Ko'mirni vayron qiluvchi gidrogenlash. Qattiq yoqilg'ining gidrogenlanishi Ko'mirni gidrogenlashi suyuqlik ishlab chiqarishga olib keladi

Gidrogenlash ko'mirni qayta ishlash eng ko'p qirrali to'g'ridan -to'g'ri suyultirish usuli hisoblanadi. Nazariy asos vodorodning bosim ostida organik birikmalarga ta'siri 20 -asrning boshlarida ishlab chiqilgan. Akademik V.N. Ipatiev. Gidrogenlash jarayonlarini ko'mirni qayta ishlashda qo'llash bo'yicha birinchi keng ko'lamli tadqiqotlar 1910-1920 yillarda nemis olimlari tomonidan olib borilgan. 1920-1940 yillarda. Germaniyada bu texnologiya asosida bir qancha sanoat korxonalari yaratilgan. 1930-1950 yillarda. SSSR, Angliya, AQSh va boshqa ba'zi mamlakatlarda ko'mirni gidrogenlash usuli bilan to'g'ridan -to'g'ri suyultirish uchun tajriba va sanoat qurilmalari qurilgan.

Gidrogenlash jarayonida qayta ishlash natijasida ko'mirning organik massasi eritiladi va maqsadli mahsulotlarning maqsadiga qarab bir darajada vodorod bilan to'yingan bo'ladi. Tovar ishlab chiqarish motor yoqilg'ilari birinchi (suyuq fazali) bosqichda olingan suyuq mahsulotlarni bug 'fazali gidrogenlash usullari bilan qayta ishlash hisobiga ta'minlanadi.

300-500 ° S harorat oralig'ida ko'mirni suyuq fazali gidrogenlash jarayonida kimyoviy bog'lanishlarning uzilishi va faol erkin radikallarning hosil bo'lishi bilan birga ko'mirning murakkab matritsasi yo'q qilinadi. Ikkinchisi, vodorod bilan stabillashib, dastlabki makromolekulalarga qaraganda kichikroq molekulalarni hosil qiladi. Erkin radikallarning rekombinatsiyasi ham yuqori molekulyar birikmalar hosil bo'lishiga olib keladi. Radikallarni barqarorlashtirish uchun zarur bo'lgan vodorod qisman vodorod donor erituvchilar yordamida ta'minlanadi. Bular ko'mir bilan o'zaro ta'sirlashganda yuqori haroratda degidrogenlanadi, bu jarayonda chiqarilgan atom vodorod ko'mirni yo'q qilish mahsulotlariga qo'shiladi. Vodorod donor erituvchisi ham yopishtiruvchi vositadir. Gidrogenlash jarayonining suyuq fazasida bo'lish uchun u 260 ° C dan yuqori qaynash nuqtasiga ega bo'lishi kerak. Kondensatsiyalangan aromatik birikmalar, birinchi navbatda, tetralin, yaxshi vodorod-donorlik xususiyatlariga ega. Bu guruhning yuqori qaynab ketadigan birikmalari (naftalin va kresol) kamroq faol bo'ladi, lekin ular tetralin bilan aralashtirilganda sinergetik ta'sir paydo bo'ladi: tetralin va kresolning teng qismli aralashmasi har biridan alohida donorlik qobiliyatiga ega.

Amalda, vodorod donor erituvchilari sifatida alohida moddalar emas, balki tarkibida kondensatsiyalangan aromatik birikmalar ko'p bo'lgan ko'mirni suyultirish mahsulotlarining distillangan fraktsiyalari ishlatiladi. Erituvchilar tarkibidagi zararli aralashmalar qutbli birikmalardir, masalan fenollar, shuningdek asfaltenlar, ularning tarkibi 10-15%dan oshmasligi kerak. Donorlik xususiyatlarini saqlab qolish uchun aylanma hal qiluvchi vodorodlanadi. Erituvchi yordamida, odatda, vodorodning 1,5% (massasi) dan oshmaydigan ko'mirga "o'tkazish" mumkin. Ko'mirning organik massasining konversiya chuqurligining oshishiga gazli molekulyar vodorodni to'g'ridan -to'g'ri reaktorga kiritish orqali erishiladi.

Ko'p sonli tadqiqotlar asosida, vodorodni qayta ishlashda suyuq mahsulotlarga aylantirish afzalroq ekanligi aniqlandi ko'mir metamorfizmning past bosqichlari

3.5 -jadval. Kansk-Achinskiyning jigarrang ko'mirlari va Kuznetsk havzalarining bitumli ko'mirlarining xususiyatlari


Maydon, mintaqa

Kansk-Achinsk havzasi

Maydon

Bara »daniyalik
Itatskoe
Berezovskoe
Irsha-Borodinskoe
Nazarovskoe
Abansko
Uryupinskoe
	Kuznetskiy

Leninist
Erunakovskiy
Tersinskiy
Plotnikovskiy

ma va brown_coals vitrinitning qaytarilish indeksiga ega L ° = 0.35-0.95 va inert petrografik mikrokomponentlarning tarkibi 15% dan oshmaydi (og'irlik). Bu ko'mirlar tarkibida og'irligi 65-86% uglerod, og'irligi 5% dan ortiq vodorod va organik moddalarga asoslangan kamida 30% og'irlikdagi uchuvchilar bo'lishi kerak. Ularda kul miqdori 10% dan oshmasligi kerak (massa), chunki yuqori kul miqdori jarayonning moddiy balansiga salbiy ta'sir qiladi va uskunaning ishlashini murakkablashtiradi. Mamlakatimizda bu talablar Kansko-Achinskiyning jigarrang ko'mirlari va Kuznetsk havzalarining qattiq ko'mirlari bilan eng yaxshi bajariladi (3.5-jadval).

Suyuq yoqilg'ilarni gidrogenlash yo'li bilan ishlab chiqarishga ko'mirning yaroqliligini elementar tarkibi ma'lumotlari bo'yicha baholash mumkin. I. B. Rapoport, ko'mirning organik massasi bo'yicha hisoblangan suyuq gidrogenlash mahsulotlarining rentabelligi, tarkibida uglerod va vodorodning massa nisbati oshishi bilan kamayadi va C: H = 16 da minimal qiymatga (72%) etadi. Amerikalik ko'mirlarning tarkibini va suyultirish qobiliyatini statistik tahlil qilish 0,86 korrelyatsiyasi bilan suyuq mahsulotlar rentabelligining quyidagi chiziqli bog'liqligini aniqlash imkonini berdi. f,% (massa.)] tarkibidan [% (massa)] (vodorod va organik oltingugurtning asl demineralizatsiyalangan uglerodida:

Avstraliya ko'mirlarini tadqiq qilishda 0,85 korrelyatsiyasi bilan bir oz boshqacha turdagi chiziqli bog'liqlik aniqlandi:

Jigarrang ko'mirlar oson suyultiriladi, lekin ular, qoida tariqasida, juda ko'p kislorodni o'z ichiga oladi (OMC uchun 30% gacha), ularni olib tashlash vodorodning katta sarfini talab qiladi. Shu bilan birga, ulardagi vodorodni olib tashlashni talab qiladigan azot miqdori ko'mirga qaraganda past bo'ladi.

G'ovaklik va erituvchi suvga chidamliligi muhim jismoniy xususiyatlardir. Ko'mirlarning suyultirish darajasiga ular tarkibidagi mineral aralashmalar va iz elementlari sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Suyultirish jarayonlariga fizik va katalitik ta'sir ko'rsatib, ular suyuq mahsulotlarning chiqishi va ko'mirning organik qismining tarkibi o'rtasidagi to'g'ridan -to'g'ri bog'liqlikni buzadi.

Suyuq fazali gidrogenlash jarayonida olingan mahsulotlarning xususiyatlarini va ko'mirni suyultirish darajasini ta'sir qiluvchi asosiy parametrlar-bu jarayon o'tkaziladigan harorat va bosimdir. Suyuq fazali gidrogenlash uchun optimal harorat rejimi 380-430 ° S oralig'ida va har bir o'ziga xos ko'mir uchun uning tor diapazonida yotadi. 460 ° C dan yuqori haroratlarda gaz hosil bo'lishining keskin oshishi va tsiklik tuzilmalar paydo bo'lishi kuzatiladi. Jarayon bosimi ortishi bilan ko'mirni suyultirish tezligi oshadi.

Sintetik dvigatel yoqilg'isini olish uchun ko'mirni suyuq fazali gidrogenatsiyalash jarayonini amalga oshirishning ikkita ma'lum usuli bor-termal eritish va katalitik gidrogenlash.

Termal eritish - ko'mirning kimyoviy transformatsiyasining engil shakli. Vodorod donor erituvchisi bilan o'zaro ta'sirlashganda, ko'mirning organik moddalarining bir qismi eritma ichiga kiradi va qattiq qoldiq ajratilgandan so'ng, odatda minerallar, oltingugurt, kislorod va azotli birikmalar va boshqalardan tozalangan, yuqori qaynaydigan ko'mir ekstrakti bo'ladi. kiruvchi aralashmalar. Vodorod gazini ko'mir konversiyasini oshirish uchun eritma bilan ta'minlash mumkin. Dastlabki ko'mir turiga, erituvchiga va ishlov berish sharoitiga qarab, termal eritma usuli yordamida turli maqsadli mahsulotlarni olish mumkin.

Birinchi marta ko'mirni issiqlik bilan eritish texnologiyasi 20 -yillarda A.Pott va X.Broche tomonidan taklif qilingan. 1940 -yillarning boshlariga kelib Germaniyada bu texnologiya asosida yiliga 26,6 ming tonna ekstrakt ishlab chiqarish quvvatiga ega zavod ishladi.

Bu o'rnatishda maydalangan ko'mirning bir qismi va erituvchining ikki qismidan iborat pasta quvurli pechda 10-15 MPa bosim ostida 430 ° C gacha qizdirildi. Suyuq mahsulotlar erigan ko'mirdan va uning mineral qismidan 150 ° C haroratda va 0,8 MPa bosimda filtrlash yo'li bilan ajratildi. Tstralin, kresol va ko'mir qatronining suyuq fazali gidrogenatsiyasining o'rta yog'i aralashmasi ishlatilgan. Yumshatuvchi harorati 220 ° C va tarkibi 0,15-0,20% (og'irlik) kul bo'lgan ekstraktning rentabelligi ko'mirning organik moddasining 75% ni tashkil etdi. Ekstrakt asosan yuqori sifatli elektrod koksini ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatilgan.

O'tgan asrning 60 -yillaridan boshlab, bir qator mamlakatlarda, ko'mirni termal eritishga asoslangan yangi avlod jarayonlari ishlab chiqilgan va tajriba va namoyish qurilmalarida joriy qilingan. Maqsadiga ko'ra, ularni ikki turga bo'lish mumkin: 1) oddiy sharoitda faqat birlamchi qattiq yoki suyuq mahsulotlarni olish jarayonlari, odatda elektr stantsiyalarining pechlarida yonish uchun mo'ljallangan va 2) birlamchi mahsulotlarni qayta ishlash bilan bog'liq jarayonlar. ikkilamchi issiqlik bilan ishlov berish, gidrogenlash va yangilash jarayonlaridan foydalangan holda yanada malakali (birinchi navbatda motorda) yoqilg'iga.

