Способ получения жидких и газообразных продуктов из угля

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПАТЕНТУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 11908251(31) 77 Л 585 делам изобретений Опубликовано 23.02.82,Бюллетень 7Дата опубликования описания 23.02,8(088.8) и открытий 2) Авторы изобретени Иностранцыелис Клейнян, Квинтин Джон Бой и Леонард Джеймс Драй с Иностранна(71) Заявит 54) СП ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ И ГАЗООБРАЗНРОДУКТОВ ИЗ УГЛЯ ляе зоо сме Изобретение относится к способам получения жидких и газообразных про дуктов из угля и может быть использовано в у лехимической промышленно ти и промышленности синтетического топлива. Известны способы получения жидких продуктов из угля термическим растворением последнего в присутствии как соединений доноров водорода (тетралина, тетрагидрохинолина), так и ароматических углеводородов в субкритицеском и суперкритическом состоянии 11 и С 21.Наиболее близким к изобретению явтся способ получения жидких и габразных продуктов из угля путем шения измельченного угля с растворителем, кипящим при 35-200 С, гидрогенизации полученной суспенаии при, например, 380-500 цС под давлением в присутствии водорода и катализатора, фракциорирования полученных продуктов с рециркуляцией растворителя насмешение с углем 3)Однако в данном способе суммарныйвыход жидких продуктов не превышает5 574 от веса сухого угля. Выход дизельной фракции, таким образом,составляет незнацительное количество253 от выхода жидких продуктов.Цель изобретения - повышение вы 10 хода дизельной фракции,Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения жидких и газообразных продуктов из угляпутем смешения измельченного угля с15 растворителем, кипящим при 35-200 С,гидрогенизации полученной суспензиипри 380-500 С и повышенном давлениив присутствии водорода и катализатора, фракционирования полученных жид 20 ких продуктов с рециркуляцией на.сме"шение с измельченным углем растворителя в смеси с фракцией, пблученнойпри фракционировании жидких продуктов,имеющей температуру начала кипения3 90825350-480 С, конец кипения 450-600 С,затвердевающей при 20 С и жидкой притемпературе гидрогенизации суспензии,взятой в соотношении растворитель:фракция 20-80:80-20,Отличительные признаки способа заключаются в том, что растворитель рециркулируют в смеси с фракцией, полученный при фракционировании жидкихпродуктов угля, имеющей температуру 1 Оначала кипения 350-480 О, конца кипения 450-600 , затвердевающей при 20 Си жидкой при температуре гидрогенизации суспензии в указанном соотношении. 15На Фиг. 1-2 представлены схемы дляреализации предлагаемого способа.Способ можно проводить периодически или непрерывно.гоНепрерывно способ возможно проводить по принципиальной технологической схеме, представленной на фиг.1.Согласно этой схеме измельченныйуголь вместе с растворителем, кипящим при 35-200 СС, по линии 1 подаютв емкость 2, в которой готовят суспензию угля. Суспензию угля по линии3 подают в реактор 4 на гидрированиепри 380-500 С и повышенном давлениив присутствии водорода и катализатора. Продукты реакции по линии 5 подают в сепаратор 6, в котором отделяют непрореагировавшую часть угля,включая золу, отводимую по линии 7,35Продукты реакции отводят по линии 8и подвергают частичной конденсациидля отделения газа, который удаляютиз процесса по линии 9, Получаемыйконденсат по линии 10 подают в оектификационную колонну 11, из которойпо пинии 12 отводят фракцию, кипящую при 35-100 С, и по линии 13 - бензиновую фракцию, кипящую при 100-200 С,часть которой по линии 14 подают в се 5 паратор 6, а остаток по линии 15 рециркулируют на смешение с измельченным углем. Кроме того, из ректификационной колонны по линии 16 отводят дизельную фракцию, кипящую при200-450 ОС, а по линии 17 - фракцию,50 имеющую начало кипения 350-480 С, конец кипения 450-600 С, затвердевающую при 20 С и жидкую при температуре гидрогенизации суспензии (высо кокипящую фракцию).55Схема проведения способа, представленная на фигуре 2, отличается от схемы, представленной на фигуре 1 тем,что отделение газа от продуктовреакции, отводимого по линии 9, проводят перед отделением непрореагировавшего угля, включая золу. Получаемый при этом конденсат по линии 18подают в перегонное устройство 19,из которого по линии 20 отводят го.