RU2110553C1 - Method of producing liquid hydrocarbons from coal - Google Patents
Method of producing liquid hydrocarbons from coal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2110553C1 RU2110553C1 RU97117268A RU97117268A RU2110553C1 RU 2110553 C1 RU2110553 C1 RU 2110553C1 RU 97117268 A RU97117268 A RU 97117268A RU 97117268 A RU97117268 A RU 97117268A RU 2110553 C1 RU2110553 C1 RU 2110553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- hydrogen
- donor solvent
- calcium hydride
- hydrogenation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к комплексной термохимической переработке угля с получением жидких углеводородных продуктов различного состава, использующихся в качестве топлива. The invention relates to complex thermochemical processing of coal to produce liquid hydrocarbon products of various compositions used as fuel.
Поскольку уголь является источником органического сырья для многих отраслей промышленности, полная и эффективная его переработка требует поиска новых приемов, обеспечивающих не только высокий общий выход продуктов гидрогенизации, но и регулирование выхода по фракциям, сокращение времени процесса ожижения угля и упрощение процесса за счет использования более доступных реагентов для его осуществления. Since coal is a source of organic raw materials for many industries, its full and effective processing requires the search for new methods that provide not only a high overall yield of hydrogenation products, but also fractional output control, reduction in the time of coal liquefaction, and simplification of the process by using more affordable reagents for its implementation.
Известные способы термохимической переработки угля - ожижения заключаются в проведении процесса гидрогенизации с использованием различных водорододонорных растворителей и катализаторов путем нагревания под давлением. Known methods for thermochemical processing of coal - liquefaction are the process of hydrogenation using various hydrogen donor solvents and catalysts by heating under pressure.
Известен, например, способ гидрогенизации угля, заключающийся в гидрогенизации угля под давлением водорода 50-100 атм с органическим растворителем и катализатором гидрирования, содержащим Мо и Fe, при температуре 400-425oС (Авт.св. SU N 355867, кл. С 10 G 1/06).Known, for example, is a method for the hydrogenation of coal, which consists in hydrogenating coal under a hydrogen pressure of 50-100 atm with an organic solvent and a hydrogenation catalyst containing Mo and Fe at a temperature of 400-425 o C (Aut. St. SU N 355867, class C. 10
Известен способ быстрого ожижения угля, заключающийся в использовании в качестве водорододонорного растворителя тетралина, ди- и тетрагидрофенантрена, ди- и тетрагидроантрацена, ди- и тетрагидробензпирена и других ароматических растворителей с числом конденсированных циклов 2-5, а также продуктов гидрирования вакуум-дистиллятов каменноугольной смолы с температурой кипения выше 500oС (JP, патент N 57-175318, кл. С101/04). Температура 430-480oС, время процесса 12-15 мин. Продукт ожижения содержит не более 15% веществ, не растворимых в тетрагидрофуране.A known method for the rapid liquefaction of coal is to use tetralin, di- and tetrahydrophenanthrene, di- and tetrahydro-anthracene, di- and tetrahydrobenzopyrene and other aromatic solvents with a number of condensed cycles of 2-5, and also coal tar vacuum hydrogen distillates as a hydrogen donor solvent. with a boiling point above 500 o C (JP, patent N 57-175318, class C101 / 04). Temperature 430-480 o C, the process time is 12-15 minutes The liquefaction product contains not more than 15% of substances insoluble in tetrahydrofuran.
Кроме того, известен способ ожижения угля в присутствии атомарного водорода, индуцированного ИК-излучением (Amano A. , Yamoda M., Shindo T., Akakura T., Jotsutsuji S., Нихон Кагаку Кайси, J.Chem. Soc. Japan, Chem. and Ind.Chem. 1984. N 10, с.1648-1655). Температура процесса 130-250oС, давление 133 Па. При этом скорость образования жидких органических соединений возрастала в 1000 раз, существенно уменьшалось содержание в них серы и кислорода.In addition, there is a known method for liquefying coal in the presence of atomic hydrogen induced by infrared radiation (Amano A., Yamoda M., Shindo T., Akakura T., Jotsutsuji S., Nihon Kagaku Kaisi, J. Chem. Soc. Japan, Chem . and Ind. Chem. 1984. N 10, p. 1648-1655). The temperature of the process is 130-250 o C, a pressure of 133 Pa. At the same time, the rate of formation of liquid organic compounds increased by a factor of 1000; the content of sulfur and oxygen in them significantly decreased.
