SU722490A3 - Способ гидрировани угл - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способа сжижени  угл  каталитическим рированием и может быть использова но в угольной промышленности. Известны способы сжижени  угл  с использованием процессов гидрировани  11Д2 . Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ гидрировани .угл  путем смешени  последнего с затиро ным маслом с получением угольной кашицы, подачи ее под давлением на нагрев и затем на каталитическо гидрирование в присутствии водорода 3, В качестве катализатора используют кобальт, молибден, никель, железо на носител х. Гидрирование провод т при 400-450°С, давлении 70-210 атм. Полученные продукты гидрировани  раздел ют н газообразную и жидкую фазы. Жидкие продукты гидрировани , полученные при дистилл ции жидкой фазы, масл ную фракцию и кубовый о таток частично рециркулируют на смешение с угольной смесью, подаваемой на нагрев. При проведении такого способа на гидрирование попадают соединени , трудно поддающиес  гидрирова ;нию и затрудн ющие проведение данного процесса. Кроме того, при подогреве поступающей на гидрирование исходной смеси и рециркул та возникают трудности из-за высокой в зкостиподаваемого сырь ,а также набухаемости угл  в нагревающей аппаратуре. Это приводит к необходимости перемещать угольную кашицу при -помощи сильных пульсаций, в результате используема  аппаратура сильно изнашиваетс . Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности способа. Поставленна  цель достигаетс  предлагаемым способом гидрировани  угл  путем смешени  размельченного угл  с затирочным маслом с получением угольной кашицы, подачи ее под давлением на нагрев и затем на каталитическое гидрирование в присутствии водорода с. последующим разделением продуктов гидрировани  на газообразную и жидкую фазы, конденсации газообразной фазы при давлении , равном давлению гидрировани , и частичной рециркул ции на смешение с угольной смесью полученной

при конденсации фракции с т,кип. 200-500 0,

Предпочтительно фракцию с т.кип 200-500 с перед смешением с угольной смесью подвергают нагреву и с целью регулировани  температуры гидрировани  10-30 вес.% этой фракции подают на каталитическое гидрирование.

Отличительные признаки способа заключаютс  в проведении конденсации газообразной фазы при давлении равном давлению гидрировани , частичной рециркул ции на смешение с угольной смесью полученной при конденсации фракции с т. кип. 200500°С , а также в предпочтительных услови х проведени  процесса.

Принципиальна  схема проведени  способа приведена на чертеже.

Тонкоразмельченный уголь по линии 1 подают Б смеситель 2. Сюда ж по линии 3 подают затирочное масло Количество угл  в полученной смеси составл ет 58-60 вес,%, масла 4042 вес.1.

Смесь сжимают при помощи насоса 4 до давлени  около 200 бар, нагре .вают в последовательно соединенных теплообменниках 5 и б (также за счет непосредственного ввода в нее гор чей углеводородной фракции) прмерно до 400°С и подают в реактор гидрировани  7, где в присутствии водорода и катализатора при средне температуре происходлт гидрирбвание угл . Водород, необходимый дл  реакции, подают по линии 8. Внутри реактора 7 имеетс  открыта  с обоих концов центр.апьна  труба 9 внутри которой реакционна  масса движетс  снизу вверх по принципу эрлифта. Вне трубы поток имеет обр нОе направление, вследствие этого гор ча  реакционна  масса из верхней части реактора посто нно поступает вниз, где интенсивно перемешиваетс  с поступаквдей смесью угл  и масла. Последн   за счет этого нагреваетс  до начальной температуры гидрировани , равной примерно 430°С.

Головную фракцию из реактора 7 направл ют в реактор 10,

Головна  фракци  реактора 10 представл ет собой целевой продукт и состоит.из газообразных низкокип щих углеводородов, жидких углеводородов с более высокой температурой кипени  и твердых веществ, таких как непрореагировавший уголь зола, частицы катализатора.

Кроме того, эта фракци  содержит водород и вод ной пар. Фракцию направл ют в гор чий сепаратор 11, в котором при температуре около . 430°С происходит разделение фаз.