AQShda ishlab chiqarilgan SRC-I asosiy versiyasida ishlab chiqarilgan SRC (Solvent Refined Coab) ko'mir qazib olish jarayoni 425-470 ° C reaktor haroratida, 7-10 MPa bosimda va reaksiyada turish vaqtida amalga oshiriladi. zonasi "30 min. Jarayonning asosiy mahsuloti oltingugurtdan tozalangan ko'mir ekstrakti bo'lib, u 150-200 ° S haroratda qotib qoladi.

SRC-II jarayonining o'zgartirilgan versiyasida, diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3.2, bosimni 14 MPa ga oshirish va ko'mir pastasining reaksiya zonasida qolish vaqtini ko'paytirish orqali asosiy maqsadli mahsulot sifatida keng fraktsion tarkibli suyuq yoqilg'i olinadi. Asl ko'mir, maydalash va quritishdan so'ng, issiq ko'mir atala bilan aralashtiriladi. Olingan pasta vodorod bilan birga isitiladigan isitgichdan o'tkaziladi va keyin reaktorga yuboriladi. Vodorodning zarur harorati va qisman bosimi reaktorning bir necha nuqtalariga sovuq vodorod etkazib berish orqali saqlanadi. Reaksiya mahsulotlari avval gaz ajratgichlarda ajratiladi. Asosan (I bosqich) vodorod va vodorod sulfidi va karbonat angidrid aralashmasi bo'lgan gazsimon uglevodorodlarni o'z ichiga olgan suyuq mahsulotlardan ajratilgan gaz 38 ° C gacha soviganidan keyin kislotali gaz tozalash tizimiga yuboriladi. Kriogen birlikda gazsimon C 3 -C4 uglevodorodlari va tozalangan vodorod ajralib chiqadi (u jarayonga qaytariladi). Qolgan metan fraktsiyasi uglerod oksidi metanlanganidan keyin yonilg'i tarmog'iga kiradi. Suyuq pro

Guruch. 3.2. BIS-I ko'mirining termal erishi jarayonining diagrammasi:

1 - makaron tayyorlash uchun mikser; 2 - pastani isitish uchun pech; 3 - reaktor; 4 - gaz ajratgichlar bloki; 5 - kislotali gazlarni yutuvchi; 6 - kriogenli gazni ajratish; 7 - yoqilg'i gazini tozalash moslamasi; 8 - gazsimon uglevodorodlarni ajratish; 9-sintetik gazni tozalash va vodorod evolyutsiyasi; 10 - oltingugurt olish birligi; II - qoldiqni gazlashtirish reaktori; 12 - atmosfera ustuni; 13 - vakuumli ustun;

1 - quritilgan chang ko'mir; II - vodorod; III - ko'mir suspenziyasi; IV - texnologik yoqilg'i; V - oltingugurt; VI - kislorod; VII - suv bug'lari; VIII - inert qoldiq; IX - ko'mirning mineral qismining qolgan qismi; X - gaz ajratilgandan keyin suyuq mahsulot; LU - yoqilg'i gazi; HC - etan; XIII - propan; XIV - butanlar; XV - tozalash va isloh qilish uchun benzin fraktsiyasi; XVI - tozalash uchun o'rta distillash; XVII -

gaz ajratgichlardan og'ir distillash kanallari atmosfera ustuniga kiradi, u erda ular benzin fraktsiyasi (28-193 ° S), o'rta distillat (193-216 ° S) va og'ir distillat (216-482 ° S) ga bo'linadi. Gaz ajratgichlarda ajratishning birinchi bosqichida hosil bo'lgan ko'mir suspenziyasi ikkita oqimga bo'linadi: biri siljishiga dastlabki ko'mir bilan, ikkinchisi - vakuum kolonasiga beriladi. Vakuum ustunining yuqori qismidan suspenziyadagi suyuqlik distillatining bir qismi atmosfera ustuniga chiqariladi, qolgan qismi esa vodorod ishlab chiqarishda yoki yoqilg'i sifatida ishlatiladigan sintez gazini olish uchun ketadi.

Quruq kulsiz bitumli ko'mir uchun hisoblangan mahsulotning rentabelligi EIS-C jarayonida 4,4% (og'irlik) vodorod sarflanganda [% (og'irligi)]:

Ko'mir EDS ("Exxon Donor Solvent") ning termal erishi jarayoni sintetik moy ishlab chiqarishga mo'ljallangan bo'lib, keyinchalik uni motor yoqilg'isiga qayta ishlashga mo'ljallangan. Bu texnologiya ko'mirni maydalash va quritishdan so'ng issiq vodorod donor erituvchisi bilan aralashtiradi. Ikkinchisi sifatida, jarayonning suyuq mahsulotining 200-430 ° C qismi ishlatiladi, u Co-Mo katalizatorining qattiq qatlami bo'lgan apparatda oldindan vodorodlanadi. Aralash gazli vodorod bilan birga ko'tarilgan oqim reaktoriga beriladi, bu erda ko'mirning termal erishi 430-480 ° S haroratda va 14-17 MPa bosimda sodir bo'ladi. Olingan mahsulotlar (gaz ajratgichda va vakuumli rektifikatsiyada) 540 ° C gacha qaynaydigan gazlar va fraktsiyalarga> 540 ° C qoldiqlarga bo'linadi, ular tarkibida reaksiyaga kirmagan ko'mir va kul ham bor. Mahsulot rentabelligi, konversiya stavkalari va boshqa jarayon ko'rsatkichlari qayta ishlanayotgan ko'mir turiga bog'liq. Suyuq mahsulotlarning rentabelligi va tarkibiga qoldiqning qayta aylanishi ham ta'sir qiladi. Masalan, uchun. jarayonning har xil texnologik konstruktsiyasi (I -qoldiqning retsirkulyatsiyasiz va qoldiqning sirkulyatsiyasi bilan - II), fraktsiyalarning rentabelligi: [% (massa)]:

Xom ashyoning turiga qarab, qoldiqning to'liq aylanishi bilan quruq va kulsiz ko'mirdagi suyuq mahsulotlarning chiqishi 42 dan 51% gacha (og'irlik), Ci-C 3 gazining chiqishi 11 dan 11 gacha bo'lishi mumkin. 21% (og'irlik). Olingan barcha fraktsiyalarni oltingugurt va azotdan tozalash uchun gidrotiralash kerak. Fraktsiyalarning qaynash nuqtasi oshishi bilan hetero birikmalarning miqdori ortadi.

Vodorod va yoqilg'i gazini ishlab chiqarish usullari bilan farq qiladigan EDS texnologik oqimining ikkita varianti taklif qilingan. Birinchi versiyada vodorod jarayon mahsulotlarini tashkil etuvchi engil gazlarni bug'li isloh qilish yo'li bilan, yoqilg'i gazi esa - bu jarayonning suyuq mahsulotini vakuumli distillash qoldiqlarini koks gazlash bilan kokslash qurilmasida qayta ishlash yo'li bilan olinadi ( Flexicoking), u bir vaqtning o'zida qo'shimcha miqdorda engil suyuqlik mahsulotlarini ishlab chiqaradi. Bu jarayonning issiqlik samaradorligi taxminan 56%ni tashkil qiladi.

Ikkinchi variant mahsulot assortimentida maksimal moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Vakuum qoldig'ining qariyb yarmi suyuq mahsulotlar va yoqilg'i gazini olish uchun Flexicoking qurilmasida qayta ishlanadi va qolgan miqdordan vodorod hosil bo'ladi. Shunday qilib, termal eritish paytida olingan engil uglevodorod gazlari tijorat mahsuloti hisoblanadi. Ushbu variantning issiqlik samaradorligi 63%ga etadi.

EDS texnologiyasi asosida 1980 yilda AQShda kuniga 250 tonna ko'mir ishlab chiqarish quvvatiga ega ko'rgazma zavodi ishga tushirildi, uning qurilishiga 370 million dollarlik kapital qo'yilmalar.1,4 milliard dollar (1982 yil narxlari) .

Termal eritish jarayonlarining afzalliklariga ko'mir piroliziga qaraganda pastroq ish harorati va jarayon parametrlarini o'zgartirish orqali hosil bo'ladigan suyuq mahsulot sifatini nisbatan keng diapazonda o'zgartirish imkoniyati kiradi. Shu bilan birga, termal eritish vaqtida ko'mirning yuqori konversiyasiga yuqori texnologik bosimda erishiladi va olingan mahsulotlar tarkibida yuqori molekulyar birikmalar ustunlik qiladi. Ikkinchisining mavjudligi, hatto past haroratlarda ham, boshlang'ich organik moddalarga qaraganda kamroq reaktiv, aromatik tabiatning ikkilamchi tuzilmalari shakllanishi bilan birga kelib chiqadigan erkin radikallarning rekombinatsiyasi jarayonlari boshlanadi. ko'mir. Reaksiya aralashmasida xamirda erigan vodorod donorlari va molekulyar vodorodning mavjudligi bu jarayonlarning davom etishiga etarli darajada to'sqinlik qila olmaydi. Ushbu usulni sanoatda joriy etishda bir qator qiyinchiliklar yuzaga keladi. Qiyin texnik muammo - reaksiyaga kirmagan ko'mir va kulni suyuq mahsulotlardan ajratish. Olingan maqsadli mahsulot jarayon sharoitida suyuq bo'ladi va normal sharoitda uni yarim qattiq va hatto qattiq modda bo'lishi mumkin, uni tashish, saqlash va oxirgi mahsulotga qayta ishlash qiyin.

Katalitik gidrogenlash. Ko'mir konversiyasi darajasining oshishi, olingan suyuq mahsulotlar tarkibining yaxshilanishi va gidrogenlash jarayonining bosimining pasayishi katalizatorlar yordamida mumkin. Ikkinchisi vodorodni erituvchidan ko'mirga o'tkazishni rag'batlantiradi va molekulyar vodorodni faollashtiradi, uni atom shakliga o'tkazadi.

1912 yilda nemis olimlari F. Bergius va M. Peer tomonidan katalizatorlar yordamida ko'mirni to'g'ridan -to'g'ri gidrogenlash sohasidagi tadqiqotlar boshlangan. Bu ishlar natijasida 1927 yilda ko'mirni katalitik gidrogenlash uchun birinchi sanoat birligi yiliga 100 ming tonna suyuq mahsulot ishlab chiqarish quvvati qurildi (Bergius-Pir jarayoni). 1940 -yillarning boshlariga kelib, Germaniyada shu turdagi 12 ta korxona faoliyat ko'rsatar edi, ular yiliga 4,2 million tonnagacha motorli yoqilg'i, birinchi navbatda aviatsion benzin ishlab chiqarardi. 1935 yilda Angliyada ko'mir gidrogenlash zavodi qurildi va AQShda bu sohada ishlar 1949-1953 yillarda yirik tajriba zavodida olib borildi.

Sovet Ittifoqida uy ko'mirlarini gidrogenlash bo'yicha tadqiqotlar 1929 yilda N.M.Karavaev va I. B. Rapoport tomonidan boshlangan. Keyinchalik bu asarlarning rivojlanishiga A. D. Petrov, A. V. Lozovoy, B. N. Dolgov, DI Orochko, A.V. Frost, V.I.Karjev va boshqa bir qator sovet olimlari. 1937 yilda Xarkovda mamlakatimizda birinchi bo'lib jigarrang ko'mirni vodorod bilan qayta ishlash zavodi loyihalashtirildi va ishga tushirildi. 1950 -yillarning boshlariga kelib, shunga o'xshash yana bir qancha korxonalar qurildi.

