SU718016A3

SU718016A3 - Способ обеззоливани продуктов гидрогенизации угл

Info

Publication number: SU718016A3
Application number: SU731975277A
Authority: SU
Inventors: К.Се Морган; Дж. Снелл Джордж
Original assignee: Дзе Ламмас Компани (Фирма)
Priority date: 1972-11-07
Filing date: 1973-11-06
Publication date: 1980-02-25
Also published as: IT999735B; ZA738418B; JPS521923B2; US3852182A; LU68728A1; NL7315261A; DE2355539A1; BE806788A; NL172871B; AU6214973A; FR2205565A1; GB1452610A; AU469568B2; CS186779B2; DE2355539B2; JPS4998402A; NL172871C; FR2205565B1; CA1005384A; DE2355539C3

Description

частично гидрогенизированные нафталины , зс1мещенныё нафталины и тетрагидронафталин , благодар чему ожиженный угольный продукт может быть обезволен настолько, что содержание золы в нем составит менее вес. и золоудаление производ т исключительно путем гравитационного осажде ни . Характеристическим фактором вл етс показатель степени ароматизации парафинистости углеводородов и нефт ных дистилл тов с большинством па рафиновьЬ веществ, имеющих более вы сокий характеристический фактор. Вто рой растворитель, иcпoльзye ый на с дйи обеззоливани , вл етс одним и растворителей, который имеет характеристический фактор езолее, чем 9,7 и который также вл етс менее ароматическим , чем растворитель, испол зуемый на стадии гидрировани , т.е. характеристический фактор второго растворител имеет величину, котора обычно на 0,25 единиц больше, чем характеристический фактор растворител , используемого на стадии гидри ровани . Приведены характеристические фак торы дл различных веществ: Антрацен8,3 Нафталин8,4 218-260с - каменноугольный дистилл т 8,8 287-482с - каменноугольный дистилл т 9,1 315-482 С - каменноугольный дистилл т 9,0 204-232с - каменноугольный дистилл т 9,4 Бензин-9,8 Тетрагидронафталин 9,8 0-ксилол10,3 Декагидронафталин 10,6 Циклогексан11,0 Керосин с темпера урсэй кипени 218-260 011,9 п-Додецилбенздл12,0 Пропилен-олигомеры (п тизвенный полимер) 12,2 Цетен12,8 Тридекан12,8 п-гексан12,9 Гёксадекан или цетан 13,0 Количество второго растворител , использованного дл усилени отделе ни нерастворимого вещества (золы) от.продуктов гидрогенизаций угл , и мен етс в зависимости от использованной жидкости, растворител дл гидрогенизации угл , угл , используемого в качестве исходного матери ала, и способа осуществлени гидрогенизации и должнобыть доведено до минимума дл снижени полной стои:мости процесса. В ббщем, весовое отношение второгЪ растворител к угольному раствору может быть в диапазоне от 0,2:1 до 3,, предпочтительно, от 0,3:1 до 2,0:1 и, наиболее предпочтительно , от 0,3:1 до 1,5:1. Следует отметить, что второй растворитель может быть получен гидрированием фракции, полученной из угольного экстракта. В частноти фракцию, имеющую температуру дистилл ции 5 об. % 12lc и температуру дистилл ции 95 об.% 177-399С необходимую дл второго растворител , получают из угольного продукта путем фракционированной перегонки. В общем, така фракци находитс в избытке по сравнению с фракцией, необходимой дл получени второго растворител (продукт, имеющий температуру дистилл ции 5 об.% и 95 об, %,идентичные температурам дистилл ций второго растворител , непрерывно образуетс при гидрогенизации угл ) и соответственно лишь одна часть зтой фракции используетс дл получени второго растворител , ) при этом остальна ее часть образует часть готового продукта гидрогенизации . . Природна фракци , котора в кокечном счете должна быть использована в качестве второго растворител , должна быть подвергнута управл емому гидрированию дл получени второго растворител , обладающего необходимой степенью ароматизации, то есть характеристическим фактором выше 9,75. В соответствий с предлагаеьлым изобретением, вс фракци или ее часть подвергаетс гидрированию известным образом дл получени второго растворител , имеющего требуегинП характеристический фактор. Обычно такое гидрирование осуш.ествл ют при температуре примерно 232454С и давлении примерно 28,1140 ,6 кг/см в присутствии соответ- ствукмдего катализатора гидрировани , например, никелевого сульфида вольфрама , молибдата никел , никелевого сернистого молибдена. Необходимо пон ть , однако, что предлагаемое изобретение не должно быть ограничено такими услови ми, гидрировани не составл ют часть предлагаемого изобретени , за исключением того, что они используютс дл получени жидкого растворител , обладающего необходимым характеристическим фактором . Второй растворитель может быть также приготовлен смешиванием вещества, имеющего характеристический фактор ниже 9,75, с веществом, имеющим характеристический фактор выше 9,75, полученна смесь имеет характеристический фактор выше 9,75 и характеристики кипени такие, как описаны выше. Использование смешанных веществ вл етс удобным способом регулировани характеристического актора. Продукты гидрогенизации угл перед смейшванием их с вторым растворителем обрабатывают дл отделени , по-крайней, мере, тех компонентов , которые.кип т до достижени температуры дистилл ции 96 об. % второгорастворител . При этом продукты . гидрогенизации угл свободны от компонентов, которые кип т в диа пазоне присутствующих во втором рас ворителе компонентов,тем самым способству - последующей регенерации вТ ipofo растворител из продуктов гидро генизации угл . На чертеже дана схема установки, реализующей предлагаемый способ. Размолотый или распьгленный уголь, обычно, битуминозный, полубитуминозн или лигнит, предпочтительно, битуютнозный вводитс по линии 1 в зону 2 сольватации угл и суспендировани совместно с растворителем дл гидрировани угл ,подаваемым по линии 3. Растворитель дл гидрировани угл может быть.одним из широко распространенных растворителей,содержащих до норы водорода, неводородные донорные растворители и их смеси. Так,в частности, растворитель дл гидрогенизации угл вл етс растворителем , который регенерируетс мэ продукта гидрогенизации угл и который не подвергнут гидрированию rtoеле его регенерировани . Растворител добавл етс к углю в количестве «достаточном дл . осуществлени требуемо го гидрировани и, в общем, добавл етс в количестве,достаточном дл обеспечени -весового отношени растворител к углю, составл ющего от 1:1 до 20:1 и, предпочтительно, от 1,5:1 до 5:1. Угольна масса удал етс из зоны 2 через линию 4 и вводитс в зону 5 гидрировани угл , в которой уголь преобразуетс в жидкие продукты,,Зона 5 гидрировани может быть каталитической или некаталитической с пр сутствием или отсутствием добавленного водорода. Гидрирование может осуществл тьс в установившемс слое катализатора, в псевдожидком слое катализатора, во вспученном слое или в кип щем слое; Продукты гидрировани угл , состо щие из жидкого угольного экстракта содержащего углерод вещества, растворенного в растворителе дл гидрировани угл , и нерастворимого вещества (зола и непрореагировавший уголь) удал ютс из зоны 5 гидриро- вани через линию 6 и ввод тс в зо ну 7 отделени дл отделсэнич от про лукта гидрировани угл , по меньшей Р9., тех веществ, которые кип т до

