Ce poți găti din calmar: rapid și gustos

, uleiuri lubrifiante, parafine, fenoli etc. În anii 40. producţia de produse lichide din cărbune a depăşit 4 milioane de tone/an. În anii 50 hidrogenarea cărbunelui era stăpânită în industrie. scară în URSS.

În anii 50 Zăcăminte bogate de petrol au fost descoperite în URSS, Orientul Mijlociu și alte zone ale lumii. Producția de combustibil lichid sintetic din cărbune practic a încetat, deoarece costul său a fost de 5-7 ori mai mare decât costul combustibilului obținut din ulei. În anii 70 prețul petrolului a crescut brusc. În plus, a devenit evident că odată cu amploarea actuală a consumului de petrol (~ 3 miliarde de tone/an), rezervele sale adecvate pentru extragerea prin metode economice se vor epuiza la început. secolul 21 Problema implicării combustibilului solid, cap. arr. cărbunele, pentru prelucrare pentru a produce produse de înlocuire a uleiului lichid a devenit din nou relevantă.

Gradul de conversie al OMU crește atunci când se adaugă org. aditivi-compuși care pot interacționa. cu cărbunele și produsele sale de distrugere (γ-picolină, chinolină, antracen etc.). De asemenea, aditivii stabilizează temporar radicalii reactivi formați în timpul distrugerii primare a cărbunelui etc. previne formarea subproduselor de condens.

Hidrogenarea se efectuează în trei sau patru cilindrice poziționate succesiv. reactoare goale. Durata hidrogenării cărbunelui, de regulă, este determinată de debitul volumetric al pastei de cărbune-ulei în reacție. sistem. Această viteză depinde de tipul de cărbune, formatul de pastă, catalizator, temperatură și presiunea procesului. Viteza volumetrică optimă este selectată empiric și este de obicei de 0,8-1,4 tone la 1 m 3 de reacție. volum pe oră (se dezvoltă procese cu viteză volumetrică mai mare).

Produșii de reacție sunt separați într-un separator într-un amestec de vapori-gaz și un reziduu greu - nămol. Produsele lichide sunt separate de primul flux (

Procesele sunt utilizate pentru a obține compuși chimici valoroși din cărbune: tratament termic(semi-cocsificare, cocsificare) sau tratament termic în prezența hidrogenului sub presiune (hidrogenare).

Descompunerea termică a cărbunelui este însoțită de formarea de cocs, gudron și gaze (în principal metan). Rășinile din semi-cocsificarea cărbunilor conțin în principal compuși aromatici. Rășinile din semi-cocsificarea cărbunelui brun, împreună cu compușii aromatici, conțin și o cantitate semnificativă de cicloalcani și alcani saturați. Cocs este produsul țintă al semi-cocsării. În timpul prelucrării termice a cărbunelui în prezența hidrogenului, este posibilă transformarea aproape completă a masei organice a cărbunelui în hidrocarburi lichide și gazoase.

Astfel, hidrogenarea cărbunilor poate fi folosită pentru a produce nu numai combustibili pentru motoare și aviație, ci și materii prime petrochimice de bază.

Lichefierea cărbunelui prin hidrogenare este un proces complex care include, pe de o parte, dezagregarea structurii masei organice a cărbunelui cu ruperea celor mai puțin puternice legături de valență sub influența temperaturii, iar pe de altă parte, hidrogenarea cărbunelui. legături rupte și nesaturate. Utilizarea hidrogenului este necesară atât pentru creșterea raportului H:C în produse datorate hidrogenării directe, cât și pentru stabilizarea produșilor de distrugere ai macromoleculelor eliminate.

Implementarea procesului de hidrogenare a cărbunelui la presiune relativ scăzută - până la 10 MPa - este posibilă utilizând un donator care formează pastă de hidrogen de origine petrol sau cărbune și utilizarea catalizatorilor eficienți.

Una dintre principalele probleme în lichefierea cărbunelui este optimizarea procesului de transfer al hidrogenului de la donatorii care formează pastă la substanța cărbunelui. Există un grad optim de saturație cu hidrogen a moleculelor donatoare. Agentul de pastă ar trebui să conțină cu 1-2% mai mult hidrogen decât în ​​produsele de lichefiere a cărbunelui. Introducere în structura donatorului diverse tipuri substituenții afectează atât caracteristicile termodinamice, cât și cinetice. Transferul hidrogenului de la donatori la purtători - molecule de compuși aromatici - are loc treptat în funcție de mecanismul radicalilor liberi.

La presiune scăzută (până la 10 MPa), utilizarea donatorilor permite cărbunelui să adauge nu mai mult de 1,5% hidrogen, iar pentru lichefierea profundă a cărbunelui (90% sau mai mult) este necesar să se adauge până la 3% hidrogen, care poate se face prin introducerea lui din faza gazoasa.

Un catalizator de molibden, utilizat în combinație cu fier și alte elemente, intensifică semnificativ procesul, crește adâncimea de lichefiere a cărbunelui și reduce greutatea moleculară a produselor.

Principalii produse primare ale hidrogenării cărbunelui sunt produsul de hidrogenare și nămolul care conține ~ 15% produse solide (cenusa, cărbune neconvertit, catalizator). Produsele de hidrogenare gazoasă care conțin hidrocarburi C1-C4, amoniac, hidrogen sulfurat, oxizi de carbon amestecați cu hidrogen sunt trimise spre purificare prin metoda de adsorbție cu ciclu scurt, iar gazul cu conținut de hidrogen de 80-85% este returnat procesului.

Când hidrogenatul se condensează, se separă apa, care conține amoniac dizolvat, hidrogen sulfurat și fenoli (un amestec de mono- și polihidric).

Mai jos este o diagramă schematică a procesării chimice a cărbunelui (diagrama 2.3).

