Способ каталитической гидрогенизации Советский патент 1974 года по МПК C10G1/06 

1

Изобретение относится к области химической переработки угля, в частности к каталитической гидрогенизации.

Известен способ каталитической гидрогенизации смеси малосернистого угля с сырой сернистой, высокосернистой или отбензиненной нефтью при 400-450°С под давлением водорода 50-150 атм в присутствии катализаторов и ингибиторов радикальной полимеризации.

Недостатком известного способа является то, что в качестве ипгибирующих добавок применяют дорогостоящие, выпускаемые коксохимической промышленностью в ограниченных количествах антрацен и антрахинон.

Цель изобретения - интенсификация и удешевление технологии процесса каталитической гидрогенизации угля. Это достигается тем, что в качестве ингибиторов используют азотистые основания в количестве 1-5 вес. %, которые получают путем выделения из фракции гидрогенизата с температурой «ипения до 240°С.

По предлагаемому способу необходимое количество азотистых оснований, выкипающих до 240°С (1-5 вес.%), в расчете на органическую массу пасты смешивают с нефтепродуктом - пастообразователем (40- 60 вес.%), к этой смеси прибавляют измельченный уголь (40-50 вес.%) с предварительно нанесенным катализатором и полученную пасту подвергают гидрогенизации.

Гидрогенизации подвергают бурые или каменные угли невысокой степени метаморфизма (длиннопламенные, газовые), содержащие около 0,5% серы и 5-10% золы. В качестве пастообразователя применяют фракции сернистых и высокосернистых нефтей с т. кип. выше 240°С. Катализатор (соединения молибдена, двух- и трехвалентного железа) наносят на измельченный уголь методом пропитки в количестве 0,1 - 1% металла в расчете на органическую массу угля.

В результате гидрогенизации угля образуются жидкие и газообразные продукты, а также твердый остаток. Жидкие высококипящие мазутные фракции, составляющие 40- 50% всей жидкой части гидрогенизата, содержат до 1 % серы и могут быть использованы как котельное топливо на электростанциях и для других целей. Более низкокипящие фракции (45-50%), обогащенные фенолами, азотистыми основаниями, ароматическими углеводородами, являются сырьем для

производства моторного горючего и химических продуктов. Азотистые основания, содержащиеся в этих фракциях в количестве 3,6%, не находят квалифицированного применения из-за незначительного содержания в них дефицитных пиридина, пиколинов, 2,6-лутидина.

3 В то же время, согласно технологической схеме гидрогенизационной переработки угля Б смеси с нефтепродуктом, эти азотистые основания выделяют из фракции гидрогенизата с т. кип. до 240°С и возвращают в процесс гидрогенизации в качестве ингибирующей добавки в количестве 1-5 вес.%, что позволяет увеличить степень превращения органической массы угля с 70 до 85-88% с одновременным повыщением выхода жидких продуктов до 85-88%. Пример 1. Для гидрогенизации применяют каменный уголь марки Ге Грамотеинского разреза, имеющий следующую характеристику: АС 7,02%; WP 2,92%; С 79,44%; Н л п f-i ГМtTri-.i- / sr- n//-1 /.П/ТТ 5,33%; № 2,22%; S общ. 0,37%. В качестве нефтепродукта используют фракции арланской нефти с т. кип. выще 240°С следующего фракционного состава: до 300° 9,7%; до 450° 41,2%; выще 450° 58,8%; элементарный состав (в %): С 84; Н 11,18; S 3,5; N 0,36. Катализатор наносят иа измельченный уголь методом пропитки. В качестве ингибирующей добавки применяют азотистые основания с т. кип. до 240°С, выделенные из гидрогенизата и имеющие следующую характеристику: плотность р4° 0,9531; содержание воды 0,5%; элементарный состав (в %): С 84,25; Н 10,45; N 5,94; S 0,26. Пасту, содержащую 40 г угля (с нанесенным катализатором), 60 г нефтепродукта, 1 г азотистых оснований, подвергают гидрогенизации при температуре 400-425°С и давлении водорода 50-150 атм в течение 2 час. После окончания опыта реакционную смесь охлаждают, выгружают и анализируют качественный и количественный состав жидких, твердых и газообразных продуктов. Результаты анализа показывают, что степень превращения органической массы угля 86,5%; выход жидких продуктов 83,6%; газа 10,6%; расход водорода 1,5%. Пример 1а (сравнительный). Гидрогенизации нодвергают пасту, аналогичную пасте в примере 1, за исключением добавки азотистых основаннй. Условия гидрогенизации те же, что в примере 1. Результаты анализа нродуктов реакции показывают, что стенень пре4вращения органической массы угля 73,1%; выход жидких продуктов 72,8%; газа 12,9%; расход водорода 2,1%. Пример 2. Гидрогенизации подвергают угольно-нефтяную пасту, аналогичную пасте в примере 1, с добавкой азотистых оснований в количестве 2,5%. Условия гидрогенизации те же, что в примере 1. Результаты анализа продуктов реакции показывают, что степень превращения органической массы угля 87,3%; выход жидких продуктов 83,4%; газа 11,0%; расход водорода 1,7%. Пример 3. Гидрогенизации подвергают угольно-нефтяную смесь, аналогичную смеси в примере 1, с добавкой азотистых оснований в количестве 5%. Условия гидрогенизации те же, что в примере 1. Результаты анализа продуктов реакции показывают, что степень превращения органической массы угля 86,2%; выход жидких продуктов 85,2%; газа 10,0%: расход водорода 1J%. Из нриведеиных примеров видно, что иримеиение азотистых оснований в угольно-нефтянои пасте, подвергаемой гидрогенизации, способствует увеличению степени превращения органической массы угля и выхода жидких продуктов, а также снижению газообразования. Предмет изобретения 1. Способ каталитической гидрогенизации смеси малосернистого угля с сырой сернистой, высокосернистой или отбензиненной нефтью при температуре, например, 400- 450°С под давлением водорода 50-150 атм в присутствии катализаторов и ингибиторов раикальной полимеризации, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и удешевления технологического процесса, в качетве ингибиторов используют азотистые основания в количестве 1-5 вес. %. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, то азотистые основания получают путем выеления из фракции гидрогенизата с темпераурой кипения до 240°С.