СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКИХ ПРОДУКТОВ Российский патент 2008 года по МПК C10G1/04 

Изобретение относится к комплексной термохимической переработке углеродсодержащего сырья, например угля и горючих сланцев, с получением жидких углеводородных продуктов различного состава, использующихся в качестве различных топлив (сырье для гидрогенизации, беззольные высококипящие экстракты для сжигания и т.д., а также для получения продукции для других целей, например, битума для дорожного строительства, сырья для электродного кокса).

Поскольку углеродсодержащее сырье, в частности твердые топлива, является источником органического сырья для многих отраслей промышленности, полная и эффективная их переработка требует поиска новых приемов, обеспечивающих не только высокий общий выход продуктов гидрогенизации, но и регулирование выхода по фракциям, сокращение времени процессов ожижения и упрощение процесса за счет использования более доступных реагентов для его осуществления.

Известен способ быстрого ожижения угля, заключающийся в использовании в качестве водорододонорного растворителя тетралина, ди- и тетрагидрофенантрена, ди- и тетрагидроантрацена, ди- и тетрагидробензпирена и других ароматических растворителей с числом конденсированных циклов 2-5, а также продуктов гидрирования вакуум-дистиллятов каменноугольной смолы с температурой кипения выше 500°С (заявка Японии N 59-066488, кл. C10G 1/04, публ. 14.04.84). Температура 430-480°С, время процесса 12-15 мин. Продукт ожижения содержит не более 15% веществ, не растворимых в тетрагидрофуране.

Более близким к заявленному способу является способ получения жидких продуктов из углеродсодержащего сырья, в частности угля, путем термической обработки в присутствии дистиллятного растворителя, выкипающего до 350°С, и активирующей добавки при температуре 400-430°С и давлении 30-50 атм. В качестве активирующей добавки используют циклические или линейные кремнийорганические соединения (авт. св. СССР №869312, кл. C10G 1/04, опубл. 15.04.86).

Однако известные способы не обеспечивают достаточных выходов требуемых фракций продуктов ожижения.

Целью данного изобретения является повышение эффективности процесса, а более конкретно - увеличение выхода жидких продуктов, в том числе и ценных бензиновых и дизельных фракций.

Поставленная цель достигается способом получения жидких продуктов путем ожижения углеродсодержащего сырья, в частности углей или горючих сланцев, при повышенных температуре и давлении в присутствии дистиллятного растворителя, выкипающего до 350°С и активирующей добавки, причем используют растворитель, дополнительно содержащий остаточные фракции нефтяного, угольного или сланцевого происхождения с температурой выкипания выше 350°С в количестве 10-50 мас.%.

В качестве дистиллятного растворителя, выкипающего до 350°С, предпочтительно использовать фракции нефтяного, угольного или сланцевого происхождения с температурой выкипания в интервале 180-350°С.

Процесс оптимально проводить при температурах 350-450°С, давлении 0,5-5 МПа с объемной скоростью 1-6 час^-1.

При использовании в качестве исходного сырья угля предпочтительно процесс проводить при массовом соотношении уголь - растворитель 1:1,5-1:3, а в случае горючего сланца - 1:1,3-2.

В качестве активирующей добавки могут быть использованы любые кремнийорганические соединения (КОС), в том числе циклического или линейного происхождения, например полидиметилсилоксаны, циклосилоксан, олигосилоксан, взятые в количестве 0,006-0,5 мас.%. КОС предварительно смешивают с частью дистиллятного растворителя, а затем добавляют в смесь дистиллятного и остаточного растворителя.

В качестве активирующей добавки возможно используют горючий сланец в количестве 1-10 мас.% на уголь, причем предварительно горючий сланец подвергают механохимическому измельчению при расходе энергии 100-150 кВт/т, а затем смешивают с остаточным растворителем.

В результате основная часть угля и горючего сланца превращается в жидкие продукты и газ. От жидких продуктов отбирается до 100% регенерированного дистиллятного растворителя и экстракт, который может быть использован в качестве топлива и для других целей.

Пример 1.

В реактор загружают каменный уголь марки Г₆ Моховского месторождения. Туда же добавляют 0,1 мас.% активирующей добавки, в качестве которой используют полидиметилсилоксан, предварительно смешанную с 20% дистиллятного растворителя, а затем добавленную в смесь оставшейся части дистиллятного растворителя и остаточного растворителя. Смесь растворителей содержит 30% остаточного растворителя. В качестве дистиллятного растворителя, выкипающего в интервале 220-350°С, используют фракцию угольного происхождения. В качестве остаточной фракции используют фракцию угольного происхождения, выкипающую в интервале 350-500°С. Общее массовое количество растворителя к углю равно 1:1,5. Процесс ожижения ведут при 415°С, давлении 4 МПа и объемной скорости 2 час^-1. В результате получают общий выход жидких продуктов, равный 80 мас.% с содержанием серы в жидких продуктах 0,08%. Общая степень конверсии угля 76%. Выход бензиновой и дизельной фракций 13 и 80 мас.% соответственно от жидких продуктов.