O'sha yillardagi sanoat inshootlarida ko'mirni qayta ishlashning uch va to'rt bosqichli sxemalari ishlatilgan. Suyuq fazali gidrogenlanish bosqichida pasta-temir katalizatori qo'shilgan 40% ko'mir va 60% ko'mirning yuqori qaynoq mahsuloti gazli vodorod bilan 450-490 ° C haroratda ta'sirlangan. ketma -ket joylashtirilgan uch yoki to'rt reaktorli tizimda 70 MPa gacha bosim. Ko'mirning suyuq mahsulotlarga va gazga aylanish darajasi 90-95% (og'irlik) edi. O'sha paytda katalizatorni qayta tiklashning iqtisodiy usullari ishlab chiqilmaganligi sababli, ko'p hollarda oksidlar, sulfidlar va temirga asoslangan past faolligi past katalizatorlar ishlatilgan. 440-450 ° S haroratda reaktorlar va issiq seperatorlar tizimidan o'tgandan so'ng, aylanma vodorodli gaz va suyuq mahsulotlar yuqoridan chiqarildi. Keyin, sovuq ajratgichda, gaz suyuqlikdan ajratilgan va yuvilganidan keyin yangi vodorod aralashmasi bilan tsiklga qaytarilgan. Suyuq mahsulot, uglevodorod gazlari va suvni ajratish uchun ikki bosqichli bosimni pasaytirgandan so'ng, distillashga uchradi, qaynash nuqtasi 320-350 ° S gacha bo'lgan qism va qoldiq (og'ir yog'ni suyultirish uchun ishlatilgan). santrifüjdan oldin gidrogenlash loy) izolyatsiya qilingan.

Suyuq fazali gidrogenlash ikki sxema bo'yicha amalga oshirildi: yopishtiruvchi moddada yopiq tsikl (to'liq aylanma) va og'ir yog'ning ortiqcha bo'lishi. Birinchi sxema asosan benzin va dizel yoqilg'isi ishlab chiqarishga yo'naltirilgan gidrogenizatsiya qurilmalarining ko'pchiligi tomonidan ishlatilgan. Haddan tashqari og'ir yog'lar bilan ishlaganda, zavodning ko'mir mahsuldorligi 1,5-2 barobar oshdi, lekin og'ir yog'ni alohida-alohida engilroq qaynaydigan mahsulotlarga gidrogenatsiyalash yoki elektrod koksini olish uchun ishlatish kerak edi.

Yopish-yopish tsikli bilan ko'mirni qayta ishlashda, 320 ° S gacha bo'lgan haroratda qaynab ketadigan suyuq mahsulotlarning rentabelligi 55-61% (og'irlik), vodorod iste'moli 6% gacha (og'irlik). 10-15% fenollar, 3-5% azotli asoslar va 30-50% aromatik uglevodorodlarni o'z ichiga olgan bu mahsulotlar keyinchalik gidrokreking katalizatorlarining yotqizilgan qatlamida bug 'fazasida ikki bosqichli gidrogenatsiyaga uchradi. Dvigatel usuli bo'yicha 80-85 oktanli benzinning umumiy rentabelligi dvigatel usuli bo'yicha 35% (og'irlik) ga etdi va bir vaqtning o'zida benzin va dizel yoqilg'isi ishlab chiqarilganda ularning umumiy rentabelligi qariyb 45% ni tashkil etdi. dastlabki ko'mirni hisoblash; vodorod ko'mir yoki gazni gazlashtirish yo'li bilan olingan.

25% gacha qattiq moddalarni o'z ichiga olgan loy qayta ishlashga yuborildi, bu butun texnologik tsiklning eng og'ir va energiya talab qiladigan bosqichi edi. Vodorodning og'ir fraktsiyasi bilan qattiq tarkibiga 12-16% (og'irlik) qadar suyultirilgandan so'ng, loy santrifüjdan o'tkazildi. Qattiq tarkibi taxminan 40% bo'lgan qoldiq sig'imi 10-15 t / soat bo'lgan aylanadigan tamburli pechlarda yarim kokslash yo'li bilan qayta ishlangan va engil suyuq kokslanadigan mahsulotlar vodorodning distillangan fraktsiyasi bilan aralashtirilgan. Santrifüj orqali olingan og'ir yog'ni distillash pastasini tayyorlash uchun tsiklga qaytarildi.

Katalizatorning past faolligi, loyni qayta ishlashdagi qiyinchiliklar va boshqa omillar bu jarayonda yuqori bosim va katta miqdorda vodoroddan foydalanishni taqozo etdi. Qurilmalar past ishlash ko'rsatkichlariga ega bo'lib, katta energiya sarfi bilan ajralib turardi.

I C ° ZDana n R ° chessy ning turli bo'limlarida turli mamlakatlarda, birinchi navbatda SSSR, AQSh va Germaniya Federativ Respublikasida.

Bu jarayonlarni ishlab chiqishda, tadqiqotlarning asosiy yo'nalishi uskunalarning ish unumdorligi bosimini pasaytirish, energiya sarfini kamaytirish, loyni qayta ishlash va katalizatorlarni qayta tiklash usullarini takomillashtirishga qaratildi. Hozirgi vaqtda yopishqoq qurilmalarda ko'mirni gidrogenatsiyalashning katalitik suyultirish jarayonlarini texnologik loyihalashtirish uchun 20 ga yaqin variant taklif qilingan - laboratoriyadan tortib to ishlab chiqarish quvvati kuniga 50 tadan 600 t gacha bo'lgan Pgacha.

BergiusN-? Pipya FRG ilgari ishlatilgan jarayon asosida R U Pira qayta tiklanmaydigan temir katalizatori yordamida "yangi" deb nomlangan. Germaniya texnologiyasi»Ko'mirni gidrogenlash. Eski jarayondan farqli o'laroq, aylanma o'rta distillat pasta tayyorlash uchun ishlatiladi (markazdan qochadigan drenaj o'rniga). Suyuq mahsulotlar qattiq qoldiqdan? -Vakuumli distillash yo'li bilan ajratiladi (santrifugatsiya o'rniga) va loy vodorod olish uchun gazlashtiriladi. Bu yangi asosida Bottropda (Germaniya)

Chet elda ishlab chiqarilgan ko'mirni katalitik gidrogenlash jarayonlari orasida sanoat amaliyotiga eng ko'p tayyorlanadiganlardan biri bu H-ko'mir jarayoni (AQSh). Ushbu texnologiyaga muvofiq, suyuq fazali gidrogenlash, rasmda ko'rsatilgan sxema bo'yicha, faol nozik dispersli Co-Mo katalizatorining suyuqlangan qatlami yordamida amalga oshiriladi. 3.3.

Quruq ezilgan ko'mirni qayta ishlash gidrogenatsiyasi mahsuloti bilan aralashtirib, tarkibida 35-50% (og'irligi) ko'mir bo'lgan pasta hosil bo'ladi, so'ngra unga siqilgan vodorod yuboriladi. Olingan aralash isitiladi va tarqatuvchi panjara ostida suyuq qatlamli reaktorga beriladi. Jarayon 425-480 ° S haroratda va taxminan 20 MPa bosimda amalga oshiriladi. Reaksiya mahsulotlari va konvertatsiya qilinmagan ko'mir doimiy ravishda tepadagi reaktordan chiqariladi va pastda ishlatilgan katalizatordan chiqariladi. Cyvod va katalizatorning doimiy yangilanishi uning yuqori faolligini saqlab turishni ta'minlaydi.

Reaktordan chiqarilgan bug'lar kondensatsiyadan so'ng vodorod, uglevodorod gazlari va engil distillatga bo'linadi. Gazlar tozalashga yuboriladi va vodorod qayta ishlanadi. Reaktorning yuqori qismidagi suyuq mahsulotlar ajratgichga kiradi, unda fraktsiya ajratiladi, keyin engil va og'ir distillatlarni olish uchun distillashga o'tkaziladi. Benzin va dizel fraktsiyalari birinchisidan olinadi. Ajratgichning pastki qismidan chiqarilgan qoldiq mahsulot gidrosiklonlarga bo'linib, ikkita oqimga bo'linadi: qattiq va yuqori qattiq moddalar.

Birinchi oqim yopishtiruvchi vosita sifatida ishlatiladi, ikkinchisi esa cho'ktirgich bilan ishlanadi va 50% gacha qattiq zarrachalarni o'z ichiga olgan ajratilgan loy vodorod ishlab chiqarish uchun gazlashtiriladi. Loydan ajratilgandan keyin qolgan suyuq mahsulot vakuumli distillash orqali og'ir distillat va qozon yoqilg'isi sifatida ishlatiladigan qoldiq olinadi.

"H-Coa1" jarayonida maqsadli mahsulotlarning rentabelligi ko'mirning organik massasi uchun 51,4% ga etadi. 200 -260 ° S) - 12,9% (og'irlik) va og'ir distillat - 13,3% (og'irlik). Suyuq fazali gidrogenlash uchun vodorod iste'moli 4,7% ni tashkil qiladi. Jarayon ko'mir ishlab chiqarish quvvati kuniga 600 tonna bo'lgan tajriba zavodida sinovdan o'tkazildi.

Mamlakatimizda fotoalbom yoqilg'i instituti (IGI) 1970 -yillarda "Grozgiproneftexim" va "VNIIneftemash" institutlari bilan birgalikda ko'mirni suyuqlikda vodorod bilan qayta ishlash sohasida keng ko'lamli tadqiqotlar olib bordi.

Guruch. 3.3. "H-Coa1" ko'mirni gidrogenlash bilan suyultirish jarayonining sxemasi:

Ko'mir tayyorlashning 1 bosqichi; 2 - isitgich; 3 - katalizatorning suyuq qatlamli reaktori; 4 - kondansatör; 5 - vodorod chiqarish birligi; 6 - yuqori tezlikda ajratuvchi; 7 - atmosfera ustuni; 8 - gidrosikloz; 9 - ajratuvchi; 10 - vakuumli ustun; 1 - ko'mir; II - vodorod; III - og'ir distillatni qayta ishlash; IV - yopishtirish; V - gidrogenat darajasi; VI - suyuqlashgan katalizator darajasi; VII - qayta tiklangan katalizator; VIII - bug' -gaz fazasi; IX - kondensatsiyalangan faza; X - sarflangan katalizator; XI - suyuqlik; XII - qatronlar; XIII - oltingugurtni ajratish va ishlab chiqarish uchun gazsimon uglevodorodlar, ammiak va vodorod sulfidi; XIV - tozalash uchun engil distillat; XV - og'ir distillat; XVI - vodorod ishlab chiqarish uchun reaksiyaga kirishmagan suyuq qoldiq; XVII-modernizatsiya uchun og'ir distillat; XVIII -

yonilg'i qoldiqlari. Tadqiqot natijasi - yangi texnologik jarayon (IPG jarayoni) bo'lib, unda qayta tiklangan faol katalizator va inhibitiv qo'shimchalar, loyni qayta ishlashning takomillashtirilgan texnologiyasi va boshqa bir qator texnologik echimlardan foydalanish natijasida "Suyuq gidrogenlash mahsulotlarining yuqori rentabelligini ta'minlab, bosimni 10 MPa ga kamaytiring. Texnologik bosimni pasaytirish. o'ziga xos kapital va operatsion xarajatlarni sezilarli darajada kamaytirdi va 250-500 m 3 quvvatga ega yuqori samarali reaktorlardan foydalanishga imkon berdi. allaqachon neftni qayta ishlash sanoatida ishlatilgan.

