Способ гидрирования угля

нн 722490 Союз Советских Социалистических Республик(2) 11 риоритет - (32) 10.1Государственный комитетСССР (8 Р 2651253.8 (33) ФРГно дедам изобретенийи открытийОпубликовано 150380, БелДата опубликования опис.76 етеньйия 15 Р Иностранецельмут Вюрфел (ФРГ) 72) Автор изобретен ностранная фирмаСаарбергверке АГ,нию и затрудняющие проведение данного процесса.Кроме того, при подогреве поступающей на гидрирование исходной смеси и рециркулята возникают .трудности из-эа высокой вязкости подаваемого сырья,а также набухаемости угля в нагревающЕй аппаратуре . Это приводит к необходимости перемешать угольную кашицу при .помощи сильных пульсаций, в результате используемая аппаратура сильно изнашивается. относится к каталитическ ожет быть ис промышленнос особы сжижен ем процессов чЦелью иэоб шение эффекти Поставленн предлагаемым угля путем см угля с затиро кием угольной давлением на талитическое ствии водород делениемпрод газообразную сации газообр нии, равном д и частичной р ние с угольноУойй осИзобретениесжижения угля ирированием и м ино в угольной ти.Известны сп ия угляс испольэовани гидрировани я1 Ц 2,Наиболее близким к изобретениюявляется способ гидрирования,угляпутем смешения последнего с эатироным маслом с получением угольнойкашицы, подачи ее под давлениемна нагрев и затем на каталитическогидрирование в присутствии водорода 3, В качестве катализатораиспользуют кобальт, молибден,никель, железо на носителях, Гидрирование проводят при 400-4500 Сдавлении 70-210 атм. Полученныепродукты гидрирования разделяют нгазообразную и жидкую фазы.Жидкие продукты гидрированияполученные при дистилляции жидкфазы, масляную фракцию и кубовытаток частично рециркулируют насмешение с угольной смесью, пощаваемой на нагрев,При проведении такого способаиа гидрирование попадают соединения, трудно поддающиеся гидрироваретения является повывности способа.ая цель достигается способом гидрирования ешения размельченного чным маслом с получекашицы, подачи ее под нагрев и затем на кагидрирование в присута с последующим раэуктов гидрирования на и жидкую фазы, конденазной фазы при давлеавлению гидрирования, ециркуляции на смешей смесью полученнойпри конденсации фракции с т.кип. 200-500 С.Предпочтительно фракцию с т.кип.200-500 С перед смешением с угольной смесью подвергают нагреву и с целью регулирования температуры гидриронания 10-30 вес.Ъ этой фракции подают на каталитическое гидрирование .Отличительные признаки способа заключаются в проведении конденсации газообразной Фазы при давлении, равном давлению гидрирования, частичной рециркуляции на смешение с угольной смесью полученной при конденсации Фракции с ткип, 200- 500 ОС, а также в предпочтительных условиях проведения процесса.Принципиальная схема проведения способа приведена на чертеже.Тонкоразмельченный уголь по линии 1 подают н смеситель 2. Сюда же по линии 3 подают затирочное масло. Количество угля в полученной смеси составляет 58-60 вес.%, масла 40- 42 нес.В.Смесь сжимают при помощи насоса 4 до давления около 200 бар, нагре.вают в последовательно соединенных теплообменниках 5 и 6 (также за счет непосредственного внода н нее горячей углеводородной фракции) примерно до 400 С и подают в реактор гидрирования 7, где в присутствии водорода и катализатора при средней температуре 470 С происход,т гидрирбвание угля, Водород, необходимый для реакции, подают по линии 8, Внутри реактора 7 имеется открытая с обоих концов центральная труба 9, внутри которой реакционная масса движется снизу вверх по принципу эрлифта. Вне трубы поток имеет обратное направление, вследствие этого горячая реакционная масса иэ верхней части реактора постоянно поступает вниз, где интенсивно перемешивается с поступающей смесью угля и масла. Последняя за счет этого нагревается до начальной температуры гидрирования, равной примерно430 С.Головную Фракцию из реактора 7 направляют в реактор 10.Головная Фракция реактора 10 представляет собой целевой продукт и состоит.иэ газообразных низко- кипящих угленодородов, жидких углеводородов с более высокой температурой кипения и твердых веществ, таких как непрореагировавший уголь, зола, частицы катализатора.Кроме того, эта фракция содержит водороц и водяной пар. Фракцию направляют в горячий сепаратор 11, в котором при температуре около, 430 С происходит разделение Фаз.