6 достижени температуры дистилл ции 95 об. % жидкости до 287с, предназначенной дл использовани в качество второго растворител при отделении нерастворимого вещества. Зона 7 отделени может содержать камеру или башню закуумной разгонки и предназначена дл отделени компонентов , кип щих при температуре до 287с. Продукты гидрировани угл , свободные от компонентов, кип щих притемпературе до 287С, удал ютс из зоны 7 отделени через линию 8, смешиваютс с вторым растворителем, подаваемым по линии 9, с регулируемой степенью ароматизации, т.е. характеристический фактор второго растворител имеет величину, котора , в общем, на 0,25 единиц больше , чем характеристический фактор растворител дл гидрировани угг.к, Как, в частности, .описано, вторым, растворителем вл етс фракци керосина , котора имеет температуру дистилл ции 5 об. % и 95 об. % в Диапазоне , например, 218-260 С и получаетс из нафтенового или парафинового дистилл та. Объединенный поток продуктов гидрировани угл и второго растворител по линии 10 вводитс в зону 11 отделени , состо щую из самотечного отстойника. Слив , обычно, свободный от нерастворимого вещества удал етс из зоны 11 отделени через линию 12 и вводитс в зону 13 регенерации дл регенерировани второго растворител и различных фракций угольного экстракта. Зона IS регенерировани может состо ть из одной или более ректификационных колонн. Как, в частности, описано, зона регенери-. ровани действует д.п регенерировани первой фракции, имеющей температуру дистилл ции 5 об. % и 95 об, % от 216 до 2бОс, котора используетс в качестве второго растворител дл усилени отделени твердых веществ от продукта гидрировани угл ; второй фракции (260SIS C ), котора может быть исполь- зована как смешанное сырье дл дистилл ции ; третьей фракции (315-482С) , часть которой может быть использована как растворитель дл гидрировани угл , вводимый по линии 3, и друга часть ее, регенерированна как продукт с низким содержанием золы и сниженным содержанием серы, который может быть использован как топливо или подвергнут дальнейшей обработке. Второй растворитель , регенерированный в зоне регенерировани , подмешиваетс к продукту гидрировани в трубопровод (линии ) 8. Дополнительно второй раст-.