IPG texnologiyasiga ko'ra, ko'mir oldindan 5-13 mm gacha bo'lgan zarrachalarga maydalanib, vorteks kameralarida namlik miqdori 1,5% (massa) bo'lgan yuqori tezlikda quritiladi, so'ngra u yana tebranish orqali maydalanadi. zarracha kattaligi 100 mikrondan kichik bo'lgan maydalash.

Ezilgan ko'mirga 0,2% Mo n 1,0% Fe (III) katalizatori qo'llaniladi. Bu kombinatsiya ko'mirning organik massasini 83%gacha konversiyalash darajasiga erishish imkonini beradi.Katalizatorning maksimal faolligi eritmadan quritilgan ko'mirga qo'llanilganda ta'minlanadi. Ko'mir va katalizator tuzlarini birgalikda vibratsiyali silliqlash ham samaralidir, chunki bu ko'mirning organik massasi tuzilishining mikroporalarini ochadi va ko'mir yuzasida katalizatorning to'liq va bir xil joylashishini ta'minlaydi.

Katalizatordan tashqari reaksiya zonasiga kinolin, antrasen va boshqa birikmalar kiritilishi mumkin, ular erkin radikallarni stabillashtiradi va atom vodorodining parchalanishi natijasida uning organik qismini parchalanishini faollashtiradi. Bunday qo'shimchalarning 1-5% ini kiritish ko'mir konversiyasi darajasini va suyuq mahsulotlarning rentabelligini 10-15% ga oshirishni ta'minlaydi.

Katalizatorli ko'mir pasta tayyorlash tizimiga kiradi. Yopishtiruvchi vosita sifatida qaynash nuqtasi 300-400 ° S bo'lgan ko'mir distillati ishlatiladi, u alohida bosqichda 10 MPa bosim ostida oldindan vodorodlanadi. Jarayonning normal o'tishi uchun pasta ko'mir va erituvchining teng nisbati bilan tayyorlanadi; ko'mir miqdori yuqori bo'lganida, yopishqoqligi yuqori bo'lgani uchun pastani tizimda tashish qiyin. Gazsimon vodorod kiritiladigan ko'mir-moy pastasi quvurli pechda oldindan isitiladi va bo'shliq tezligi 1,0-1,5 soat -1 bo'lgan bo'sh isitilmaydigan reaktorlar tizimiga kiradi. Reaktorda xamir turganda (30-60 min), uglevodorod gazlari (% -C4, ammiak, vodorod sulfidi va uglerod oksidi [10% gacha (og'irlik)) hosil bo'lishi bilan ko'mirni gidrogenlash reaktsiyalari sodir bo'ladi. , Suv va suyuq mahsulotlar. Issiqlik chiqarilganda, haroratni nazorat qilish uchun reaktorlarga sovuq vodorodli gaz etkazib beriladi, shuningdek, aralashtiruvchi vosita sifatida xizmat qiladi.

Reaktordan gidrogenlash reaktsiyalari mahsulotlari issiq ajratgichga yuboriladi. Ajratgichning yuqori qismidan gazlar va engil suyuq mahsulotlarni o'z ichiga olgan bug 'gaz oqimi chiqariladi, pastdan esa 300-325 ° C dan yuqori qaynaydigan suyuq mahsulotlar, reaksiyaga kirmagan ko'mir, kul va katalizatordan iborat loy.

Bu loyning qattiq moddalarning umumiy miqdori 10-15% ni tashkil qiladi. Bug '-gaz oqimi sovutiladi va 75-80% (vol.) Vodorod, C1-C4 uglevodorodlari, ammiak, vodorod sulfidi va uglerod oksidlarini o'z ichiga olgan suyuq qism va uglevodorod gaziga bo'linadi. Boshqa gazlarni adsorbsion bosish usuli bilan ajratgandan so'ng, vodorod jarayonga qaytariladi. Uglevodorodli gaz vodorod ishlab chiqarish uchun sarflanadi, uning sarflanishining 50-60% miqdorida. Qolgan zarur vodorod ko'mirni yoki loyni qayta ishlash qoldiqlarini gazlashtirish yo'li bilan alohida birlikda olinadi.

3.6 -jadval. Turli xil ko'mir gidrogenlash jarayonlarining suyuq mahsulotlarini neftga nisbatan xarakteristikasi

Loyni qayta ishlash - jarayonning texnik jihatdan murakkab bosqichlaridan biri - IPG sxemasida ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchisida, loy 30% (og'irlikdagi) qattiq qoldiqlarga qadar filtrlanadi, ikkinchisida hosil bo'lgan qoldiq tarkibi 50-70% gacha bo'lguncha vakuumli distillash o'tkaziladi. qattiq moddalar. Bu qoldiq mahsulot tsiklonli pechda yonib ketadi, uning ostidan suyuqlikni tozalash mumkin. Yonish jarayonida molibden 97-98% ga gaz fazasiga o'tadi (1M02O3) va kulga yotqiziladi, undan keyin qayta ishlatish uchun gidrometallurgik usullar bilan chiqariladi. Yonish paytida chiqarilgan issiqlik 2,5-2,8 ming kVt / soat elektr energiyasi yoki har bir tonna loy qoldig'iga 11 tonna bug 'ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.

Ko'mirni vodorod bilan qayta ishlashning suyuq mahsulotlari oddiy moydan elementar tarkibi va vodorod miqdori pastligi bilan bir qatorda azot va kislorodli birikmalar va alkenlarning katta miqdori mavjudligida farq qiladi (3.6-jadval). Shuning uchun, tijorat dvigatel yoqilg'ilarini olish uchun ular, albatta, ikkilamchi gaz fazali gidrogenlash jarayonidan o'tishi kerak.

IPG jarayonining sxemasida, qaynoq nuqtasi 400 ° C gacha bo'lgan suyuq fazali ko'mir gidrogenatsiyasining keng distillatining gidrotizatsiyasi oldini olish uchun reaktorning ikki harorat zonasida ketma-ket 10 MPa bosim ostida amalga oshiriladi. istalmagan polimerlanish reaktsiyalarining paydo bo'lishi yuqori qaynab ketadigan birikmalar hosil bo'lishiga olib keladi. Birinchi zonada 230-250 ° S da

Alkenlarning bir qismi polimerlanishga ko'proq moyil bo'ladi. Keyin, 400 ° C haroratda, alkenlar va qisman aromatik birikmalarning asosiy qismi vodorodlanadi; oltingugurt, kislorod va azotli birikmalarning vayron bo'lishi ham sodir bo'ladi. Gidrotozalash neftni qayta ishlashda keng qo'llaniladigan alyuminiy-mokobalt-molibden katalizatorlari ishtirokida amalga oshiriladi. Biroq, ba'zi hollarda, ko'mir distillatlaridagi heteroatomik birikmalarning yuqori miqdori tufayli, bu katalizatorlar unchalik samarali emas yoki tezda zaharlanadi. Shuning uchun yangi barqaror katalizatorlar kerak.

Asl gidrogenlash distillatining xususiyatlari jigarrang ko'mir IPG texnologiyasi va uni gidrotexnik tozalash mahsulotlari jadvalda keltirilgan. 3.7. Suyuq fazali ko'mir gidrogenatsiyasining birlamchi distillat mahsulotlari beqaror. Saqlash vaqtida ular rangini o'zgartiradi va erimaydigan cho'kmalar hosil qiladi, ular borligidan kelib chiqadi

3.7 -jadval. Jigarrang ko'mirni suyuq fazali gidrogenlash distillatining xususiyatlari va uni gidrotizatsiyalash mahsulotlari

	Gidrogenlash distillati	Gidrotexnik mahsulotlarni distillash
Indeks	Gidrogenlash distillati	jami ap-th	va. xona harorati -180 ° C
Zichlik, kg / m 3 Tarkibi,


azotli asoslar

Yod raqami, Uglevodorodlar guruhining tarkibi, parafinlar va naftenlar aromatik uglevodorodlar Fraktsion tarkibi, ° S: 50% (jild) C. C. Elementar tarkibi, Dastlabki distillat chiqishi,% (massa)			86.01 13,98 0,01

azot o'z ichiga olgan pirol kabi asosiy bo'lmagan birikmalarning iz miqdoridagi tarkibi. Bu birikmalarni gidrotizatsiyalash jarayonida to'liq bo'lmagan holda olib tashlash mumkin, va etarlicha barqaror mahsulotlarni olish uchun, umumiy jarayon sxemasiga keng gidrogenatsiyali distillat yoki uning fraktsiyalarining adsorbsiyasi va ekstraktiv denitrogenatsiyasini kiritish tavsiya etiladi.

Fraksiyon va. Gidrotexnik distillatning 180 ° C darajasida oktan soni 66 ga teng (vosita usuli) va haqiqiy qatronlar va azotli birikmalarning ko'payishi bilan tavsiflanadi. Yuqori oktanli benzinli komponentni olish uchun uni chuqur gidrotizatsiyalash va keyinchalik isloh qilish kerak. Dizel fraktsiyasi tarkibida aromatik uglevodorodlar ko'p bo'lganligi sababli, setan soni nisbatan past. Qaynash nuqtasi 300-400 ° C bo'lgan fraktsiya, uning bir qismi yopishtiruvchi vositaning tarkibiy qismi sifatida ishlatiladi, benzin va dizel fraktsiyalarini olish uchun gidrokreking uchun xom ashyo bo'lib xizmat qilishi mumkin. IPG texnologiyasining ikkita variantiga ko'ra, Kansk -Achinskiy havzasidagi jigarrang ko'mirni gidrogenatsiyalashning moddiy balansi quyida keltirilgan (I variantda - loyni 70%qattiq moddalargacha ishlov berish, ikkinchi variantda - bir xil, 50%):

~ Qabul qilingan

Olingan [% (massa)] [% (massa)]


shu jumladan:		Dizel yoqilg'isi

		Qozon yoqilg'isi

Katalizator		Ishlab chiqarish uchun gaz
Inhibitor
Vodorod (CO		Vodorod sulfidi

		Karbonat angidrid

Ko'rib turganingizdek, ko'mirni to'liq qayta ishlash bilan 45-55% (massa) motor yoqilg'isi va kimyoviy mahsulotlar olinadi.

TS-1 tipidagi samolyot yoqilg'isini IPG usuli bilan ko'mirni suyultirish mahsulotlaridan ham olish mumkin. Shu maqsadda, suyuq fazali gidrogenatsiyaning distillatidan ajratilgan 120-230 ° C fraktsiyasi "depenolizatsiyadan" so'ng ketma-ket uchta bosqichdan o'tishi kerak: past haroratli gidrogenlash (6 MPa, 230 ° C, keng teshikli) alyuminiy-nikel-molibden katalizatori), gidrotizatsiyalash (6 MPa, 380 ° C va shu katalizator) va aromatik uglevodorodlarni gidrogenlash (6 MPa, 290 ° S, savdo alyuminiy-palladiy sulfidli katalizator). Uchinchi bosqich, agar gidrotexnik 120-230 ° S tarkibida 22% dan ortiq bo'lsa, kerak.

