CS226017B2 - Method of converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates - Google Patents

Method of converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates Download PDF

Info

Publication number
CS226017B2
CS226017B2 CS805396A CS539680A CS226017B2 CS 226017 B2 CS226017 B2 CS 226017B2 CS 805396 A CS805396 A CS 805396A CS 539680 A CS539680 A CS 539680A CS 226017 B2 CS226017 B2 CS 226017B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
coal
potassium
reaction
hydrogen
sulfur
Prior art date
Application number
CS805396A
Other languages
English (en)
Inventor
Rollan Dr Swanson
Original Assignee
Rollan Dr Swanson
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rollan Dr Swanson filed Critical Rollan Dr Swanson
Publication of CS226017B2 publication Critical patent/CS226017B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C1/00Preparation of hydrocarbons from one or more compounds, none of them being a hydrocarbon
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/582Recycling of unreacted starting or intermediate materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Description

Vyyiález se týká způsobu přeměny Uhlí na plynné uhlovodíky a těkavé destiláty.
Protože kapalné a plynné zdroje energie, například nafta a zemií plyn jsou velmi rychle vyčerpávány, je nutno hledat náhradu za tyto zdroje. Jedním zdrojem uhlovodíkových materiálů by mohlo být uhí. Způsoby, popsané pro přeměnu . uh.í na uhlovodíkové, frakce jsou uvedeny například v patentových spisech USA č. 3 ' 926 775, 3 933 475j 3 944 480, 3 960 513,
957 503 4 018 572, 4 030 893, 4 057 422 a 4 078 917.
Při těchto postupech se obvykle užívá vyšších teplot, například nad . 600 °C a vyšších tlaků, to znamená, že nejsou k disopozici postupy, které by umooňovaly pracovat při nižších teplotách a nižším tlaku. *
VyiiHez si klade za úkol navrhnout postup, při němž by bylo možno užít teploty 100 až 400 °C v případě, že se k uhlí přidává páre a reakční činidla. Nemá být užito katalyzátoru, zvýšeného tlaku ani nemá být nutné přivádět védík.
Nyní bylo zjištěno, že v případě, že se na dálí působí určitým činidlem, je možno uhlí převést za přítomiosti páry na různé uhlovodíkové frakce, a to zejména plynnou frakci s obsahem uhlovodíků o 1 až 5 atomech uhlíku.
Dále bylo zjištěno, že v případě, že se tato přeměna provádí při různých teplotách, je možno měnit podíl získaných uhlovodíků. Při ' nižší teplotě vznikej těkavěěší phlovodíky v kapalné formě, při vySSí teplotě převážně plynné uhlovodíky.
Dále bylo zjištěno, že různé typy iuhí, například . lignity a subbitiminózní typy dhlí
..joul'/ mají různý průběh destilace, přestože rovněž dochází ke vzniku kapalných a . plynných uhlovodíků. Uhlí kvalitnějšího typu posetu je větší moOžtví kapalných uhlovodíků něž uhlí nižší kvvlity, tento poměr je možno také měědt změnami reakčního činidla.
Vynniez řeší způsob přeměny Hhlí na plynné uhlovodíky a těkavé destiláty a jeho podstata spočívá' v tom, že se kontinuálně nebo po vsázkách uvede v reakci uh.í nebo rašellna a hydrogemslfid nebo sulfid alkalického kovu nebo směsi těchto sloučenin za přítomnoti vody a popřípadě síry při teplotě 50 až 450 UC s následnou izolací kapalného, destilátu a plynných uhlovodíků.
Draalík je nejvýhodnnjší alkalický kov pro výrobu sulfidů, hydrogennulfidů nebo polysulfidů, užívaných v reakčním činidle podle vynálezu, přestože je možno užít i sulfidy, hydroeensulfidy nebo polysulfidy lithia, sodíku, rubidia, nebo cesia. HyndooenouUfid sodíku a sirník sodný se obchodně dodáávaí. Obchodně se dodává rovněž sirník draselný, který je 'znám také jako potaš s obsahem síry a který je směsí thiosíranu draselného a polysulfidů draslíku. Tento matteiál má určitou schopnost měnt uhlí na uhlovodíky, avšak v menší míře než .
„ specificky připravená směs hydrogennsilfidu a pentasulfidu draselného.
Tato výhodná směs se připravuje tak, že se rozpustí 1 mol hydroxidu draselného ve
140 ml 200 ml ethanolu nebo 333 ml 1-propanolu nebo ve vyšších množsvích alifa- tických alkoholů s delším přímým řetězcem. . K tomuto roztoku se - přidává sirovodík až do nasycení. Je nutno přidat i dostatečné mnnožtví vody, aby nedošlo k tvorbě a vysrážení sirníku draselného. Sirník draselný je jen málo rozpustný v alkanolu. Celkový obsah vody včetně - vody, příoomné- jako nečistota v alkoholu a v hydroxidu draselném je 9 ml na 1 mol hydroxidu draselného, rozpuštěný ve 140 ml methanolu, 18,5 mol vody na 1 mol hydroxidu draselného, rozpuštěného ve 200 ml ethanolu. Vzhledem ke klesající rozpustnosti sirníku draselného ve vyšších alkanolech je zapotřebí přidávat stále větší množtví vody. Hnáooenoslfid draselný není stálý za přítomnost většího množtví vody v roztocích hydroxidu draselného v alkanolech vyšších než ethanol. Vzniklý sirník draselný bude redukovat sirovodík a vytvoří červenou vrstvu polysulfidu draslíku s neznámým obsahem síry. Sysrážený sirník draslíku je možno užít jako činidla k provádění způsobu podle vynálezu v případě, že se přidá elementární - síra, aby vzrinkaly polysulfidy se známým obsahem síry.
Moožsví el^em^e^t^t^i^ní síry, které je nutno dodat k roztoku hydrogennulfidu draselného, v alkanolu je 1 atom síry na každý atom kyslíku, síry a dusíku v uh.í, které má být zpracováváno. Moožsví hydrogennslfidu draselného má být alespoň dvojnásobné vzhledem k množte, jehož by bylo zapotřebí k reakci se svrchu uvedeným m^nož^tví^m síry podle rovnice
KHS + 2 S = | H2S . + - K^.
V ' případě, že se užije lydгogenoiroík jako reakční ' činidlo, - má reakce s elementární sírou následující průběh:
NaHS ' + 1,5 S = | H2S + |
Pólysulfidy sodíku a draslíku budou zbavovat Uilí kyslíku podle následujících rovnic:
K2S5 + 2 O2 = K2S04 + 4 s
Na^ + 202 = Na2S04 + 3 S
Při teplotách vyšších než 175 °c bude síra působbt dehydrogenaci HÍ. Je zapotřebí dvojnásobné množní lydrogenoSrníku sodného nebo draselného než bylo užito na počátku k reakci s'elementární sírou.
A.kanol je možno odstraiit před přidáním řeakčního činidla k uhlí nebo při zpracovávání Uh.í· Odtranuje se při teplotě o něco vyěěí než je teplota varu užitého alkanolu·.
Rozměr částic Uilí není v průběhu postupů rozhodující.
V průběhu postupu je zapotřebí vylUučit přístup atmosférického kyslíku.
Jakmile byl alkanol odstraněn a teplota směsi reakčního činidla a uhlí je vyšší než
100 °C, nechá se procházet směsí pára· Při teplotě 104 až 105 °C je možno pozorovat endotcrmní reakci, teplota rychle stoupá na 220 °C. V rozmezí 100 . až 220 °C dochází k pomalému vývinu plynných uhlovodíků· Při teplotě 220 až 270 °C dochází k rychlejšímu vývooi plynných uhlovodíků a při teplotě 360 až 380 °C je vývoj plynu velmi rychlý a uvolňuje se vodík.
V plynné frakci se nachází převážně nasycené i nenasycené uhlovodíky o 1 až 6 atomech uhLíku.