ловную фракцию, которую затем подают в колону 21 на Фракционирование,Одновременно из устройства 19 по линии 22 отводят фракцию, имеющую начало кипения 350 - 480 С, конец кипения 450-600 фС, затвердевающую при20 ОС и жидкую при температуре гидрогенизации суспензии. Эту Фракциювместе с растворителем, кипящим при35-200 С, отводимым из колонны 21 полиниям 23 и 24, подают в сепаратор25, например вращающийся фильтр, дпяотделения непрореагировавшего угля,включая золу, Кроме того, из колоннм21 по линии 26 отводят дизельную фракцию. Получаемые в сепараторе 25 жид"кие продукты, содержащие указанныевысококипящую Фракцию и растворитесьв указанном соотношении, подают в емкость 2 по линии 27. П р и м е р 1. После промывки уголь сорта Ватерберга измельчают в порошок (С 0,12 мм) и пропитывают раствором молибдата аммония. После сушки измельченный уголь, содер жащий 2,9 вес, Ф МоО, в количестве 400 г подают в автоклав емкостью 5 л, куда также подают 2,6 г серы, 600 толуола и 600 г Фракции, имеющей начало кипения 400 С и конец кипения 550 С (весовое соотношение толуол: Фракция 400-550 С = 50:50). Автоклав закрывают и продувают азотом, затем устанавливают давление водорода 80 ати, нагревают до 450 ОС и в течение 75 мин, постоянно перемешивая. поддерживают эту температуру, причем общее давление составляет 200 ати. Затем автоклав охлаждают до 350 С и подключают к холодильно-измерительной системе, причем температура последнего охладителя составляет минус 60 С. Улетучивающийся газ измеряют и после вымывания сероводорода собирают в емкости. Газ подвергают масс-спектроскопии,По окончании удаления газа из горячего автоклава в него подают пиридин (800 мл) под давлением азота, служащим для количественного вымывания содержимого автоклава,Содержимое автоклава тщательно переме90825 6Продолжение табл. 2 Выход (3 от весасухого,беззоль"ного угля) Продукты 200 459 оС О.хф 3 57,0 11,0 Непрореагировавшийуголь 4 ГВыход (4 от веса сухого,беззольного угля) Продукты 14,4 С -200 оС4.200 400 оС1 ф 3 16,1 20 44,1 18,7 Таблица 3 Выход дизельнои фракции ( от веса жидких фракций) Выход жидкихФракций (3,от веса су- ,1 хого беззольного бурого угля) Соотношение толуола и высококипящей фракции вес. ч 71,9 60,9 60;405,5:42,5 65,2 72,5-72, 8 66,8 73,8 68,5 50:50 Таблица Выход (В от весасухого,беззольного угля) Продукты П р и м е р 4. Способ проводят З 5 в условиях примера 3. В качестве искходного сырья используют битуминозныиуголь,Результаты опытов сведены в табл.4. С,-С,РС -200 оС 5шивают, охлаждают до комнатной температуры и фильтруют под давлением. Пи" ридиновый фильтрат, а также весь получаемый из горячего автоклава конденсат перерабатывают фракционной пе-регонкой. Получаемую при этом высоко- кипящую фракцию (400-550 С) вновь применяют для приготовления суспензии угля. Полученные при этом продукты и их выход приведены в табл. 1.Таблица Выход дизельной фракции составляет59,5 вес. 4 от выхода всех углеводородных продуктов или 73,3 вес, 3 отвыхода жидких фракций,П р и м е р 2, Способ проводят ЭОпо примеру 1. При этом в автоклавемкостью 1 л загружают 80 г измельченного угля, содержащего 0,5 вес. 4НоО, 120 г толуола, 120 г фракции,имеющей начало кипения 400 оС и конец 35кипения 550 оС (весовое соотношениетолуол:фракц; я 400-550 С 50:50) и0,8 г серы, При этом гидрогенизациюпроводят при 440 С и давлении 210 атив течение 30 мин. По окончании реак цции продукты гидрогенизации удаляютпри пропускании через автоклав 2000 млтолуола в количестве 27 мл/мин. Затем их фракционируют, Полученную приэтом высококипящую фракцию (459 С) 45снова применяют для приготовлениясуспензии угля. Полученные при этомпродукты и их выход приведены в табл.2 Выход дизельной фракции составляет 70,2 вес.