10. Далее раствор охлаждают и подают в зону растворени , где ноддерл ивают более низкую темнературу с целью лредотврашени нового возрастани относительной в зкости, не дава описанному фактору возрастать выше значени 10. Обычно спаду относительной в зкости дают возможность достичь значени менее 5, нредпочтительно 1,5-2,0. Температурные услови , созданные в зоне предварительного нагревани таковы, что в отсутствии резкой crvieiibi температурного режима на выходе из зоны предва211тельного нагревани относительна в зкость реакционной массы будет вновь составл ть значение выше 10.
Смесь из гидроароматического сольвента и угл при температуре 200-300°С образует гель. Образованием этого гел объ сн етс первое увеличение относительной в зкости. Гель образуетс вследствие возникновени св зей гидроароматических соединений сольвента с углеводородсодержашим материалом угл , что отмечаетс разбуханием угл . Возникновение св зей можно объ снить распределением гидроароматических водородных атомов сольвента между сольвентом и углем, это начальна стади нереноса водорода от сольвента к углю. Возникающа св зь настолько прочна, что в стадии образовани гел отделение сольвента от угл невозможно выполнить пзтем перегонки. Дальнейшее нагревание массы в зоне предварительного нагревани до 350°С вызывает разложение гел - завершаетс процесс переноса водорода. В результате образуетс обеззоленное твердое топливо, жидкое топливо и газообразные продукты. При этом отмечаетс уменьшение значени фактора относительной в зкости.
Уменьшение относительной в зкости в зоне предварительного нагревани также вызывает деполимеризацию растворенных угольных полимеров с получением свободных радикалов. Собственно деполимеризац)1Я вызываетс удалением гетероатомов серы и кислорода из углеводородсодержащих угольных полимеров и разрывом св зей углерод - углерод за счет гидрокрекинга с преобразованпел; обсззолепного твердого топлива в жидкое топливо и i;iзы . Деполимеризаци сопровождаетс выделением сероводорода, воды, двуокиси углерода, метана, пропана, бутана п других углеводородов .
При высоких температурах продукта на выходе из зоны предварительного нагревани иовторна полимеризаци свободных радикалов возможна за счет реакций гидрогепизацни . Этим объ сн етс заключительна тенденци к увеличению фактора отиосительной в зкости в зоне предварительного нагревани до значени выше 10. Это второе увеличение фактора относитсльио в зкости .ликвидируетс в соответств изобретением форсированным охлаждением продукта на выходе из зоны предварительного нагревани .
Максимальные значени температуры на вы.ходе из зоиы иредварителыюго иагревани составл ют 400-525°С. Врем пребываии в зоне иредварительного нагрсваип икремента массы, подводимого в процесс потока дл достижеии максимальной температуры около 0,01-0,25 час (0,6-15 мин), ири этих услови х коксообразовани не происходит. Выход углеводородного газа составл ет менее 6 вес. %, выход избыточного сольвента (жидкого тонлива) превышает 10-15 вес. % без учета золы и влаги, а количество получаемого твердого топлива составл ет свыше 200 вес. %. Необходимо избегать большого газообразовани в ввиду того, что это неизбежно требует большого потреблени водорода, а также сиециальных установок дл сбора и вывода газов из технологического процесса.
Относительно низкое содержание серы в остаточном продукте вакуумной перегонки указывает на то, что реакци продолжаетс до высокой степеии завершени .
Давленне водорода в процессе составл ет 35-300 кг/CiM, предпочтительно 50-200 кг/см. При давлении водорода иримерно 70 кг/см- содержание водорода в сольвенте 6,1 вес. %. Если содержание водорода в сольвеите оказываетс выше этого урови , то гидроароматический водород иереноситс в растворенное топливо, что увеличивает выход жидкого топлива с более высоким содержаиием водорода. Если сольвент содержит менее 6,1 вес. % водорода, он имеет тенденцию воснриии.мать водород из водородных газов с большей скоростью, чем топливиый продукт. Однако ири стабильном содержании водорода в сольвенте дальнейшее ирсвраш.еиие будет зависеть от каталитического действи , содержашегос в золе. Кроме того, высокие температуры спосооствуют снижению гидроароматического содержани системы, тогда как большие скорости подачи сырь могут помешать достижению равновесных з)гачений. Кроме того, высокие давлени способствуют быстрому достил-сению равновесного состо ни и увеличивают гидроароматический характер системы.