Еоритель может быть введен в систему через трубопровод 14.

Сгущенный продукт, содержащий диспергированное нерастворимое вещество , удаленный из зоны 11 отделени через трубопЕюнод 15, йводитс в зону 16 отгонки легких фракций, в которой . вещество (, кип щее при тe етepaтуре ниже 482с, отгон етс и вводитс в зону 13 регенерировани /через ., трубопровод 17. Богатый золой отстой продукта отгонки в трубопроводе ,18 может затем быть подвергнут кальцинации или коксованию.

Изобретение далее будет )трено на следуквдих примерах. Все части и проценты даны п6 весу.

Все гидрированные угольные растворы , использованные в последующих примерах обеззоливани , за исключением примера 7 (40% угл и 60%,растворител ) были приготовлены из угольной массы или суспензии, содержащей 30 вес. % битуминозного угл {Иллиной 6) и 70 вес, % 315-482с каменноугольного дистилл та. Эта угольна масса была подана совместно с водородом Б восход щий поток каталитического реактора, содержащего обычный катализатор. Реактор работал при температурах и давлени х в пределах 399-454С и 70,3-140,6 кг/см соответственно. Продукт, вытекающий КЗ каталитического реактора, был нйПЕзавлен после охлаждени до температур в диапазоне 121-204с в сепаратор высокого давлени . Содержимое сепаратора было приведено к атмосферному давлению и богатый золой жидкий продукт был удален, Этот продукт далее будет упоминатьс как угольный раствор или богатый золой угольный раствор, или гидрированный угольный раствор./

В табл, 1 приведены данные аналитического исследовани , полученные дл богатого золой угольного раствора, использованного в примерах обеззоливающих растворителей. .Таблица