Guruch. 3.4. IGI texnologiyasi yordamida ko'mirni gidrogenlash yo'li bilan motorli yoqilg'i ishlab chiqarish sxemasi - Grozgipro -neftexim:

1-ko'mir tayyorlash; 2 - ko'mirni suyultirish; 3 - vodorod ishlab chiqarish; 4 - qattiq qoldiqni tanlash; 5 6, 10 - tuzatish; 7 - loyni tozalash birligi; 8 - fenollarni ajratish; 9 - gidrogenlash; 11 - gidrotizatsiyalash va isloh qilish; 12, 14 - gidrokreking; 13 - izomerizatsiya va gidrogenlash;

1 - ko'mir; 11 - pastor; III - katalizator; IV-vodorod; V - C 4 va CO gazlari; VI - gidrogenlashning suyuq mahsulotlari; VII - G4Nz, Ng $ va SOg; VIII - fraktsiya> 400 ° C; IX - qattiq qoldiq; X - suv; XI - feiol, kresollar; XII - "fraktsiya n. K. - 180 ° C; XIII - fraktsiya 180-300 ° S; XIV - fraksiya 300-400 ° S; XV - qurilish materiallari ishlab chiqarish uchun kul; XVI - texnologik bug '; XVII - elektr energiyasi; XVIII - benzin; XIX - samolyot yoqilg'isi; XX - dizel yoqilg'isi

^ massa.) aromatik uglevodorodlar. Ammo ma'lumotlar.

Vodorodli mahsulotlarning turli to'plamlarini va uning fraktsiyalarini qayta ishlash jarayonining sxemasiga kiritish orqali ishlab chiqarilgan benzin va dizel yoqilg'isining nisbati 1: 0dan 1: 2,6 gacha o'zgarishi mumkin. Benzin ishlab chiqarishni maksimal darajada oshirish uchun dizel fraktsiyalari gidrokrektsiya qilinishi mumkin. IGI texnologiyasiga asoslangan variantlardan biriga muvofiq motor yoqilg'isini olish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 3.4. Ushbu sxema bo'yicha ishlab chiqarishni tashkil qilganda, yiliga 3 million tonna motorli yoqilg'iga Kansk-Achinsk havzasidan yiliga 19,7 million tonna jigarrang ko'mir kerak bo'ladi, shu jumladan gidrogenlash uchun 9 million tonna, vodorod ishlab chiqarish uchun 3 million tonna va 7,3 tonna. million tonna energiya ehtiyojlari uchun. Shu bilan birga, quyidagi mahsulotlarni (yiliga million tonnada) ishlab chiqarishni ta'minlash mumkin: benzin - 1,45, dizel yoqilg'isi - 1,62, suyultirilgan gazlar - 0,65, ammiak - 0,07 va oltingugurt - 0,066. Termal K. va. bunday ishlab chiqarish 55%ni tashkil qiladi.

Ko'mirni vodorodlantirishning xorijiy jarayonlarida, shuningdek, suyuq mahsulotlarni yangilash va qayta ishlashning turli variantlaridan foydalanish rejalashtirilgan. Masalan, BIS-I texnologiyasi asosida AQShning 30 ming tonna bitumli ko'mirini qayta ishlash majmuasi loyihasida barcha suyuq gidrogenlash mahsulotlarini konvertatsiya tezligi taxminan 50%bo'lgan gidrokrekingga tortish ko'zda tutilgan. Qo'shimcha gidrotizatsiyadan so'ng hosil bo'lgan benzin fraktsiyasi 100 oktanli motorli benzin komponentini olish uchun islohotlarga o'tishi kerak (tadqiqot usuli). Umuman olganda, kompleks quyidagi mahsulotlarni qabul qilishi kerak (kuniga ming tonna): motorli benzin - 2,78, o'rta distillat - 8,27, og'ir yoqilg'i - 4,75, suyultirilgan gaz - 0,64 va oltingugurt - 0,12 ... Kompleks qurilishiga kapital xarajatlar 5,7 milliard dollarga baholanmoqda (1982 yildagi narxlarda). Quvvat 90% yuklanganida yillik ekspluatatsion xarajatlar (million dollarda) bo'ladi: ko'mir narxi - 420, energiya xarajatlari - 101, katalizatorlar va kimyoviy moddalar - 77, ishchi materiallar - 114, xodimlar (1900 kishi) - 79 .

Mavjud hisob -kitoblardan ko'rinib turibdiki, hozirgi kunga qadar ishlab chiqarilgan texnologiya bo'yicha gidrogenlash usuli bilan ko'mirdan motorli yoqilg'i ishlab chiqarish xarajatlarining kamayishi, ularni qazib olish xarajatlaridan bir necha barobar ko'p, ularni qazib olishning o'rtacha qiymati. Biroq, ishlab chiqarilgan neftdan olinadigan yoqilg'i bilan taqqoslaganda, masalan, qimmatbaho neftni qayta tiklash usullari yoki chuqur dengiz tokchalarida, farqni kamaytirish mumkin.

Ko'p mamlakatlarda ko'mirni vodorod bilan qayta ishlash sohasida olib borilayotgan ilmiy -tadqiqot ishlari jarayonlarning texnologik va instrumental dizaynini takomillashtirish, yangi katalizatorlar va qo'shimchalarni ishlab chiqish va barcha bosqichlarning energiya samaradorligini oshirishga qaratilgan. Ushbu qidiruvlar ko'mirdan motor yoqilg'isini olish xarajatlarini kamaytirishi mumkin. Suyultirish mahsulotlarini ajratish bosqichlarini murakkablashtirmasdan va xom ashyoni isitish uchun sarflanadigan energiyani yo'qotmasdan, ko'mirni vodorodlashtirish va gazlashtirish jarayonlarini bir oqimda birlashtirish istiqbolli hisoblanadi.

Ko'mirni gazlashtirish va uglevodorodli yoqilg'ining sintezi

Bilvosita suyultirish yo'li bilan ko'mirdan motor yoqilg'isini olishda birinchi bosqich - gazlashtirish.

Gazlashtirish qattiq yoqilg'i yoqilg'ining organik qismi oksidlovchilar ishtirokida (havo yoki texnik kislorod, suv bug'lari) yonuvchi gazlar aralashmasiga aylanadigan issiqlik jarayonidir.

19 -asrning boshlarida ko'mirni distillash orqali olingan gaz dunyoning yirik shaharlaridagi ko'chalarni yoritish uchun ishlatilgan. Dastlab u kokslash jarayonida olingan, lekin asrning o'rtalariga kelib sanoat miqyosida koks va ko'mirni qoldiqsiz gazlashtirish tsiklik, so'ngra uzluksiz ishlaydigan gaz generatorlarida amalga oshirildi. Bu asrning boshlarida dunyoning ko'plab mamlakatlarida, birinchi navbatda, energiya gazlarini ishlab chiqarish uchun ko'mirni gazlashtirish keng tarqalgan edi. 1958 yilga kelib SSSRda har xil o'lchamdagi va dizayndagi 2500 ga yaqin gaz generatorlari ishlay boshladi, bu esa yiliga qariyb 35 milliard kub metr energiya va qattiq yoqilg'idan gazlarni ishlab chiqarishni ta'minladi. har xil turlari... Biroq, ishlab chiqarish va transportning tez o'sishi tufayli tabiiy gaz qattiq yoqilg'ini mamlakatimizda ham, chet elda ham gazlashtirish hajmi sezilarli darajada kamaydi.

Ko'mirni gazlashtirish yuqori haroratda amalga oshiriladi va ko'p bosqichli heterojen fizik -kimyoviy jarayondir. Ko'mirning organik massasi, birinchi navbatda uning tarkibiga kiruvchi uglerod gazli oksidlovchilar bilan o'zaro ta'sir qiladi. Bunday holda, uglerodning kislorod va suv bug'lari bilan quyidagi asosiy reaktsiyalari sodir bo'ladi:

Ko'rsatilgan reaktsiya mahsulotlariga qo'shimcha ravishda, ko'mirlarni gazlashtirish jarayonida ularni isitishning birinchi bosqichida piro

* Reaksiyalarning issiqliklari 15 ° C haroratda va 0,1 MPa bosimda beriladi.

Liza Gazlashtirish jarayonida, qoida tariqasida, ko'mirning deyarli barcha organik qismi gazga, ba'zi hollarda qisman smolaga aylanadi, va yoqilg'ining ozgina aralashmasi bo'lgan mineral qismi kul yoki suyuq cüruf hosil qiladi.

Gidrogenlashdan farqli o'laroq, gazlashtirish jarayonlari uchun xom ashyolarga qo'yiladigan talablar metamorfizm va petrografik kompozitsion bosqichida jiddiy cheklovlarga ega emas, lekin mexanik va issiqlik kuchi, sinterlanish qobiliyati, namlik, kul va oltingugurt tarkibining o'rni juda katta. Ko'mirni oldindan tozalashdan keyin - quritish, oksidlanish va hokazolardan keyin bu parametrlar bo'yicha bir qator cheklovlar kamayadi. Ko'mirni turli gazlashtirish jarayonlarida ishlatilishining eng muhim ko'rsatkichi kul qoldiqlarining erish nuqtasidir. U asosiy jarayonning harorat oralig'ini va kulni tozalash tizimini tanlashni aniqlaydi.

Qattiq yoqilg'ining faolligi va gazlashtirish tezligi ko'p jihatdan katalizator vazifasini bajaradigan minerallarga bog'liq. Gazlashtirish paytida tosh ko'mir iz elementlarining nisbiy katalitik ta'siri quyidagi ketma -ketlikda ifodalanishi mumkin:

Qattiq yoqilg'ini gazlashtirishning alohida jarayonlarini tavsiflovchi asosiy parametrlarga quyidagilarni kiritish mumkin: reaktsiya zonasiga issiqlik etkazib berish usuli; gazlashtiruvchi vositani etkazib berish usuli; gazlashtiruvchi vositaning turi; jarayonning harorati va bosimi;

mineral qoldiqlarning hosil bo'lish usuli va uni tushirish. Bu parametrlarning barchasi o'zaro bog'liq va asosan aniqlanadi dizayn xususiyatlari gaz generatorlari.

Uglerodning suv bug'lari bilan reaktsiyasining endotermik ta'sirini qoplash uchun zarur bo'lgan issiqlik etkazib berish usuliga ko'ra, gazlashtirish jarayonlari avtotermik va allotermik bo'linadi. Avtotermik jarayonlar eng keng tarqalgan; ularda issiqlik jarayonga kiritilgan ko'mirning bir qismini yoqish orqali olinadi. Allotermik jarayonlarda issiqlik ko'mirni aylanadigan qattiq, suyuq yoki gazsimon sovutish suvi bilan to'g'ridan -to'g'ri isitish, sovutish suvini reaktor devori orqali bilvosita isitish yoki reaktorga botirilgan isitish elementi yordamida ta'minlanadi.