В зоие растворени ароматические соединени , отдавшие водород в зоне предварительного нагревани , реагируют с водородом, вновь образу гидроароматические соединени . Гидроароматические соединени вл ютс частично насыщенными ароматическими вешествами. Химический потенциал в зоне растворени недостатки дл полного насышени ароматических веш,еств. Присутствие насышенных ароматических углеводородов способствует реакци м переноса водорода.
Одновременное воздействие факторов времени и температуры в зоне предварительного нагревани вл етс важным обсто тельством в технологическом процессе. Низкие значени времени пребывани массы в зоне предварительного нагревани достигают за счет использовани в этой зоне удлиненного трубчатого реактора, имеющего отношение длины к диаметру не менее 100, предпочтительно не менее 1000.
Часть жидкого топлива в смеси с золой редиркулируют в зону предварительного нагревани . Содержащеес в золе железо вл етс катализатором реакций расщеплени . При рецуркул ции золусодержащего потока относительный выход жидкой топливной фракции возрастает, относительный же выход остатков вакуумной перегонки снижаетс в сравнении с рециркул цией беззольного потока. Кроме того, остатки вакуумной перегонки имеют значительно более низкое содержание серы.
|При использовании золусодержащего сольвентного рециркул ционного потока, возрастает степень гидрогенизации.
Схема процесса включает в себ устройства предварительного нагревани , растворител н вакуумной ректификационной колонны, установленных на линии последовательно. Шламм из раздробленного угл и рециркулированного сольвента проходит через предварительный нагреватель. Предварительный нагреватель имеет значительно меньшую емкость по сравнению с агрегатом растворител , так что врем пребывани обрабатываемой массы в предварительном нагревателе значительно меньше времени пребывани ее в устройстве растворител . В зоне предварительного нагрева и зоне растворени процесс провод т без катализатора.
Продукты зоны растворени подвергают фильтрации, затем вакуумной перегонке. Из ректификационной колонны вывод т газ - топливный продукт, который при комнатной температуре представл ет собой жидкую фазу, топливный продукт, который при комнатной температуре представл ет собой твердую фазу. Часть жидкого топливного продукта в смеси с золой используют в качестве сольвента и рециркулируют в зону предварительного нагревани .
В табл. 1 дана зависнмость гидроароматнческой активности сольвента от содержани железа в смесн, поступающей lia обработку в технологическую линию.
На фиг. 1 приведен график вли ни минералов на уровень водорода в сольвенте; на фиг. 2 - график вли ни рециркул ции минералов и температуры в зоне растворител на гндроароматическую активность водорода;
на фиг. 3 представлена схема осуществлени процесса.
Как видно из графика фиг. 1,е по мере возрастани содерлсани минералов в сырье наблюдаетс тенденци к росту количественного содержани водорода в сольвенте. Данные в табл. 1 сн ты при давлении водорода 70 кг/см графически эти данные представлены на фиг. 2.
Таблица 1
Итак, при температуре в зоне растворени 450°С и определенном заданном количественном содержании железа в подаваемом материале сольвенту придаетс меньша гидроароматическа активность по сравнению с опытом, при котором температура в зоне растворени равна 425°С. Из этого следует , что при любом количественном содержании железа в нодаваемом на обработку материале (шламме) низка температура в
зоне растворени приводит к повышенной гидроароматической активности процесса. Желательно поддерживать более высокую гидроароматическую активность сольвента, так как последн позвол ет работать с применением повышенной температуры в зоне предварительного нагревани без коксообразовани и полимеризации. Поэтому важно, чтобы с конструктивной точки зрени бункер растворител был выполнен с больп1ими размерами по сравнению с размерами бункера предварительного нагревател . Выбор различных значений температуры дл зоны предварительного нагревани и дл зоны растворени при соответствующем факторе повышенной концентрации минералов благодар рециркул ции золусодержащих остаточных продуктов вакзумной перегонки приводит к тому, что в зоне предварительного нагревани и в зоне растворени реакции проход т в предпочтительных режимах. Кроме того, различные типы реакций в зонах интенсифицированы благодар поддержанию более высокого рабочего давлени водорода в зоне растворени . В предлагаемом процессе кислород удал етс из топливных