Jak je možno měřit tvorbu uhličitEmů alkalických zemin, ztráta uhlíku vzhledem k produkci kysličníku uhličitého nepřevyšuje 6,5 % hmoonnotních vztaženo na celkové mnossví příoomného uhlíku.
Sirovodík, vznikající přidáním elementární síry k alkanolovému roztoku к^гойепзиЛ!Uu.alkalického kovu a při reakci přeměny uhlí na uhlovodíky je možno užít k získání dalšího množní hydrogennirníku alkalického kovu z hydroxidu alkalického kovu.
Určité množtví hydrogennirníku draselného se rozloží v důsledku hydrolý.zy na hydroxid draselný a sirovodík. Hydroxid draselný se při teplotě 360 °C a vyšší mění tak, že vzniká simík vápenatý a směs hydroxidu draselného ' a uhličitanu draselného. Při této teplotě dochází také ' k extrakci draslíku s uhlím ve formě hydroxidu.
Věěšina typů uhlí vyžaduje 6 až 7 molů vody ve formě páry na 3,5 molu uhlíkových atomů příoomných v uhlí. -
V průběhu 1 hodiny při nejvyšší teplotě 360 °C je možno odduesilovat polovinu uilí (lignit), V průběhu 2 hodin se oddsпSiljjп 80 % hmoonnotních uhlí, po čtyřech hodinách zbývá jen popel a rekáční činidlo.
V průběhu 2 hodin při teplotě 380 °C bylo možno' získat z 50 е lignitu s obsahem uhlíku 44 % hmoonnotních přibližně 0,12 m plynného destilátu. Tyto plyny byly zbaveny kysličníku uhličitého a sirovodíku před vstupem do průtokoměru. Pak byly zchlazeny ne teplotu místnoosi.
Má se za to, že v případě'že se přidá k uhlí alkoholový roztok Oydrogеniujfidu .draselného, je možno postup provádět i bez dalšího přidání síry. Postup probíhá podle rovnice
KHS + S2----»1/2 H2S + 1/2 K2S5 .
Při přidání síry je však tato ' sloučenina stabiizoována jako měině hydrolyzovatelné polyпц1^Пу. Za přítomnost vody se určité mnnožtví hydrogennirníku draselného mění na sirník drese^ý. Při hydrogenaci uhlí mají být přioomny obě tyto látky. V případě přidání'síry vzniká poXyaujfiS> který je stálejší ve vodě.
Přestože svrchu uvedená reakce je míněna pro hydrogепiSriík draselný, je možno užít i hydrogennirníku sodného, jeho pouužtí je však . 'výhoonnjší v případě, že se postup provádí bez přidání elementární síry.
Je také možno užít rfif t sodný v sip'hés nlHvu, to je bez pMdálií
226017 4 alkoholu. Hrdrogansirník sodný se obvykle dodává· - jako vločky s obsahem 30 hmotnostních % vody.
V případě, že siroík draselný a různé polysulfidy reagují s uhlím, dojde k odbourání kyslíku, síry a dusíku a uhlí, tyto látky jsou vázány a tím z uhlí odstraňovány. Za přítomcos.! -páry dochází k této reakci daleko snachOjl, namísto uvedených povků vzniká vodík a vznikají aromatické a alifatické sloučeniny s kratším řetězcem.
Bylo prokázáno, že kyslík musí být v uhLí pří^men. Z tohoto důvodu jsou k provádění způsobu - podle vynálezu vhodné uhlí nižší kvaaity, například lignitu. P4 stoupání kvaaity uhLÍ se snižuje obsah kyslíku a tím i možnoot - přeměny na plyn a/nebo vzniká větší podíl kapalné fáze.
Bylo také zjištěno, že je způsobem podle vynálezu možno zpracovávat i uhlí horší kvality než lignit a dokončen i dehet.
Vynález bude osvětlen v souvvilosti s přitočeným výkresem.
Reakční nádoba 11.ie obvykle onnoonn nebo podobný přístroj, do něhož se přivádí jemně m.eté uhí, Částice uhlí jsou v případě lignitu obvykle velikosti 6 mm ale mohou být i větší. V případě horší kreHty může mít uilí tytéž rozměry , výhodný rozmar však je 0,8 mm. Po promni systému tak, aby neobsahoval kyslík přiváděním inertního plynu jakb vodíku nebo dusíku se přidá siroík nebo l,ddrogenoilfid drslíku v alkano^. Pak se systém uzavře a teplota se zvýší oa 65 °C, al-kanol se óddeninlujn. Inertní plyn zajišíuje míchání a konOiouáloí odstranění vody se provádí současně· s oddestilováoiím alkanolu· Typickým alkanolem je methanol nebo ethano!, je však možno užít alkaooly o až 4 atomech uhlíku.
Jakmile se po óddeniilóvSoí alkanolu dosáhne žádané pracovní teploty apřivádí se pára o příslušná teplotě,·není již zapotřebí přivádět inertní plyn. Pára se přivádí z generátoru ·12 do reakční nádoby 11. může být použito pomocného zahřívání.
Je rovněž možno užít vhodných prostředků k řízení reakce v reakční nádobě, jako jsou vyihřívací a chladicí spirály, míchadla, prostředky pro řízení teploty a podobně. Reakční- nádobu je také možno zahřívat· zvenčí.
ReiOcční produkt a reakční nádoby 11 se přivádí do chladiče 13. který může být zpětný, přičemž teplota přiváděné a odváděné vody se upravuje tak, aby došlo ke kondenzaci · těžší frakce, která se nejprve uvolňuje z uiIí, Tato frakce může kondenzovat na stěnách 13a chladiče 13 a pak stéká dolů až do sběrače 14 a odtud se odvádí a čas od času analyzuje.
Plynný podíl ze sběrače 14 se vede do druhého chladiče 1 5. kde se plynné produkty dále chladí -a přivádí do čističe 16. - V čističích 16 - se n^<^l^<^a^z^e|í kapaliny, které poUcuJí požadovanou frakci produktu. V průmyslovém měřítku může být vhodnější užít k tomuto účelu destilační kolony.
Nerozpustné složky, které zůstanou v čističích a jejich plynné formy se pak dostávají do dalšího - čističe, v němž se odstraňují další složky, jak bude dále uvedeno, Na vyobrazení je zařazeno 7 čističů, jejich pói^4^an závvsí oa předpokládaném počtu izolovaných plynných frakci. To znamená, že tento počet je možno snížit oebo zvýššt. Moožtví výsledné plynné frakce se měří plynoměrem 17 a tuto frakci je možno dále čistit například destilací nebo je možno ji přímo použžt. .
Je - zřejmé, že frakce, získaná při zpracování uilí má poměrně úzké rozmeeí, protože převážně sestává z uhlovodíků o 1 až 6 atomech uhlíku a ze sousedních kapalných uhlovodíků, to znamená, že je možno snadno provést frakciooaci za účelem izolace různých makčních produktů. Je například možno užít destilačoí kolony a mooekulárního síta. Tyto postupy jsou známy a oení nutno je podrobněji popisovat.
Dále bude uvedeno jedno z možiých provedení, které umožňuje rozdělení ' různých frakcí na základě různé rozpustnosti uhlovodíků o 1 až 6 atomech uhlíku.
Tento postup je možno provádět kontinuálně..Je možno užít funkce různých reakcních složek tak, aby bylo možno kontinuálně přivádět reakční činidlo, uhlí a páru a kontinuálně odvádět výsledné produkty. V tomto případě není zapotřebí užít inertního plynu. Z .' čističů 16 je možno rozpuštěné složky odděěit běžným způsobem a izolovat je odstraněním kapaliny.
Pokud jde o rozpuutnooti, jsou uváděny pro daný plyn při teplotě fflíítnoosi. Není nutno užít vyššího tlaku. Je však možno vyššího tlaku pouuít, aby v některých přípádech bylo možno zabránit pocítí nízkých teplot. V případě, že se ·změní tlakové podmínky, odborník snadno stanoví i.zmnu ostatních podmínek postupu.