Condensul de apă conține 12-14 g/l de fenoli cu următoarea compoziție (în % (greutate):

Pentru obţinerea fenolilor, hidrocarburilor aromatice şi olefinelor a fost elaborată o schemă de prelucrare chimică a produselor de lichefiere a cărbunelui, care include: distilare pentru izolarea fracţiei bp. până la 513 K; izolarea și prelucrarea fenolilor bruti; Hidrotratarea fracției largi defenolizate cu pb. până la 698 K; distilarea produsului hidrotratat în fracțiuni cu pb. până la 333, 333-453, 453-573 și 573-673 K; hidrocracarea fracțiilor mijlocii pentru a crește randamentul fracțiilor de benzină; reformarea catalitică a fracțiilor cu pb. până la 453 K; extracția hidrocarburilor aromatice; piroliza benzinei rafinate.

La prelucrarea cărbunelui brun din zăcământul Borodino al bazinului de cărbune Kansko-Achinsk, în ceea ce privește greutatea uscată a cărbunelui, se pot obține următorii compuși (în % în greutate):

În plus, pot fi izolate 14,9% gaze de hidrocarburi C1-C2; 13,4% - gaze de hidrocarburi lichefiate C 3 -C 4, precum și 0,7% amoniac și 1,6% hidrogen sulfurat.

HIDROGENAREA CĂRBUNELOR - transformarea substanțelor cu molecule înalte ale masei organice a cărbunelui (OMC) sub presiunea hidrogenului în produse lichide și gazoase la 400-500 ° C în prezența diferitelor substanțe - solvenți organici, catalizatori etc. Baza științifică a acestui proces a fost dezvoltată la începutul secolului al XX-lea. V. N. Ipatiev, N. D. Zelinsky, F. Bergius, F. Fischer și alții În anii 1930. în unele țări, în special în Germania și Marea Britanie, au fost construite întreprinderile industriale pentru producerea de benzină, motorină, uleiuri lubrifiante, parafine, fenoli etc. din cărbune și gudron de cărbune. În anii 1940 producţia de produse lichide din cărbune a depăşit 4 milioane de tone/an. În anii 1950 hidrogenarea cărbunelui a fost dezvoltată la scară semiindustrială în URSS.

În anii 1950 Câmpuri bogate de petrol au fost descoperite în URSS, Orientul Mijlociu și alte zone ale lumii. Producția de sintetice combustibil lichid din cărbune practic a încetat, pentru că costul său a fost de 5-7 ori mai mare decât costul combustibilului obținut din ulei. În anii 70 prețul petrolului a crescut brusc. În plus, a devenit evident că odată cu amploarea actuală a consumului de petrol (~ 3 miliarde de tone/an), rezervele sale adecvate pentru extragerea prin metode economice se vor epuiza la mijlocul secolului XXI. Problema angajării combustibil solid Prelucrarea, în principal, cărbunele, pentru a produce produse de înlocuire a uleiului lichid a devenit din nou relevantă.

Pentru hidrogenarea cărbunelui se folosesc cărbuni bituminoși bruni neoxidați și slab metamorfozați. Conținutul părții minerale din ele nu trebuie să depășească 5-6%, raportul C:H ar trebui să fie de 16, randamentul de substanțe volatile trebuie să fie mai mare de 35%, conținutul de componente petrografice ale grupului de vitrinite și liptinite trebuie să fie mai mult de 80%. Cărbunii cu conținut ridicat de cenușă trebuie să fie pre-îmbogățiți.

OMU cu un conținut de C de 70-85%, folosit de obicei pentru hidrogenare, este un multimer auto-asociat format din blocuri structurate spațial (oligomeri). Blocurile includ macromolecule de carbon, hidrogen și heteroatomi (O, N, S), ceea ce determină o distribuție neuniformă a densității electronilor, prin urmare, interacțiunea donor-acceptor are loc în blocuri, inclusiv. se formează legături de hidrogen. Energia de rupere a unor astfel de legături nu depășește 30 kJ/mol. Există blocuri cu greutatea moleculară de 200-300, 300-700 și 700-4000, solubile în heptan (uleiuri), benzen (asfaltene) și respectiv piridină (asfaltoli). În interiorul blocurilor, macromoleculele sunt conectate prin metilen, precum și punți care conțin O, N și S. Energia de rupere a acestor legături este de 10-15 ori mai mare decât energia de rupere a blocurilor. Când cărbunele este hidrogenat, blocurile sunt mai întâi separate. Distrugerea ulterioară a blocurilor necesită o temperatură ridicată și prezența H2 activ. Pentru a obține produse lichide din cărbune, este necesar, împreună cu distrugerea, să se efectueze hidrogenarea compușilor nesaturați cu moleculară mică rezultați.

Fundamental schema tehnologica hidrogenarea cărbunelui este prezentată în figură:

Desen: Diagrama schematică hidrogenarea cărbunelui.

Operațiuni inițiale de pregătire a cărbunelui.

Pentru a crește gradul de conversie a WMD în produse lichide, se aplică un catalizator pe cărbune (din soluții de sare, sub formă de pulbere, emulsie sau suspensie) într-o cantitate de 1-5% în greutate de cărbune. Cu cât catalizatorul este mai activ, cu atât presiunea este mai mică, hidrogenarea cărbunelui poate fi efectuată. Compușii Mo, W, Sn au activitate catalitică maximă, cu ajutorul căreia hidrogenarea cărbunelui poate fi efectuată la o presiune relativ scăzută - 10-14 MPa. Cu toate acestea, utilizarea lor este limitată din cauza dificultății de regenerare dintr-un amestec cu restul de cărbune neconvertit. Prin urmare, în multe procese se folosesc catalizatori ieftini, deși slab activi (de exemplu: noroi roșu - deșeuri după separarea Al2O3 de bauxită), compensând activitatea lor insuficientă prin creșterea presiunii hidrogenului la 30-70 MPa.