продуктов, извлекаемых из угл , легче, чем сера, в то врем как азот об зательно имеетс в наличии в большинстве стабильных молекул рных структур. Поэтому при увеличении степени рециркул ции золы концентраци азота в потоке возрастает , концентраци серы остаетс посто нной, а содержание кислорода повышаетс . Поскольку высокие температуры вл ютс оптимальными дл удалени серы, то чем выше температура в зоне предварительного нагревани , тем ниже количественное содержание серы в получаемом продукте. Перва стади гидрогенизации при получении раствора угл - это реакции переноса водорода в зоне предварительного нагревани . При неэффективном проведении этой стадии раствор склонен деградировать вследствие повторной полимеризации окончательно вследствие процесса коксовани . Многие лигнитные сорта угл (бурый уголь) имеют недостаточное содержание железа дл эффективной гидрогенизации в зоне растворени . В этом случае уголь содержит иатрий, в него вместо водорода ввод т окись углерода СО и вод ного пара дл иолучени водорода. Повторна гидрогенизаци сольвента в зоне растворенн возможна за счет водорода или применени при окиси углерода с паром, а также натри или сернистого железа в качестве катализатора. В табл. 2 приведен эффект рециркул ции золусодержашнх т желых остаточных продуктов вакуумной перегонки. Поток, выход щий из зоиы растворени мгиовенно (однократно равновесно), испар ют с отводом газообразного и жидкого продуктов. Золусодержашую фракцию остаточных продуктов, котора при комнатной температуре представл ет собой твердую фазу, рециркулируют . Последнюю можно использовать в сочетании с более легкой фракцией. Дл снижени затрат производства, св занных с перекачкой , рсциркулируемый поток должен содержать по возможности больше жидких фракций, а количество твердых вегцеств, рециркзлируемых в процесс, должно быть достаточным дл повышени эффективности способа. Рециркул ции подвергают от 10 до 80 вес. % подаваемой золы, а предпочтительно 10-50 вес. %. Опыт 1, результаты которого представлены в табл. 2, проведен с сольвентом, не содержашпм рециркулируемой золы. В опытах 2, 3, 4 и 5, резз льтаты которых также сведены в табл. 2, сольвент содержал рециркулируемую золу. В опыте 1 процент золы в подаваемом шламме соответствует количеств золы , содержашейс в вводимом в процесс угл , в опытах 2, 3, 4 и 5 процент золы в подаваемом шламме непрерывно возрастает вследствие постепенного увеличени продолл ительности рециркул ции. Данные, характеризующие выход иродуктов в табл. 2, показывают, что с увеличением содержани золы в подаваемом шламме сольвент становитс способным к повышенной степени гидрогенизации (т. е. активность гидрогенизации, производимой сольвентом, возрастает), что доказываетс некоторым увеличением выхода углеводородного газа, а также большим увеличением образовани жидкого продукта, св занного с резким уменьшением выхода твердого топливного иродукта. Жидкий продукт-фракци с температурой кипени сольвента, имеюща большее весовое отношение водорода к углероду и повышеиное теплосодержание (не менее 9450 кал/г) по сравнению с твердым топливным нродуктом (не менее 8800 кал/г). При рециркул ции золы потребление водорода растет 2,5-3,0%. Однако за счет этого увеличиваетс выход топлива с более высоким теплосодержанием. Данные табл. 2 показывают, что с увеличением относительного содержани золы в поступаюшем шламме про вл етс тенденци к увеличению конверсии сырь . Снижение конверсии (опыт 5) происходит вследствие чрезмерно высокой температуры в зоне предварительного нагревани . 1тобы избежать снижени конвенсии, необходимо иоддерживать температуру в зоне нредварительного нагревани ииже 475°С, иредпочтительно не выше 470-465°С, в наиболее предпочтительном варианте 460-450°С. При ироведении процесса при повышенных температурах необходимо уменьшить врем пребывани реакционной массы в зоне предварительного нагревани . Из табл. 2 также видно, что содержание водорода в жидком продукте имеет тенденцию к росту с увеличеиием содержани золы в поступаюшем на обработку материале. Как отмечалось выше, повышенное содержание водорода в жидком продукте свидетельствует об увеличенном теплосодержании при сжигании этого топлива. Кроме того, приведенные данные показывают, что с увеличением содержани золы в постунаюшем иа обработку материале содержание кислорода в отфильтрованном иродукте падает. Пониженное содерл ание кислорода в топливном про111
663920
12 Таблиц a
ЛЗ
дукте также свидетельствует об увеличении его теплосодержани .