Pokud jde o rozpuutnoosi, jsou uvedeny v učebnicích. Pro uhlovodíky o 1 až 6 atmech uhlíku je možno uvést hlavní rozpustnost následujícím způsobem:
Eten je rozpustný v etheru, hůře rozpustný v alkoholu, acetonu a benzenu a nerozpustný ve vodě. Ethan je rozpustný v benzenu, hůře rozpustný v alkoholu a acetonu o nerozpustný ve vo^(5. Propan je rozpustný ve ·vodě a alkoholu, velmi dobře rozpustný v etheru a benzenu a hůře rozpustný ve vodě, alkoholu a kyselině octová· Butan je dobře rozpustný v alkoholu, etheru a chloroformu a ropustný ve vodě. 1-buten i 2-buten je velmi dobře rozpustný v alkoholu a etheru,' rozpustný v benzenu a nerozpustný ve vodě. 1-, 2- a trens-peoteo · je mísitelný s alkoholem a etherem, velmi rozpustný ve zředěné kyselině sírové, rozpustný v benzenu a nerozpustný ve vodě. Penťan je mísitelný s alkoholem, etherem, acetonem, . benzenem, chlorooommem a heptanem a hůře rozpustný ve vodě#
Hexan je rozpustný v etheru a chloroformu, velmi rozpustný v alkoholu a nerozpustný ve vodě. 1-, 2-, 3- a trans-hexen jsou rozpustné v alkoholu, etheru, benzenu, chloroformu, petooletheos, a nerozpustný· ve vodě. · Methan je rozpustný ve vodě, alkoholu, etheru, benzenu, methanolu a toluenu a hůře rozpustný v . acetonu. ·
Reakční činidlo, například hydrogennirník draselný nebo Sodný nebo jejich polysulfidy se oekoootttsují v reakčních nádobách, v nichž je čisticí kapalinou alkanolový roztok hydroxidu draselného nebo sodného za vzniku příslušného sulfidu nebo hydrogenmuuOidu v závislosti na mnoství sirovodíku, který reaguje s hydroxidem. Reakční činidla většinou vytvoří bílou sraženinu jako hydrdt sirníku draselného nebo sodného. V ethanolu nebo vyšším alkandlu je možno odstranit málo rozpustný.sirník alkalického kovu.prostým odstraněním sraženiny z čističe.
Popel, zbývvjící v reakční nádobě 11 se odstraňuje a zpracovává tak, že se rozpustný podíl odstraňuje extrakcí, například v závvslossti na různé rozpuutnooti hydroxidu vápenatého a hydroxidu draselného, například se draslík extrahuje hydroxidem vápenatým, vyzrál se síran vápenatý a odstraní se hydroxid draselný. Hrdroxid sodný je příoomen v menším množtví· a je možno jej ochránit stejným nebo jirým způsobem. So<SÍR je příoomen v poddiM? menším mnnžstvím než draslík, může však dooít k jeho zvýšení v průběhu kontinuálního postupu v případě, že reakční činidlo obsahuje sodík.
Uhlí obsahuje dostatečné mrnožtví draslíku, Ze svrchu uvedených údajů je zřejmé, že při pouužtí lignitu při nižších teplotách vzniká frakce v oblasti 3 až 6 atomů uhlíku, převážně 4 atomů uhlíku. Tato frakce se obvykle získává do teploty 120 . °C. Při 220 °C vzniká methan· až butan a nenasycené homology. Při 360 až 450 °C vzniká etnen a malé množtví vodíku.
Aby bylo zajištěno, že nedojde k výstupu sirovodíku, čistí se proud produktu alkaiccýým kovem, to je například alkanooovým roztokem hydroxidu draselného nebo sodného v nasyceném slevu. Sirovodík reaguje s hydroxidem, čímž dojde k regeneraci reakčního činidle, sirníku draselného, nebo sodného a za přítomooti vody lddrogenoiroíku draselného nebo sodného.
V inkto člštnném plynu je obsah sirovodíku menší .než 0,01 objemových %· .
Vynález bude osvětlen následujícími příklady.
Pík la dl
Reakění činidlo, ' sestávající z 0,24 g hydroggnnsrníku draselného v 1 ml se s^ií^^í· s elementární sírou. 100 ml ethanolového roztoku hydrogenníranu draselného se mísí 8 8 g elementární síry. Tato ^.поопСРгП síra byla přidána · k 5 g lignitu s obsahem 44 % hmottostních uhlíku, 2,66 % hmotnotttích vodíku, 33 & hmotnotSních vody, 12 % hrnootnotních kyslíku, 2 % hmoOnottních dusíku a 0,5 % síry. Obsah popeloví byl 5 % hmotnootních.
Uhlík a· reakční činidlo se· smísí v reakční nádobě e směs se míchá m-magnetickým míchadleo. Největší částice uhlí měly rozměr 6 mm.
' Směs byle zahřáté na 76 °C a pak na 95 °C a ethanol byl odádetilován a kondenzován v chladiči chlazeném vodou o odebírán do nádoby ·opatřené u dna kohoutem. Zpět bylo získáno 64 ml původního destilátu ethancí.
Kondenzační baňka dovoluje, aby nekondenzované plyny přešly do nthantlového roztoku hydroxidu draselného, pak prošly do roztoku hydroxidu sodného ve vodit. Z tohoto roztoku hydroxidu sodného prochází plyn do trubice pro analytickou plynovou c.hromoaotgafii, načež prochází plynoměrem. ’
Před začátkem pokusu se systém pro^yje dusíkem. Vznnkaaící •sirovodík se vyvinul v množství 0,001 m2. Tento s^ovod^ byl pohlcen ethanolovým roztokem hydroxidu draselného·a část dusíku byla také nahrazena tímto plynem.
Do zařízení byla přiváděna pára o teplotě 105 °C. Tato pára byla získána varem 200 ml vody a byla přiváděna zahřívanou trubicí dc dna reakční nádoby s obsahem uhlí a reakčního činidla. Po zaHátí v trubici oOIb pára teplotu 140 °C, reakční směs teplotu 195 °C a cel.ková teplota smmsi podešla na 100 °C. Po několika minutách však začala stoupat, jakmile došlo ke stoupnutí na 220 °C, začal plynoměr zaznamenávat malé rninoství plynu. Při teplotě 220 až 270 °C bylo toto m^nožs-ví již desetkrát větší a zůstalo nezměněno při teplotě 270 až 320 °C. V teplotním rozmezí 360 až 400 °C se toto výšilo ještě dvakrát a proud plynu, vychházéící z odvodní trubice bylo možno zappáit.
Tento plamen získal·modrou barvu v případě, že byl rozdmýcháván.
Pokus byl prováděn dvě hodiny, po·této době zůstala v r^eakční nádobě čtvrtina mí. šlo o uhlíkatý mmateiál, který neobsahoval popel ani vodu, původně pří^mnou ve výchozím riálu.
Extrakce ukázala, že 5,25 % hrπotnnttních uhlíku bylo přeměněno na uhličitany.
Plynovou chrtmototgθfií bylo možno prokázat, že plyn je sO£^:( nasycených a nenasycených uhlovodíků o 1 až 6 atomech uhlíku s malou příměsí vodíku.
.Příklad 2’
100 g lignitu s obsahem 44 % hmotnottních Uhlíku, 33 % hmoOtottních vody, 12 % hmotnottních kyslíku, 2,8 % hmotnottních vodíku, 1,6% hmoonnotních dusíku a 0,6 % hmoonnotních síry se mísí s 16 g nlnmonnároí síry a · pak se uvede ve styk s 200 ml ethanolového roztoku hydrogensíranu draselného s obsahem 0,24 g této látky v 1 ml.
Plyny byly zchlazeny na teplotu míítnosti a pak procházely roztokem chloridu vápenatého o kontcetrвci 1 N v 225 ml vody a pak roztokem 0,75 M chloridu železitého v 300 ml vody. Pak byly plyny analyzovány plynovou chrtmoaotgrfií.