Eficiența hidrogenării cărbunelui este determinată în mare măsură de compozitia chimicași proprietățile agentului de lipire cu solvent, într-un amestec cu care (50-60% din agentul de lipire) este prelucrat cărbunele. Agentul de formare a pastei trebuie să conțină fracții cu punct de fierbere ridicat din produsul de hidrogenare a cărbunelui (punct de fierbere > 325 °C) cu un conținut minim de asfaltene pentru a menține cărbunele în fază lichidă. În majoritatea variantelor de hidrogenare a cărbunelui, la formatorul de pastă se adaugă substanțe cu proprietăți donatoare de hidrogen pentru a stabiliza blocurile formate din multimerul de cărbune la o temperatură relativ scăzută (200-350 °C), când hidrogenul molecular este inactiv. Blocurile extrag cu ușurință hidrogenul de la donatori și, ca urmare, nu se „lig împreună”.

Componenta donor de hidrogen a formatorului de pastă se obţine prin hidrogenarea fracţiei de hidrogenare a cărbunelui cu un punct de fierbere de 300-400°C. În acest caz, hidrocarburile aromatice bi-, tri- și tetraciclice sunt parțial hidrogenate cu formarea de derivați hidroaromatici, care sunt capabili să doneze hidrogen cu mai mult viteze mari decât hidrocarburile naftenice. Cantitatea de donor din formatorul de pastă poate fi de 20-50% (compoziția formatorului de pastă este optimizată în funcție de tipul de materie primă și de condițiile de hidrogenare). Fracțiile cu punct de fierbere ridicat ale produselor petroliere sunt, de asemenea, folosite ca donor.

Gradul de conversie a OMF crește odată cu introducerea de aditivi organici în compusul care formează pastă, capabili să interacționeze cu cărbunele și cu produsele de distrugere a acestuia (γ-picolină, chinolină, antracen etc.). De asemenea, aditivii stabilizează temporar radicalii reactivi formați în timpul distrugerii primare a cărbunelui etc. previne formarea subproduselor de condensare.

Pasta de cărbune și ulei rezultată amestecată cu gaz circulant care conține hidrogen (80-85% H2 la intrare, 75-80% la ieșire) este încălzită într-un sistem de schimb de căldură și un cuptor cu tuburi și apoi trimisă pentru hidrogenare în reactor . Pentru 1 tonă de pastă se introduc 1,5-5,5 mii m3 de gaz. O parte din gaz este introdusă la rece în reactor pentru a răci amestecul de reacție și a menține o temperatură constantă, deoarece hidrogenarea cărbunelui eliberează 1,2-1,6 MJ la 1 kg de cărbune. Pe măsură ce temperatura crește, rata de distrugere a ADM crește, dar în același timp scade rata de hidrogenare.

Hidrogenarea se realizează în trei sau patru reactoare cilindrice goale dispuse în serie. Durata hidrogenării cărbunelui este, de regulă, determinată de debitul volumetric al pastei de cărbune-ulei în sistemul de reacție. Această viteză depinde de tipul de cărbune, formatul de pastă, catalizator, temperatură și presiunea procesului. Debitul optim este selectat empiric și este de obicei de 0,8-1,4 tone per 1 m3 de volum de reacție pe oră (se dezvoltă procese cu debite mai mari).

Produșii de reacție sunt separați într-un separator într-un amestec de vapori-gaz și un reziduu greu - nămol. Din primul flux se separă produse lichide (ulei, apă) și gaze care, după separarea hidrocarburilor saturate (C1-C4), NH3, H2S, CO2 și CO, H2O, sunt îmbogățite cu 95-97% H2 și returnate la procesul. Nămolul este împărțit în produse lichide și reziduuri solide. Produsele lichide, după separarea apei, sunt distilate într-o fracție cu un punct de fierbere de până la 325-400 ° C și reziduul, care este returnat procesului de preparare a pastei.

Datorită structurii complexe a OMU și a reactivității diferite a fragmentelor sale, produsele lichide finale conțin multe componente, în principal compuși aromatici și heterociclici mono- și biciclici cu impurități de hidrocarburi parafinice și naftenice, precum și fenoli, baze piridine și alte substanțe. care poate fi izolat.

Invenția se referă la tehnologie chimică, și anume lichefierea cărbunelui și poate fi folosit pentru a produce combustibili sintetici pentru motoare. Metoda de hidrogenare a cărbunelui include prepararea unei paste de cărbune și ulei care conține cărbune, un agent de formare a pastei bazat pe produsele de modificare termică a unei fracțiuni cu punct de fierbere ridicat de hidrogenare a cărbunelui într-un mediu de vapori de apă pe oxizi de fier la o temperatură. de 450-500°C și un catalizator cu conținut de fier supus tratamentului mecanochimic și dispersat cu ultrasunete în fracțiunea de produs hidrogenarea cărbunelui, fierbinte la o temperatură de 180-300°C și luată într-o cantitate de 5-20% în greutate a agentului de formare a pastei de mai sus, urmată de introducerea acestuia în agentul de formare a pastei. Apoi, pasta de cărbune și ulei este încălzită la presiune ridicată într-un mediu cu hidrogen, urmată de eliberarea produselor țintă. Rezultatul tehnic al invenţiei este de a îmbunătăţi calitatea fracţiilor distilate ale produselor lichide de hidrogenare a cărbunelui prin reducerea conţinutului de sulf fără a reduce randamentul acestora. 1 masă

Invenția se referă la tehnologia chimică, și anume la lichefierea cărbunelui, și poate fi utilizată pentru a obține fracțiuni distilate de produse din cărbune lichid cu conținut scăzut de sulf, care sunt componente ale combustibililor sintetici pentru motoare.

Hidrogenarea cărbunelui se realizează la temperaturi ridicate sub presiunea hidrogenului în prezența catalizatorilor într-un mediu de formare a pastei cu proprietăți de donare de hidrogen. Există o serie de metode cunoscute pentru hidrogenarea cărbunelui folosind minereu de fier sub formă de pulbere sau deșeuri care conțin fier din prelucrarea minereului activate de aditivi de sulf sau compuși care conțin sulf ca catalizatori. Conversia cărbunelui crește atunci când catalizatorii și sulful sunt procesați împreună în mori cu activator consumatoare de energie.