Известен способ ожижения угля в присутствии атомарного водорода, образующегося при воздействии ультразвука на молекулярный водород (JP, патент N 58-35247, кл. С101/06). A known method of liquefying coal in the presence of atomic hydrogen generated by the action of ultrasound on molecular hydrogen (JP, patent N 58-35247, class C101 / 06).
К недостаткам этих известных способов относится необходимость селективного гидрирования конденсированных ароматических углеводородов или вакуум-дистиллятов с целью их обогащения ди- и тетрагидропроизводных. Такие процессы требуют дорогостоящих катализаторов на основе Pt, Os, Pd. Использование ИК-излучения, а также ультразвука для непосредственного получения атомарного водорода из молекулярного является весьма энергоемким, необходимость применения молекулярного водорода делает эти процессы взрывопожароопасными, значительно повышает себестоимость получаемых продуктов, усложняет технологию процесса. The disadvantages of these known methods include the need for selective hydrogenation of condensed aromatic hydrocarbons or vacuum distillates in order to enrich them with di- and tetrahydro derivatives. Such processes require expensive catalysts based on Pt, Os, Pd. The use of infrared radiation, as well as ultrasound for the direct production of atomic hydrogen from molecular hydrogen is very energy-intensive, the need to use molecular hydrogen makes these processes explosive and fire hazardous, significantly increases the cost of the resulting products, and complicates the process technology.
Известен также способ ожижения углеводородистого вещества, например угля, включающий гидрогенизацию исходного продукта с использованием в качестве водорододонорного растворителя фракции, выделенной из жидких продуктов ожижения угля с помощью лигроинового экстрагента. Полученный экстракт рециркулирует в качестве жидкой дисперсионной среды (ЕР, заявка N 0031674, кл. С 10 G 1/06, 1981, принятый за более близкий аналог изобретения). Also known is a method of liquefying a hydrocarbon substance, for example coal, comprising hydrogenating the starting material using a fraction isolated from liquid coal liquefaction products as a hydrogen donor solvent using a naphtha extractant. The extract obtained is recycled as a liquid dispersion medium (EP, application N 0031674, class C 10
Кроме того, известно использование в качестве водорододонорного растворителя легкой углеводородной фракции, выделенной из полученных продуктов гидрогенизации угля и имеющей точку кипения в интервале 35-200oС. Процесс гидрогенизации существенно упрощается и позволяет увеличить выход продуктов ожижения угля за счет использования продуктов реакции того же процесса (GB, заявка N 2085913, кл. С 10 G 1/06, 1982).In addition, it is known to use as a hydrogen donor solvent a light hydrocarbon fraction isolated from the obtained products of coal hydrogenation and having a boiling point in the range of 35-200 ° C. The hydrogenation process is significantly simplified and can increase the yield of coal liquefaction products by using reaction products of the same process (GB, application N 2085913, CL 10
Однако эти способы для проведения полной гидрогенизации требуют высокого давления, они длительны и не обеспечивают достаточного высокого выхода требуемых фракций продуктов ожижения. However, these methods for complete hydrogenation require high pressure, they are long-term and do not provide a sufficiently high yield of the desired fractions of the liquefaction products.
Задачей изобретения является создание такого способа получения жидких углеводородов из угля, в котором при обеспечении высокого выхода полезных продуктов, например бензиновой фракции, упрощается технология за счет использования в качестве водорододонорного растворителя побочных продуктов того же процесса и, кроме того, сокращается время проведения процесса ожижения угля. The objective of the invention is to provide such a method for producing liquid hydrocarbons from coal, in which, while ensuring a high yield of useful products, for example, the gasoline fraction, the technology is simplified by using by-products of the same process as a hydrogen donor solvent and, moreover, the time for carrying out the coal liquefaction process is reduced .