Reakční nádoba s obsahem lignitu a reakčního činidla byla zahřívána. Do nádoby byla přiváděna pára z banky s obsahem 300 ml vroucí vody. Tato pára byla před přívodem do reakční nádoby ještě předelhřáta. '
Systém byl před pokusem probyt dusíkem. Plynoměr ukázal na počátku reakce 0,001 m plynu.
Teplota reakční baňky byla zvýšena na ' 135 °C k oddestilování ethanolu a snížení obsahu vody v lignitu.
Při teplotě 170 °C Vznikl ' hnědočerný těžký d^g^t^t^lát, kondenzát měl hnědavou barvu a vůni po nenasycených uhlovodících.
K největší tvorbě plynu došlo při teplotě 220 až 270 °C a pak zvláště při 360 až 380 °C. Celtová tvorba plynu tyla 1 m2.
Byly získány nasycené a nenasycené uhlovodíky o 1 až 6 atomech uhlíku. Rovněž bylp získáno malé mnoství ' vodíku.
Proud plynu, vycházeeící z plynoměru bylo možno kontinuálně zapállt.
V reakční nádobě zbylo po 4 hodinách 0,5 g uhlíkatého mateeiHu.
Příklad 3 ml methanolového roztoku hydrogensíranu draselného o konnennraci 0,37 g/ml bylo užito jako činidlo. Dále bylo užito 71 g lignitu s obsahem 66 % hmotnostních uhlíku, 3,97 % ámoOnns.tnícá vodíku, 18,2 % hInoOnottnícá kyslíku a 0,9 i ámo0nootnícá dusíku a . malé množní těkavých látek. Surový lignit obsahoval 33 % vody a 9 % popele.
Obsah organické síry byl 0,69 % hmotnotSní, obsah síry v pyritu byl neznámý·
Lignit byl sušen 2 hodiny při teplotě 135 °C, další pokus byl proveden s nesušeným li£niSem· Základní rozdíl spočíval v tom, že z vlhkého lignitu byla získána velmi lehká frakce o teplotě varu nižší než je teplota varu vody, voda z lignitu dodávala vodík pro výrobu tohoto destilátu.
K lignitu byla přidána elemennární síra, je možno .ji také přidat k alkoholovému roztoku reakčního činidla. Celkové množní' síry bylo 8,25 včetně síry v lignitu.
Zařízení sestávalo z nádoby, přívodu pro vodík a dusík, tyto inertní plyny byly přiváděny přímo nebo přívodem pro páru. Pára byla předehřívána na 140 °C a přiváděna do dna reakční nádoby.
Průběžně byla měřena teplota, míchůií bylo na počátku prováděno přiváděním dusíku a vodíku. Je však možno míchat směs i meetnicky. V průběhu destilace- vznikal plyn, rozpustný v methanolu nebo ethan^u.
Produkce kapalných uhlovodíků se snižuje na minimum v případě použití sušeného lignitu.
Redakční nádoba 11 má obvykle kulaté dno a další přívod pro přidávání a odstraňování lignitu. DDaší přívod vede do chladiče Л3. z něhož se kondenzované produkty vedou do sběrače 14 se vstupním a výstupním otvorem pro odstraňování destilátu.
Zbbwajcí plyny se vedou ze sběrače 14 do druhého chladiče 1 5. rovněž chlazeného vodou.
Pak se plyn vede do série čističů. Jde o tyto stupně: a) protyvůní vodou, b) proty vdání ethenolem nebo methanolem, c) promování 1 M roztokem hydroxidu draselného ve 135 ml mnthanolu, d) prorvání benzenem, e) promfvíáeí 1 M hydroxidem sodným ve 2 molech vody, f) prouývání . 24% roztokem 98% kyseliny sírové. Je možno užít prázdnou nádobu k zabránění zpětného proudu. 4
Zbývaajcí plyny se také _shromáždí, před plynoměrem 17 může být zařazen plynový chromatograf k analýze plynu.
Plynoměr <17 dovoluje celkové odečítání získaného mnoství plynu.
Reakce se provádí tak, Se se lignit s obsahem síry uvede do reakční nádoby a zahřeje *a .3550 °C. pak se systém pro^yje vodíkem nebo dusíkem a přidá se 50 ml r^^ífo ^idla. Systém se uzavře a teplota zvýší na 65 °C k odddssilování methanolové ·složky. Jak jiS bylo uvedeno, vodík a dusík mohou zajstit dostatečné · míchání smět. Činidlo -rovněž obsahuje vodu jako nečistotu, další voda se vytv^í při vzniku činidla. Tato voda se· odddssiluje při teplotě T35 °C.
Deastlát při destilaci methanolu · nebo ethanolu bude obsahovat uhlovodíky, · rozpustné v těchto alkoholech. Voda je téměř íirá, protože se · odstraňuje až po odstranění methanolu. Mlže obsahovat malé mnžžtví hnědavých kapalných uhlovodíků. Při teplotě 135 až 190 °C obvykle dochází k tvorbě malého neoživí kapalné uhlovodíkové frakce, jejíž množní stoupá 8 kvalitou uilí. Tato frakce koi^<^<^i^2^v^;je v chladiíi 13 jako pevná nebo polotuhá hw^ta.
Po oddí^^vání vody a me^t^ia^c^íLu je možno uzavřít přívod vodíku nebo dusíku. V tomto okamžiku, to je při teplotě 170 až 190 C je možno užít k míchání směsi již pouze páry nebo vhodného míchadla. Do této doby se pára nepřivádí, protože směs vody a methanolu ·oy udržovala teplotu v určitém specifcckém rozmezí až do konce destilace.
Po přívodu páry nebo páry s vodíkem maj různé typy lignitů a sub-bituminozních typů uh.í různé destilační teploty pro různá množtví plynných uhlovodíků.
Přívod vodíku je výhodné uzavvít při přívodu páry, protože jinak by nebylo možno změřit přesně získané moožsví plynu. Je však možno užít i dalšího plynoměru, kterým se přiváděný vodík, takže je pak možno množtví vodíku odeečst od výsledného mnnožtví plynu. Je samozřjmé, že vodík se spotřebovává k hydrogenaci ulhi, takže tímto způsobem není možno vodík·měřit.
V případě méně kvalitního · uhLí . do<^l^i^i^:í k tvorbě uhlovodíků · při teplotě varu meehanolu ^bo ethanolu a toto mn^žtví se zvyšuje až do tepoty 280 °C. Při. pouHH uhlí vyšší kvality je nutno pouuít vyŠSí teploty. Tyto plyny jsou obvykle pohlceny v čističích.
V případě, že ' se odstraní čističe a počáteční sirovodík se odvádí ·odděleně nebo se měří pohlcením, je možno měěit i moožtví tohoto počátečního plynu.
' 2
Jak již bylo· uvedeno, počáteční woožsví plynu je malé, řadu 0,001 m na 50 g celkového mLnožtví plynu do teploty 280 °C.
Obvykle se nejprve uvolňuje methan, jehož rozpustnost je nejlepší ve všech kapalinách v čističích, ve srovnání s dalšími uhlovodíky. Penta, hexan, hexen a penten jsou rovněž dobře rozpustné v uvedených kapalinách s výjimkou vody. Hexany a hexeny kondenzuj v chladiči a mění se v plyn pouze pod vlivem parciálního tlaku dalších lehkých plynů, · které pronad kapalinou. Až do plynoměru 17 se obvykle dostává ethen, který má žm^s^enžu propustnost v kerosenu a malou rozpustnost ve vodě a alkaholu v čističích 16. Ethen má charakte, ristcekou vůni nenasyceného uhlovodíku, nasycené uhlovodíky jsou bez zápachu. Rozpustnost nenasycených uhlovodíků v kyselině sírové může být užita k oddělení nasycených a·nenasycených · uhlovodíků. .
• Jakmile teplota dosáhne 335 °C, je možno získat rychlejší produkci plynu a 1 až 5 atomech uhlíku. Tato produkce ještě vzroste po dosažení 360·°C a na nejvyšší míru při 380 až 450 °C. Při teplotě 360 až 380 °C . také dochází k produkci siroullíku, a to zejména v aub-bituminóznícl druzích uhlí, sirouhlík může tvořit například 4,7 hmoonootních % . celkového mooství uhlovodíkových plynů.