В нижней части гор чего сепаратора собираетс  жидка  фаза, содержаща  твердые вещества, которую отвод т по линии 12. Масло, содержащеес  в этой фракции, можно использовать в качестве затирочного.

Фракцию, образующуюс  в верхней части гор чего сепаратора, направл ют в теплообменник 6, где охлаждают примерно до 370°С, частично коденсируют и затем подвергают фазовому разделению в сепараторе 13.

В нижней части сепаратора собираетс  жидка  фракци  с температурой выкипани  280-420°С (среднее и т желое масло). Часть этой фракции насосом 14 по лини м 15 и 16 подают на смешение со смесью угл  и затироного масла, в результате чего послен   разбавл етс  и дополнительно подогреваетс . Другую часть фракции можно направл ть по линии 17 непосредственно в реактор 10 дл  обеспечени  стабильного температурного режима.

Подогрев исходной смеси до температуры начала- реакции гидрировани в реакторе 7 можно ускорить, использу  теплообменник 18.

Преимуществом такого дополнительного подогрева в сравнении с нагревом смеси угл  с затирочным маслом  вл етс  значительно меньша  склонность в этом случае угл  к коксуемости .

Кроме того, в отдел ющейс  в сепараторе 13 жидкой фазе растворено значительное количество водорода, которое вместе с жидкой фазой вновь попадает в реактор гидрировани .

Часть жидкой фазы из сепаратора 13 по лини м 19 и 20 .подают в дистилл ционную колонну 21; где раздел ют на масл ные фракции, отводигфге по лини м, обозначенными позицией 2

Головную фракцию из сепаратора 13 по линии 23 направл ют в теплообменник 5, где охлаждают косвенным теплообменом с исходной угольной смесью угл  с затирочным маслом , частично конденсируют и затем подвергают фазовому разделению в в сепараторе 24, Образующийс  при этом в качестве головной фракции газ, содержащий водород, подают по линии 25 на стадию промывки под давлением маслом в аппарат 26, затем насосом 27 по линии 28 рециркулируют в систему.

Жидкий продукт с низа сепаратора содержащий среднее масло, нафту и воду, по лини м 29 и 20 направл ют в дистилл ционную колонну 21.

В процессе дистилл ции нар ду с отделением воды происходит разделение фракций на масл ные фракции, которые также отвод т по лини м 22. Часть продуктов дистилл ции можно подавать по линии 30 в смеситель 2 в качестве затирочного масла.

Дальнейшую переработку фракций, отводимых по лини м 22, в такие продукты как бензин, мазут, осу;иествл ют ,в частности, путем гидрокрекинга . Важно, чтобы в указанных фракци х не содержалось примесей высококип щих компонентов С например, асфальтенов, осаждающихс  на используемых катализаторах),. Такие примеси могут увлекатьс  головиой фракцией гор чего сепаратора 11, затем попадать в жидкую фазу, отводимую из сепаратора 13 и в дистилл ционную колонну 21.

Дл  предупреждени  этого целесообразно отводимую из гор чего сепаратора 11 головную фракцию подвергать тщательной очистке. Очистку провод т нетсредетвенно в гор чем сепараторе 11. Дл  этого часть жидкой фазы сепаратора 13 по линии 31 подают на верх гор чего.сепаратора 11. В результате массообмена жидкой фракции с парами, загр зненными высококип щими компонентами, в частности асфальтенами, интенсивность которого повышаетс  за счет насадки 32, происходит так называема  ректификаци , в ходе которой жидка  фаза частично испар етс , часть паров высококип щих компонентов конденсируетс 

Происходит вымывание асфальтенов, которые попадают в жидкую фракцию, собирагацутос  в нижней части гор чего сепаратора.

Таким способом можно осуществл ть очистку головной фракции гор чего сепаратора, а также регулировать его температурный режим, что имеет большое значение, так как в цел х избежани  коксовани  гор чий сепаратор можно эффективно эксплуатировать только в узком интервале температур.

Кроме того, тепло, выдел ющеес  при конденсации высококип щих компонентов , возвращаетс  в процесс.При этом, измен   количество подаваемой по линии 31 жидкой фазы, в широких пределах вырьируют рабочую температуру , гор чего сепаратора и, следовательно, услови  разделени  в нем.

