Способ термической переработки горючих сланцев Советский патент 1992 года по МПК C10B53/06 C10G1/00 

Ё

Изобретение относится к термической переработке сланцев и позволяет упростить технологию получения дорожного масла. При нагреве сланца твердым теплоносителем образуется парогазовая смесь, которая после ее сухой очистки охлаждается путем орошения смесью собственных конденсатов, состоящих из 4 - 20% газотурбинного топлива и 80 - 96% тяжелого конденсата. Температуру этой смеси перед орошением поддерживают от 90 до 120°С, температуру отводимой несконденсированной парогазо- вой смеси поддерживают 210 - 240°С. а температуру получаемого конденсата дорожного масла - на уровне 150 - 180°С. При этом выделенное дорожное масло удовлетворяет требованиям качества по вязкости. температуре вспышки, содержанию нерастворимых веществ в толуоле, а также по содержанию влаги. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к термической переработке твердых топлив и может быть использовано в сланцеперерабатывающей промышленности, в энергетике при осуществлении комплексной энерготехнологической переработке твердых топлив. а также в области дорожного строительства.

Целью изобретения является упрощение технологии при одновременном улучшении потребительских свойств тяжелой смолы.

На чертеже приведена схема установки для осуществления предлагаемого способа.

На схеме показаны реактор 1, аэрофонтанная топка 2 и сепаратор 3 теплоносителя, объединенные в контур циркуляции теплоносителя. Скруббер-стояк 4. соединенный трубопроводом 5 гарогазовой смеси с системой сухой очистки ПГС. вмонтированной в реактор 1. С другой стороны скруббер-стояк барельетом 6 соединен с конденсатором 7 тяжелой смолы, последний трубопроводом 8 тяжелой смолы соединен с буферной емкостью 9 и трубопроводом ПГС 10 с ректификационной колонной 11. Верх ректификационной колонны трубопроводом 12 соединен с конденсатором 13 бензина, а средняя часть колонны трубопроводом 14 с установленным на нем насосом 15 соединена со скруб- бером-стояком 4 и барельетом 6. Одновременно насос 15 трубопроводом соединен со складом газотурбинного топлива. Нижняя часть ректификационной колонны трубопроводом 17с установленным на нем

XI

О CJ

о XI со

насосом 18 соединена со складом средней смолы.

Буферная емкость 9 трубопроводом 19 с установленным на нем насосом 20 и теплообменником (холодильником) 21 соединена с трубопроводом 14 газотурбинного топлива. Кроме того, насос 20 трубопроводом 22 соединен со складом тяжелой смолы. Холодильник-конденсатор 13 бензина трубопроводом 23 соединен с сепаратором 24. Верхняя часть сепаратора трубопроводом

25 соединена с потребителем полукоксового газа, нижняя его часть трубопроводом

26 с установленным на нем насосом 27 соединена со складом подсмольной воды и средняя часть трубопроводом 28 с установленным на нем насосом 29 соединена со складом бензиновых фракций смолы.

Установка работает следующим образом.

Подготовленное дробленое и подсушенное топливо подают в реактор 1, где его перемешивают с поступающим из сепаратора 3 теплоносителя зольным теплоносителем и нагревают до оптимальной температуры термодеструкции, В результате термодеструкции топлива получают па- рогазовую смесь и коксозольный остаток. Последний передают в аэрофонтанную топку 2. В ней в потоке подогретого воздушного дутья сжигают горючую массу коксозольно- го остатка и выделенным теплом нагревают негорючую зольную массу, В сепараторе 3 теплоносителя выделяют необходимое для ведения процесса количество зольного теплоносителя и направляют его в реактор 1, а оставшуюся золу и дымовые газы выводят из процесса и после утилизации их физического и потенциального тепла и санитарной очистки сбрасывают в окружающую среду.

Полученную парогазовую смесь очищают от механических примесей (пыли) в циклонных сепараторах. После очистки ПГС по трубопроводу 5 передают в скруббер-стояк 4. Последний орошают смесью, состоящей из 80 - 96 % тяжелой смолы и 4 - 20 % газотурбинного топлива с температурой 90 - 120°С. Той же смесью орошают и барельет

В результате орошения ПГС очищают от остатков пыли, орошаемую смесь нагревают, а ПГС охлаждают. При нагреве из орошаемой смеси испаряется газотурбинное топливо и протекают реакции полимеризации в ее углеводородной части. Охлаждение ПГС приводит к конденсации и выделению тяжелых фракций.

Смесь газообразных и жидких продуктов из барельета 6 передают в конденсатор

5 избыток тяжелой смолы по трубопроводу 22 передают на склад.

Несконденсированную в конденсаторе 7 парогазовую смесь по трубопроводу 10 направляют в нижнюю часть ректификаци0 онной колонны 11, В последней проводят ректификацию оставшейся ПГС после очистки ее от пыли и выделения тяжелой смолы, а несконденсированную часть, содержащую пары легких бензиновых фракций смолы,

5 подсмольной воды и газа полукоксования, по трубопроводу 12 передают в конденсатор 13 легких фракций. В последнем парогазовую смесь охлаждают до 20 - 30°С и совместно с конденсатом по трубопроводу

0 23 направляют в сепаратор 24, в котором от конденсата отделяют газ полукоксования и по трубопроводу 25 передают потребителю. Выделенную бензиновую фракцию при помощи насоса 29 по трубопроводу 28 переда5 ют на склад, а выделенную подсмольную воду по трубопроводу 26 при помощи насоса 27 передают на склад подсмольной воды. Сконденсированные в нижней части колонны средние фракции смолы при помощи

0 насоса 18 по трубопроводу 17 передают на склад средней смолы. Часть легкого конденсата по средней части колонны - газотурбинное топливо, при помощи насоса 15 по трубопроводу 16 передают на склад газо5 турбинного топлива и другую часть того же конденсата по трубопроводу 14 рециркули- руют для смешения с охлажденной тяжелой смолой в трубопровод 19 и полученной смесью орошают ПГС.