ноугольный

дистилл т Камен218-260

,78

НО угольный

дистилл т

Пример, 300 г богатого золой угольного раствора №; 1 и 1200г жидкости А загружают в двухлитровый цилиндрический качакндийс баллон из нержавеющей стали с электрическим подогревом, Разм.еры бал.лона: 11,74см в диаметре и 45,7 см в длину по пр мой стороне. Баллон снабжен донным выпускным клапаном. Содержимое баллона подвергают качанию и нагреваюа bo в течение 30 мин, а затем оставл ют дл осаждени в вертикаль . ном положении в течение 4 ч при 260 С без колебаний. В конце периода осаждени 150 г богатого золой сгущенного noToi a удал ют через донный клапан. Осталь ную часть содержимого баллона удал ют через доннУй клапан и этот бед ный золой раствор исследуют на соде жание золы. Содержание золы в бедном золой растворе Of 25 вес.%, что соответствует удалению золы на 57%. Этот пример иллюстрирует неэффек тивность ароматического типа жидкос ти; характеристический фактор ниже 9,75, несмотр на использование отношени , второго растворител к угол ному раствору 4:1. П р и м е р 2. 300 г богатого золой раствора 2 и смесь (300 г жидкости Д и 300 г жидкости В) добавл ют в двухлитровый баллон, описанный в примере 1. Содержимое баллона нагревают при качании до в течение 30 мин, а затем оставл ют в вертикальном положении дл осаадени в течение 4 ч при без ка .чани . В конце периода осаждени 258 г богатого золой сгущенного потока удал ют через донный клапан.. -Осталь ную часть содержимого баллона удал ют через донный клапан, и этот бедный золой раст.вор исследуют на содержание золы. Содержание золы в малозольном растворе составл ет 0,01 вес. %, что соответствует уда лению золы на 98%. Этот пример иллюстрирует эффективность жидкой смеси при отношении второго растворител к угольному раствору 1:1.: Примёрз. 1500-миллиметровый гуммированный стекл нный рёзервуар используют в эксперименте. Он оснащен четырехлопаточной турбинной мешалкой, термометром, подогревающей сеткой, обратным холодильником и капельной воронкой. 600. г богатого золой угольного раствора № 4 загружают в 1500-миллиметровый гуммированный резервуар.Рез вуар нагревают при перемешивании до в течение 30 мин.350 г жидкост Д добавл ют капанием в течение 1ч через капельную воронку. Перемешивание и внутренн температура рёзервуара 17бс сохран ютс в течение добавлени .Содержимое резервуара перемешивают при в течение дополнительных 30 MiiH, затем перемеши вание прекращают и содержимое резервуара отстаивают в течение 4 ч при 116°С. 708 г обедненного золой сливного раствора удал ют из гуммированного резервуара и анализируют на содержа ние золы. Резергуар затем разбирают и раствор выливают из резервуара. Содержание золы обедненного золой сливного раствора составл ет 0,03 вес. %, что соответствует удалению золы на 98,7%. Этот пример иллюстрирует эффективность жидкого растворител предлагаемого изобретени , в отсутствии разбавител , при отношении второго растворител к угольному раствору 0,54:1. П р и м е р 4. Устройство, использованное в этом эксперименте, вл етс идентичным использованному в примере 3. 450 г богатого золой угольного раствора № 2 к 650 г жидкости В загружают в 1500-миллиметровый гуммированный резервуар. Смесь подогревают до при перемешивании в течение 30 мин, 100 г жидкости Д добавл ют капанием через капельную воронку в течение 1 ч при. перемешивании и 17бс внутри резервуара. Содержимое резервуара затем перемешивают при дополнительно в течение 30 мин. Перемешивание прекращают и содержимое резервуара отстаивают в течение 5 ч. 912 г обедненного золой сливного раствора выдел ют из резервуара и последовательно анализируют на содержание золы. Резервуар затем демонтируют , и 268 г богатого золой сливного раствора выливают из резервуара . Было установлено, что содержание золы в обедненном золой сливном растворе составл ет 0,05 вес.%у что соответствует удалению золы на 96,4%. Этот пример иллюстрирует эффективность второго растворител при тношении второго растворител к угольному раствору 1,4:1. Пример 5. Используют дл обеззоливани богатый золой угольный раствор 5. Обеззоливающим вторым растворителем вл етс тетра- . гидронафталин и используетс при весовом отношении второго растворител к угольному раствору 2:1, при у температуре и давлении 14 кг/см при времени оседани пор дка 2 ч. Содержание золы в сливе составл ет меньше 0,01 вес. %, что соответствует удалению золы на 99%. П р и м е р 6. Используют дл обеззоливани угольный раствор 7, примен жидкий растворитель Д. Услови эксперимента и результаты приведены в табл. 3.,

ТаблицаЗ Отношен жидкост к уголь ному ра вору (в совое) Темпера ра отст ника, С Давлени отстойника , 2 кг/см Врем осаждени ,ч Слив с содержанием золы, вес.% Удаление ЭОЛЫ вес.% Содер-ание фракции , присутствующей в сгущенном продукте , вес.% от эагруэки угл П р и торные п между вт гаемого пользуем ворител вой жидк характер лагг1емо

Гексан Гексан

Д

Прололжение табл.4

Отношение жидкости к углю (весовое )

0,50

0,59

Температура .С

176:

176 ворител к угольному раствору (весовое ) ,50 Температура , с 204204 Давление, кг/см 7,0О Врем осажде4 ,04,0 ни ,ч Слив с содержанием золы, 0,770,01 вес. % Удаление золы, 81,099,7 ве. % Содержание фракции + 454с, присутствующей в сгущенном продукте , вес.% от загруз50 ,3 26,8 ки угл В табл. 4 указано различие в эффективности между гексаном и вторым растворителем предлагаемого изобретени . П р и м е р 8. Угольный раствор № 7 обеззоливают в лаборатории, использу жидкий растворитель Д следующим образом (см. табл. 5). Та блиц а 5