Dezavantajul metodelor de mai sus este conținutul crescut de sulf în fracțiile distilate rezultate.

Cea mai apropiată de invenția propusă este o metodă de hidrogenare a cărbunelui, incluzând prepararea unei paste de cărbune-ulei din cărbune, a unui formator de pastă și a unui catalizator care conține fier, supusă unui tratament mecanochimic împreună cu sulf, încălzirea pastei la presiune ridicată. într-un mediu cu hidrogen, urmată de eliberarea produselor țintă. O fracție cu punct de fierbere ridicat de hidrogenat de carbon este utilizată ca formatoare de pastă după cracarea sa termică în mediu de vapori de apă pe oxizi de fier la o temperatură de 450-500°C, urmată de amestecarea formatorului de pastă cu un catalizator înainte de prepararea cărbunelui. pasta de ulei.

Dezavantajul acestei metode este calitatea scăzută a produselor țintă din cauza conținutului crescut de sulf în fracțiile distilate. Produsele obținute în timpul procesului de hidrogenare nu pot fi utilizate ca componente ale combustibililor pentru motoare fără hidrotratare suplimentară. În plus, dezavantajele metodei includ durata și gradul insuficient de dispersie a catalizatorului într-un formator de pastă vâscoasă prin agitare mecanică.

Obiectivul invenţiei este de a îmbunătăţi calitatea fracţiilor distilate ale produselor lichide de hidrogenare a cărbunelui prin reducerea conţinutului de sulf fără a reduce randamentul acestora.

Această sarcină este realizată prin faptul că, în metoda de hidrogenare a cărbunelui, inclusiv prepararea pastei de cărbune-ulei din cărbune, un formator de pastă bazat pe produsele de modificare termică a fracției cu punct de fierbere ridicat de hidrogenare a cărbunelui într-un mediu de vapori de apă pe oxizi de fier la o temperatură de 450-500°C și un catalizator cu conținut de fier supus unui tratament mecanochimic, încălzirea pastei la presiune ridicată într-un mediu cu hidrogen cu izolarea ulterioară a produselor țintă, conform invenției, catalizatorul supus tratamentului mecanochimic se dispersează cu ultrasunete în fracțiunea de produși de hidrogenare, fierbinte la o temperatură de 180-300°C și se ia în cantitate de 5-20% din greutatea formatorului de pastă urmată de introducerea în formatorul de pastă.

Analiza comparativă cu prototipul arată că caracteristici distinctive sunt:

Folosind ca formator de pastă un amestec de 95-80% în greutate din produsele de modificare termică a fracției cu punct de fierbere ridicat de hidrogenare a cărbunelui într-un mediu de vapori de apă pe oxizi de fier la o temperatură de 450-500°C și 5- 20% în greutate din fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui care fierbe în intervalul 180-300 °C.

Se stie ca prelucrare materialele minerale din morile activatoare consumatoare de energie este însoțită nu numai de o scădere a particulelor de material zdrobit, ci și de agregarea intensă a acestora cu formarea de aglomerate având structura complexa. Când astfel de materiale sunt adăugate la o pastă de cărbune-ulei cu agitare intensă, nu are loc distrugerea aglomeratelor, ceea ce reduce semnificativ eficiența utilizării unor astfel de sisteme catalitice. Distrugerea aglomeratelor se poate realiza prin tratament cu ultrasunete în anumite condiții în apă și într-un număr de solvenți organici. Studiile preliminare au arătat că dispersia eficientă a catalizatorilor de minereu de fier prin această metodă în produsele de modificare termică a fracției cu punct de fierbere ridicat a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori de apă pe oxizi de fier, utilizați în prototip ca formator de pastă, nu poate se realizează datorită vâscozităţii mari a acestuia din urmă. Am stabilit că dispersia catalizatorului folosind ultrasunete se realizează în mediul produselor de hidrogenare care fierb în intervalul 180-300°C, urmată de adăugarea amestecului rezultat în cantitatea necesară la formatorul de pastă.

Esenţa invenţiei este ilustrată prin exemple specifice.

Exemplul 1. Hidrogenarea cărbunelui se realizează într-o autoclavă rotativă de laborator cu o capacitate de 0,25 litri. Fracția care fierbe peste 400°C a produselor de modificare termică la 470°C a reziduurilor din distilarea hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori de apă în prezența oxizilor de fier este utilizată ca agent de formare a pastei.

Pregătirea unui catalizator pentru procesul de hidrogenare a cărbunelui se realizează astfel: concentratul de flotație al sterilului de la separarea electromagnetică a minereurilor de fier este supus în prealabil tratamentului mecanochimic într-o moară centrifugă cu activator de tip planetar (AGO-2). Apoi, 8,8 g de catalizator de minereu, 110 g de bile de oțel cu diametrul de 8 mm sunt încărcate într-un tambur activator cu o capacitate de 0,15 litri, se adaugă 40 ml apă distilată și 0,16 g hidroxid de sodiu (soluție 0,1 M). , dupa care se inchide si se proceseaza 30 de minute la o viteza de rotatie a tamburului de 1820 rpm. În aceste condiții, accelerația centrifugă dezvoltată de mediul de măcinare este de 600 m×s -2.

Se ia o parte alicotă din pulpa rezultată în proporție de 0,30 g de material mineral, adăugat la 0,30 g din fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui care fierbe în intervalul 180-300°C (2,5% din greutatea agentului de formare a pastei) , și tratat cu ultrasunete folosind un dispersant SPL1-0,063/22 timp de 3 minute. În amestecul rezultat după dispersie s-a observat formarea intensivă de sedimente. Pasta de catalizator rezultată se adaugă la 11,7 g din fracția care fierbe peste 400°C din produsele de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori la 470°C în prezența oxizilor de fier și se agită intens pentru 15 minute. Raportul dintre fracția produselor de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori de apă în prezența oxizilor de fier (componenta 1) și a produselor de hidrogenare a cărbunelui, cu fierbere în intervalul 180-300 ° C (componenta 2) în formatorul de pastă este de 97,5% în greutate, respectiv 2,5% în greutate.