0 При нагреве орошаемой смеси в скруббере-стояке до 150 - 180°С из нее испаряется газотурбинное топливо и другие легкие фракции и совместно с ПГС их возвращают на повторную ректификацию в колонну 11.

5 Таким образом, выход газотурбинного топлива по предлагаемому способу сохраняется таким же как и по известному.

П р и м е р. На установку с твердым теплоносителем - УТТ-3000 подают сланец- кукерсит с влажностью Wp 12.4%, зольностью Ар 42,0%, углекислотой карбонатов /(C02)/kp 20,0% и теплотой сгорания Обс 2600 ккал/кг в количестве 139 т/ч. В сушилке в потоке дымовых газов сланец подогревают до 110°С и полностью высушивают. 8 реакторе 115 т сухого сланца смешивают с 390 т/ч нагретого до 800°С зольного теплоносителя и температуру смеси поддерживают 480°С. В результате термодеструкции горючей массы сланца в реакторе получают 29,57 т/ч парогазовой смеси с температурой 480°С и содержанием механических примесей 0,258 кг/м . В системе сухой циклонной очистки ПГС от пыли содержание механических примесей в ПГС снижают до 0,019 кг/м3. Парогазовую смесь с температурой 480°С и содержанием механических примесей 0,019 кг/м направляют в скруббер-стояк, орошаемый смесью, состоящей из 92% тяжелой смолы и 8% газотурбинного топлива, и по орошаемому той же смесью барельету передают в конденсатор тяжелой смолы. Расход смеси на орошение ПГС 50 т/ч, температура его перед орошением 105°С. В конденсаторе температуру ПГС под- держивают 220°С. В результате этих операций из ПГС выделяют 9 т/ч тяжелой смолы, удовлетворяющей требованиям на дорожное масло и с температурой 158°С передают в буферную емкость. При этом содержание ме- ханических примесей в тяжелой смоле составляет 3,6%. Из буферной емкости 46 т/ч тяжелой смолы направляют через теплообменник на перемешивание с газотурбинным топливом для орошения .и 9 т/ч - на склад.

Обогащенный парами газотурбинного топлива поток ПГС с температурой 220°С из конденсатора тяжелой смолы направляют в ректификационную колонну, где проводят разделение его на фракции и выделяют среднюю смолу 2,8 т/ч и газотурбинное топливо 7,6 т/ч. Температура газотурбинного топлива 160°С. Часть газотурбинного топлива 4 т/ч с температурой 160°С направля- ют на перемешивание с идущей на орошение тяжелой смолой, а остатки 3,6 т/ч передают на склад.

Из верха колонны отводят пары бензиновых фракций, подсмольной воды, газа

бензина и полукоксового газа в количестве 14,17 т/ч с температурой 110°С.

Получаемая таким образом тяжелая смола практически не содержит балластной воды, так как реакции полимеризации и поликонденсации проводят при температуре, превышающей температуру конденсации водяных паров, и удовлетворяет требованиям на дорожное масло без дополнительной его обработки.

В таблице представлены данные влияния соотношения тяжелой смолы и газотурбинного топлива, подаваемого на орошение, температуры несконденсированных паров, температуры смеси орошения и отводимого дорожного масла на качество дорожного масла.

Данные таблицы показывают, что при термической переработке горючих сланцев по предложенному способу полученное дорожное масло удовлетворяет всем требованиям качества на этот продукт по вязкости, температуре вспышки, содержанию нерастворимых веществ в толуоле, а также по содержанию влаги.

Формула изобретения Способ термической переработки горючих сланцев, включающий нагрев сланца твердым теплоносителем с образованием парогазовой смеси, сухую очистку ее от механических примесей, охлаждение парогазовой смеси путем орошения ее частью тяжелой смолы, выделяемой при охлаждении парогазовой смеси, отвод несконденси- рованных паров с последующим их разделением на среднюю смолу, газотурбинное топливо, бензин и газ полукоксования, отличающийся тем, что. с целью упрощения технологии при одновременном улучшении потребительских свойств тяжелой смолы, возвращаемую на орошение тяжелую смолу смешивают с газотурбинным топливом и полученную смесь, состоящую из 80 - 96% тяжелой смолы и 4 - 20% газотурбинного топлива при 90 - 120°С подают на орошение, при этом температуру несконденсированных паров поддерживают равной 210 - 240°С, а температуру отводимой тяжелой смолы - 150 -180°С.

AbMtQM

Jv I-----------------

Smdyj tt f

/ЬдмолАНоя Soda

«-------

Составитель Е. Тарасова Редактор А. КаленичеНко Техред М.МоргенталКорректор И. Муска

Заказ 39Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

13

/ ЛзлиюлсоА/ё воз

--sttu Г9™ ---