Při vyšší teplotě plyn prochází Čistieem a je zaznamenáván plynoměrem. Ze 100 g vlhkého.sub-bituminozního uhlí je možno po odečtení sirovodíku získat obvykle až 0,15 m plynu při 47 g uhlíku v uhlí při vySSí teplotě.
Při standardní teplotě a tlaku ukazuje 3,7 molů plynu s obsahem 47 g uhlíku na průměrný obsah uhlíku . 2,25 % ' hmotnostních u produktu. Je však nutno · uvést, že prodlet, získaný při různých teplotách může mít různé hodnoty.
Plynovou chromaátorafií produktu z příkladu 1 bylo prokázáno, že připadají 2 atomy vodíku na každý atom uhlíku. Počáteční lignit obsahovaa. 1 atom vodíku na 1,38 atomu uhlíku, to jest 0,725 atomů vodíku na každý atom uhlíku. ChHOmmtoorafií nebyl prokázán kyslík, takže plyny byly zřejmě pouze uhlovodíky. Vzhledem k obsahu 1 až 6 atomů uhlíku jde o plyny nebo velmi těkavé kapaliny.
Čističe odstraňují kysličník uhličitý jako uhličitan draselný ve formě sraženiny v methantolovém nebo ethanolovém roztoku hydroxidu draselného. Obvykle se užívá roztok o koncentraci 1 M a alkohol se přidává k vodnému roztoku hydroxidu alkalického kovu.
Příklad 4 g technického hydrogeenšimíku sodného se smísí se 100 g sub-biuuminózního uhlí (Maaveick). Hyddogeensrník sodný má formu vloček a různé analytické hodnoty, užitý vzorek obsahoval přibližně 30 % hmoonnstních vody. Vločky se uloží na vrchol uhlí v reakční nádobě. UhH mělo následnicí složení;
Voda 3,3 % lmo0nostnícl, popel 12,9 % lmo0nnotních, síra 0,69 % hmoSnnstníchí uhlík 70,2 % hmoSnnsSnícl, vodík 4,4 % lmo0nnstnícl, dusík 1,13 % hmoSnnotních, a kyslík 6,16 % ’ lmoSnosSnícl %.
Směs byla zalhřáta na 280 °C a byla přiváděna pára o teplotě 140 °C k míchání a přívodu vodíku k hydrogenaci uhlí. Pára byla přiváděna až po dosažení teploty 175 °C. Sirovodík se alespoň částečně rozkládá na sioník v průběhu zahřívání v důsledku přítomnoosi vody v oeakčním činidle a v udí.
Při teplotě nižší než 175 °C bylo získáno pouze několik čirých kapek ·oddestilovaného uhlovodíku spolu s vedou. Reakční činidlo se pění při 175 °C, zřejmě v důsledku tvorby nižšího hydrátu sirn^u sodného s následným uvolněním vody.
Při 280 °C dochází ke kontinuální produkci uhlovodíkového plynu, který je možno na konci trubice zappáit. Při 350 °C byl pokus ukončen, zbývala asi polovina udí.
Kapalný dessilát měl ’ objem 15 ml a obsah 9,8 % lшo0nostních vodíku, 87 % lmo0nostních uhlíku, 0,67 % Ι^πο^ο^Ι síry a 0,07% lmoSnostnícl dusíku. Při choomat^og^o^^fické analýze byl hlavním plynem ethen. Bylo získáno přibližně 0,003 m2 plynu.
Dochází pravděpodobně k tomu, že kyslík, síra a dusík jsou odstraňovány z uhlí komplexními reakcemi, které umo0ňutí sloučeniny síry s draslíkem nebo jným alkaicckým kovem. Reakce poskytuje vodík, nutný pro reakci z uhlí v okamžiku, v němž je uhlí zbavováno kyyliku, síry a dusíku. Je tedy zapoořebí, aby uhlí obsahovalo kyslík, je však také výhodné, aby obsahoval síru a dusík v organické formě. Některé typy uhlí však není možno snadno
26017 přeměnit na plynné uhlovodíky, přestože je to rovněž možné při malé změně reakčního schématu. ‘
Bylo zjištěno, že . uhlí s obsahem uhlíku nižším než 70 % hmoonnotních je možno úplně nebo téměř úplně ' zmnnt v plyn, takže se získá méně než 5 % hmoonnotních pevného podílu a/nebo kapalného destilátu. Uhlí s obsahem 75 % hmoonnotních uhlíku poskytuje 10 % hmotnostních kapalného d^E^s^:ilátu. Zbytek je plyn. UiIí s 82,5 % hmoOnnstniícl uhlíku poskytuje 33 % lmoOnnotnícl kapalného destilátu, zbytek je plyn. Annracit s obsahem 92 % . h^oor^n^os^i^lch uhlíku poskytuje mmlé imnossví plynu a pouze 2 % hmoSnnstních polotuhého destilátu. V případě, že se užije sodík, získá se přibližně stejné mnOžtví kapalného destilátu, avěak menší mrinoství plynu. -
Z tohoto důvodu se vynález týká převážně přeměny lignitu a sub-bituminozních typů uhlí na plyn. Je možno převést na plyn i dehet. Z ekonomických důvodů to však není výhodné vzhledem k nižšímu obsahu uhlíku v těchto materiálech na ekvivalent . l]oo0nnsti.
Přestože rubidium je stejně účinné, z praktických důvodů je nutno dát přednost sirníku •draselnému. Je možno užíť i sodík , protože jeho sloučeniny se sírou poslktují nutné, reakce. Cesium ^ubi^ium . není výhodné převážně z cenových důvodů. Lithium je méně účinné než sodík. Směs rubidia, draslíku, a sodíku ve formě sirníku je účinnější než jednotlivé sirníky.
V tomto případě jde většinou o směs hydrogennirníků a polysulfidů. Výhodný poměr je 14 % hmotnostních rubidia, 26 % lmotnistnícl draslíku a 60 % hmoOnnotních sodíku ve formě sulfidů, vztaženo na .elem^r^ni^i^ní kov. Výhodný poměr složek povrchu uvedené юОв! je 1:1,5 až 2,5:3,5 až 4,5.
MnOžtví hydrogensirníků draselného je 5 až 30 . g na 100 g ϋί, obvykle se užívá 10 až 25 g. Běžně se užívá zejména 18 g na 100 g uhlí. Toto činidlo se však rekonnsituuje, takže nedochází k žádným ztrátám hydrogennirníku draselného a poměr reakčního činidle k reakční při kontinuálním provádění je velmi výhodné
Obvykle se zdůrazňnuje, že je zapotřebí dostatečného mnOství síry, sirníku, hydrogensirníku nebo polysulfidu k přímu síry, která je vypuzována z uhH, tak aby nedošlo k dehydrogenaci uhlí při teplotě vyšší než 175 °C. Je také nutno zachovat integritu reakčního činidla, při teplotě vyšší než 325 °C, jinak dojde k pomalé dehydrogenaci uhLí roztaveiým hydroxidem alkalického kovu. Síra vytváří polysulfidy a polysulfid alkalického kovu je tím méně hydrolyzován, čím vyšší obsah síry·obsahuje, je tímto způsobem možno zabrán t hydrolýze výsledného produktu působením páry nebo vody.
Volba nutného mnOž^í reakčního činidla . se tedy provádí pro každý typ unií a je možno ji přesně stanovit.
Při výpočtu síry v uhlí je možno brát v úvahu pouze organickou síru, vázanou na uhlík. Duuík z uhlí se mění na amoniak a při provádění způsobu podle vynálezu ve větším oěěítku může být izolován jako cenný veddeJší prodat.