Cărbunele este adăugat la amestecul preparat de formator de pastă și catalizator (raport cărbune: agent pastă = 1:1). Autoclavul este închis, hidrogenul este furnizat la o presiune de 5,0 MPa. Cu rotație continuă, autoclava este încălzită, iar când ajunge la 430°C, se menține la această temperatură timp de 60 de minute. Apoi autoclava este răcită și produsele care fierb în condiții echivalente cu intervalul de temperatură de fierbere la conditii normale peste 180°C. Produsele sunt separate în fracții apoase și hidrocarburi (denumite în continuare fracția cu un punct de fierbere peste 180°C) prin decantare. Apoi, conținutul autoclavei este extras cu toluen, iar fracția care fierbe în intervalul de 180-300°C este distilat din extract. Conținutul de sulf din fracțiile rezultate este determinat conform metodelor standard folosind un analizor Flash EA-1112, Thermo Quest. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabel.

Exemplul 2. Similar cu exemplul 1, cu excepția faptului că, după activarea mecanochimică a catalizatorului, se ia o alicotă din pulpa rezultată în proporție de 0,30 g de material mineral, adăugat la 0,60 g din fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui, fierbinte în intervalul de 180-300°C (5,0% din greutatea formării pastei) și tratat cu ultrasunete folosind un dispersant UZD1-0,063/22 timp de 3 minute. După dispersie, se formează un amestec omogen, formarea sedimentului nu se observă mai mult de 1 oră după dispersie.

Pasta de catalizator rezultată se adaugă la 11,4 g din fracția care fierbe peste 400°C din produsele de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori de apă la 470°C în prezența oxizilor de fier și se agită intens timp de 15 minute. Raportul dintre fracția de produse de modificare termică a reziduurilor de distilare a cărbunelui hidrogenat într-un mediu cu vapori de apă în prezența oxizilor de fier (componenta 1) și a produselor de hidrogenare a cărbunelui care fierb în intervalul 180-300°C (componenta 2) în formatorul de pastă este de 95% în greutate, respectiv 5% în greutate.

Exemplul 3. Similar cu exemplul 1, cu excepția faptului că, după activarea mecanochimică a catalizatorului, se ia o alicotă din pulpa rezultată în proporție de 0,30 g de material mineral, adăugat la 1,2 g din fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui, fierbinte în intervalul de 180-300°C (10,0% din greutatea formării pastei) și tratat cu ultrasunete folosind un dispersant UZD1-0,063/22 timp de 3 minute. După dispersie, se formează un amestec omogen, formarea sedimentului nu se observă mai mult de 1 oră după terminarea dispersării.

Pasta de catalizator rezultată se adaugă la 10,8 g din fracția care fierbe peste 400°C din produsele de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori la 470°C în prezența oxizilor de fier și se agită intens timp de 15 minute. Raportul dintre fracția de produse de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori în prezența oxizilor de fier (componenta 1) și a produselor de hidrogenare a cărbunelui care fierb în intervalul 180-300 ° C (componenta 2) în formatorul de pastă este de 90% în greutate, respectiv 10% în greutate.

Exemplul 4. Similar cu exemplul 1, cu excepția faptului că, după activarea mecanochimică a catalizatorului, se ia o alicotă din pulpa rezultată în proporție de 0,30 g de material mineral, adăugat la 2,4 g din fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui, fierbinte în intervalul de 180-300°C (20% din greutatea agentului de formare a pastei) și tratat cu ultrasunete folosind un dispersant UZD1-0,063/22 timp de 3 minute. După dispersie, se formează un amestec omogen, formarea sedimentului nu se observă mai mult de 1 oră.

Pasta de catalizator rezultată se adaugă la 9,6 g din fracția care fierbe peste 400°C din produsele de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori la 470°C în prezența oxizilor de fier și se agită intens timp de 15 minute. Raportul dintre fracția de produse de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori în prezența oxizilor de fier (componenta 1) și a produselor de hidrogenare a cărbunelui care fierb în intervalul 180-300°C (componenta 2) în un formator de pastă este de 80% în greutate, respectiv 20% în greutate.

Exemplul 5. Similar cu exemplul 1, cu excepția faptului că, după activarea mecanochimică a catalizatorului, se ia o alicotă din pulpa rezultată în proporție de 0,30 g de material mineral, adăugat la 3 g din fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui, fierbinte în intervalul de 180-300°C (25,0% în greutate agent de formare a pastei) și este tratat cu ultrasunete folosind un dispersant UZD1-0,063/22 timp de 3 minute. După dispersie, se formează un amestec omogen, formarea sedimentului nu se observă mai mult de 1 oră.

Pasta de catalizator rezultată se adaugă la 9 g din fracția care fierbe peste 400°C din produsele de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori la 470°C în prezența oxizilor de fier și se agită intens pentru 15 minute. Raportul dintre fracția de produse de modificare termică a reziduurilor de distilare a hidrogenului de cărbune într-un mediu de vapori în prezența oxizilor de fier (componenta 1) și a produselor de hidrogenare a cărbunelui care fierb în intervalul 180-300°C (componenta 2) în un formator de pastă este de 75% în greutate, respectiv 25% în greutate.

Rezultatele obţinute arată o scădere a gradului de conversie şi a randamentului fracţiilor distilate.

Exemplul 6. (Implementarea metodei conform prototipului).

Hidrogenarea cărbunelui se realizează într-o autoclavă rotativă de laborator cu o capacitate de 0,25 litri. Ca formator de pastă, se folosește o fracție care fierbe peste 400°C a produselor de cracare termică într-un mediu de vapori de apă din reziduurile de distilare ale hidrogenului de cărbune. Cracarea cu abur se efectuează la 470°C, o presiune de 3 atm în absența hidrogenului în prezența oxizilor de fier.