Кроме того, из табл. 2 следует, что содержание серы как в жидком, так и в остаточном продукте вакуумной иерегонки уменьшаетс с увеличением содержани золы в иоступающем шламме. При этом особенно важно снижение содержани серы в остаточном продукте вакуумной перегонки.
Оптимальное преимущество в случае рециркул ции золусодержащих т желых остатков вакуумной перегонки достигаетс регулированием температуры в зоне предвари14
тельного нагревани . Выход газов уменьплаетс с увеличением содерл :ани золы в подаваемом на обработку шламме при температуре в зоне предварительного нагревани 450°С и возрастает при температуре 475°С. Выход 6 вес. % углеводородного газа (без учета золы и влаги) вл етс оптимальным при отсутствии специальных средств дл сбора, хранени и транспортировки. Выход жидкого продукта (избыточного сольвента) также резко уменьшаетс при повышении температуры в зоне предварительного нагревани с 450 до 475°С. Снижаетс процент конверсии.
Таблица 3
15 Табл. 3 иллюстрирует взаимосв зь рециркул ции золусодержащего остаточцого цродукта вакуумной перегонки с исцользоваиием более высокой температуры в зоие предварительиого нагреваци в сравнении с зоцой раствореци . Оцыты 1, 2 и 3 ироводились без рециркул ции золы. Оиыты 4 и 5 - с рециркул цией золы. Согласно данным табл. 3, оиыты 4 и 5 иоказывают постеиениое увеличеиие содержани золы в поступающем в нроцесс шламме. Результаты оиыта2 в табл.3 иллюстрируют эффект использовани разных температур между зоной предварительного нагревани и зоной растворени , что дает преимущество, н увеличении выхода жидкого продукта (избыточного сольвента), повыщеиии конверсии и умеиьщении содержани серы в остаточном продукте вакуумной перегонки, в сравнении с опытом 1, в котором температура зон одинакова . При различных темиературах зоны предварительного нагревани и зоны растворени (опыт 3) преимущества процесса про вл ютс еще в больщей степени и без рециркул ции сольвента. Опыты 4 и 5 подтверждают , что в случае использовани рециркул ции золы с одновременным применением метода разнесенных температур эффективность способа возрастает - повышаетс выход избыточного сольвента, процеит конверсии , снижаетс содержание серы в остатках вакуумной перегонки. Однако дальпейшее Звеличенпе выхода избыточного сольвепта, так же как и повышение эффективности превращени вещества в ходе процесса, резко прекращаетс , если температура в зоне предварительного пагреванп становитс чрезмерно высокой, даже несмотр на использование рециркул ции золусодержащего продукта. В табл. 4 сведены результаты опытов рециркул ции золы на содержание водорода в жидком продукте (избыточиом сольвенте). В табл. 4 представлены данные опытов 1-5 из табл. 2. Отсюда видно, что. по мере увеличени процентного содержани железа, наход щегос в щламме, подаваемом в зону предварительного нагревани , вследствие непрерывно продолжающейс рецикул ции золусодержащих остатков вакуумной перегонки содержание водорода в сольвеите непрерывно возрастает и превышает уровень содерл ани водорода в первоначальном (исходном ) сольвенте, использовавшемс в момент пуска процесса. Табл.. 4 показывает, что железо в зольном минерале функционирует как катализатор, способствующий гидрогенизации сольвента. Исходный сольвент в момент пуска процесса содержит 6,04 вес. % водорода. Как видно из таблицы 4 и кривой фиг. 1, увеличение водорода в жидком продукте происходит равномерно и соответствует увеличеиию содерл ани железа в поступающем шламме. .
