Способ получения жидких продуктов из угля Советский патент 1979 года по МПК C10G1/06 

1

Изобретение относится к способам получения жидких продуктов из угля и может быть использовано в угольной и нефтехимической промышленности.

Известен способ получения малосернистого котельного топлива из высокосернистого угля путем гидрогенизации последнего в присутствии растворителя - донора водорода, образующегося в самом процессе при давлении 28-210 атм и температуре 260-540°С 1.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения жидких продуктов из угля путем гидрогенизации смеси малоссрнистого угля с нефтяным сырьем - сернистой, высокосернистой или отбензиненной нефтью при 400-450°С, под давлением водорода 50- 150 атм в присутствии катализаторов и ингибиторов радикальной полимеризации, в качестве которых используют 1-5 вес. % азотистых оснований, выделяемых из фракции гидрогенизата с температурой кипения до 240°С 2.

Однако этот способ требует применения в качестве ингибиторов значительного количества азотистых оснований, образующихся в самом процессе, что в свою очередь требует дополнительной трудоемкой операции выделения азотистых оснований

путем сернокислотной экстракции с последующим разложением сульфопроизводных раствором щелочи, многократной промывкой и высущиванием. Это снижает возможность применения указанных соединений, усложняет и удорожает процесс в целом.

Цель изобретения - упрощение процесса.

Поставленная цель достигается предлагаемым способом получения жидких продуктов из угля путем каталитической гидрогенизации последнего в смеси с нефтяным сырьем при 400-450°С, давлении водорода 50-150 атм в присутствии ингибитора радикальной полимеризации - полисилоксана, взятого в количестве 0,25- 1,0 вес.% от исходной смеси.

По предлагаемому способу бурые или каменные угли подвергают невысокой степени метаморфизма (длиннопламенные, газовые). В качестве пастообразователя применяют фракции сернистых или высокосернистых нефтей с температурой кипения выше 260°С. Катализатор (соли молибдена,

трехвалентного железа) наносят на измельченный уголь методом пропитки в количестве 0,2-1% металла в расчете на органическую массу угля. Соотношение уголь : пастообразователь составляет, вес. ч., 40-

50 : 60-50. Необходимое количество полисилоксана смешивают с нефтепродуктомпастообразователем, затем добавляют измельченный уголь с предварительно нанесенным катализатором, все тщательно перемешивают и приготовленную пасту подвергают гидрогенизации в указанных условиях.

В качестве полисилоксана можно использовать полиметплсилоксан, полидиметилсилоксан, полиэтилсилоксан, полифенилсилоксан.

Добавление 0,25-1,0% полисилоксана в реакционную смесь позволяет увеличить степень превращения органической массы угля с 75 (без добавки) до 95% (в присутствии добавки) с одновременным увеличением выхода жидких продуктов с 80 (без добавки) до 90% прп невысоком газообразовании (5-7%) и расходе водорода (1,7- 2,0%).

Пример 1. Используют каменный уголь марки Гб Грамотеинского разреза, имеющий следующую характеристику: А - 7,02%, WP - 2,92%, элементный состав, %: С 79,44; Н 5,33; N 2,22; Зобщ 0,37. В качестве пастообразователя применяют остаток дистилляции арланской нефти с температурой кипения выше 260°С следующего фракционного состава: до 300°С выкипает 9,7%, до 450°С - 41,2%, выше 450°С - 58,8%; элементный состав, %: С 84; Н 11,18; S 3,5; N 0,36. Катализатор наносят на измельченный уголь методом пропитки. В качестве ингибитора используют полиметилсилоксан с мол. в. 200 (ПМС-200А).

Пасту, содержащую 50 г угля (с нанесенным катализатором), 50 г нефтепродукта, 0,95 г (1%) полиметилсилоксана, подвергают гидрогенизации при 400-425°С, давлении водорода 50-150 атм в течение 2 ч. После окончания опыта реакционную смесь охлал дают, выгружают и анализируют качественный и количественный составы жидких, твердых и газообразных продуктов. Результаты анализа показывают, что степень превращения органической массы угля составляет 93,2%, выход жидких продуктов - 88,0%, газа - 7,5%, расход водорода - 2,3%.

Пример la (сравнительный). Гидрогенизации подвергают пасту, аналогичную пасте по примеру 1, за исключением добавки полиметилсплоксана. Условия гидрогенизации те же, что в примере I. Результаты анализа продуктов реакции показывают, что степень превращения органической массы угля составляет 74,4%, выход жидких продуктов - 80,6%, газа - 8,9%.

Пример 2. Исходная угольно-нефтяная паста и условия гидрогенизации аналогичны используемым в примере 1. Полиметилсилоксан добавляют в количестве 0,2 г (0,25%). Степень превращения органической массы угля составляет 93,8%, выход жидких продуктов - 88,3, газа - 7,4%.

Пример 3. Исходная паста и условия гидрогенизации аналогичны используемым в примере 1.

В качестве ингибитора радикальной полимеризации используют полиметилсилоксан с мол. в. 2500 в количестве 1%. В результате реакции степень сжижения органической массы угля составляет 85,7%, выход жидких продуктов - 87,2%, газа - 8,1%.

Пример 4. Исходная паста и условия гидрогенизации аналогичны используемым в примере 1.

В качестве ингибитора используют полиэтилсилоксан (жидкость ПЭС-5) в количестве 0,5%.

В результате реакции степень сжижения органической массы угля достигает 87,1%, выход жидких продуктов - 82,3%, газа - 13,4%.

Формула изобретения

Способ получения жидких продуктов из угля путем каталитической гидрогенизации последнего в смеси с нефтяным сырьем при 400-450°С, давлении водорода 50-150 атм в присутствии ингибитора радикальной полимеризации, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса, в качестве ингибитора используют полисилоксан в количестве 0,25-1,0 вес.% от исходной смеси.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3663420, кл. 208-8, опубл. 1972.

2.Авторское свидетельство СССР № 443052, кл. С 10G 1/06, 1972.