Pregătirea unui catalizator pentru procesul de hidrogenare a cărbunelui se realizează astfel: concentratul de flotație al sterilului de steril din separarea electromagnetică a minereurilor de fier este supus în prealabil tratamentului mecanochimic împreună cu sulf elementar într-o moară centrifugă cu activator de tip planetar (AGO-2). ), la o rată de 0,30 g catalizator (2,5 % în greutate cărbune uscat) şi 0,24 g sulf (2,0 % în greutate cărbune uscat). Apoi, 8,8 g de catalizator de minereu, 7,0 g de sulf elementar și 110 g de bile de oțel cu un diametru de 8 mm sunt încărcate într-un tambur activator cu o capacitate de 0,15 litri până când tamburul este complet umplut, 80 ml de apă distilată și 0,32 g hidroxid de sodiu (soluție 0,1 M), după care se închide și se prelucrează timp de 30 de minute la o viteză de rotație a tamburului de 1820 rpm. În aceste condiții, accelerația centrifugă dezvoltată de mediul de măcinare este de 600 m×s -2. Pulpa de catalizator rezultată este introdusă în formatorul de pastă cu agitare puternică timp de 1 oră.

Cărbunele este adăugat la amestecul preparat de formator de pastă și catalizator (raport cărbune:agent de lipire = 1:1). Autoclavul este închis, hidrogenul este furnizat la o presiune de 5,0 MPa. Cu rotație continuă, autoclava este încălzită, iar când ajunge la 430°C, se menține la această temperatură timp de 60 de minute. Apoi autoclava este răcită, iar produsele care fierb în condiții echivalente cu domeniul de temperatură de fierbere în condiții normale sub 180°C sunt distilate direct din autoclavă sub vid. Produsele sunt separate într-o fracție apoasă și o fracțiune de hidrocarbură (denumită în continuare fracția cu un punct de fierbere sub 180°C) prin decantare. Apoi, conținutul autoclavei este extras cu toluen, iar fracția care fierbe în intervalul de 180-300°C este distilat din extract. Conținutul de sulf din fracțiile rezultate este determinat prin metode standard folosind un analizor Flash EA-1112, Thermo Quest. Rezultatele obţinute sunt prezentate în tabel.

Astfel, în invenția propusă, dispersarea catalizatorului folosind ultrasunete în fracția de produse de hidrogenare a cărbunelui, fierbinte în intervalul 180-300°C și luată într-o cantitate de 5-20% în greutate din agentul de formare a pastei , vă permite să reduceți drastic conținutul de sulf din produsele distilate, obținând indicatori comparabili cu prototipul pentru gradul de conversie a cărbunelui și randamentul fracțiilor distilate.

O metodă de hidrogenare a cărbunelui, inclusiv prepararea unei paste de cărbune și ulei care conține cărbune, un agent de formare a pastei bazat pe produsele de modificare termică a unei fracțiuni cu punct de fierbere ridicat de hidrogenare a cărbunelui într-un mediu de vapori de apă pe oxizi de fier la o temperatură de 450-500°C și un catalizator cu conținut de fier supus tratamentului mecanochimic, încălzirea pastei la presiune ridicată în mediu de hidrogen cu izolarea ulterioară a produselor țintă, caracterizată prin aceea că catalizatorul, supus tratamentului mecanochimic, este dispersat folosind ultrasunete în fracțiunea produselor de hidrogenare a cărbunelui, fierbinte la o temperatură de 180-300°C și luate în cantitate de 5-20% în greutate din formatorul de pastă de mai sus, cu introducere ulterioară în formatorul de pastă.

Brevete similare:

Invenția se referă la metode de producere a hidrocarburilor lichide din combustibili solizi (turbă, șisturi bituminoase, ligniți, cărbuni bruni și tari) și materiale carbonice din deșeuri industriale (deșeuri de preparare a cărbunelui, rafinarea petrolului, lignine, materiale plastice, cauciuc etc.) și poate să fie utilizat în industria chimică a cărbunelui și în industria de rafinare a petrolului.

Invenția se referă la o metodă de producere a produselor în fază lichidă și gazoase din combustibili fosili solizi (SFO), cum ar fi cărbune, șist, bogheads, sapropelite, turbă și alte substanțe organice, pentru a obține combustibili lichizi și gazoși de utilizare semi-funcțională ca materii prime pentru fabricarea combustibilului pentru motoare și alte tipuri

Invenția se referă la un dispozitiv și la o metodă de producere a motorinei din deșeuri care conțin hidrocarburi, în timp ce substanțele furnizate - deșeuri uscate, ulei rezidual, agent de neutralizare și catalizator - sunt conectate la sistemul de alimentare (103) printr-un amestecător-pâlnie (109). ) și un colector (104), care se învecinează cu rezervorul de alimentare (102), iar rezervorul de alimentare (102) este conectat la colectorul (115) prin canalele (110) ale circuitului de circulație a uleiului, camera de înaltă performanță. mixerul cu val (101) pe partea de aspirație are o conductă care îl conectează la rezervorul de alimentare (102), iar pe partea de presiune este conectat la jgheabul (113) al evaporatorului (114), conectat la coloana de distilare (118). ), în care este instalat un condensator (119), care este conectat prin conducte (124) și (126) la receptorul (125) al produsului - motorină, iar sub evaporator (114) există o colectare (115). ), care este conectat printr-o supapă de control (130) la o cameră de încălzire (132), care are o ieșire cu șurub (133) pe partea de ieșire conectată la un recipient (134) pentru reziduuri.