1.6 Таблица 4 Данные табл. 2 и кривые фиг. 2 показывают , что гидрогенизаци ароматического сольвента в зоне растворени ироисходит эффективней , если в последней поддерживать более низкую температуру, чем в зоне предварительного нагревани . При этом происходит более эффективный перенос водорода из гидрогенизированного ароматического вещества в подаваемый уголь в следующем цикле. Высокие температуры в зоне предварительного нагревани способствуют деполимеризации , а также реакци м удалеии серы ц кислорода. Высока концентраци переносимого водорода способствует образованию жидкого топливного продукта и имеет тенденцию предотвращать коксование. Максимальное значение температуры зоны зависит от активности водорода в сольвенте. В зоне растворени умеренные значени температуры способствуют гидрогенизации как сольвента , так и деполимеризованного угл . Шламм из линии подачи 1 угл (см. фиг. 3) и линии 2 рециркулируемого сольвента, содержащего золу вместе с водородом на линии 3, иодают по линии 4 в зону предварительного нагревани 5. Поток продукта, выход идий из зоны 5, охлал дают водородом, поступающим по линии 6 и подают по линии 7 в зону растворени 8. Затем подвергают однократному испарению в аппарате 9 и затем направл ют в ректификационную колонну 10. Золусодержащее твердое топливо вывод т из дойной части аппарата мгновенного испарени . При этом часть потока рециркулируют в зону предварительного нагревани по линии П. Остальную часть по линии 12 подают на фильтр 13. Золу удал ют по линии 14. Фильтрат направл ют по лииии 15 в колонну 10. Газы, в том числе водород, отвод т по линии 16 и направл ют в газоочиститель 17. Отделеиные примеси удал ют по лииии 18. Очищенный газ направл ют в линию 3. Часть газа возможно отводить на линии 19. Жидкий топливный продукт вывод т по лииии 20. Часть его рециркулируют в процесс по линии 21. Продукт вакуумной перегонки (твердое топливо) вывод т на линию 20 и направл ют -по линии 22 на конвейер 23. Е-сли рециркулируемый поток содержит достаточное количество гидроароматической
17
сольвентной жидкости, то линию 21 перекрывают .
Claims (4)
1. Способ нроизводства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл , включающий гидрогенизацию угл в присутствии растворител нри температуре 288-538°С, последуюн1 ,ее фракционирование нолученного цродукта и возврат растворител на стадию гидрогенизации, отличающийс тем, что, с целью новышени эффективности процесса, уменьшени содержани серы в целевом продукте , гидрогенизацию провод т последовательно в первой зоне предварительного нагревани с постененным повышением температуры но длине зоны до 400-525°С и во второй зоне растворени при температуре ниIB
же температуры продукта на выходе из нервой зоны на 20- 100°С с последующим выделением золы и возвратом 10-80 вес. % золы в первую зону.
2.Способ но п. 1, отличающийс тем, что в первой зоне нроцесс осуществл ют при температуре 400--470С и времени контакта 0,01-0,25 час.
3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ н и с тем, что во второй зоне нроцесс осуществл ют при 400-450С н времени контакта 0,1-3 час.
4.Способ но п. 1, о т л и ч а ю щ и и с тем, что возврат золы осуществл ют в смеси с жидким топливом.
Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе
1.Патент США № 3594304. кл. 208-8, 1971.
2.Патент США № 3G45885, кл.208-8, 1972.
3.Патент США jYo 3642608, кл. 208-8, 1972.
,У
% желева S постуг а уще. -i ш,7он,че
ipue.-f
°/о жел&за S mdaSae Off L / ff/i;i
1рцг.2
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US446973A US3884794A (en) | 1974-03-04 | 1974-03-04 | Solvent refined coal process including recycle of coal minerals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU563920A3 true SU563920A3 (ru) | 1977-06-30 |
Family
ID=23774504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU7402049686A SU563920A3 (ru) | 1974-03-04 | 1974-08-02 | Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл |
Country Status (12)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3884794A (ru) |
JP (1) | JPS5714718B2 (ru) |
BR (1) | BR7406236A (ru) |
CA (1) | CA1014501A (ru) |
CS (1) | CS191256B2 (ru) |
DD (1) | DD113565A5 (ru) |
DE (1) | DE2431872A1 (ru) |
FR (1) | FR2263291A1 (ru) |
GB (1) | GB1499331A (ru) |