Reaktordagi yoqilg'i va oksidlovchining o'zaro ta'sir jarayonini tashkil qilish uchun bo'lakli ko'mirning doimiy harakatlanuvchi qatlami, oqim rejimida ko'mir va oksidlovchi oqimining oqimi va nozik taneli ko'mirning suyuq qatlami ishlatiladi. Uzluksiz yotoqli gaz generatorlarida bo'lakli yoqilg'ining pastga va issiq gazlar oqimining yuqoriga qarab harakatlanishi tashkil qilinadi. Bu tamoyil jarayonning yuqori kimyoviy va issiqlik faolligini aniqlaydi va ko'mirning ko'p turlarini gazlashtirishga imkon beradi. Bunday gaz generatorlarining o'ziga xos mahsuldorligi ko'mirning mayda fraktsiyalari bilan chegaralanadi, bu qisman bosimning oshishi bilan qoplanadi. Ko'mir qatlamining yuqori qismidagi o'rtacha harorat mahsulot gazida metan miqdorining oshishiga olib keladi [10-12% gacha (hajm)], shuningdek, qatronlar, suyuq uglevodorodlar kabi yon mahsulotlarning katta miqdorini hosil qiladi. va fenollar.

Suyuq qatlamli gaz generatorlarida maydalangan ko'mir zarracha hajmi 0,5-8,0 mm bo'lgan yuklanadi. Suyuqlanish rejimi gazlashtiruvchi vositani etkazib berish orqali quvvatlanadi. To'shakda yaxshi aralashtirish issiqlik va massa almashinuvining yuqori tezligini ta'minlaydi va gazlashtirish jarayonida deyarli suyuq yon mahsulotlar hosil bo'lmaydi. Ishlab chiqarilgan gazdagi metan miqdori odatda 4% dan oshmaydi (jild). Shu bilan birga, suyuq qatlamli jarayonlarda nozik yoqilg'i zarrachalarining kirib borishi yuqori bo'ladi, bu bir o'tish paytida konversiya darajasini pasaytiradi va keyingi texnologik bosqichlar uchun uskunaning ishlashini murakkablashtiradi.

Pulverizatsiyalangan ko'mir portlovchi gaz generatorlarida qayta ishlanadi. U reaktorga bug '-kislorod portlashi bilan oqim oqimida kiritiladi, reaktsiya zonasidagi harorat 2000 ° C ga etadi. Bu gaz generatorlarida ko'mirning barcha turlarini qayta ishlash mumkin. Ularda reaktsiyalar yuqori tezlikda sodir bo'ladi, bu esa yuqori o'ziga xos mahsuldorlikni ta'minlaydi. Mahsulot gazida metan, smola va suyuq uglevodorodlar deyarli yo'q. Biroq, yuqori ish harorati tufayli, bunday gaz generatorlarida kislorod iste'moli qattiq yoki suyuq yoqilg'i yotqizilgan gaz generatorlariga qaraganda yuqori bo'ladi va yuqori issiqlik samaradorligini ta'minlash uchun issiqlikni qaytarishning samarali tizimi talab qilinadi. Bunday gaz generatorlarini ishlatishda ozuqa etkazib berish rejimiga qat'iy rioya qilish kerak, chunki bir vaqtning o'zida reaktorda joylashgan ko'mirning oz miqdori tufayli rejimning har qanday buzilishi jarayonning to'xtatilishiga olib keladi.

Qatnashish rejimida gazlashtirish variantlaridan biri-quruq pulverizatsiyalangan yoqilg'i o'rniga ko'mir-suvli atala ishlatishdir. Bu reaktorga yoqilg'i etkazib berishni osonlashtiradi va uni yuklash uchun bunker tizimlaridan foydalanish zaruratini yo'q qiladi.

Odatda, gazlashtirish jarayonlarida gazlashtiruvchi vositalar havo, kislorod va suv bug'idir. Havo-bug 'puflash bilan, jarayonni arzonlashtiradigan havo ajratish moslamasiga hojat yo'q, lekin hosil bo'lgan gaz past kaloriya hisoblanadi, chunki u havo azot bilan juda suyultiriladi. Shuning uchun, gazlashtirish sxemalarida bug '-kislorodli portlashga ustunlik beriladi va bug'ning kislorodga nisbati shartlar bilan belgilanadi. jarayonni amalga oshirish. Vodorodni gazlashtirish jarayonlari vodorodni gazga aylantiruvchi vositalardan biri sifatida metanga boy bo'lgan yuqori kaloriyali gaz hosil qilish uchun ishlatadi.

Gazlashtirish harorati tanlangan texnologiyaga qarab keng diapazonda - 850 dan 2000 ° S gacha o'zgarishi mumkin. Harorat rejimi ko'mirning reaktivligi, kulning erish nuqtasi va ishlab chiqarilgan gazning kerakli tarkibi bilan belgilanadi. Avtotermik jarayonlarda reaktordagi harorat bug 'bilan boshqariladi: portlashda kislorod nisbati. Allotermik jarayonlar uchun u sovutish suvining mumkin bo'lgan maksimal isitish harorati bilan chegaralanadi.

Har xil gazlashtirish jarayonlarida bosim atmosferadan 10 MPa gacha o'zgarishi mumkin. Bosimning oshishi jarayonning harorati va energiya samaradorligini oshirish uchun qulay sharoit yaratadi va mahsulot gazidagi metan kontsentratsiyasining oshishiga yordam beradi. Gazni yuqori bosim ostida o'tkaziladigan sintezlarda (sintez gazini siqish narxini pasaytirish) ishlatiladigan gazni olishda bosim ostida gazlashtirish afzalroqdir. Bosimning oshishi bilan gazlashtirish tezligini va gaz generatorlarining birlik quvvatini oshirish mumkin. Qisqichbaqasimon va qo'pol taneli yoqilg'ini gazga aylantirishda, gazlashtirish tezligi bosimning kvadrat ildiziga mutanosib, nozik taneli va maydalangan yoqilg'ini gazga o'tkazishda esa bosimga mutanosib bo'ladi.

Suyuq cüruf chiqaradigan gaz generatorlarida jarayon kulning erishi haroratidan yuqori haroratlarda (odatda 1300-1400 ° C dan yuqori) amalga oshiriladi. "Quruq kul" gaz generatorlari past haroratlarda ishlaydi va ulardan kul qattiq shaklda chiqariladi.

Gazlash gazida uglerod oksidi va vodoroddan tashqari oltingugurt va ammiak bo'lgan birikmalar mavjud bo'lib, ular keyingi sintez katalizatorlari uchun zaharlar, shuningdek fenollar, qatronlar va suyuq uglevodorodlardir. Bu birikmalar gazlashtirgichdan pastda tozalash bosqichida chiqariladi. Sanoat gazlashtirish jarayonlarida sintez gazini oltingugurt birikmalari va karbonat angidriddan tozalash uchun bu komponentlarning fizik va kimyoviy yutilish usullari qo'llaniladi. Absorbator sifatida metanol, propilen karbonat, N-metilpirolidon, sulfolan va di-zopropanolamin, dimetil va polietilen glikollar, etanolaminlar va boshqalar ishlatiladi.

Sintez gazida CO: Ng ning optimal nisbatini ta'minlash uchun maxsus

"3.5. Ko'mirni gazlashtirish jarayonining diagrammasi 1 - ko'mirni quritish va maydalash; 2_ - havoni ajratish; 3 - gazlashtirish; 4 - kul yoki shlakni utilizatsiya qilish; 5 - xom gazni tozalash; 6 - CO konversiyasi;

I - ko'mir; II - suv bug'lari; III - azot; IV-nordon; V - kul yoki cüruf; VI - xom gaz; VII - toza gaz; VIII - NgB, GShz, qatronlar; /.X - sintez gazi; X - C0 3

uglerod oksidini suv bug'iga katalitik konvertatsiya qilish uchun ny blok.

Keyingi ishlov berishga tayyor sintez gazini ishlab chiqarish bilan gazlashtirish jarayonining sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 3.5.

Maksimal issiqlik samaradorligiga erishish uchun va. bu jarayonda gaz generatori yuqori bosimda, kislorod va suv bug'ining kam sarflanishi va past issiqlik yo'qotilishi bilan ishlashi kerak. Bundan tashqari, gazlashtirishda yon mahsulotlarning minimal miqdori ishlab chiqarilishi va bu jarayon turli ko'mirlarni qayta ishlash uchun mos bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Biroq, bu omillarning ba'zilari bir -birini istisno qiladi. Masalan, kislorodning kam sarflanishini ta'minlash va yon mahsulotlardan voz kechish mumkin emas. Shuning uchun, har bir alohida holatda, jarayon parametrlarining optimal kombinatsiyasini tanlash talab qilinadi.

Hozirgi vaqtda 50 dan ortiq turdagi gaz generatorlari ishlab chiqilgan, ammo ulardan faqat * to'rttasi sanoat qo'llanmasini topgan: "Lurgi", "Vinkler", "Koppers-Totzek" va "Texaco" gaz generatorlari. Ushbu qurilmalar asosida amalga oshiriladigan gazlashtirish jarayonlarining asosiy ko'rsatkichlari jadvalda keltirilgan. 3.8.

Lurgi jarayoni sanoat miqyosida birinchi marta 1936 yilda Germaniyada qo'llanilgan. 1952 yilda bu turdagi gaz generatorlarining ikkinchi avlodi yaratildi va hozirgacha turli mamlakatlar Lurgi generatorlari bilan 100 dan ortiq qurilmalar qurilgan. Yagona apparatning quvvati quruq gaz uchun 8 dan 75 ming m 3 / soatgacha oshdi.

Lurgi gaz generatorlarida bo'lakli ko'mir reaksiya zonasiga muhrlangan ozuqa ombori orqali kiritiladi va qarama-qarshi bug '-kislorod aralashmasida gazlashtiriladi. Ikkinchisi ko'mir qatlamini qo'llab -quvvatlaydigan panjara ostida oziqlanadi; quruq kul bir xil panjara orqali chiqariladi. Bug'ning volumetrik nisbati: kislorod ko'mir qatlamining harorati kulning erish nuqtasidan past bo'lishi uchun tanlanadi. Jeneratörning sovutish ko'ylagida to'yingan suv bug'lari hosil bo'ladi.