Pára se užívá při zvolené reakční teplotě, která závisí na typu uHlí a na požadovaném produktu. Je také zdrojem vodíku, Jé nutno užít dostatečného mnOžtví páry, aby bylo možno zajjstit vodík pro hydrogenaci uhlí tak, aby výsledný atom měl průměrný počet 2 atomů vodíku na 1 atom uhlíku. V případě, že je požadována nižší hydrogenace, už£je se menšího mnOžtví páry. *
V . případě, že se zvýší mnOž^í síry v reakčním činidle odstraněním síry z uhlí a . přidáním eleooniárií síry, dojde ke snížení reakční teploty. Naříklad je možno užít místo teploty 380 °C s týmž výsledkem jako doklad toho, že mnOž^í síry je základním faktorem, který ovlivňuje reakci a reakce závisí zásadně na teoretické sloučenině KgS^. Vzznkají však větší moOekuly, například pentan a L^penian.
Typ Uhlí ovlivňuje složení destilátu, čím je Uilí kvalitnější, tím vyšší je podíl kapalných destilátů zi stejných podmínek.
V případě, že teplota se mění, mění se i složení produktu. Složení produktu se rovněž mění s obsahem síry v reakčním činidle.
Je tedy možno měnit teplotu, obsah síry, typ uhlí i také užít zpětného přívodu destilátů, absorbovaných alkoholem tak, aby byla získána žádaná frakce. Všechny tyto možnnsti ·je · možno uskutečnit při pouužtí zařízení z obr. 1.
Je možno užít například následujících změn: teplota se upraví na 425 °C, avšak destilace počíná již při teplotě 40 až 50 °C, obsah síry v reakčním činidle může odpovídat. · až· sloučenině Kg^’ typem uh.í je s výhodou lignit až bituminózní · uhlí. V případě použití antracitu může být získán dessilát při teplotě 380 °C a při·pouUňtí K2S4’
Ze sloučenin sodíku je výhodný · hydrogenitriík sodný, sirník sodný Na2S2‘ Hydrogensirník je stálejší než odpoovádaící sloučeniny draslíku a reaguje již při teplotě o 10 až· 20 °C nižší. Rubidium je ještě výhodnněší· jeho pouužtí je však neekonomické.
V případě, že se alkoholový destilát včetně jakýchkoliv uhlovodíkových složek přivádí zpět ze sběrače 14 do reakční nádoby 11, je rovněž možno měm^ složení produktu. Je také možno přivádět zpět různý podíl destiltům· Do teploty 280 °C je možno získat kapalný deetilát o teplotě varu nižším než 180 °C. Při teplotě až 310 °C je možno tímto způsobem získat destiláty parafinů. ·I v tomto případě musí být oří0omnl voda o teplotě 135 °C nebo vyšší.
V případě pouužtí zpětného proudu alkoholového d^í^l^ilát^u je výhodným alkoholem metha- nel. Je možno prokázat, že zpětný přívod destilátu může moSífikovat produkt ve velké míře tak, že se dosahuje daleko vyššího mrino^v! kapalných destilátů. „
V případě, že reakce začíná při atmosférickém tlaku a teplotě místnooti e postupně se zvyšuje teplota za přidání elemeetiární síry je také možno přidat síru k reakčnímu roztoku. Za těchto podmínek se odstraňuje sirovodík vytvořený při reakci z výsledného plynu k následné rekonnsituci reakčního činidle. Při zvýšení teploty se přeruší přívod páry a k hydrogenaci uhlí dodfaisí pouze působením vody v uhlí nebo reakčního činidla. Při teplotě 135 °C je možno přivádět páru v případě, že je požadován lehký íestilát. Páru je·však možno přidat jakmile se začne znovu tvořit hydrát reakčního činidle, pro reakční činidlo s obsahem draslíku. Jde o teplotu 170 °C.
Původní hydráty se obvykle mění ne nižší hydráty a uvolňují hydratační vodu, čímž se získají velká mno^v! páry. ·Je tedy zřejmé, že stav reakční směsi jasně určuje okamžik, v němž má být pára přiváděna.
Způsob podle vynálezu · je možno provádět kontinůálně. Obvykle se zvolí určitá teplota a uhlí a reakční činidlo se přivádí do reakční zóny a rskonntituujs · se reekčí činidlo, například sirovodíkem. Plynná a kapalná frakce se běžným způsobem izolují v destilací koloně nebo čističích včetně sirovodíku. Tímto způsobem je možno zaústit plně kontinuální postup s rekonssitucí reakčního činidla.
Je zřejmé, že jde o komppexní proces, v němž docJházií současně k celé řadě reakcí. Tyto reakce je možno jen částečně teoreticky vyssvětit. Praktický postup však probíhá vždy zcela bezpečně.
V případě, že by síran draselný reagoval s kyslíkem v uhlí při vyšší teplotě v bezkys ·líketém uzavř^rrn/m systému za vzniku síranu draselného, reakce by se zastavila v případě,
Že by v^k^rý byl. převeden na K..ÍSO4.
Z toho vyplývá, že by síran draselný byl v systému inertní, pokud by nebyl převeden na kysličník uhelnatý a sirník draselný redukcí uhlíkem z uhlí. Kdyby k tomu však skutečně docházelo, byle by reakce nebezpečná, protože by mohlo dojít ke karbonylové sloučenině draslíku, která je velmi výbušná. Z průběhu způsobu podle vynálezu je však jasné, že analyzované plyny neobsahují kysličník uhelnatý ani kysličník uhličitý.
Je také známo, že elementární síra způsobuje dehydrogenaci uhlí při teplotě vyšší než 175 °C. Další oxidací pentasulfidu draselného vzduchem vzniká elemennární síra, thiosulfát draslíku a tet^r^a^t^hd^onát draslíku ' Pennesulfid draslíku se rozkládá na tetrasulfid a síru při teplotě 300 °C, reakce je pomalá a zrychluje se při zvyšování teploty nad 300 °C.
Sirník draselný udrží 5 molekul hydratační vody až do teploty 150 °C, kdy se mění na dihydrát. Tento dihydrát se rozkládá při teplotě 270 °C na pevný nižší hydrát a vodu a při teplotě 779 až 840 °C na ještě nižší hydrát, při této teplotě se sirník draselný . rozkládá na 'disulfid a elemennární draslík. Elemeenární draslík je rozpustný v pevném sulfidu. Thiosulfát KgS^S^ se rozkládá při teplotě vyšší než 200 °C na síran, spolu s malým. · možstvím pantasulfidu a pentasulfid se rozkládá na tetrasulfid a síru při teplotě od 300 °C. ,
V případě, že se užívá jako · matečního činidla hydrogennirníku draselného v alkano^, způsobuje obsah vody · v uhlí a v roztoku hydrogennirníku draselného hydrolýzu a pak rozklad na hydrogerinsrník a hydroxid draselný. Hydroxid draselný reaguje s nerozloženým hydrogensirnkkem draselrým za vzniku sirníku draselného v hydratované formě a vody. Pentasulfid draslíku, vytvořený reakcí organické síry z uhlí a přidané elemennární síry ·vytváří hydrogeneirník ·draselný následujícím způsobem.
KHS + 2 S = 1/2 K2S5 + 1/2 H2S .
Pro sodík platí následnicí reakce:
NaHS +1 1/2 S = 1/2 Na2S4 * 1/2 HgS.
Při reakci s draslkkem se netvoří žádné polysulfidy s jiným obsahem síry, to je zejména o 2 až 5 atomech síry a tím se stává, že zbývá nnzrnggovlný hddrogennSrník draselný. K této ·reakci dochází pouze v alkoholových roztocích. V případě sodíku se vytváří pouze tetrasulfidy.
Sulfidy draslíku s obsahem síry menším než v pentasulfidu se kyslkkem rozkládají na draslík.
Z toho vyplývá, že při odstraňování kyslíku, dusíku a organické síry se vytváří voda a sirovodík a tím i vodík v okamžiku, kdy je !WLí zbavováno kyslíku, síry a dusíku. Diník dbvykle poskytuje ^©onak, síra polysuufid, například draslíku a při nižších teplotách v alkano^ také měrkaptan. Menkaptlny se absorbují v alkoholu a alkoholovém roztoku hydroxidu draselného.
