Способ получения жидких продуктов из угля

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1923177 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(23) Приоритет 31 М. Кп,з С 10 6 1/06 Государственный комитет СССР во делам изобретений н открытий(33 УДК 66 27 4, .658. 26 (088, 8) Дата опубликования описания 151282 С.П. Губин, В,М. Кирилец, В.И. Меньшов и В.В. АлиулинКрасноярское отделение Научно-исследовател и проектно-конструкторского института откр горных работ и Институт химии и химической технологии Сибирского отделения АН СССР(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ ИЗ УГЛЯ Изобретение относится к способам получения жидких продуктов из угля и может быть использовано в нефтепе рерабатывающей промышленности и промышленности синтетического топлива.Известен способ получения жидких продуктов из угля путем обработки исходного сырья спиртами С-С 4. Однако такой способ характеризуется сложной технологией 11).Наиболее близким к изобретению является способ получения жидких продуктов из угля путем термического растворения в сверхкритических условиях в среде легкокипящих растворителей, таких как толуол, смесь толуола с тетралином, нафталин и т.д Однако в данном способе получения жидких продуктов из угля невелик выход продуктов и сложна технология процесса. Так, выход жидких продуктов эа одну стадию не превышает 19- 33 вес.Ъ, а с увеличением числа стадий до трех выход жидких продуктов достигает 35-39 вес,% на уголь. Кроме того, необходима стадия отделения донора водорода (тетралина) и его гидрирование,Целью изобретения является повышение выхода жидких продуктов и упроще-,ние технологии процесса.5Поставленная цель достигается путем смешения исходного сырья - рядового угля с легкокипящим растворителем - метиловым или этиловым, илиизопропиловым спиртом в три стадии сдобавлением на второй и третьей стадии 0,5-1,5 вес,Ъ на уголь борнойкислоты, или ангидрида борной кислоты, или триизопропилового, или триизобутилового эфира борной кислоты,или этилата, или изопропилата, илиизобутилата алюминия с повышениемтемпературы от первой до третьейстадии с 400 до 460 С.В качестве сырья используют рядовой уголь, в качестве легкокипящего,растворителя - метиловый, или этиловый, или иэопропиловый спирт. Процесспроводят путем смешения исходногосырья и легкокипящего растворителя втри стадии с добавлением на второй 25 и третьей стадии борной кислоты, илиангидрида борной кислотыили трииэопоопилового. или триизобутиловогоэфира борной кислоты, или этилата,или изопропилата, или иэобутилата ЗО алюминия в вышеуказанном количествес повышением температуры от павой до третьей стадии с 400 до 460 С.П р и м е р 1. В автоклав объемом 20 см помещают 4 г бурового угля Канско-Ачинского бассейна (Ирша-Бородинского месторождения) со следующими характеристиками; Ч" м 24, А" = бр 5, Ч"46,2, С71,10, Н. = 4,90, М = 1,00, О + 5 = 23,00, добавляют 8 г изопропилового спирта и нагревают со скоростью выше 30 ф/мин до 410 С, При этой температуре выдерживают автоклав в течение 2 ч для завершения процесса, Нерастворившийся остатотфильтровывают и повторно поме;ют в автоклав, куда вводят триизобутиловый эфир борной кислоты в количестве 0,5 от веса угля и добавляют 8 г изопропилового спирта. Автоклавовновь прогревают при 410 С 2 ч, и затем нерастворившийся остаток отфильт-ровывают и смешивают с триизобутиловым эфиром борной кислоты и изопропиловым спиртом, взятыми в тех же количествах, что и ранее. Автоклав выдерживают при температуре 460 С 25 2 ч. Нерастворившийся остаток отФильтровывают и сушат под вакуумом. Зольность остатка 75. Степень превращения в расчете на органическую массу угля составляет 96,3, а выход 30 газа 7. Образовавшийся жидкий продукт содержит следующие фракции, вес.:он.к, - 180 С - 32,6180 - 300 С - 43,6 35300 - 360 С - 9,6Выше 360 С - 15,4.П р и м е р 2. В автоклав помещают дробленый бурый уголь (фракция менее 1 мм) Ирша-Бородинского место рождения в количестве 6 г и добавляют 12 г этилового спирта. Автоклав нагревают со скоростью выше 30 С в 1 мин до 410 С и при этой температуре.выдерживают автоклав в течение 1 ч. Автоклав охлаждают, нерастворившийся остаток отфильтровывают и вновь вводят в автоклав с тем же количеством этилового спирта и добавкой триизобутилбората в количестве 0,5 от веса исходного угля. Автоклав нагревают с той же скоростью, что и в первой ступени и выдерживают при температуре 410 С 1 ч, Автоклав охлаждают, нерастворившийся остаток отфильтровывают и вносят в автоклав с 12 г этилового спирта и 30 мг 10,5 вес, на уголь триизобутилбората. Автоклав нагревают до 460 С и выдерживают при этой температуре 1 ч, Нерастворившийся остаток отфильтро- бО вывают, сушат под вакуумом и взвешивают. Степень превращения угля в расчете на органическую массу - 92, выход газа 8,5, а жидких при комнатной температуре продуктов - 80, 65 П р и м е р 3. Первую стадию проводят как в примере 1, Нерастворившийся остаток отфильтровывают, фракцию н.