Спосіб гідрогенізації вугілля

Реферат: Винахід може знайти застосування у комплексах виробництва синтетичних паливних продуктів і моторних палив. Спосіб гідрогенізації вугілля включає вуглепідготування, приготування активованої водовугільної суспензії, здійснення послідовно та в одному об'ємі плазмохімічної газифікації та гідрогенізації, причому на плазмохімічну газифікацію подають вугілля першого типу, яке характеризується максимальним вміщенням комплексу металів в мінеральній складовій, а на гідрогенізацію як пастоутворювач назустріч потоку водневмісних продуктів подають вугілля другого типу - збагачене молоде вугілля, наступне виведення цільових UA 107554 C2 (12) UA 107554 C2 продуктів. Згідно з винаходом, на стадії вуглепідготування формують суміш вугілля, вміст металів у мінеральній складовій яких стехіометрично достатній для повного зв'язування таких, що містяться в органічній частині вугілля сполук сірки. Технічний результат полягає у зниженні вартості процесу, виключенні вмісту сірки у цільовому продукті і отриманні цінного побічного продукту. UA 107554 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до способів гідрогенізації вугілля і може знайти застосування у комплексах виробництва синтетичних паливних продуктів і моторних палив. Відомо спосіб гідрогенізації вугілля, що здійснюється шляхом приготування вугільної суміші, яка містить подрібнене вугілля, пастоутворювач на основі продуктів термічного модифікування висококиплячої фракції вугільного гідрогенізату у середовищі парів води на оксидах заліза при температурі 450-500 °C і залізовмісний каталізатор, підданий механохімічній обробці і диспергований з використанням ультразвуку у фракції продуктів гідрогенізації вугілля; нагрівання вуглемасляної пасти при підвищеному тиску у середовищі водню з наступним виділенням цільового продукту (див., наприклад, патент RU2333930, МПК:С10G1/06; 20.09.08)/ Недоліками відомого способу є невисока ефективність процесу і висока вартість як самих каталізаторів, так і технологічного устаткування для їх введення та відновлення. Відомо також спосіб гідрогенізації вугілля, який містить вуглепідготування, приготування активованої водовугільної суспензії, здійснення послідовно та в одному об'єму плазмохімічної газифікації та гідрогенізації, причому на плазмохімічну газифікацію подають вугілля першого типу, яке характеризується максимальним вміщенням комплексу металів в мінеральній складовій, а на гідрогенізацію як пастоутворювач назустріч потоку водневмісних продуктів подають вугілля другого типу - збагачене молоде вугілля, наступне виведення цільових продуктів (див., наприклад, заявку на патент України № а201407052, МПК: C10G1/06, заявл. 23.06.2014). За технічною суттю та ефектом, що досягається, відомий спосіб є найбільш близьким до того, що заявляється. Недоліками відомого способу є присутність в отриманому цільовому продукті шкідливої сірки, що викликає необхідність використовування в процесі дорогого високоякісного вугілля. В основу винаходу поставлено задачу створення способу гідрогенізації вугілля, що дозволяє зменшити вартість процесу, виключити вміст сірки у цільовому продукті та отримати цінний побічний продукт. Поставлена задача вирішується у способі гідрогенізації вугілля, що містить вуглепідготування, приготування активованої водовугільної суспензії, здійснення послідовно та в одному об'ємі плазмохімічної газифікації та гідрогенізації, причому на плазмохімічну газифікацію подають вугілля першого типу, яке характеризується максимальним вміщенням комплексу металів в мінеральній складовій, а на гідрогенізацію як пастоутворювач назустріч потоку водневмісних продуктів подають вугілля другого типу - збагачене молоде вугілля, наступне виведення цільових продуктів; згідно з винаходом, на стадії вуглепідготування формують суміш вугілля, вміст металів у мінеральній складовій яких стехіометрично