Поставленная задача решается предложенным способом, в котором жидкие углеводороды получают из исходного угля путем его гидрогенизации при 400-450oС в присутствии гидрида кальция и водорододонорного растворителя, в качестве которого используют углеводородную фракцию смолы полукоксования бурого угля, предварительно подвергнутую активации - ультразвуковой обработке. Причем предпочтительно ультразвуковую обработку проводить в течение 7 ч при мощности 5-7 Вт/см2.The problem is solved by the proposed method, in which liquid hydrocarbons are obtained from source coal by hydrogenation at 400-450 o C in the presence of calcium hydride and a hydrogen donor solvent, which is used as a hydrocarbon fraction of brown coal semi-coking resin, previously subjected to activation - ultrasonic treatment. Moreover, it is preferable to carry out ultrasonic treatment for 7 hours at a power of 5-7 W / cm 2 .
Ультразвуковая обработка, особенно при указанных параметрах, способствует повышению водорододонорной активности использующегося растворителя, а также обеспечивает более эффективное его применение, что и приводит к уменьшению времени процесса ожижения. Ultrasonic treatment, especially at the indicated parameters, contributes to an increase in the hydrogen donor activity of the solvent used, and also ensures its more efficient use, which leads to a decrease in the time of the liquefaction process.
Состав углеводородной фракции смолы полукоксования бурого угля, например Подмосковного бассейна, характеризуется следующим образом, мас.%: н-алканы 30,17; гидроароматические углеводороды 0,50; циклоалканы 32,19; прочие примеси - остальное. The composition of the hydrocarbon fraction of the semi-coking resin of brown coal, for example, the Moscow Region basin, is characterized as follows, wt.%: N-alkanes 30.17; hydroaromatic hydrocarbons 0.50; cycloalkanes 32.19; other impurities - the rest.
Пример. Для гидрогенизации в качестве исходного продукта донорного растворителя и при получении водорода использовали бурый уголь Подмосковного бассейна, имеющий следующие характеристики, мас. %: влажность Wd 17,6; зольность Аdaf 28,7; Сdaf 64,2; Нdaf 5,6; (О+N)daf 22,4; Sdaf 7,8.Example. For hydrogenation, brown coal of the Moscow Region basin, having the following characteristics, wt. %: humidity W d 17.6; Ash A daf 28.7; With daf 64.2; H daf 5.6; (O + N) daf 22.4; S daf 7.8.
Исходную пасту, содержащую по массе 22% угля, 76% водорододонорного растворителя (углеводородная фракция смолы полукоксования Подмосковного бурого угля, обработанная ультразвуком в течение 7 ч при мощности 5-7 Вт/см2), а также гидрида кальция, смешивают и выдерживают в автоклаве при 400-450oС в течение 60 мин. Выход жидких продуктов составил 87% с содержанием серы в жидких продуктах 0,08%. Общая степень конверсии угля 94%. Выход бензиновой и дизельной фракций 77 и 12 мас.% соответственно от жидких продуктов. Ультразвуковую обработку осуществляют на установке УЗУ-0.25.The initial paste, containing 22% by weight of coal, 76% of a hydrogen donor solvent (hydrocarbon fraction of semi-coking resin of the Moscow Region brown coal, sonicated for 7 hours at a power of 5-7 W / cm 2 ), as well as calcium hydride, are mixed and autoclaved at 400-450 o C for 60 minutes The yield of liquid products was 87% with a sulfur content of 0.08% in liquid products. The total conversion of coal is 94%. The output of gasoline and diesel fractions of 77 and 12 wt.%, Respectively, from liquid products. Ultrasonic treatment is carried out on the installation of UZU-0.25.
Структурно-групповой состав полученных жидких продуктов, мас.%: н-алканы 6,20; изо-алканы 5,90; олефины 0,36; гидроароматика 3,89; ароматические углеводороды 51,20; циклоалканы 12,20; прочие 20,25. The structural-group composition of the obtained liquid products, wt.%: N-alkanes 6,20; isoalkanes 5.90; olefins 0.36; hydroaromatics 3.89; aromatic hydrocarbons 51.20; cycloalkanes 12.20; other 20.25.
Остальные примеры приведены в таблице. Other examples are given in the table.
Из приведенных примеров следует, что использование углеводородной фракции смолы полукоксования Подмосковного бурого угля, активизированной ультразвуком при оптимальных параметрах, способствует увеличению общей степени конверсии угля, выхода жидких продуктов, а выхода бензиновой фракции, что особенно существенно, примерно в 5,5-6 раз. From the above examples, it follows that the use of the hydrocarbon fraction of the semi-coking resin of the Moscow Region brown coal, activated by ultrasound at optimal parameters, increases the overall degree of coal conversion, the yield of liquid products, and the yield of the gasoline fraction, which is especially significant, by about 5.5-6 times.