Продолжение табл.5

менее

менее 0,01 0,01

менее

менее 99,7 99,7 27 ,5

26,0

П р и м е р 9. Ароматическа дистилл тна фракци получаетс из продукта гидрировани угл . Ее характеризует характеристический показатель равный 8,8, и диапазон температуры дистилл ции 5об.% и 95об. %, равный 218,3-260Ci Она заканчиваетс через предварительный подогреватель, смешиваетс с предварительно нагретым водородом и направл етс в каталитический реактор с неподвижным слоем, заполненный промышленным сульфидированным никель-вольфрамовым катализатором . Чистота водородного потока составл ет 75% Н. При этом используютс следующие параметры реакции Г объемна скорость 1,0 ч, рабочее давление 98,4 кгс/см и температура на входе 343,3°С. Водород вводитс в реактор., со скоростью 4 м/л жидкого сырь .

Выход щий из реактора поток быстро охлаждаетс до температуры 93,3-5,5с и направл етс в газожидкостный сепаратор высокого давлени , в котором,газ непрерывно вентилируетс при автоматическом регулировании давлени . В конце цикла высокое давление сбрасываетс до ат- мосферного давлени и из сепаратора выводитс жидкий продукт с характеристическим фактором 9,9.

Эта гидрированна жидкость затем используетс дл удалени золы из продукта гидрировани угл , состо щего из нерастворимого материала и углистого вещества, растворенного-в растворителе гидрировани угл (дистилл т каменноугольного дегт .

315,6-482,) 12.00 г этого раствора и 300 г продукта гидрировани угл добавл ют в двухлитровый качающийс баллон, изготовленный из нержавеющей стали и электрически обогреваемый .. Содержимое баллона нагревают с применением покачивани до 260С в течение мин. Содержимому баллона дают после этого возможность отсто тьс в вертикальном

0 положении примерно в течение 4 ч при 260С без какого-либо покачивани . В конце периода отсто 250 г богатого золой пескового потока выгружают через донный .клапан. Остальное содержимое баллона выгружают через

5 Донный клапан и в этом тощем по содержанию зо1чы растворе содержитс 0,01 вес. % твердых частиц, что соответствует 98%-ному золоудалению. Таким образом, благодар пред0 лагаемому изобретению, нераствор емое вещество может быть отделено от продукта гидрировани угл без необходимости в фильтрации. Кроме того, может быть доведено до максимума от5 деление золы и нерастворимого вещества при минимальных потер х полученных нужных угольных продуктов и при умеренных количествах второго растворител .

0

Claims

Формула изобретени

1. Способ обеззоливани продуктов

5 гидрогенизации угл , заключающийс в том, что к раствору продукта гидрогенизации угл в первом растворителе добавл ют второй растворитель, отличающийс тем, что, с целью снижени содержани золы в

0 продуктах, используют второй растворитель , имеющий характеристический фактор (К) по меньшей мере 9,75

# 9(,H5

5

К где Tt - мольна средн температура кипени жидкости, С;

G - удельный вес жидкости при , г/см, причем характеристи0 ческий фактор второго растворител выше, чем характеристический фактор первого растворител дл гидрировани угл , второй растворитель имеет температуру перегонки 5 об. % не ме5 нее и температуру перегонки 95 Об. % 177-399С.

2. Способ по п. 1, отличающий с тем, что в качестве второго растворител используют керо0 син, фракции керосина, осветительные керосины, легкий газойль, фракции газойл , т желые легроины, вазелиновое масло и фракции вазелинового масла из сырой нефти, частично гидрогенизированные нафталины, за5
15

метенные нафталины и тетрагидронафталин ,-;- у--- - - 3 .Способ по п. 1, о т л и ч а ю ц и и с тем, что еоотношеиие второго растворител к угольному jpacTBopy составл ет от 0,2:1 до 3,0:1,

4.Способ по п. 1,отличат ю щ и и с тем, чтЬ в качестве второго рас йьрйтел используют фракцию

71Й016

16

выделенную из рбеэзоленного угольного экстракта, который гндрогенизуют и возврааают в зону обеззоливани .

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Бюллетень Бюро пихт США 633 Гидрирование угл и дегт , 1968. с. 91-103.

2.Патент США 3607716 , кл, 208-8, 21.09.71.