Пример 2.

В реактор загружают горючий сланец Ленинградского месторождения. Туда же добавляют 0,5 мас.% активирующей добавки, в качестве которой используют олигосилоксан, предварительно смешанную с 30% дистиллятного растворителя, а затем добавленную в смесь оставшейся части дистиллятного растворителя и остаточного растворителя. Смесь растворителей содержит 40% остаточного растворителя. В качестве дистиллятного растворителя, выкипающего в интервале 200-350°С, используют фракцию нефтяного происхождения. В качестве остаточной фракции используют сланцевую фракцию, выкипающую в интервале 350-500°С. Процесс ожижения ведут при 380°С, давлении 5 МПа и объемной скорости 3 час^-1. Общее массовое количество растворителя к углю равно 1:2. В результате получают общий выход жидких продуктов равный 85 мас.% с содержанием серы в жидких продуктах 0,05%. Общая степень конверсии сланца 90%. Выход бензиновой и дизельной фракции 15 и 75 мас.% соответственно от жидких продуктов.

Пример 3.

В реактор загружают смесь бурого угля Бородинского месторождения со смесью дистиллятного растворителя, выкипающего в интервале 210-350°С, с 30 мас.% остаточной фракции сланцевого происхождения, выкипающей в интервале 350-500°С, предварительно смешанной с активирующей добавкой - горючим сланцем, взятым в количестве 5 мас.% на уголь, предварительно подвергнутой механохимическому измельчению при расходе энергии 120 кВт/т. Процесс ожижения ведут при 420°С, давлении 1 МПа и объемной скорости 2 час^-1. Общее массовое количество растворителя к углю равно 1,5, а олигосилоксана в количестве 0,1 мас.%. В результате получают общий выход жидких продуктов равный 80 мас.% с содержанием серы в жидких продуктах 0,08%. Общая степень конверсии угля 65%. Выход бензиновой и дизельной фракции 13 и 72 мас.% соответственно от жидких продуктов.

Из приведенных примеров следует, что предложенный способ позволяет значительно увеличить выходы жидких продуктов, т.е. до 80-90 мас.% (в основном бензиновой и дизельной фракций), по сравнению с известным способом, позволяющим получать жидкие продукты с выходом до 63 мас.%.

Изобретение относится к комплексной термохимической переработке углеродсодержащего сырья, например угля и горючих сланцев, с получением жидких углеводородных продуктов различного состава, использующихся в качестве различных топлив (сырье для гидрогенизации, беззольные высококипящие экстракты для сжигания и т.д.), а также для получения продукции для других целей, например битума для дорожного строительства, сырья для электродного кокса. Способ осуществляют при повышенных температуре и давлении в присутствии дистиллятного растворителя, выкипающего до 350°С и активирующей добавки, причем используют растворитель, дополнительно содержащий остаточные фракции нефтяного, угольного или сланцевого происхождения с температурой выкипания выше 350°С в количестве 10-50 мас.%. 3 пр. Изобретение позволяет увеличить выходы жидких продуктов до 80-90 мас.%. 5 з.п. ф-лы.

1. Способ получения жидких продуктов путем ожижения углей или горючих сланцев при повышенных температуре и давлении в присутствии дистиллятного растворителя, выкипающего до 350°С, и активирующей добавки, отличающийся тем, что дистиллятный растворитель дополнительно содержит остаточные фракции нефтяного, угольного или сланцевого происхождения с температурой выкипания выше 350°С в количестве 10-50 мас.%.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве дистиллятного растворителя, выкипающего до 350°С, используют фракции нефтяного, угольного или сланцевого происхождения с температурой выкипания в интервале 180-350°С.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс ведут при температуре 350-450°С, давлении 0,5-5 МПа и объемной скорости 1-6 ч^-1.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании в качестве исходного сырья угля процесс ведут при массовом соотношении уголь: растворитель 1:1,5-1:3, а в случае горючего сланца - 1:1,3-2.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активирующей добавки используют кремнийорганические соединения циклического или линейного происхождения, взятые в количестве 0,006-0,5 мас.%, предварительно смешанные с частью дистиллятного растворителя, а затем добавленные в смесь дистиллятного и остаточного растворителей.6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве активирующей добавки используют горючий сланец в количестве 1-10 мас.% на уголь, предварительно подвергнутый механо-химическому измельчению при расходе энергии 100-150 кВт/т, с последующим смешиванием с остаточным растворителем.