PL (1) | PL99575B1 (ru) |
SU (1) | SU563920A3 (ru) |
ZA (1) | ZA744085B (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2458975C2 (ru) * | 2006-03-31 | 2012-08-20 | Коултэк, Инк. | Способы и устройства, повышающие качество твердого топлива |
US8579998B2 (en) | 2003-12-12 | 2013-11-12 | Coaltek, Inc. | Pre-burning, dry process methodology and systems for enhancing metallurgical solid fuel properties |
US8585788B2 (en) | 2006-03-31 | 2013-11-19 | Coaltek, Inc. | Methods and systems for processing solid fuel |
US8585786B2 (en) | 2006-03-31 | 2013-11-19 | Coaltek, Inc. | Methods and systems for briquetting solid fuel |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4040957A (en) * | 1976-02-20 | 1977-08-09 | The Lummus Company | Separation of insoluble material from coal liquefaction product by use of a diluent |
AU506174B2 (en) * | 1976-05-28 | 1979-12-13 | Kobe Steel Limited | Coal liquefaction |
US4083769A (en) * | 1976-11-30 | 1978-04-11 | Gulf Research & Development Company | Catalytic process for liquefying coal |
DE2654635B2 (de) * | 1976-12-02 | 1979-07-12 | Ludwig Dr. 6703 Limburgerhof Raichle | Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenwasserstoffölen aus Kohle durch spaltende Druckhydrierung |
US4210518A (en) * | 1977-01-24 | 1980-07-01 | Exxon Research & Engineering Co. | Hydrogen-donor coal liquefaction process |
US4176041A (en) * | 1977-02-24 | 1979-11-27 | Kobe Steel, Ltd. | Method for reforming low grade coals |
US4210517A (en) * | 1977-10-31 | 1980-07-01 | Mitsui Mining Co. Ltd. | Preparation of carbonaceous products |
US4203823A (en) * | 1978-07-03 | 1980-05-20 | Gulf Research & Development Company | Combined coal liquefaction-gasification process |
US4226698A (en) * | 1978-08-04 | 1980-10-07 | Schroeder Wilburn C | Ash removal and synthesis gas generation from heavy oils produced by coal hydrogenation |
US4244812A (en) * | 1978-12-28 | 1981-01-13 | Kerr-Mcgee Corporation | System for producing a powdery composition comprising coal products in a coal deashing process |
US4347117A (en) * | 1979-12-20 | 1982-08-31 | Exxon Research & Engineering Co. | Donor solvent coal liquefaction with bottoms recycle at elevated pressure |
US4322284A (en) * | 1980-02-05 | 1982-03-30 | Gulf Research & Development Company | Solvent refining of coal using octahydrophenanthrene-enriched solvent and coal minerals recycle |
US4312746A (en) * | 1980-02-05 | 1982-01-26 | Gulf Research & Development Company | Catalytic production of octahydrophenanthrene-enriched solvent |
US4323447A (en) * | 1980-02-05 | 1982-04-06 | Gulf Research & Development Company | Coal Liquefaction process employing octahydrophenanthrene-enriched solvent |
US4330388A (en) * | 1980-09-09 | 1982-05-18 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Short residence time coal liquefaction process including catalytic hydrogenation |
US4328088A (en) * | 1980-09-09 | 1982-05-04 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Controlled short residence time coal liquefaction process |
US4377464A (en) * | 1981-09-03 | 1983-03-22 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Coal liquefaction process |
US4558651A (en) * | 1983-10-19 | 1985-12-17 | International Coal Refining Company | Fired heater for coal liquefaction process |
US4617105A (en) * | 1985-09-26 | 1986-10-14 | Air Products And Chemicals, Inc. | Coal liquefaction process using pretreatment with a binary solvent mixture |
US5256278A (en) * | 1992-02-27 | 1993-10-26 | Energy And Environmental Research Center Foundation (Eerc Foundation) | Direct coal liquefaction process |
KR101489004B1 (ko) * | 2006-03-31 | 2015-02-02 | 제이와이 캐피탈 인베스트먼트 엘엘씨 | 고체연료 특성을 향상시키기 위한 방법과 시스템 |
CN107207967A (zh) * | 2014-12-05 | 2017-09-26 | 株式会社Posco | 炼焦添加剂制造方法及制造装置 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3341447A (en) * | 1965-01-18 | 1967-09-12 | Willard C Bull | Solvation process for carbonaceous fuels |
US3617465A (en) * | 1969-11-20 | 1971-11-02 | Hydrocarbon Research Inc | Coal hydrogenation |
US3594304A (en) * | 1970-04-13 | 1971-07-20 | Sun Oil Co | Thermal liquefaction of coal |
US3645885A (en) * | 1970-05-04 | 1972-02-29 | Exxon Research Engineering Co | Upflow coal liquefaction |