Gazlashtirgichga kiradigan ko'mir ketma -ket uchta isitish zonasidan o'tadi. Birinchi zonada - reaktsiyaning yuqori qismi

Gaz generatori

Indeks

Ko'mir xarakteristikasi: turdagi zarracha o'lchami, mm namlik,% (massa) Reaktordagi ko'mir holati

Ish bosimi, MPa

Gazlashtirgichdagi maksimal harorat, ° S Portlash turi Kulning holati Ko'mirning gazlashtirgichda qolish vaqti

Uglerod konversiyasi darajasi,% Gaz generatorining maksimal birlik quvvati:

ko'mir, t / soat WMD

gaz uchun, ming m 3 / soat

Iste'mol, t / t WMD: bug 'kislorod

Ovoz nisbati bug ' / kislorod Xom gaz tarkibi *,% (jild):

O'rtacha N 2 nisbati: gazda SO gazning yonish issiqligi (eng yuqori), MJ / m 3 Gaz generatorining issiqlik samaradorligi,%

Barcha ko'mirlar, kokslangan ko'mirdan tashqari 6-40

Statsionar qatlam 2.0-3.0

Quruq 1-3 soat 99

Lignitlar va subbituminlar 0,1-8

Psevdo suyultirilgan

qatlam 0.12-0.21

PAROKISI

20-40 daqiqa 60-90

"KorreGB-

Kesish rejimi

burli Suyuq 0,5-10 s 90-96

"Texas"

ko'mir 0,1-10 40 gacha

O'tkazish rejimida suv-ko'mir suspenziyasi 3.5-4.0

yaxshi cüruf 1-10 s 99

torus - 350 ° C haroratda, u issiq gazlar bilan quritiladi, o'rtada - l haroratda; 600 ° C, ko'mir gazlar, smola va ko'mir hosil bo'lishi bilan yarim kokslashdan o'tadi. 870 ° C haroratda, gaz generatorining tagida joylashgan zona, bug 'va kislorod bilan yonilg'i reaktsiyasida deyarli metan bo'lmagan gaz hosil bo'ladi. Gaz ko'mir qatlamini pastdan yuqoriga o'tkazadi, uning harorati pasayadi va reaktorning sovuq zonalarida metan hosil bo'lish reaktsiyalari davom eta boshlaydi. Shunday qilib, ishlab chiqarilgan gaz gazida to'yinmagan uglevodorodlar va qatronlar mavjud bo'lib, ular gazni majburiy tozalashni talab qiladi va keraksiz komponentlarni sovutish va olib tashlash uchun yuqori suv sarfini keltirib chiqaradi. Gazda metan miqdori ham ko'paygan [8-12% gacha (jild)] 1.

Lurgi usuli yordamida gazlashtirish jarayoni uglerod konversiyasining yuqori darajasi bilan ajralib turadi, 99%ga etadi. Gaz generatorining issiqlik samaradorligi 75-85%ni tashkil qiladi. "Lurgi" jarayonining afzalligi shundaki, u yuqori bosim ostida o'tkaziladi, bu gaz generatorining birlik quvvatini sezilarli darajada oshiradi va uni keyingi sintezda ishlatganda gazni siqish narxini pasaytirish imkonini beradi.

Winkler jarayoni ko'mirni gazlashtirishning birinchi tijorat jarayonidir. Bu turdagi ishlaydigan gaz generatorlarining maksimal birlik quvvati hozirda soatiga 33 ming m 3 gazni tashkil etadi. Jarayon ko'mirni qayta ishlanadigan suyuq qatlamda qayta ishlashga asoslangan atmosfera bosimi... To'shakdagi harorat kulning yumshatish haroratidan 30-50 ° C pastda saqlanadi, u reaktordan quruq holda chiqariladi.

"Winkler" gaz generatori-bu ichkaridan o'tga chidamli material bilan qoplangan apparat, bug'langan kislorod aralashmasini maydalangan ko'mir orqali puflash orqali suyuq qatlam yotqizilgan. Ko'mirning qo'pol zarralari to'g'ridan -to'g'ri to'shakda gazlanadi va mayda zarralar amalga oshiriladi. u va gazlashtiruvchi vosita qo'shimcha ravishda oziqlanadigan reaktorning yuqori qismida 1000-1100 ° S haroratda gazlangan. Reaktorda kuchli issiqlik va massa almashinuvi tufayli hosil bo'lgan gaz piroliz mahsulotlari bilan ifloslanmagan va tarkibida ozgina metan bor. Taxminan 30% kul vintli konveyer yordamida reaktor tubidan quruq holda chiqariladi, qolgan qismi gaz oqimi orqali amalga oshiriladi va siklon va skrubberlarda ushlanadi.

Winkler jarayoni yuqori mahsuldorlikni, turli ko'mirlarni qayta ishlash va yakuniy mahsulotlarning tarkibini nazorat qilish imkoniyatini beradi. Biroq, bu jarayonda reaksiyaga kirishmagan * ko'mirning yo'qotilishi katta - 25-30% gacha (massa.) Reaktordan chiqariladi, bu issiqlik yo'qotilishiga va jarayonning energiya samaradorligining pasayishiga olib keladi. Suyultirilgan to'shak jarayon rejimining o'zgarishiga juda sezgir, past bosim esa gaz generatorlarining ish unumdorligini cheklaydi.

Chiqib ketish rejimida kukunli yoqilg'ini gazlashtirish jarayonlarining vakili "Corregv-T ^ hec" jarayonidir. Sintez gazining soatiga 4 ming m 3 hajmdagi birinchi turdagi sanoat gaz generatori 1952 yilda yaratilgan; zamonaviy gaz generatorlari 36-50 ming m 3 / soat gaz quvvatiga ega.

Gaz generatori-suv bilan sovutiladigan konusning apparati. U bir-biriga qarama-qarshi joylashgan ikkita yoki to'rtta yondirgich bilan jihozlangan va ichidan issiqlikka bardoshli material bilan qoplangan. Reaktivlarning kameraning qarama -qarshi tomondan yonilg'i aralashmasining teskari oqimlari bilan ta'minlanishi natijasida yuqori turbulizatsiya reaktsiyalarning paydo bo'lishini ta'minlaydi. yuqori tezliklar va hosil bo'lgan gaz tarkibini yaxshilash.

Ko'mir oldindan 0,1 mm dan oshmaydigan zarrachalarga maydalanadi va namlik miqdori 8% dan oshmaydigan quritiladi. Bunkerlardan chiqadigan ko'mir kukunlari yondirgichlarga bu jarayon uchun zarur bo'lgan kislorodning bir qismi oqimi bilan beriladi. Qolgan kislorod suv bug'lari bilan to'yingan, isitiladi va to'g'ridan -to'g'ri kameraga quyiladi. Quvurli ko'ylagi orqali reaktorga juda qizib ketgan bug 'kiritiladi, bu reaktor devorlarini yuqori haroratdan himoya qiluvchi pardani hosil qiladi. Yonish zonasida 2000 ° C gacha bo'lgan gaz haroratida, yoqilg'ining uglerodi deyarli 1 soniyada reaksiyaga kirishadi. Issiq generatorli gaz chiqindi issiqlik qozonida 300 ° C gacha sovutiladi va 10 mg / m 3 dan kam bo'lgan changni tozalash vositasida suv bilan "yuviladi". Ko'mir tarkibidagi oltingugurt 90% vodorod sulfidga va 10% uglerod sulfidga aylanadi. Shlak suyuqlik shaklida chiqariladi va keyin granulyatlanadi.

Jarayonning yuqori harorati tufayli gazlashtirish uchun har qanday ko'mir turini ishlatish mumkin, shu jumladan pishirish va hosil bo'lgan gaz metanda kambag'al va kondensatsiyalanadigan uglevodorodlarni o'z ichiga olmaydi, bu uning keyingi "tozalanishini" osonlashtiradi. Jarayonning kamchiliklari past bosim va kislorod iste'molining ko'payishini o'z ichiga oladi.

Texaso jarayoni 4 MPa gacha bosimda ishlaydigan vertikal chiziqli gaz generatorida ko'mir suvli atala gazlashtirishga asoslangan. U tajriba zavodlarida sinovdan o'tkazildi va hozirda bir qancha yirik savdo gaz generatorlari qurilmoqda. Texaso jarayoni ko'mirni oldindan quritishni talab qilmaydi va xom ashyoning suspenziya shakli ozuqa agregati dizaynini osonlashtiradi. Jarayonning kamchiliklari yonilg'i va kislorod iste'molining ko'payishini o'z ichiga oladi, bu suvning bug'lanishi uchun qo'shimcha issiqlik ta'minlanishi bilan bog'liq.

Hozirgi vaqtda avtotermik jarayonlarni takomillashtirish bo'yicha olib borilayotgan ishlar asosan gazlashtirish bosimini oshirishga, birlik quvvatini va issiqlik samaradorligini oshirishga qaratilgan. e. reaktorlar, yon mahsulot hosil bo'lishining maksimal kamayishi. Avtotermal gazlashtirish jarayonlarida 30% gacha ko'mir gaz hosil bo'lishi uchun emas, balki kerakli issiqlikni olish uchun sarflanadi. Bu jarayonlarning iqtisodiyotiga, ayniqsa, ko'mir qazib olish qiymati yuqori bo'lganida, salbiy ta'sir ko'rsatadi. Shu sababli, yaqinda metall eritmalaridan yoki yuqori haroratli yadroviy reaktorlardan olinadigan issiqlik yordamida qattiq yoqilg'ini allotermik gazlashtirish sxemalarini ishlab chiqishga katta e'tibor qaratildi.

Eritish jarayonlari - bu ko'mirni gazga aylantirish usuli. Ularda ko'mir va gazlashtiruvchi vosita erigan metallar, cüruflar yoki tuzlar yuzasiga beriladi, ular issiqlik tashuvchi rolini o'ynaydi. Eng istiqbolli jarayon eritilgan temir bilan bog'liq, chunki bir qator mamlakatlarda mavjud bo'lgan qora metallurgiyada kislorod konvertorlarining bo'sh imkoniyatlaridan foydalanish mumkin. Bu jarayonda erigan (harorati 1400-1600 ° S) temir hammomli o'tga chidamli material bilan qoplangan ichi bo'sh konvertor-apparat gaz generatori vazifasini bajaradi. Kislorod va suv bug'lari bilan aralashtirilgan ko'mir changlari apparatning yuqori qismidan eritma yuzasiga perpendikulyar yuqori tezlikda beriladi. Bu oqim, xuddi, eritma yuzasida hosil bo'lgan loyni puflab, eritmani aralashtirib, ko'mir bilan aloqa qilish yuzasini oshiradi. Yuqori harorat tufayli gazlashtirish juda tez sodir bo'ladi. Uglerod konversiyasi darajasi 98%ga etadi va issiqlik samaradorligi. va boshqalar 75-80%ni tashkil qiladi. Temir ham gazlashtirish katalizatori rolini o'ynaydi, deb ishoniladi. Eritmaga ohak qo'shilsa, ikkinchisi ko'mir oltingugurt bilan reaksiyaga kirishib, kaltsiy sulfid hosil qiladi, u doimo cüruf bilan birga chiqariladi. Natijada, ko'mir tarkibidagi oltingugurtdan sintez gazini 95% ga bo'shatish mumkin - Eritma bilan ishlov berish jarayonida olingan sintez gazida 67% (hajm) CO va 28% (hajm) H 2 bo'ladi. . To'ldiriladigan temir yo'qotilishi 5-15 g / m 3 gazni tashkil qiladi.

Qattiq yoqilg'ilarni gazlashtirish uchun yuqori sifatli issiqlikning istiqbolli keng ko'lamli va nisbatan arzon manbai yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan yadroviy reaktor bo'lishi mumkin, u hozirda ishlab chiqilmoqda va sinovdan o'tkazilmoqda. Reaktor ko'mirni gazlashtirish jarayoni uchun yuqori sifatli issiqlik (950 ° C) etkazib berishni ta'minlaydi. Oraliq geliy halqasidan issiqlik bug 'gazlashtirish reaktoriga to'g'ridan -to'g'ri ko'mirga o'tkaziladi, bug' ta'sirida sintez gaziga aylanadi. Yuqori haroratli issiqlik energiyasidan foydalangan holda gazlashtirish yadroviy reaktor teng miqdordagi sintez gazini ishlab chiqarish uchun ko'mirga bo'lgan ehtiyoj ototermik jarayonlarga nisbatan 30-50%ga kamayadi, shu bilan birga jarayonning ekologik tozaligi oshadi.