к. - 83,5 С экстракта отделяют, сушат окисью кальция и вво дят в автоклав в количестве 8 мл вместе с нерастворившимся остатком и триизобутилборатом (0,5 вес. на уголь), Процесс на второй стадии ведут при температуре 410 С 2 ч, Автоклав охлаждают, нерастворившийся остаток отфильтровывают. Легкокипящую Фракцию вновь отгоняют и вводят в реакцию вместе с триизобутилборатом и нерастворившимся остатком.Температуру на третьей стадии процесса поддерживают 460 С. Степень превращеьния угля, в расчете на его органическую массу, составляет 96.П р и м е р 4. В автоклав помещают каменный уголь Г 6 Кузнецкого бассейна (шахта "Комсомолец" ) со следующими характеристиками: Ф = 9,5, Ас 8,2, Чг 400, С О 83, 16, Н = 5,79,М = 3,19, 5 = 0,72, и провОдят термическое растворение в среде изопропилового спирта. Условия проведения процесса как в примере 1. Степень превращения угля составляет 60 на органическую массу угля.П р и м е р 5. В автоклав помещают бурый уголь Подмосковного бассейна со следующими характеристиками: И = 32,5, А = 30, ЧГ = 46,5, С = 70,12, Н = 5,24, М = 1,00, 53,42. Опыт проводят в условиях примера 1, Степень. превращения угля составляет 68 на органическую массу угля,П р и м е р 6. В титановую бомбу объемом 100 мл помещают 10 г фракции менее 1 мм бурового угля Ирша-Бородинского месторождения и смешивают с 20 мл пропилового спирта. Нагрева-о ют бомбу со скоростью более 30 С в 1 мин до температуры 410 С и выдерживают при этой температуре 20 мин.Затем бомбу охлаждают на воздухе, открывают, нерастворившийся остаток отфильтровывают и вновь загружают в бомбу с 20 мл изопропилового спирта и 100 мг изопропилата алюминия. Бомбу снова доводят до 410 С и выдерживают при этой температуре 20 мин. Охладив бомбу и отфильтровав остаток, его вновь загружают с 20 г изопропилового спирта и 100 мг изопропилата алюминия и нагревают бомбу со скоростью более 30 дС в/мин до 460 С.Бомбу выдерживают при этой температуре 20 мин. После охлаждения нерастворившийся остаток отфильтровывают, сушат под вакуумом и определяют степень конверсии угля, От жидких продуктов отделяют растворитель и определяют выход по жидким. Степень превращения923177 Результаты по термическому раствсрению, полученные в других опытах,сведены в таблицу. Влияние условий термического растворения н степень преврашения угляКоличестводобавки,от весаисходногоугля Добавка Растворитель 80 3:1 1,5 Трииэопропиловый эфир Метиловыйспирт 76 3:1 0,5 Борный ангидрид 55 Изопропилат алюминия 95,0 Триизобутиловый эфир Этиловыйспирт 92,1 1,0 90,1 0,5 96,5 3:1 0,5 96,5 1,0 УЗ,О 3;1 1,5 96,5 0,5 Борная кисло- та Этиловыйспирт 91,6 1,0 92,8 1,5 94,9 2:1 0,5 96,0 3:1 55,1 0,3 0,5 68,0 0,5 91,8 0,5 60,1 0,5 Этилат алюмиЭтиловыйспирт ния 63,4 3:1 1,0 65,0 3;1 1,5 угля составляет 70 вес.Ъ в расчетена органическую массу, а выход жидкихпродуктов - 62 вес,Ъ С оотн ошение растворитель: уголь на 1 стадии Время,эатраченноена три .стадии,ч Степеньпреврашения угля врасчете наОМУ, В923177 ЙвДобавка КоличеСтводобавки,Ъ от весаисходногоугля3:131 Продолжение таблицй Растворитель Соотношение растворитель: уголь на 1 станции Степеньпревращения угля врасчете наОМУ, Ъ Время, затраченное на три стадии Изопропилат алю,5миния Этиловыйспирт 47,0 0,5 0,5 60,0 1,0 Трииэобутиловый эфир Изопропиловый спирт 0,3 60,0 1,0 82,0 1,0 96,2 1,0 96,5 1,0 96,5 11 1,0 Изопропиловыйспирт 3;1 Иэобутилаталюминия 82,1 2:1 1,0 78,1 1,0 75,3 Формула изобретения Составитель Е. ГорловРедактор О.филиппова Техред М.Гергель КорректорЕ.Рошко Заказ 10886/14 Тираж 524 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ получения жидких продуктов: из угля путем термического растворения исходного сырья в сверхкритичес О ких условиях в среде легкокипящих растворителей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения выМода жидких продуктов и упрощений , технологии процесса, в качестве сырья 45используют рядовой уголь, в качестве легкокипящих растворителей - метиловый или этиловый или изопропиловыйспирт и процеос проводят путем смешений угля с легкокипящим растворите лем в три стадии с добавлением на второй и третьей стадиях 0,5 -1,5 вес,В на уголь борной кислоты,или ангидрида борной кислоты; илитриизопропилового, или .трииэобутилового эфира борной кислоты, или этилата, или изопропилата, или иэобутилата алюминия с повышением температуры от первой до третьей стадиис 400 до 460 фС. Источники информации,принятые во внимание ври экспертизе 1. Заявка ФРГ В 2722608,кл. С 01 6 1/04 опублик, 1977,2. Патент Великобритании Р 1482690 кл. С 5 Е, опублик, 1977 (прототип,