Hrtroxid draselný v methanolu jako kapalina pro čištění proudu plynu poskytuje thiosíran, nerozpustný v alkano^. Tato reakce vzniká redukcí sirovodíku na síru a vodu s následnou reakcí síry s hydroxidem draselrým na thiosulfát a sirník draselný. Sirník draselný může poskytnou další síru pro vytvoření polysulfidu draslíku v reakčním činidle podle vynálezu.· Při různých teplotách maj produkty, získané z uhlí obvykle různé složení. Tyto teploty je možno vooit tak,·aby byly získány těkavé deetiláty nebo plynná frakce. Naříklad při teplotě 340 až 3á5 °C byla získána následující analýza plynné frakce ze sub-bitumino13 ního uhlí: methan 80,19 % hmotnostních, ethan 9,12 % hmotnostních, ethen 1,41 % hmotnostních, propan 2,67 % hmotnnotních, propen 1,41 % hmot^oS-ních, itobutan 0,16 % hmoonnotních, n-butan 0,31 % hmotnostních, sirovodík 0,001% hmotnnotních e sirouhlík 4,72 % hmoonnotních, zbytek byl neidentifikovaná plynná frakce.
Je zřejmé, ,že uhlí může být zdrojem plynných uhlovodíků, přičemž způsob přeměny je , možno provádět za nízké teploty, nízkém tlaku a t‘rekonnSitucí reekčního činidla.

Claims (35)

  1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU
    1. Způtob přeměny uhlí na plynné uhlovodíky a těkavé destiláty, vysnnčující te tím, Že te kontinuálně nebo po vtázkách uvede v reakci uhlí nebo neSelina e hydroggenujfid nebo sulfid alkalického kovu nebo smOsi těchto sloučenin ze přítomnoS! vody č popřípadě síry při teplotě 50 ež 450 °C t následnou izolací kapalného destilátu e plynných uhlovodíků.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznočující te tím, že te uvede v reakci uhlí e alkanolový ' roztok hydrogennujfidu skalického kovu sulfidu nebo pólysulfidu tohoto kovu nebo tmOsi těchto sloučenin při teplotě alesptň 50 °C ze přítomnooti vody e reakce se provádí do teploty 450 °C s izolací těkavého kapalného destilátu e plynných uhlovodíků·
  3. 3. Způsob podle bodu 2, vyznočující se tím, že se k ' elkemolovému roztoku hydroge^^^^ du alkalického kovu přidá elemonnární síra.
  4. 4. Způsob pdle bodu 2, vyzne^u^ím se tím, že te jekt hydrogennsufidu alkalického kovu užije hydrogennuufidu· draselného.
  5. 5. Způsob podle bodu 2, vyzmčuníci se·tím, že te jeko hydrogesloulfiiu alkalického kovu užije hydrogennu.ufidu sodného.
  6. 6. Způsob podle bodu 2, vyznočuj:LCÍ te tím, že te užije sO^f^:L h^f^^rof^ť^ř^E^s^n^lfidů e suufidů rubidia, draslíku e sodíku.
  7. 7. Způsob podle bodu 1, vyznočující se tím, že ue uvede v reakci uhlí nebo raěelina s obsahem kyslíku, síry nebo dusíku ve vázené formě u hydrogensulfidem nebo polytulfidem alkalického kovu nebo směsi těchto sloučenin jeko reakční činidle, reakce te prbyádí při teplotě 135 ež 450 °G ze přítomnooti páry, izoluje se těkevý destilát nebo plynné uhlovodíky e činidlo se rekonstituuje. '
  8. 8. Způsob podle bodu 7, v^^^^i^s^číi^ící se tím, že výchozím močeriálem je · lignit.
  9. 9. Způsob ^dLle bodu 7, vyznočující setím, že · výchozím močeriálem je·subbignnt.
  10. 10. Způsob podle bodu 7, nebo sub-bituminózní uhlí.
    vyznočující se tím, že výchozím močeriálem je bitxminózní
  11. 11. Způsob podle bodu 7, vyzun^^ící se tím,
  12. 12. Způsob podle bodu 7, vyznačující ue tím,
  13. 13. Způsob podle bodu 7, vyznočujíc·í se tím, du nebo pólysulfidu rubidia, draslíku e sodíku.
    že výchozím močeriálem je raSeHna.
    že elkalikým kovem je draslík.
    že ue užije směsi hydroggeoujfiiu, suutfi
  14. 14. Způsob podle bodu 7, vyznočující se tím, £e elkelikým kovem je sodík
  15. 15. Způsob podle bodu 7, vyznačující alkalického roztoku do reakční směsi uhlí se tím, že se část destilátu vrací zpět ve formě nebo rašeliny s reakčním činidlem.
  16. 16. Způsob až 450 °C.
    podle bodu
    7, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotě 13$
  17. 17. Způsob BŽ 38C °C.
    podle bodu
    15, vyznačující se tím, že se reakce provádí při teplotě 170 °C bodu zóny o teplotě 160 až 450 υ0 uhlí nebo rašelina spolu s parou o teplotě 100 WC a vyšší pára vypudí vzduch z uhlí nebo rašeliny, kontinuálně se přivádí jako reakční činidlo hydrogensulfid, sulfid, nebo polysulfid alkalického kovu nebo směsi alkalických kovů a směsi hydrogensulfidů, sulfidů e polysulfidů těchto kovů v alkoholovém roztoku, do reakční zóny se přivádí pára o teplotě 180 až 450 °C, načež sé izolují těkavé destiláty a/nebo plynné produkty, sirovodík, nebo sirouhlík, odstraňuje se popal в uhlí nebo rašeliny a nezreegované reakční činidlo se z popele získává zpět jako hydroxid alkalického kovu в uvádí se v reakci se získaným sirovodíkem za rekonstituce reakčního činidla, které sc- pak přivádí v dostatečném množství zpět do reakční zóny к udržení reakce mezi uhlím a rašelinou e reakčním činidlem.
  18. 18. Způsob podle l 1, vyznačující se tím, že se kontinuálně přivádí do reakční °C uhlí nebo rašelina spolu s parou o teplotě 100 °i
  19. 19. Způsob holový roztok s podle bodu 16, obsahem části vyznačující se tím, že se rozpuštěného destilátu.
    do reakční zóny přivádí zpět alko20. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se jako uhlí užije lignitu.
    2I. Způsob podle bodu 18, fidu, polysulfidu nebo hydrogensulfidu dreselného nebo směsi těchto sloučenin vyznačující se tím, že se jako reakčního činidla užije sul<
  20. 22. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se teplota reakční zóny udržuje ná 135 až 450 °C.
  21. 23. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se teplota reakční zóny udržuje na 170 ož 450 °C.
  22. 24. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se jako reakční činidlo užije hydrogensulfid, polysulfid nebo sulfid sodíku nebo draslíku nebo směs těchto sloučenin.
  23. 25. Způsob podle bodu 18, vyznačující še tím, že se jako reakční činidlo užije směs polysulfidů, sulfidů, nebo hydrogensulfidů rubidia, draslíku a sodíku, nebo směs těchto sloučenin.
  24. 26. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se jako reakční činidlo užije průmyslový hydrogensulfid sodný.
  25. 27. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se reakční činidlo rekonstituuje tak, že se uvede v reakci hydroxid alkalického kovu v nasyceném alkoholovém roztoku se sirovodíkem, činidlo se vysráží jako směs sulfidu a hydrogensulfidu hydroxidu alkalického kovu a sraženina se oddělí jako reakční činidle pro uhlí.
  26. 28. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se plynný uhlovodík čistí v roztoku hydroxidu alkalického kovu к odstranění sirovodíku, který se pak uvede v reakci 8 alkalickým kovem za současně regenerace reakčního činidle.
  27. 29. Způsob podle bodu 18, vyznačující se tím, že se plynná uhlovodíky oddestilují jako požadovaná frakce.
