Способ подземной переработки угля Советский патент 1985 года по МПК E21B43/28 C10J5/00 E21C43/00 

Изобретение относится к подземной переработке угля, более конкретно к терморастворению подземного угольного пласта за счет создания нагрева и дав ления, обеспечивающих протекание соот ветствукщих химических процессов в . угле таким образом, что становится возможным добыча его из-под земли в виде газа и жидкости,и может быть использовано для отработки глубокозалеганщих маломощных угольных пластов с целью получения жидкого и газообразного топлива, а также химического сырья. Известен способ сжижения углей под землей гидрогенизацией под давлением при высокой температуре, согласно которому разработка угольного пласта идет в два этапа: сначала уголь газифицируется, после чего охлалсдается водой. Затем в охлажденный угольный канал закачивается раствори тель и продукты сжижения в виде синтетической сырой нефти вместе с газами откачиваются на поверхность 1. Недостатки данного способа - низкая степень превращения угля в жидки продукты, невозможность повьшения вы хода жидких продуктов в связи с происходящей при высоких температурах значительной карбонизацией не превра щенной в газ органической массы угля мнргостадийность процесса. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ подземной переработки угля, включающий бурение одной или нескольких скважин с -повер ности до угольного пласта, закачку через скважину алифатических спиртов при повышенных температуре и давлении 2J. Однако известный способ не дает практически возможности получить уголь в виде жидкого топлива и, кроме того, при использовании алифатических спиртов по известной технологии весь спирт тратится в одноциклич ной переработке и не может быть реге нерирован и вновь возвращен в технологический 1ЩКЛ. Целью изобретения является снижение затрат на переработку угля путем повторного использования алифатических спиртов и повышения степени превращения угля в жидкость и газ. Цель достигается тем, что согласн способу подземной переработки угля, 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 350450С. Причем в скважину закачивают смесь алифатических спиртов с водой в суперкритическом состоянии. Кроме того, в скважину закачивают смесь алифатических спиртов в суперкритическом 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 (по сравнению с подаваемьм 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 гидрогенизация. Гидрогенизация угля - 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,

обусловленные теплопереносом, это тепло может быть утилизировано для подогрева растворителя, следовательно, расход тепла на подогрев растворителя должен со временем падать. Откаченную пульпу разделяют на сепараторе 5, после чего нерастворенный уголь, угольный мазут и газы поступают на склад 6, а растворитель после прохождения теплообменника 4 циркулирует до тех пор, пока не прекратит извлекать из угольного пласта его органическую часть.

Предлагаемый способ можно рассматривать, главным образом,как способ подземного сжижения угля, так как основную часть получаемого органического продукта составляет жидкая фаза. В табл.1-3 представлены экспериментальные данные по конверсии органической массы угля (ОМУ) в жидкую и газообразную фазы на чистом растворителе, на водно-спиртовой смеси, на смеси спиртов соответственно.

Предлагаемый способ обеспечива ет получение ценного химического сырья (угольный мазут), служащего основой для получения светлых моторных топлив и других химических продуктов, высокую степень конверсии ОМУ в жидк фазу; низкую потерю экстрагента в процессе суперкритического растворения угля, отсутствие необходимости синтеза алифатичеЬкого спирта из экстрагированных продуктов для вто|ричного использования.

Т а б л и ц а 1

1. СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЯ, включающий бурение одной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачку через скважину алифатических спиртов при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целыо снижения затрат на переработку угля путем повторного использования алифатических спиртов и повышения степени превращения угля в жццкость и газ, алифатические спирты закачивают в скажину в суперкритическом состоянии при 350-450°С. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что BI скважину закачивают смесь алифатических спиртов с водой в суперкритическом состоянии. 3.Способ по П.1, отличаю- j щ и и с я тем, что в скважину зака:чивают смесь алифатических спиртов в . суперкритическом состоянии.

13,1 3,Q

Беретзовское

12,2 11,5

Назао же

ров16,5

ское 16,0

3,0

15,1

11

|1 20,0

19,3

3,0

11 18,3

«

ИршаБородин16,9 ское 16,4

3,0 14,5

10

38

47

12 16

56 60

47 45

46 55

11 13

53 52

18 11

61 59

14 17

56 68 69

47 59 56

12 13 15

Метиловый Березовское

Этиловьй

12,1 3,0 При м е ч а н и е. Месторождение, с

55

43

14 которого взят уголь, - Березовское.