достатній для повного зв'язування таких, що містяться в органічній частині вугілля сполук сірки. Відмінною ознакою способу, що заявляється, є: - на стадії вуглепідготування формують суміш вугілля, вміст металів у мінеральній складовій яких стехіометрично достатній для повного зв'язування таких, що містяться в органічній частині вугілля сполук сірки. Виходячи з описаного рівня техніки витікає, що вказана відмінність є новою. Відомо, що наявність сірки в органічній частині вугілля є шкідливим фактором і практично знизити її вміст неможливо. В способі, що заявляється, завдяки тому, що в процес подають суміш вугіль, вміст металів в мінеральній частині яких стехіометрично достатньо для зв'язування усієї сірки, що міститься в органічній частині вугілля, при плазмохімічній газифікації вугілля в потоці гарячого водневмісного продукту оксид заліза взаємодіє з сіркою по реакції: 2H2S+Н2+Fe2O3=3Н2О+2FeS При цьому утворюється сульфід заліза, який є цінною сировиною, притому, чим більш буде заліза в вихідній вугільній суміші, тим більш сірки буде видалено з процесу. Спосіб, що заявляється, здійснюється таким чином. На стадії вуглепідготування складають таку суміш вугілля, щоб вміст металів в мінеральній складовій був максимальним і складав не менше 4-6 %. З отриманої суміші вугіль готують активовану водовугільну суспензію, яку подають в апарат у вигляді довгої труби, де вона піддається послідовно плазмохімічній газифікації з утворенням водневмісного продукту і гідрогенізації. При цьому назустріч водневмісному продукту подають вугілля другого типу, яке є донором водню. Метали, що містяться в вугіллях обох типу, грають роль каталізаторів процесу гідрогенізації. Сірководень, що виділився в процесі, взаємодіє з оксидами заліза і інших металів, які у вигляді мікрокрапель осідають на частинках вугілля другого типу і утворюють сульфіди заліза і інших металів, які виводяться з процесу і є цінною сировиною. Отримані у процесі дистиляти і синтез газ теж виводяться з апарата. Спосіб, що заявляється, пояснюється прикладом. 1 UA 107554 C2 5 10 Приклад. Готують суміш вугіль декількох родовищ, наприклад, з вугілля Білореченського родовища, з вмістом Fe2О3-14.47 % і вугілля Львовсько-Волинського родовищ, з вмістом Fe2O33-5 %, узятих у пропорції 1:1. Середній вміст Fe2O3 у суміші вугілля складає 9 %.З цієї суміші готують активовану водовугільну суспензію, що подають на плазмохімічну газифікацію, а потім водневмісний продукт, що утворився, проходить стадію гідрогенізації, назустріч йому подають збагачене вугілля другого типу, яке є донором водню. Залізо, що міститься у вугіллі, у потоці водню реагує з сірководнем, у результаті чого уся сірка зв'язується з залізом з утворенням сульфіду заліза. Отримані у процесі сульфід заліза, дистилят та синтез газ виводяться з апарата. Техніко-економічні переваги способу, що заявляється, у порівнянні з способом-прототипом полягають у зниженні вартості процесу, виключенні вмісту сірки у цільовому продукті і отриманні цінного побічного продукту. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб гідрогенізації вугілля, що містить вуглепідготування, приготування активованої водовугільної суспензії, здійснення послідовно та в одному об'єму плазмохімічної газифікації та гідрогенізації, причому на плазмохімічну газифікацію подають вугілля першого типу, яке характеризується максимальним вмістом комплексу металів в мінеральній складовій, а на гідрогенізацію як пастоутворювач назустріч потоку водневмісних продуктів подають вугілля другого типу - збагачене молоде вугілля, наступне виведення цільових продуктів, який відрізняється тим, що на стадії вуглепідготування формують суміш вугілля, вміст металів у мінеральній складовій яких стехіометрічно достатній для повного зв'язування таких, що містяться в органічній частині вугілля сполук сірки. 25 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2