  28. 30. Způsob podle'bodu 1β, vyznačující se tím, že ee užiee eoreti^i^céé souueniíyy KjSy
  29. 31· Způsob pododbodu 1S>, vyznačující se tím, že ee ^oe uhl í užiee ^^(ύΐιι,
  30. 32. Způsobe podod bodu. 1e vyznačující se tín, že se užije hydroggnnuUfií draslík a pen- tasulfid draslíku, přičemž hydrogennulfid je příoomen v alspoon slechSometrickím množství vzhledem k pentas^ULfiíu, obsah síry je vyšší než obsah oososuULfidovéhs iontu a užije Se alespoň stejného mioožtví jako celkové mnoožtví kyslíku, síry a dusíku v uhlí.
  31. 33. Způsob podle bodu 1, vyznotující se tím, že se užije sir^ni^C^u draselného a p^ntasulfidu draselného a počet atomů síry v dθtttβsulfííu je vyšší než onnožtví oonosuUfidovóhs iontu a je alespoň rovné mr^ž^ví kyslíku, síry a dusíku v uhlí.
  32. 34. Způsob podle bodu 34, vyznotuUíc:í se tím, že oosnsuUfid draslíku je př^Dmen v mmožtví alespoň stechiooetrcckéo k draslíku.
  33. 35. Způsob podle bodu 1, vyznotující se tím, ž se.použije hydrogennulfidu sodíku a teertsuSfiíu sodíku, přičemž počet atomů síry v eeertsuSfiíu je vyšší než ρsčetθSooύ síry v ooooouUfidu a alespoň roven počtu atomů kyslíku, síry a dusíku v uhlí, přičemž ^drogensíran soný je př^omu alespoň ve seechiooeerickéo mnoství vzhledem k teertsuSfiíu sodíku. .
  34. 36. Způsob podle bodu 1, vyznotuUící se tím, že se pára předehř^á před uvedením do reak^ií smOěi.
  35. 37. Způsob podle bodu 1 , vyznotující se tío, že se jako rea^ní ho činidla užije polysulfidů a ' mooooulfidů alkalických kovů, přičemž po^ysulfidy jsou dříSoooly v оао^1у1 nejvýše stechiooeerCckéo vzhledem k monnoulfidům.
CS805396A 1979-08-06 1980-08-04 Method of converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates CS226017B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US6382479A 1979-08-06 1979-08-06
US11420780A 1980-01-22 1980-01-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS226017B2 true CS226017B2 (en) 1984-03-19

Family

ID=26743853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS805396A CS226017B2 (en) 1979-08-06 1980-08-04 Method of converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates

Country Status (24)

Country Link
AT (1) AT376234B (cs)
AU (1) AU537070B2 (cs)
BR (1) BR8004910A (cs)
CA (1) CA1168450A (cs)
CS (1) CS226017B2 (cs)
DD (1) DD154492A5 (cs)
DE (1) DE3028648A1 (cs)
DK (1) DK336480A (cs)
ES (1) ES8105771A1 (cs)
FR (1) FR2463176A1 (cs)
GB (1) GB2055892B (cs)
IE (1) IE50081B1 (cs)
IL (1) IL60720A (cs)
IN (1) IN153270B (cs)
IT (1) IT1133038B (cs)
MA (1) MA18925A1 (cs)
NL (1) NL184950C (cs)
NO (1) NO802333L (cs)
NZ (1) NZ194427A (cs)
PL (1) PL125610B1 (cs)
RO (1) RO82053B (cs)
SE (1) SE446459B (cs)
YU (1) YU188480A (cs)
ZW (1) ZW17780A1 (cs)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI73721C (fi) * 1980-04-15 1987-11-09 Rollan Swanson Aotervinning av kolvaete, ammoniak och vaerdefulla metaller vid bearbetningen foer oljeskiffermalm.
IL62640A (en) * 1980-04-15 1984-10-31 Swanson Rollan Process for hydrotreating carbonaceous materials
DE3114766A1 (de) * 1980-04-15 1982-06-16 Rollan Dr. 89316 Eureka Nev. Swanson Verfahren zum umwandeln von kohle oder torf in gasfoermige kohlenwasserstoffe oder fluechtige destillate oder gemische hiervon
IT1197477B (it) * 1986-09-10 1988-11-30 Eniricerche Spa Processo per ottenere una miscela gassosa ad alto contenuto di metano dal carbone

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3846275A (en) * 1972-09-15 1974-11-05 Universal Oil Prod Co Coal liquefaction process

Also Published As

Publication number Publication date
SE446459B (sv) 1986-09-15
ES494001A0 (es) 1981-06-16
CA1168450A (en) 1984-06-05
YU188480A (en) 1983-04-30
IT1133038B (it) 1986-07-09
NZ194427A (en) 1983-06-17
PL226101A1 (cs) 1981-04-24
IE801627L (en) 1981-02-06
AT376234B (de) 1984-10-25
AU6065980A (en) 1981-02-12
RO82053B (ro) 1984-01-30
SE8005379L (sv) 1981-02-07
IL60720A0 (en) 1980-09-16
ES8105771A1 (es) 1981-06-16
NO802333L (no) 1981-02-09
IE50081B1 (en) 1986-02-05
IT8049428A0 (it) 1980-08-05
DE3028648A1 (de) 1981-03-26
NL8004439A (nl) 1981-02-10
DD154492A5 (de) 1982-03-24
FR2463176B1 (cs) 1983-08-26
NL184950C (nl) 1989-12-18
DK336480A (da) 1981-02-07
GB2055892B (en) 1983-09-28
FR2463176A1 (fr) 1981-02-20
GB2055892A (en) 1981-03-11
BR8004910A (pt) 1981-02-17
IL60720A (en) 1983-11-30
MA18925A1 (fr) 1981-04-01
RO82053A (ro) 1984-01-14
PL125610B1 (en) 1983-06-30
NL184950B (nl) 1989-07-17
AU537070B2 (en) 1984-06-07
ATA403080A (de) 1984-03-15
ZW17780A1 (en) 1981-05-06
IN153270B (cs) 1984-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA014709B1 (ru) Способ получения дисульфида углерода
Nametkin et al. Synthesis and some properties of sulfur-containing iron tricarbonyl complexes
FR2433044A1 (fr) Procede de preparation d&#39;une fraction hydrocarbonee a point d&#39;ebullition final predetermine par hydrocraquage/hydroraffinage en plusieurs stades
EA016030B1 (ru) Способ получения дисульфида углерода
UA64738C2 (uk) Композиція на основі диметилдисульфіду з замаскованим запахом
KR940005061B1 (ko) 부식성 기류로부터 h₂s를 제거하는 방법 및 이를 위한 반응물 용액
EA014708B1 (ru) Способ получения дисульфида углерода
KR20190025042A (ko) 수소열분해 생성물 증기로부터 황화수소를 황산암모늄으로서 제거
US3864097A (en) Process for converting cellulose
CS226017B2 (en) Method of converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates
US4366044A (en) Process for conversion of coal to hydrocarbon and other values
US3441379A (en) Process for converting hydrogen sulfide into elementary sulfur
Chatterjee et al. Coal desulfurization by single electron transfer reactions
FI73721C (fi) Aotervinning av kolvaete, ammoniak och vaerdefulla metaller vid bearbetningen foer oljeskiffermalm.
US4248693A (en) Process for recovering hydrocarbons and other values from tar sands
US4366045A (en) Process for conversion of coal to gaseous hydrocarbons
RU2361859C2 (ru) Способ выделения метилмеркаптана из реакционных газовых смесей
US3574097A (en) Treating a water stream containing a water-soluble sulfite compound
JPS606981B2 (ja) 炭素質物質の水素化処理
KR830002504B1 (ko) 석탄을 가스상 탄화수소로 전환시키는 방법
BE888426R (fr) Procede de conversion de charbon en hydrocarbures gazeux,
KR840001850B1 (ko) 석탄의 탄화수소 전환방법
KR840007891A (ko) 내화성 석유 찌끼 생성물의 분해 및 수소화법
SU1642955A3 (ru) Способ конверсии угл , торфа или древесины в газообразные углеводороды или летучие дистилл ты, или их смеси
US1359114A (en) Process of reducing sulfur dioxid