При определенных услови х целесообразно в гор чий сепаратор 11 подавать вместо жидкой фракции сепаратор 13 часть жидкой фракции с более низкой температурой кипени  сепаратора 24 или смесь этих фракций,

П р и м е р. В качестве исходного сырь  используют уголь, имеющий следующую характеристику: содержание летучих веществ в безводном и обеззоленном состо нии 40%, зольность 6,6%, теплотворна  способность 31520 кДж/кг,

Элементарный состав угл  в безводном состо нии:

83,4

Углерод 5,4

Водород

Кислород 9,0

Азот 1,5

0,99

Сера

0,52

Хлор

Фтор 0,003

Карбонат (СОл)

1,32

В смеситель 2 подают 250 т/ч мелкоразмолотого угл  по линии 1, 169,4 г/ч затирочного масла по линии 30, а также 4 т/ч качестве катализатора, В результате смешени  получают угольную кашицу. Последн   содержит {вес,%) 60 твердых веществ fi 40 масла, 423,4 т/ч угольной Ксшицы

5 с помощью насоса 4 довод т до давлени  200 бар, нагревают в теплообменниках 5 и 6, а также непосредственным подводом гор чей углеводородной фракции до температуры 400с

0 и подают в реактор 7, в котором осуществл ют гидрирование угл  в присутствии водорода и катализатора при средней температуре 470°С, К системе дополнительно подвод т по

5 линии 8 13,6 т/ч водорода, 1 Образующуюс  в верхней части реактора 7 фракцию подают в реактор 10,

Головную фракцию реактора 10 подают в гор чий сепаратор 11 и раздел ют ее на фазы при 450°С,

Жидкую фракцию гор чего сепаратора 11 отвод т по линии 12 и подают на вакуумную дистилл ционную установку (не показана), Из этой установки 45 т/ч масла по линии 30 подают в смеситель 2 в качестве затирхэчного масла,

В количественном отношении

головна  фракци  гор чего сепарато- ра И составл ет 628,4 т/ч. Эту фракцию , котора  нар ду с углеводородами с концом кипени  около содержит также водород и вод ные пары, подают

в теплообменник 6, где ее в результате теплообмена с i угольной кайицей охлаждают до. , при этом происходит частична  конденсаци  фракции, после чего в сепараторе 13 провод т разделение ее фаз,

Жидка  фракци  сепаратора 13 имеет начало кипени  около 280С и конец кипени  420°С. 84,6 т/ч этой фракции с помс цью насоса 14 по линии 15 и 160,4 т/ч по линии 16 подмешивают

к угольной кашице, благодар  чему она разжижаетс  и нагреваетс .

Часть жидкой фракции сепаратора 13 можно подавать по линии 17 непосредственно в реактор 10 дл 

стабилизации температуры гидрировани .

Оставшеес  количество жидкой фракции сепаратор 13 подают по лини м 19 и 20 в работающую при атмосферных услови х дистилл ционную

колонну 21,

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Способ гидрирования угля путем смешения размельченного угля с затирочным маслом с получением угольной кашицы, подачи ее под давлением на нагрев и затем на каталитическое гидрирование в присутствии водорода с последующим разделением продуктов гидрирования на газообразную и жидкую фазы и частичной рециркуляцией жидких продуктов гидрирования на смешение с угольной смесью, подавае5 мой на нагрев, о т л и ч а го щ и й с я гем, что, с целью повышения эффективности процесса, газообразную фазу подвергают конденсации при давлении, равном давлению гидрирования, ig и на рециркуляцию направляют полученную при конденсации фракцию с т.кип. 200-500°С.
2. 2. Способ по п.1, отличающий с я тем, что фракцию с т.кип. 200-500®С перед смешением с угольной ^,э смесью предварительно нагревают.
3. 3. Способ по п,1, отличающий с я тем, что, с целью .регули- рования температуры гидрирования,

   10-30 вес.% фракции с т.кип. 200-

   20. 500°С подают на каталитическое гидрирование.