В нижней части горячего сепаратора собирается жидкая Фаза, содер жащая твердые вещества, которую отводят по линии 12, Масло, содержащееся в этой Фракции, можно испольэовать в качестве затирочного.Фракцию, образующуюся в верхнейчасти горячего сепаратора, направляют в теплообменник б где охлажо фдают примерно до 370 С, частично конденсируют и затем поднергают Фазовому разделению в сепараторе 13,В нижней части сепаратора собирается жидкая фракция с температурой выкипания 280-420 С (среднее и тяжелое масло), Часть этой фракции насосом 14 по линиям 15 и 16 подают на смешение со смесью угля и затирочного масла, в результате чего последняя разбавляется и дополнительно подогревается. Другую часть фракцииможно направлять по линии 17непосредственно н реактор 10 для 2 О обеспечения стабильного температурного режима,25 30 35 40 50 55 65 Подогрев исходной смеси до температуры начала реакции гидрированиян реакторе 7 можно ускорить, используя теплообменник 18,Преимуществом такого дополнительного подогрева в сравнении с нагревом смеси угля с затирочным масломявляется значительно меньшая склонность в этом случае угля к коксуемости.Кроме того, в отделяющейся в сепараторе 13 жидкой Фазе растворенозначительное количество водорода,которое вместе с жидкой фазой вновьпопадает в реактор гидрирования.Часть жидкой Фазы из сепаратора13 по линиям 19 и 20 .подают в дистилляционную колонну 21; где разде -ляют на масляные фракции, отводимыепо линиям, обозначенными позицией 22,Головную фракцию иэ сепаратора13 по линии 23 направляют в теплообменник 5, где охлаждают косвенным теплообменом с исходной угольной смесью угля с затирочньпч маслом, частично конденсируют и затемподвергают фазовому разделению вн сепараторе 24, Образующийся приэтом в качестве головной фракциигаз, содержащий водород, подаютпо линии 25 на стадию промывкипод давлением маслом в аппарат 26,затем насосом 27 по линии 28 рециркулируют в систему.Жидкий продукт с низа сепаратора,содержащий среднее масло, нафту иводу, по линиям 29 и 20 направляютн дистилляционную колонну 21,В процессе дистилляции нарядус отделением воды происходит разделение фракций на масляные фракции,которые также отводят по линиям 22.Часть продуктов дистилляции можноподавать по линии 30 в смеситель 2в качестве затирочного масла.Дальнейшую переработку фракций,отводимых по линиям 22, в такиепродукты как бензин, мазут, осуществляют,в частности, путем гидрокрекинга. Важно, чтобы в указанныхфракциях не содержалось примесейвысококипящих компонентов ( например,асфальтенов, осаждающихся на используемых катализаторах),Такие примеси могут увлекаться головной Фракцией горячего сепаратора 11, затемпопадать в жидкую фазу, отводимую изсепаратора 13 и в дистилляционнуюколонну 21,Для предупреждения этого целесообразно отводимую из горячего сепаратора 11 головную фракцию подвергать тщательной очистке, Очисткупроводят непосредственно в горячемсепараторе 11, Для этого частьжидкой фазы сепаратора 13 по линии31 подают на верх горячего,сепаратора 11. В результате массообменажидкой фракции с парами, загрязненными высококипящими компонентами,в частности асфальтенами, интенсивность которого повышается за счетнасадки 32, происходит так называемая ректификация, в ходе которойжидкая Фаза частично испаряется,часть паров высококипящих компонентов конденсируется. Происходит вымывание асфальтенов,которые попадают в жидкую фракцию,собирающуюся в нижней части горячегосепаратора.Таким способом можно осуществлятьочистку головной фракции горячегосепаратора, а также регулироватьего температурный режим, что имеетбольшое значение, так как в целяхизбежания коксования горячий сепаратор можно эффективно эксплуатироватьтолько н узком интервале температур,Кроме того, тепло, выделяющеесяпри конденсации высококипящих компонентов, возвращается в процесс.Приэтом, изменяя количество подаваемой по линии 31 жидкой фазы, в широких пределах вырьируют рабочую температуру. горячего сепаратора и,следовательно, условия разделения внем,При определенных условиях целесообразно в горячий сепаратор 11 подавать вместо жидкой фракции сепаратора13 часть жидкой фракции с более низкой температурой кипения сепаратора24 или смесь этих фракций.