СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ Советский патент 1965 года по МПК C10B57/06 

Известны способы регулирования состава жидких и летучих продуктов пиролиза твердых ТОПЛИВ изменением состава исходного угля или условий реакции, т. е. температуры и давления.

Предлагаемый способ отличается тем, что, с, целью получения продуктов определенного состава, в зону пиролиза вводят соединения -, обрыватели цепных радикальных реакций. Состав летучих продуктов пиролиза твердых топлив регулируется по следуюп;им параметрам; 1) состав обрывателя цепи (аналогично реакции теломеризации); 2) состав исходного угля (аналогично известным способам); 3) условия реакции: температура, концентрация обрывателя цепи, давление (аналогично обычным химическим реакциям).

Сущность описываемого способа поясняется приведенными примерами.

Пример 1. Влияние обрывателя цепи. 50 г сухого угля (олонекский богхед), измельченного до 0,5 1АМ., помещают в кварцевую трубку, через которую пропускают пары ССЦ. Скорость повышения температуры 3 град1мин, конец реакции при 570° С. В реакцию вступает не менее 66% органической массы угля. Образуется около 350% по весу на исходный уголь жидких продуктов пиролиза. Половину этого количества составляют производные Сз.

До 145° С выкипает 70% продуктов пиролиза до 210° С (при 12 мм) - более 90%.

Молекулярный вес всех изученных продук тов и фракций находится в интервале ПО- 270, причем более 90% приходится на светлые продукты. Из смеси продуктов с помощью рек тификации были выделены: хлороформ (1%) 1,1-дихлорэтилен (1%); гексахлорэтан (1,2- 1,5%); 1,1-дихлорпропен-1 (8-10%); 1, 1,3трихлорпропен-1 (7-100/0); 2,2-диэлопропан (1,5-24%); 1,1,1,4-тетрахлорбутан (1%); 1,1 1,5-тетрахлорпентан (1%).

Кроме того, были найдены некоторые жидкие и кристаллические хлорсодержащие углеводороды, структура которых не установлена. В высших фракциях обнаружены углеводороды и небольшое количество хлорсодержащих и кислородсодержащих соединений. Во всех фракциях, выкипающих до 170° С (12 мм, содержатся в основном полихлоруглеводороды, Аналогично проводят реакцию с SiCU. Выход кремиеорганики составил 330-375% (пс весу к исходному углю). Органическая масса при этом использована иа 59-61%. Молекулярный вес всех изученных фракций и продуктов находится в интервале 110-320. До 70% продуктов выкипает при 230°С мм рт. ст., причем получается много кристаллических соединений. В составе продуктов пироли лорсилан (1%), этилтрихлорсилан (2%), фопилбутилтрихлорсиланы (5%), соединения 3-Cs, содержащие по два атома кремния (20%); соединения, содержащие кроме кремния хлор при углероде (15%).

В высщих фракциях при гидролизе групп SiCla были найдены углеводороды, кислород и хлорсодержащие соединения.

Установлено, что в качестве обрывателей могут быть использованы также НСС1з, РВгз, РСЦ, ClaC CCla, (CNa), CICN, SOCU, COClo и другие известные обрыватели цепных реакций.

Пример 2. С обрывателем цепи CCl, был исследован пиролиз антрацита, кузнецкого длиннопламенного угля, подмосковного богхеда и эстонского сланцевого концентрата в указанных выще условиях. При этом было достигнуто превращение органической массы твердых горючих ископаемых в летучие продукты пиролиза соответственно на 40, 57, 61 и 73%. Для каменных углей продукты пиролиза на 75-85% являются непредельными хлорсодержащими соединениями, т. е. по мере метаморфизма исходных углей растет и непредельность получаемых продуктов пиролиза. Молекулярный вес продуктов пиролиза вне зависимости от метаморфизма лежит приблизительно в одном и том же интервале. Этот интервал увеличивается с повыщением молекулярного веса обрывателя цепи.

Пример 3. Термографический анализ показал, что реакции между углями п обрывателями цепи начинались при сравнительно низких температурах. Так, реакция с олонекским богхедом и углем начиналась при температуре 45° С и заканчивалась при 540-570° С. Реакции идут быстро. Однако в установках с неподвижным слоем угля условия теплопередачи позволяют работать со скоростью 2-8 г рад/мин.

Размеры горячей зоны позволяют регулировать в случае обрывателей типа ССЦ количество концевых СС1з- и CClg-rpynn.

Пример 4. Влияние концентрации обрывателя цепи. Опыты с различными углями и обрывателями показали, что в основном при управляющем пиролизе по указанному методу от угля отрывались Са-Сз-группы. В соответствии с этим необходимо, чтобы отношение обрывателя к углю было не ниже 1,2 моль, в расчете на количество С2. При более низких значениях вместе протекают управляемый и

обычный пиролиз.

Пример 5. Влияние давления. В связи с тем, что получаемые указанным .методом соединения обладают небольщой термической устойчивостью, наиболее благоприятные услоВИЯ достигаются под вакуумом. Так, олонекский богхед при пиролизе его с обрывателем ССЦ при 60 мм рт. ст. позволил достигнуть превращения огранической массы на 80-82% (при атмосферном давлении на 65-66%).

При применении давления реакция проходила гладко до 250° С с длительностью контакта реагентов не более 2 мин. При этом получали больще продуктов, молекулярный вес которых 270-400, чем продуктов с молекулярным весом 110-270.

Ассортимент твердых топлив намного шире ассортимента нефтей и газов. Кроме того, твердые топлива составляют более 90% запасов горючих ископаемых. Широкий выбор обрывателей цепи еще более увеличивает возможности пиролиза твердых тоилив.

Предмет изобретения

1.Способ получения летучих иродуктов пиролиза твердых топлив, отличающийся тем,

что, с целью регулирования состава получаемых продуктов, в зону пиролиза вводят химические соединения элементов иервого, второго и третьего рядов периодической системы, например четыреххлористый углерод или иятихлористый фосфор.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные химические соединения вводят в газообразном или жидком виде.