US3808119A (en) * | 1972-10-12 | 1974-04-30 | Pittsburgh Midway Coal Mining | Process for refining carbonaceous fuels |
-
1974
- 1974-03-04 US US446973A patent/US3884794A/en not_active Expired - Lifetime
- 1974-05-13 CA CA199,898A patent/CA1014501A/en not_active Expired
- 1974-06-25 ZA ZA00744085A patent/ZA744085B/xx unknown
- 1974-07-03 DE DE2431872A patent/DE2431872A1/de not_active Withdrawn
- 1974-07-08 DD DD179793A patent/DD113565A5/xx unknown
- 1974-07-30 BR BR6236/74A patent/BR7406236A/pt unknown
- 1974-08-02 SU SU7402049686A patent/SU563920A3/ru active
- 1974-08-08 PL PL1974173333A patent/PL99575B1/pl unknown
- 1974-08-22 FR FR7428817A patent/FR2263291A1/fr active Pending
- 1974-08-23 JP JP9628374A patent/JPS5714718B2/ja not_active Expired
- 1974-12-25 GB GB28159/74A patent/GB1499331A/en not_active Expired
-
1975
- 1975-01-17 CS CS75348A patent/CS191256B2/cs unknown
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8579998B2 (en) | 2003-12-12 | 2013-11-12 | Coaltek, Inc. | Pre-burning, dry process methodology and systems for enhancing metallurgical solid fuel properties |
RU2458975C2 (ru) * | 2006-03-31 | 2012-08-20 | Коултэк, Инк. | Способы и устройства, повышающие качество твердого топлива |
US8585788B2 (en) | 2006-03-31 | 2013-11-19 | Coaltek, Inc. | Methods and systems for processing solid fuel |
US8585786B2 (en) | 2006-03-31 | 2013-11-19 | Coaltek, Inc. | Methods and systems for briquetting solid fuel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2263291A1 (ru) | 1975-10-03 |
JPS50119808A (ru) | 1975-09-19 |
JPS5714718B2 (ru) | 1982-03-26 |
GB1499331A (en) | 1978-02-01 |
ZA744085B (en) | 1975-06-25 |
CS191256B2 (en) | 1979-06-29 |
AU7055474A (en) | 1976-01-08 |
US3884794A (en) | 1975-05-20 |
DD113565A5 (ru) | 1975-06-12 |
DE2431872A1 (de) | 1975-09-11 |
CA1014501A (en) | 1977-07-26 |
BR7406236A (pt) | 1976-03-23 |
PL99575B1 (pl) | 1978-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU563920A3 (ru) | Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл | |
US3884796A (en) | Solvent refined coal process with retention of coal minerals | |
US3748254A (en) | Conversion of coal by solvent extraction | |
SU910125A3 (ru) | Способ получени из угл обеззоленного твердого и жидкого топлива | |
US5240592A (en) | Method for refining coal utilizing short residence time hydrocracking with selective condensation to produce a slate of value-added co-products | |
US4485003A (en) | Supercritical extraction and simultaneous catalytic hydrogenation of coal | |
AU636324B2 (en) | Improved method of refining coal by short residence time hydrodisproportionation | |
US3997422A (en) | Combination coal deashing and coking process | |
US5110452A (en) | Method of refining coal by catalyzed short residence time hydrodisproportionation to form a novel coal-derived fuel system | |
US4725350A (en) | Process for extracting oil and hydrocarbons from crushed solids using hydrogen rich syn gas | |
US4337142A (en) | Continuous process for conversion of coal | |
US3884795A (en) | Solvent refined coal process with zones of increasing hydrogen pressure | |
US5336395A (en) | Liquefaction of coal with aqueous carbon monoxide pretreatment | |
US3966582A (en) | Solubilization and reaction of coal and like carbonaceous feedstocks to hydrocarbons and apparatus therefor | |
EP0047570B1 (en) | Controlled short residence time coal liquefaction process | |
BG63346B1 (bg) | Метод за получаване на химически суровини и горивни компоненти от употребявани или отпадъчни пластмаси | |
US4374725A (en) | Process for coal liquefaction | |
EP0047571B1 (en) | Short residence time coal liquefaction process including catalytic hydrogenation | |
US5198103A (en) | Method for increasing liquid yields from short residence time hydropyrolysis processes | |
US4050904A (en) | Solubilization and reaction of coal and like carbonaceous feedstocks to hydrocarbons and apparatus therefor | |
US4461694A (en) | Coal liquefaction process with enhanced process solvent | |
US4764270A (en) | Simultaneous upgrading of tar sand bitumen and coal by corefining | |
JPH0798945B2 (ja) | 石炭転化方法 | |
US4737261A (en) | Process for the production of premium grade needle coke from a hydrotreated SRC material | |
JPH0244354B2 (ru) |