Invenția se referă la o metodă în mai multe etape de lichefiere a combustibilului solid care conține carbon, iar această metodă include pașii următori: 1) unul sau mai multe tipuri de combustibil solid cu conținut de carbon sunt amestecate cu păcură pentru a forma o suspensie de păcură, după care o astfel de suspensie de păcură este deshidratată prin încălzire și apoi lichefiată parțial prin hidrogenare la presiune medie joasă. , având ca rezultat formarea de componente de ulei ușor și nămol de păcură; 2) componentele de ulei ușor obținute în etapa 1) sunt hidrorafinate pentru a obține ulei purificat; 3) nămolul de păcură obţinut în etapa 1) este gazeificat pentru a produce gaz sintetic; 4) gazul de sinteză obţinut în etapa 3) este transformat în ulei de sinteză F-T utilizând un proces convenţional de sinteză F-T; 5) Ulei de sinteză F-T obținut în etapa 4), apoi este supus hidrorafinarii și hidrocracarei pentru a obține ulei purificat, care este fracționat în continuare pentru a obține produse petroliere de înaltă calitate, inclusiv gaz petrolier lichefiat (GPL), benzină, kerosen de aviație, motorină și altele produse chimice relevante

Invenția se referă la o metodă de conversie termochimică directă a produselor inițiale organice cu greutate moleculară mare în produse organice cu greutate moleculară mică, care la temperatura camerei există sub formă de lichide cu vâscozitate scăzută și sunt inflamabile, incluzând următoarele etape: 1) preparare într-un reactor al produsului de pornire, cel puțin un gaz reducător și un produs de fracțiuni foarte volatile, 2) încălzirea prin șoc a produsului de pornire preparat la temperatura de reacție, 3) transformarea produsului de pornire folosind temperatura, acțiunea reducătoare a gazului și autocatalitic efectul fracțiilor de produs în produși de reacție vaporosi și gaz de reacție, 4) separarea gazului de reacție prin condensare cu reacția de îndepărtare a produselor condensabile, 5) condiționarea gazului de reacție separat prin eliberarea a cel puțin unei părți din amestecul gazos, suplimentar prin furnizarea de hidrogen și /sau alt agent reducător, în special sub formă de monoxid de carbon sau tetralină, 6) returnarea gazului de reacție condiționat în reactor, în care gazul de reacție condiționat este comprimat și preîncălzit înainte de a fi returnat în reactor

Invenția se referă la o metodă de hidroconversie a petrolului greu selectat dintre țiței, țiței grele, bitum din nisipuri bituminoase, reziduuri de distilare, fracțiuni grele de distilare, reziduuri de distilare deasfaltate, uleiuri vegetale, uleiuri derivate din cărbune și șisturi bituminoase, uleiuri obținute prin descompunerea termică a deșeurilor, polimeri, biomasă, cuprinzând trimiterea petrolului greu într-o zonă de hidroconversie realizată în unul sau mai multe reactoare cu pat fluidizat în care se introduce hidrogen în prezența unui hidrogenare heterogenă a catalizatorului pe suport, realizată dintr-un suport și o fază activă constând dintr-un amestec de sulfuri, dintre care una este derivată dintr-un metal aparținând grupei VIB și cel puțin una suplimentară obținută dintr-un metal aparținând grupei VIII, precum și un catalizator de hidrogenare adecvat, care este un catalizator pe bază de sulfură de Mo sau W nanodispersată în uleiul greu menționat și care direcționează fluxul din zona de hidroconversie către o zonă de separare în care fracția lichidă separată care conține catalizatorul nanodispersat este reciclată în reactorul cu pat fluidizat( s).

Invenția se referă la variante ale unei metode de procesare a cărbunelui și/sau a deșeurilor care conțin carbon în combustibil lichid, care constă în alimentarea cu cărbune și/sau deșeuri care conțin carbon, un solvent organic în reactorul pentru măcinarea în impuls electric într-un raport de cărbune. și/sau deșeuri care conțin carbon: solvent organic 1:2 și apă de cel puțin 5% în greutate de cărbune și/sau deșeuri care conțin carbon, acționează asupra cărbunelui și/sau deșeurilor care conțin carbon din reactorul pentru măcinare cu impulsuri electrice , solvent organic și apă cu o descărcare electrică de înaltă tensiune, măcinați cărbunele și/sau deșeurile care conțin carbon într-un mediu de solvenți organici și apă, producând un amestec organic cărbune-apă, acesta este alimentat într-un reactor pentru măcinarea cu impulsuri electrice, cărbunele și/sau deșeurile care conțin carbon sunt re-zdrobite în amestecul organic cărbune-apă, iar combustibilul lichefiat este separat din amestecul cu cărbune re-zdrobit sau cu deșeuri care conțin carbon, în timp ce amestecul organic cărbune-apă este trecut printr-un bloc separator de primire și separator de cenușă. Utilizare diverse tipuri Descărcare electrică de înaltă tensiune: descărcare electrică de înaltă tensiune de înaltă frecvență, descărcare electrică de înaltă tensiune în formă pătrată, descărcare electrică de înaltă tensiune tensiune DC, descărcare electrică bipolară de înaltă tensiune, descărcare electrică bipolară de înaltă tensiune de formă dreptunghiulară. În mai multe variante de realizare ale metodei, acestea sunt supuse suplimentar tratamentului hidrodinamic. Rezultatul tehnic este obținerea unui grad mai mare de conversie a cărbunelui și/sau a deșeurilor care conțin carbon. 7 n.p. f-ly, 2 ill.

