Спосіб гідрогенізації вугілля

Спосіб гідрогенізації вугілля, який включає його диспергування та перемішування з каталітичною композицією, приготування водовуглемасляної пасти у вигляді розчину електроліту, нагрівання одержаної суміші при підвищеному тиску у середовищі водню, електроліз та подальше виділення цільових продуктів, який відрізняється тим, що водовуглемасляну пасту піддають барботизацм при пульсуючому тиску від 0,5 до б.ОМПа Винахід має відношення до хімічної технології переробки твердого палива, тобто до технології зрідження вугілля і може бути використаний для одержання синтетичного рідинного палива Відомий ряд способів гідрогенізації вугілля, які передбачають глибоке попереднє здріблення як вугілля, так і каталітичної композиції, їх змішування у вупльномасляну пасту, нагрівання при підвищеному тиску у середовищі водню з подальшим виділенням цільових продуктів [1 - 3] Так у способі [1] процес гідрогенізації ведеться при температурі до 600°С і тиску до 70МПа Ряд відомих способів гідрогенізації вугілля передбачає використання каталізатора, який виготовляють з тонкоподрібненої залізної руди [2], залізовміщуючі відходи переробки руд, що активовані добавками сірки [2], тонконодібненої залізної руди що містить гематит або лимоніт [3] Загальними недоліками перелічених способів є трудоемка та енерговитратна операція, яка пов'язана з механічним подрібненням каталізатора Така операція знижує продуктивність та економічність процесу гідрогенізації вугілля, який до того характеризується і значною тривалістю процесу (перевищує бОхв) Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб одержання рідинних продуктів з вугілля, у якому процес ведуть при атмосферному тиску і кімнатній температурі у розчині електроліту (водний розчин) з воднем, що утворюється при електролізу за час від 6 до 36 годин, при величині струму 0,5 - 1,0А з подальшою екстракцією одер жаних продуктів киплячою водою [4] Недоліками даного способу є низька продуктивність процесу зрідження та його багатоступеневість У основу винаходу поставлена задача підвищення продуктивності процесу зрідження вугілля, у якому диспергування вугілля, електроліз та гідрогенізацію здійснюють одночасно шляхом пульсуючої барботизаци електролізуємого середовища воднем при температурі до 300°С і тиску від 0,5 до б.ОМПа Таким чином, ВІДМІТНОЮ ознакою запропонованого рішення є створення електромеханічних навантажень беспосередньо у процесі зрідження За рахунок цього зменшується тривалість процесу до ЗО хвилин, зростають ступень конверсії вугілля і у цілому продуктивність Відомо, ЩО пульсуючий потік створює умови щодо розвитку явищ, які приводять систему у вібруючий стан Застосування цього явища у електрохімічному процесі (при електролізі) підвищує його ефективність завдяки збільшенню інтенсивності перемішування компонентів середовища У зв'язку з цим формуються сприятливі умови, у яких створений при електролізі водень проводе гідрогенізацію вугілля Окрім цього, у результаті вібрацій відбувається подальше диспергування твердих частинок вугілля з утворенням нової додаткової реакційно спроможної поверхні Усі ці процеси, які протікають одночасно, суттєво збільшують швидкість зрідження і як слідство - зростання продуктивності процесу Приклади реалізації способу 00 о о ю 50078 Гідрогенізації піддають буре вугілля Придніпровського буровугільного басейну (Александрійський р-н Кіровоградської обл , розріз "Морозівський") вологість робоча - 56,3%мас, зольність середня - 17,8%мас, вихід летючих - 43,5%мас , крупність частинок - 300°С), 25г електроліту (5% водний розчин хлориду натрія), Зг каталітичної композиції (суміш подрібненної залізної руди з сіркою у відношенні 1 0,5) Після змішування компонентів водовупльномасляну пасту завантажують у автоклав, опускають туди анод, потім закривають автоклав і приводять його до коливальних рухів Після цього вмикають електричний струм і додають водень, підвищуючи тиск у автоклаві до б.ОМПа, Автоклав нагрівають При температурі близько до 300°С подачу водню переводять у пульсуючий режим, змінюючи тиск у автоклаві від 0,5 до б.ОМПа Через ЗО хвилин вимикають електричний струм, припиняють подачу водню і охолоджують автоклав Отфільтровують твердий продукт, а потім пдрогенізат екстрагують бензолом Рівень конверсії вугілля, яка визначається зменшенням органічної маси вугілля (ОМУ), після екстракції бензолом складає 68 - 78,5% У таблиці наведені приклади реалізації способа Високий рівень конверсії вугілля за стислий час обробки суміші свідчить про зростання продуктивності процесу зрідження у 2 рази за часом та в 1,3 рази за рівнем конверсії Збільшення тиску, температури і часу обробки не приводять до суттєвих змін показників процесу гідрогенізації вугілля (див таблицю) Знижування перелічених параметрів приводе до ВІДПОВІДНОГО зменшування рівня конверсії вугілля Таблиця Приклади реалізації способа гідрогенізації вугілля № спро- Температура процеби су, °С 1 300 2 300 3 300 4 300 5 300 6 350 7 250 8 250 Пульсуючий тиск, МПа (приведена межа змін) 0,1 3,0 0,3 5,0 0,5 0,6 1,0 6,0 0,5 7,0 0,5 6,0 0,5 6,0 0,1 5,0 Використовані літературні джерела 1 Тятов Н Г Уголь и его использование - М ГИКПЛ, 1956 -46с 2 Заявка ФРГ № 3009624, кл C10G 1/06, Бюл № 1, 1981 Способ ожижения угля / Kageyama Yoichi, Jsehara Kanagawa, Aiura Mesato, Monya Kikuo Рівень конверсії ОМУ, %мас 68,2 69,1 78,5 76,0 79,2 72,5 67,3 60,0 Примітка Напругу (12,6В) та величину струму (1 А) підтримують без змін аналогічно умовам прототипу 3 Пат США № 4339329, кл C10G 1/06, Бюл № 4, 1983 Способ ожижения угля / Yoichi Kageyama, Jsehara, Masato Aiura and Kikuo Monya 4 Пат РФ № 1648077, кл C10G 1/04, Бюл № 7, 1995 Способ получения жидких продуктов из угля / Бычев М И , Петрова Г И , Стефанов И Н , Мальцев С П , Кулагина Е Ю ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71