Способ подземной переработки угля

09) Ш) СОЮЗ СОВЕТСНИСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИН 4 Х 8;С 10о 51) Е 21 В 4 Е 21 С 4 ТЕНИ скважинуповышенныхотличцелью синаугла путемалифатичестепени игаз, алифа в скажину нни ири 3 ичаюазину закасииртов состоянии.ичаю- и ину зака- Е спиртов в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЗОБР(72) В.М,Кирилец, А.С,Успенский, В.Д.Буткин, Ю.В.Демидов и Г.Г.Бруер (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна(53) 622 234 4 с 662 747 6(088 8) (56) 1. Патент США Кф 4059151, кл. Е 21 В 43/24, опублик. 1979.2. Патент СВА В 4197911, .кл. 166-26, опублик. 1980. ,(54)(57) 1. СПОСОБ ПОДЗЕИНОЙ НЕРЕРАБОТКИ УГЛЯ, включающий бурение одной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачку через алифатических спиртов притемпературе и давлении,а ю щ и й с я тем, что, сения затрат на переработкуповторного использованияких спиртов и повышенияевращения угля в жидкость итические спирты закачиваютв суперкритическом состоя 0-450 С. 2, Способ ио п.1, о т лщ и й с я тем, что в сквчивают смесь алифатическихс водой в суперкритическом3. Способ по и,1, о т лщ и й с я тем, что в скваж11384Изобретение относится к подземнойпереработке угля, более конкретно ктерморастворению подземного угольногопласта за счет создания нагрева и давления, обеспечивающих протекание соот ветствующих химических процессов вугле таким образом, что становитсявозможным добыча его из-под земли ввиде газа и жидкости,и может бытьиспользовано для отработки глубокоза- Олегающих маломощных угольных пластовс целью получения жидкого и газообразного топлива, а также химическогосырья,Известен способ сжижения углей 15под землей гидрогенизацией под давлением при высокой температуре, согласно которому разработка угольногопласта идет в два этапа: сначалауголь газифицируется, после чего охлаждается водой. Затем в охлажденныйугольный канал закачивается растворитель и продукты сжижения в виде синтетической сырой нефти вместе с газами откачиваются на поверхность 11,Недостатки данного способа - низкая степень превращения угля в жидкиепродукты, невозможность повышения выхода жидких продуктов в связи с происходящей при высоких температурахзначительной карбонизацией не превращенной в газ органической массы угля,многостадийность процесса.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемому35результату является способ подземнойпереработки угля, включающий бурениеодной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачкучерез скважину алифатических спиртовпри повышенных температуре и давлении 2.Однако известный способ не даетпрактически возможности получитьуголь в виде жидкого топлива и, кроме того, при использовании алифатических спиртов по известной технологии весь спирт тратится в одноцикличной переработке и не может быть регенерирован и вновь возвращен в техно 50логический цикл. Целью изобретения является снижение затрат на переработку угля путем повторного использования алифатичес" ких спиртов и повышения степени пре вращения угля в жидкость игаз.Цель достигается тем, что согласно способу подземной переработки угля,84 2 вкЛючающему бурение одной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачку через скважину алифатических спиртов при повышенных температуре и давлении, алифатические спирты закачивают в скважину в суперкритическом состоянии при 350- 450 С.Причем в скважину закачивают смесь алифатических спиртов с водой в суперкритическом состоянии,Кроме тоге, в скважину закачивают смесь алифатических спиртов в супер- критическом состоянии.На чертеже приведена принципиальная схема односкважинного способа подземной переработки угля.Двойная трубчатая система 1 располагается в скважине. Система 1 состоит из трубы 2, предназначенной для закачки растворителя внутрь, и концентрической выводной трубы 3. Труба 3 должна иметь такой диаметр, чтобы площадь между ее стенками и внутренней трубой 2 значительно превышала площадь поперечного сечения внутренней трубы, поскольку сжиженный уголь более холодный и более вязкий (посравнению с подаваемым растворителем). Для предотвращения закупорки углем система двойных труб на конце снабжена перфорацией или системой сит. Кроме того, возможную закупорку перфорации и сит можно ликвидировать путем создания противотока жидких фаз в системе двойных труб, когда меняется направление движения жидкости в каждой трубе. Выводная труба 3 имеет теплоизоляционное покрытие.