Invenția se referă la o metodă de procesare a ligninei în produse lichide și se referă, în special, la o metodă de procesare a ligninei hidrolitice în hidrocarburi lichide și poate fi utilizată pentru a produce hidrocarburi lichide (inclusiv cele care conțin oxigen) în timpul prelucrării deșeurilor de la prelucrarea lemnului. industrie, incl. celuloză etc. S-a propus o metodă de procesare a ligninei în hidrocarburi lichide, care constă în faptul că lignina hidrolitică este amestecată mecanic cu un catalizator, care este un sistem catalitic bazat pe un metal foarte dispersat selectat din grupul care include Pt, Pd. , Ni, Fe, depus pe un purtător de carbon , capabil să se încălzească la temperaturi ridicate sub influența radiației cu microunde, cu un raport de masă lignină:catalizator în intervalul 1-5:1, urmat de încălzirea amestecului de reacție rezultat la un temperatura de 250-340°C sub influența radiației cu microunde cu o putere de până la 10 W într-un flux de hidrogen la debitul său volumetric este de 500-1000 h-1. Rezultatul tehnic a fost că setul propus de caracteristici esențiale ale invenției a făcut posibilă efectuarea procesului la presiunea atmosferică, a cărui durată nu este mai mare de 30 de minute și, în același timp, ca rezultat, productivitatea procesul crește și, de asemenea, a fost posibilă simplificarea tehnologiei de implementare a acesteia prin efectuarea procesului la presiune atmosferică și, spre deosebire de prototip, tratarea ligninei hidrolitice cu apă sau alcooli în condiții supercritice (la o presiune de 60-90 atm). ) nu este necesar. Trebuie remarcat faptul că procesul de prelucrare a ligninei hidrolitice în condiții de putere scăzută a microundelor și temperaturi moderate a făcut posibilă obținerea unui randament destul de mare de hidrocarburi lichide. 1 masă

Invenția se referă la tehnologia chimică, și anume la lichefierea cărbunelui și poate fi utilizată pentru producerea de combustibili sintetici pentru motoare.

Hidrogenarea distructivă Este produs în scopul obținerii de combustibil lichid ușor - benzină și kerosen - din combustibil solid sau lichid greu. În ceea ce privește chimia sa, acesta este un proces foarte complex în care are loc divizarea (distrugerea) simultană a compușilor cu molecule înalte (macromolecule de cărbune) cu formarea de hidrocarburi și fragmente saturate și nesaturate mai simple și adăugarea de hidrogen la fragmente - la locul dublelor legături și la hidrocarburi aromatice. Au loc și depolimerizarea și alte procese.
Adăugarea de hidrogen (hidrogenare) este însoțită de scăderea volumului și degajarea de căldură. Apariția reacțiilor de hidrogenare este facilitată de creșterea presiunii și îndepărtarea căldurii de reacție.
De obicei, hidrogenarea cărbunilor se realizează la o presiune de 2000-7000 nsm2 și o temperatură de 380-490 ° C. Pentru a accelera reacția, se folosesc catalizatori - oxizi și sulfuri de fier, wolfram, molibden cu diverși activatori.
Datorită complexității procesului de hidrogenare, procesul de producere a combustibilului ușor - benzină și kerosen - din cărbune se desfășoară în două etape - în fază lichidă și de vapori. Cărbunii tari și bruni tineri care conțin o cantitate semnificativă de hidrogen sunt cei mai potriviti pentru hidrogenare. Cei mai buni cărbuni sunt cei al căror raport între carbon și hidrogen nu este mai mare de 16-17. Impuritățile dăunătoare includ sulful, umezeala și cenușa. Conținutul de umiditate admisibil este de 1-2%, cenușă 5-6%, conținutul de sulf trebuie să fie minim. Pentru a evita consumul mare de hidrogen, combustibilii bogati in oxigen (de exemplu, lemnul) nu sunt hidrogenati.
Tehnologia procesului de hidrogenare este următoarea. Cărbunele măcinat fin (până la 1 mm) cu conținutul de cenușă necesar este amestecat cu un catalizator, cel mai adesea oxizi de fier, uscat și măcinat temeinic într-o moară cu pistil cu ulei, care se obține prin separarea produselor de hidrogenare. Conținutul de cărbune din pastă ar trebui să fie de 40-50%. Pasta este introdusă în unitatea de hidrogenare cu o pompă de pistil la presiunea necesară; hidrogenul proaspăt și circulant este furnizat acolo de compresoarele 2 și 3. Amestecul este preîncălzit în schimbătorul de căldură 4 datorită căldurii
Vaporii și gazele care provin din coloana de hidrogenare și apoi în cuptorul tubular 5 ajung la 440°C și intră în coloana de hidrogenare 6, unde datorită căldurii reacției temperatura se ridică la 480°C. După aceasta, produsele de reacție sunt separate într-un separator din partea superioară a căruia ies vapori și gaze, iar din partea inferioară - nămol.
Amestecul vapori-gaz este răcit în schimbătorul de căldură 4 și răcitorul de apă 8 până la 50 ° C și separat 9. După îndepărtarea presiunii, condensatul este distilat, obținându-se o „fracție largă” (300-350 °) și ulei greu. Fracția largă, după ce sunt extrași fenolii din ea, intră în a doua etapă de hidrogenare. Nămolul separat în separatorul 7 este separat prin centrifugare în ulei greu și reziduu solid, care este supus semi-cocsării. Ca rezultat, se formează un ulei greu și o fracțiune, care se adaugă la uleiul larg. Reziduurile de cenușă sunt folosite drept combustibil. Uleiurile grele sunt folosite pentru a face paste. Gazele separate în separatorul 9, după absorbția hidrocarburilor în scruberul 10 de către uleiurile sub presiune, sunt returnate în proces folosind o pompă de circulație 3.
Hidrogenarea în a doua etapă se realizează cel mai adesea în prezența WSo sub o presiune de 3000 nsm2 la 360-445 ° C. Benzina și kerosenul sau motorina sunt izolate din produsul de hidrogenare rezultat. În combustibilul obținut prin hidrogenare nu există hidrocarburi nesaturate, iar sulful este sub formă de hidrogen sulfurat, care se îndepărtează ușor prin spălare cu alcali și apoi cu apă. Hidrogenarea distructivă se realizează în coloane din oțeluri aliate care conțin crom, nichel și molibden. Grosimea peretelui este de până la 200.l iar înălțimea este de până la 18 m și diametrul este de 1 m În coloane pentru hidrogenare în fază de vapori, catalizatorul este plasat pe rafturi de plasă.
Randamentul de benzină poate ajunge la 50-53% din masa combustibilă a cărbunelui.