П р и м е р, В качестве исходного сырья используют уголь, имеющийследующую характеристику: содержание летучих веществ в безводноми обеззоленном состоянии 40, зольность 6,6, теплотворная способность 31520 кДж/кг.Элементарный состав угля в безводном состоянии: 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 55 60 65 Углерод 83,4водород 5,4Кислород 9,0Азот 1 5Сера 0,99Хлор 0,52Фтор 0,003Карбонат (СО) 1,32В смеситель 2 подают 250 т/ч мелкоразмолотого угля по линии 1, 169, 4 г/ч затирочного масла по линии 30, а также 4 т/ч РеОзв качестве катализатора. В результате смешения получают угольную кашицу. Последняя содержит (вес.Ъ) 60 твердых веществ40 масла, 423,4 т/ч угольной кашицы с помощью насоса 4 доводят до давления 200 бар, нагревают в теплообменниках 5 и 6, а также непосредственным подводом горячей углеводородной Фракции до температуры 400 С и подают в реактор 7, в котором осуществляют гидрирование угля в присутствии водорода и катализатора при средней температуре 470 С, К системе дополнительно подводят по линии 8 13,6 т/ч водорода.Образующуюся в верхней части реактора 7 Фракцию подают в реактор 10. Головную фракцию реактора 10 подают в горячий сепаратор 11 и разделяют ее на Фазы "ри 450 С,Жидкую фракцию горячего сепаратора 11 отводят по линии 12 и подаютна вакуумную дистилляционную установку (не показана). Из этой установки45 т/ч масла по линии 30 подаютв смеситель 2 в качестве затирочногомасла,В количественном отношенииголовная фракция горячего сепарато- .ра 11 составляет 628,4 т/ч. Эту фракцию, которая наряду с углеводородамис концом кипения около 420 ОС содержиттакже водород и водяные пары, подаютв теплообменник 6, где ее в результате теплообмена сугольной каШицейохлаждают до 370 С, при этом происходит частичная конденсация фракции,после чего в сепараторе 13 проводятразделение ее фаэ,Жидкая фракция сепаратора 13 имеетначало кипения около 280 ОС и конецкипения 420 С. 84,6 т/ч этой фракциис помощью насоса 14 по линии 15 и160,4 т/ч по линии 16 подмешиваютк угольной кашице, благодаря чемуона разжижается и нагревается.Часть жидкой Фракции сепаратора13 можно подавать по линии 17 непосредственно в реактор 10 длястабилизации температуры гидрирования,Оставшееся количество жидкойфракции сепаратора 13 подают по линиям 19 и 20 в работающую при атмосферных условиях дистилляционнуюколонну 21.722490 Формула изобретения оставитель Н ехред М.Петк олев Коррект ка едактор Е.Хорина 7 Тираж 545ЦНИИПИ Государственного копо делам изобретений и13035, Москва, Ж, Раушск Эаказ 168/4 писное тета СССРкрытийнаб д.4 Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Филиал Головную фракцию иэ сепаратора 13 по линии 23 направляют в теплообменник 5, где ее частично конденсируют и подвергают Фаэовому разделению в сепараторе 24.Образовавшийся газ (головную Фракцию) подают по линии 25 иа стадию промывки под давлением маслом в аппарат 26, затем насосом 27 по линии 28 рециркулируют в процесс в количестве 66,4 т/ч.Жидкий продукт сепаратора по линиям 29 и 30 направляют в дистилляционную колонну 21,При дистилляции получают (т/ч) 26,6 тяжелого масла, 60 среднего масла, 40 бензина и около 20 воды. Часть продуктов дистилляции вколичестве 124,4 т/ч по линии 30подают в смеситель 2 в качествеэатирочного масла,1. Способ гидрирования угля путем смешения размельченного угля с эатирочным маслом с получением угольной кашицы, подачи ее под .давлением на нагрев и затем на каталитическое гидрирование в присутствии водорода с последующим разделением продуктовгидрнрования на газообразную и жидкую фазы и частичной рециркуляциейжидких продуктов гидрирования насмещение с угольной смесью, подаваемой на нагрев, о т л и ч а ю щ и й "с я тем, что, с целью повышенияэффективности процесса, газообразнуюфазу подвергают конденсации при давлении, равном давлению гидрирования,р и на рециркуляцию направляют полученную при конденсации фракцию с т.кип.200-500 С.2, Способ по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что Фракцию с т.кип.200-500 фС перед смешением с угольнойсмесью предварительно нагревают.3. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью,регулирования температуры гидрирования,10-30 вес.% Фракции с т.кип. 2002 О. 500 оС подают на каталитическое гидрирование.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Патент США 9 3852183