Прежде чем начать гидрогенизацию систему прогревают прокачкой растворителя, нагретого теплообменником 4 в течение нескольких дней, пока температура труб и образовавшейся исходной пустоты в угольном пласте не станет достаточно высокой, чтобы поддерживать растворитель в суперкритическом состоянии. После этого начинается собственно гидрогенизацияГидрогенизация угпя - это экзотермический процесс с тепловым эффектом порядка 50 ккал на моль добавляемого водорода, следователЬно, спустя какое-то начальное время большое количество тепла поступает за счет реакции гидрирования, нежели теряется за счет теплопереноса. Когда тепловой эффект реакции превысит потери тепла,4а. В табл.1-3 представлены зкспериентальные данные по конверсии орга-.ической массы угля (ОИУ) в жидкую иазообразную фазы на чистом раствориеле, на водно-спиртовой смеси, намеси спиртов соответственно,Предлагаемый способ обеспечиваетолучение ценного химического сырьяугольный мазут), служащего основойдля получения светлых моторных топив и других химических продуктов,ысокую степень конверсии ОИУ в жидкуюазу; низкую потерю экстрагента вроцессе суперкритического растворения угля, отсутствие необходимостиинтеза алифатического спирта изкстрагированных продуктов для вто,ричного использования.,Таблица 1 Раствори"тель (али,фатическийспирт) Конверсия ОИУ в газовую фазу, мас,Х Место- рожпеКоли- честКонверсияОИУ в жидкую фазуК , мас,Х Параметрыпроцесса Весовое соот- ношеКонверсия ОИУ,мас.Х ние, скотово РоИПа угля,зание рого взят растворитель гружа- емого уголь в автоклав,г уголь зопропи,ловый Бере, 1 З,О 7 350 47 зов- ское 38 10 410 56 450 60 12,2 12 45 16 То же Назаровское 16,5 350 56 46 160 30 9 410 67 13 15,1 20,0 450 70 350 61 53 52 18 11 19 3 30 11 410 73 61 14 18,3 450 74,59 17 ИршаБородинское 16,9 350 56 47,12 16,4 3,0 9 410, 68 59 13 45069 14,5 56 15 3 ,1138484обусловленные теплопереносом, это зтепло может быть утилизировано для мподогрева растворителя, следователь- нно, расход тепла на подогрев раство- грителя должен со временем падать.тОткаченную пульпу разделяют на сена- сраторе 5, после чего нерастворенныйуголь, угольный мазут и газы посту- ппают на склад 6, а растворитель после (прохождения теплообменника 4 циркулиОрует до тех пор, пока не прекратит лизвлекать из угольного пласта егоорганическую часть. фПредлагаемый способ можно рассмат- иривать, главным обрзом,как способ 15подземного сжижения угля, так как сосновную часть получаемого органичес- экого продукта составляет жидкая фа1138484 Продолжение табл.1 Растворитель (алиФатическийспирт) о а Метиловый Б овкое 9 3 8,4 7 8,0 13,50 4 50 4 35 34 иловыи 3,0 5 7 абл Конверсия ОМУ Коли чест есо- Параметры есо иа цесс естоотв Т, С пирта н и тический ниерастраст- ворипир о тель авт авто- т клав,г -вода клав,вод 0,0 9 20,4 3,450 43 6 193 м е ч а н и е, Месторождение, с которого взят- Бережковское нори тель (али Изопропил овыиспирт Зтиловыйспирт угля,загруженного в агруенноо в воесоотношенверия ОМУ.с.й Конверсия ОМУмас,7 Конверсия ИУ в жид ую фазуК, масЛ в жидкую фазу Кж Конверсия ОИУ в базовую фазуу масай Конверсия ОМУ в газовую фазмас.Е8 1138484 Табли Конверсия ОМУ Конверсия ОМУ ВесоКоли- Количест- честКонверсия ОМУ,мол.Х ВесовоесоотношеПараметрыпроцесса вое в ющкую фазу Кмас.й в газовую фазу, мас.3 соотвоугля,загру-жаемоТ,фС ношениерастваритель го в анто- клав,г растворитель(2) 9 12,3 8,4 350 41 33 11,2 16,8 3,0 9 410 46 10 10,6 15,8 450 60 11,1 16,6 350 24 10, 1 15,2 3,0 9 410 44 34 12 51 33 19 9 5 14,3 450 П Р и м е ч а н и е. иестороз 4 ение, из которого взят уголь, - Березовское. Составитель Н.РуденкоРедактор В.Дауган Техред М,Кузьма Корректор В.БутягаI Заказ 10649/22 Тираа 540 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раущская наб., д.4/5