от выхода всех углеводородных продуктов или 84,4 вес. 3 от выхода жидких фракций. П р и и е р 3, Способ проводят по примеру 1 с той разницей, что гидрогенизацию содержащего 0,5МоО измельченного бурого угля проводят в суспензии толуола и фракции, имеющей начало кипения 420"С и .конец кипения 562 С при 420 С и давлении водорода 220 атм в течение 75 мин, Соотношение толуола и высококипящей фракции и результаты опытов приведены в табл. 3.7 90825 Таблица Соотношение Выход жидких фракций (Ж отвеса сухого беззольного бурогугля) Выход дизельной фракцииД от веса 5жидких фракций) толуола ивысококипящей фракции,вес. ч,10 Выход (3 от веса сухого беззольного угля) 3 Продукты 20,1 40 44,1 10,4 Непрореагировавшийуголь 6,5 формула изобретения Способ получения жидких и газообразных продуктов из угля путем смешения измельченного угля с растворителем, кипящим при температуре 35-200 ОС, гидрогенизации полученной суспензии при 80: 20 70,9 74,8 70:30 69,8 73,6 50:50 71,4 75,2 Ф ФП р и м е р 5, Способ проводят в условиях примера 1 с той разницей, что в качестве растворителя используют метилциклогексан, а в качестве высококипящей Фракции - остаток угольного экстракта, имеющий начало кипения 394 С и конец кипения 545 С. Получаемую при Фракционной перегонке высококипящую Фракцию )3940 С) снова применяют для приготовления суспензии угля. Полученные при этом продукты и их выход приведены в табл. 5 зоТаблица С,-СЗС 4 -200 С200-394 ССО, Н, 11 фЭ Выход дизельной фракции составля 50ет 53,3 вес. ь от выхода всех углеводородных продуктов или 77,3 вес. 3от выхода жидких фракций,П р и м е р 6. Способ проводят вусловиях примера 1 с той разницей,55что вместо толуола применяют фракциюкипящую при 35-1000 С, полученную приразделении жидких продуктов примера1, При этом выход дизельной фракции составляет 63,5 вес, 3 от выхода всехуглеводородных продуктов или77,4 вес. 3 от выхода жидких фракций.П р и м е р 7. Способ проводятв условиях примера 1 с той разницей,что вместо толуола применяют ФракциюоУкипящую при 100-200 С, полученную приразделении жидких продуктов примера1, При этом выход дизельной фракциисоставляет 69 вес. 3 от выхода всехуглеводородных продуктов или 83,5 вес.от выхода жидких фракций,П р и м е р 8. Способ проводят вусловиях примера 1 с той разницей,что гидрогенизацию ведут при 500 оС,При этом выход дизельной фракции составляет 61,4 вес, Ф от выхода всехуглеводородных продуктов или 75,6 вес.Фот выхода жидких фракций.П р и м е р 9. Способ проводят вусловиях примера 1 с той разницей,что толуол и высококипящую Фракциюприменяют в весовом соотношении 20:80.При этом выход дизельной фракции составляет 63,2 вес. ь от выхода всехуглеводородных продуктов или77,4 вес.от выхода жидких фракций.П р и м е р 10. Способ проводятв условиях примера 1 с той разницей,что в качестве высококипящей фракциипри;,еняют остаток экстрагированияугля, имеющий начало кипения 480 Си конец кипения 600 С. При этом выхолдизельной ФРакции составлЯет 61 5 в ;от выхода всех углеводородных продуктов или 74,6 вес, 3 от выхода жидкихфракций,П р и м е р 11. Способ проводятв условиях примера 1 с той лишь разницей, что в качестве высококипящейфракции применяют остаток экстрагирования угля, имеющий начало кипения3500 С и конец кипения 450 С,гидрогенизацию ведут при 380 ОС.При этом выходдизельной фракции составляет58,8 вес. Ф от выхода всех углеводородных продуктов или 73,4 вес. 4от выхода жидких фракций.