Таким образом, предложенный способ получения продуктов из угля позволяет получить целевые продукты различного состава с повышенным содержанием бензиновой фракции (до 77% от массы жидких продуктов). Thus, the proposed method for producing products from coal allows to obtain target products of various compositions with a high content of gasoline fraction (up to 77% by weight of liquid products).
Способ обеспечивает сокращение времени процесса гидрогенизации при повышении общей степени конверсии угля. Все эти преимущества настолько важны, что наличие необходимой предварительной ультразвуковой активизации растворителя не может уменьшить достоинства предложенного способа. The method reduces the time of the hydrogenation process while increasing the overall degree of conversion of coal. All these advantages are so important that the presence of the necessary preliminary ultrasonic activation of the solvent cannot reduce the advantages of the proposed method.
Claims (4)
Уголь - 22,0 - 22,5
Водорододонорный растворитель - 75,0 - 76,0
Гидрид кальция - 1,5 - 3,0е4. The method according to claims 1 to 3, characterized in that the hydrogenation of coal is carried out in the following ratio of components, wt.%:
Coal - 22.0 - 22.5
Hydrogen donor solvent - 75.0 - 76.0
Calcium Hydride - 1.5 - 3.0e
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117268A RU2110553C1 (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Method of producing liquid hydrocarbons from coal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97117268A RU2110553C1 (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Method of producing liquid hydrocarbons from coal |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2110553C1 true RU2110553C1 (en) | 1998-05-10 |
| RU97117268A RU97117268A (en) | 1998-11-10 |
Family
ID=20198172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97117268A RU2110553C1 (en) | 1997-10-29 | 1997-10-29 | Method of producing liquid hydrocarbons from coal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2110553C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446202C1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-03-27 | Самуил Вульфович Гольверк | Processing method of solid fuel to liquid fuel |
-
1997
- 1997-10-29 RU RU97117268A patent/RU2110553C1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2446202C1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-03-27 | Самуил Вульфович Гольверк | Processing method of solid fuel to liquid fuel |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7960520B2 (en) | Conversion of lignocellulosic biomass to chemicals and fuels | |
| Snape et al. | High liquid yields from bituminous coal via hydropyrolysis with dispersed catalysts | |
| US4618736A (en) | Conversion of a municipal waste to fuel | |
| Liu et al. | Tire liquefaction and its effect on coal liquefaction | |
| JPS6239191B2 (en) | ||
| CA1142117A (en) | Process for the preparation of gas oil | |
| Baiseitov et al. | Obtaining of liquid fuel from coal in the presence of the polymers | |
| US2476999A (en) | Solvation and depolymerization of coal | |
| US5336819A (en) | Liquefaction of cellulose | |
| RU2110553C1 (en) | Method of producing liquid hydrocarbons from coal | |
| US4283268A (en) | Two-stage coal liquefaction process with interstage guard bed | |
| CA2942192A1 (en) | Method for thermal conversion of ketoacids and hydrotreament to hydrocarbons | |
| US4427526A (en) | Process for the production of hydrogenated aromatic compounds and their use | |
| US2403524A (en) | Process for the preparation of highgrade antiknock motor fuels | |
| JPH0344117B2 (en) | ||
| US4464245A (en) | Method of increasing the oil yield from hydrogenation of coal | |
| US2606142A (en) | Hydrogenation liquefaction of coal employing zinc catalysts | |
| US4325803A (en) | Process for hydrogenation/extraction of organics contained in rock | |
| RU2109770C1 (en) | Method of rubber-containing waste processing | |
| Salhi et al. | An experimental design to optimize pyrolysis conditions of Timahdit (Morocco) oil shale | |
| US1863670A (en) | Production of viscous oils and hydrocarbon products of low boiling point | |
| US1723431A (en) | Process of obtaining liquid products from coal and the like | |
| GB2166154A (en) | Conversion of municipal refuse to fuel | |
| RU2589155C1 (en) | Method of processing organic polymer wastes | |
| Makabe et al. | Low temperature—long time, high temperature-short time liquefaction of coal: The Hokudai process |