[go: up one dir, main page]

SU563920A3 - Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл - Google Patents

Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл

Info

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
Application number
SU7402049686A
Other languages
English (en)
Inventor
Клэр Булль Виллард
Реймонд Пастор Джеральд
Губерт Райт Чарльз
Original Assignee
Галф Ойл Корпорейшн (Фирма)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Галф Ойл Корпорейшн (Фирма) filed Critical Галф Ойл Корпорейшн (Фирма)
Application granted granted Critical
Publication of SU563920A3 publication Critical patent/SU563920A3/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/006Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/04Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
    • C10G1/042Production 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
    • C10G1/065Production 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.
% желева S постуг а уще. -i ш,7он,че
ipue.-f
°/о жел&за S mdaSae Off L / ff/i;i
1рцг.2
SU7402049686A 1974-03-04 1974-08-02 Способ производства обеззоленного твердого и жидкого топлива из угл SU563920A3 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)