Sintez gazidan jarayon sharoitiga va ishlatiladigan katalizatorga qarab uglevodorodlar va kislorodli birikmalarning keng assortimentini olish mumkin. Hozirgi vaqtda sanoat miqyosida sintez gazi metanol, suyuq uglevodorodlar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Hatto 1925 yilda F. Fisher va X. Tropshlar CO va H 2 dan alifatik uglevodorodlar sintezini amalga oshirganlar, ularning nomi bilan atalgan. Sintez atmosfera bosimi va 250-300 ° S haroratda temir va kobalt katalizatorlarida amalga oshirildi. Tadqiqot va ishlab chiqarish amaliyotida kobalt va temir katalizatorlarining modifikatsiyalari, erigan, sinterlangan, tsementlangan va dizelgut, kaolin va boshqa konstruktsiyali (A1 2 0z, V2O5, SiO2) va kimyoviy (CuO, CaO, ZnO, K2O) tayanchlarga yotqizilgan. "Temir katalizatorlari ishtirokida olefinlar va kislorodli birikmalar hosil bo'ladi. Kobalt katalizatorlari asosan yuqori molekulyar og'irlikdagi oddiy tuzilishga ega alkanlar hosil bo'lishiga yordam beradi.

Amaldagi reaktorlarning konstruktsiyasi Fischer - Tropsch sintezi jarayonining parametrlari va hosil bo'lgan mahsulotlarning tarkibiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Qattiq katalizatorli yotoqli, past haroratda ishlaydigan apparatlarda asosan alifatik uglevodorodlar olinadi. Reaktsiyalar yuqori haroratda o'tkaziladigan suyuq yotoqli reaktorlarda mahsulotlarda katta miqdordagi olefinlar va kislorodlar mavjud.

1930 yillarning o'rtalarida Germaniya va Angliyada Fischer-Tropsch sintezi uchun birinchi sanoat korxonalari ishga tushirildi. 1943 yilga kelib, bu usul bilan motorli yoqilg'i ishlab chiqarish uchun yaratilgan qurilmalarning umumiy quvvati yiliga 750 ming tonnadan oshdi. Ularning ko'pchiligi sobit kobalt katalizatoridan foydalangan. Yiliga 365 ming tonna uglevodorod mahsulotlarini ishlab chiqarish quvvatiga ega bo'lgan temir katalizatorining suyuq qatlamli tajriba zavodi 1948-1953 yillarda ishlatilgan. AQShda. 1937 yildan beri Dzerjinskda Fischer-Tropsch sintezi bo'yicha mahalliy tajriba zavodi bir necha yillardan beri ishlamoqda. 1952 yildan boshlab Novocherkasskda sintez gazidan uglevodorodlar ishlab chiqarish ishlari olib borilmoqda, bu erda sintez kobalt katalizatori yotqizilgan reaktorlarda amalga oshiriladi va maqsadli mahsulotlar suyuq uglevodorod erituvchilar, yuvish vositalari uchun xom ashyo va boshqa kimyoviy mahsulotlardir.

1954-1957 yillarda. Janubiy Afrikada ko'mirni 5ABOO-1 suyuq motorli yoqilg'isiga qayta ishlash uchun yiliga 230 ming tonna suyuq mahsulot ishlab chiqarish uchun sanoat korxonasi qurildi. Keyinchalik, bir xil joyda yana ikkita o'xshash korxona-BABO-P (1981) va BABO-SH (1983) tashkil etildi, ularning har birining nominal quvvati yiliga 2200 ming tonna suyuq mahsulot.

Barcha korxonalarda 1% oltingugurtli va yonish harorati 23 MJ / kg bo'lgan yuqori kulli (30% gacha) bitumli ko'mirni gazlashtirish gaz bosimi ostida ishlaydigan "LU ^" gaz generatorlarida amalga oshiriladi. BOTTOMning sxematik oqim diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3.6. Bu erda ikkita konstruktsiyaning reaktorlari ishlatiladi: statsionar va katalizatorning suyuq qatlami (boshqa zavodlarda - faqat suyuq qatlamli reaktorlar). Har bir qattiq yotoqli reaktorda katalizator quvurlarga joylashtiriladi (2000 donadan ortiq. Uzunligi 12 m va ichki diametri 50 mm). Gaz quvurlardan yuqori chiziqli tezlikda o'tadi, bu reaksiya issiqligini tezda olib tashlashni va quvurlarning deyarli butun uzunligi bo'ylab izotermikga yaqin sharoitlar yaratilishini ta'minlaydi. Reaktordagi ish bosimi 2,7 MPa va taxminan 230 ° C haroratda alkanlar maksimal chiqishiga erishiladi.

Guruch. 3.6. ZABOI o'simlik diagrammasi:

1 - kislorod ishlab chiqarish; 2 - gaz generatorlari; 3 - elektr stantsiyasi; 4 - "Fenosolvan" jarayoni; 5 - ajratish; 6 - qatronlar va yog'larni qayta ishlash; 7 - "rektizol" jarayoni; 8, 9 - Fischer - Tropsch sintez reaktorlari, o'z navbatida, katalizatorning sobit va suyuq qatlamli; 10 - konvertatsiya; 11 - kislorodli birikmalarning ajralib chiqishi; 12 - kerosinlarni tozalash; 13 - suyuq mahsulotlarni qayta ishlash; 14 - olefinlarning oligomerizatsiyasi; 15 - kriogen ajratish; 16 - ammiak sintezi;

I - havo; II - ko'mir; III - suv; IV - qadam; V - kreozot; VI-benzol-toluen-cr-kul fraktsiyasi; VII - keng benzin fraktsiyasi; VIII - fenollar; IX - spirtli ichimliklar; ketonlar; XI - suyuq mahsulotlar; XII - tozalangan kerosinlar; XIII - qozon yoqilg'isi; XIV - dizel yoqilg'isi; XV - benzin; XVI - shahar tarmog'iga yoqilg'i gazi; XVII - 0 2; XVIII - N2; XIX - gazlar C 3 -C 4; XX - H 2; XXI - nordon pichoqlar:

XXII - YNz; XXIII - (Ichki ishlar vazirligi

Katalizator qatlami (diametri 2,2 m va balandligi 36 m) bo'lgan reaktorlarda sintez 300-350 ° S haroratda va 2-3 MPa bosimda, gaz oqimi tezligida amalga oshiriladi. reaktorga soatiga 100 ming m 3 ga etadi. Reaktsiya mahsulotlari cho'kma qismiga, so'ngra tsiklonlar ichiga kirgan katalizator changini ajratadi. Xom sintez gazidagi NH: CO nisbati 2,4-2,8 ni tashkil qiladi, natijada hosil bo'lgan suyuq mahsulotlar olefinlarning ko'payishi bilan ajralib turadi. BABOE korxonalarida gidroksidi bilan ishlangan temirga asoslangan katalizatorlar barcha turdagi reaktorlarda qo'llaniladi; bu katalizatorlar arzon va metanning past rentabelligini ta'minlaydi; 1 tonna suyuq mahsulot ishlab chiqarish uchun ko'mir sarfi 5,6-6,4 tonnani tashkil qiladi. Issiqlik samaradorligi ko'mirni Fischer-Tropsch sintezi yordamida motor yoqilg'isiga qayta ishlash kompleksi 35-40%ni tashkil qiladi. Har xil turdagi reaktorlarda olingan benzin va dizel fraktsiyalarining xossalari sezilarli darajada farq qiladi (3.9 -jadval). Bu zavodlarda motor yoqilg'isi bilan bir qatorda ammiak, oltingugurt va boshqa kimyoviy mahsulotlar ishlab chiqariladi.

Boshqa suyultirish jarayonlari singari, ko'mirni gazlashtirish keyinchalik motor yoqilg'isini sintez qilish uchun yuqori kapital va ekspluatatsion xarajatlarni talab qiladi. Masalan, ZABO-P zavodi qurilishi uchun kapital qo'yilmalar qariyb 4 milliard dollarni tashkil etdi (1980 yildagi narxlarda). 8000 soatlik ish bilan zavodning umumiy ekspluatatsion xarajatlari yiliga 987 million dollarni tashkil etadi (1980 yil narxlarida), shu jumladan:

Ko'mir narxi 125
Xodimlarga texnik xizmat ko'rsatish 80
Elektr 80
Katalizatorlar va reagentlar 24
Suv 2
80 ta yordamchi va ta'mirlash
Yuqori 80
Amortizatsiya ajratmalari 520

Gidrogenlash jarayonlari bilan solishtirganda, Fischer - Tropsch sintezi orqali ko'mirni suyultirish usuli asbob -uskunalar va ish sharoitlari jihatidan sodda, lekin uning issiqlik samaradorligi taxminan 15% pastroq.

Ko'mirni gidrogenizatsiya qilish-turli xil moddalar, organik erituvchilar, katalizatorlar va boshqalar ishtirokida vodorod bosimi ostida yuqori molekulyar moddalarni (OMK) vodorod bosimi ostida 400-500 ° S gacha suyuq va gazsimon mahsulotlarga aylantirish. Bu jarayonning ilmiy asoslari 20 -asrning boshlarida ishlab chiqilgan. V.N.Ipatiev, N.D.Zelinskiy, F. Bergius, F. Fisher va boshqalar.30 -yillarda. ba'zi mamlakatlarda, xususan Germaniya va Buyuk Britaniyada qurilgan sanoat korxonalari ko'mir va ko'mir smolasidan benzin, dizel yoqilg'isi, moylash materiallari, kerosinlar, fenollar va boshqalarni ishlab chiqarish uchun. 1940 -yillarda. ko'mirdan suyuq mahsulotlar ishlab chiqarish yiliga 4 million tonnadan oshdi. 1950 -yillarda. ko'mirni gidrogenlash SSSRda yarim sanoat miqyosida o'zlashtirildi.

1950 -yillarda. SSSR, Yaqin Sharq va dunyoning boshqa mintaqalarida boy neft konlari topilgan. Ko'mirdan sintetik suyuq yoqilg'i ishlab chiqarish deyarli to'xtatildi uning narxi neftdan olinadigan motor yoqilg'isining narxidan 5-7 baravar yuqori edi. 70 -yillarda. neft narxi keskin oshdi. Bundan tashqari, mavjud neft iste'moli miqyosi (yiliga ~ 3 milliard tonna) bilan iqtisodiy usullar bilan ishlab chiqarishga yaroqli bo'lgan zaxiralari XXI asr o'rtalarida tugashi aniq bo'ldi. Suyuq moy o'rnini bosuvchi mahsulotlarni olish uchun qattiq yoqilg'ini, asosan ko'mirni qayta ishlashga jalb qilish muammosi yana dolzarb bo'lib qoldi.

Ko'mirni gidrogenlash uchun oksidlanmagan jigarrang va past metamorfozli ko'mir ishlatiladi. Ularda mineral qismning tarkibi 5-6%dan oshmasligi kerak, C: H - 16 nisbati, uchuvchi moddalarning chiqishi 35%dan yuqori bo'lishi kerak, vitrinit va liptinit guruhining petrografik komponentlari tarkibi 80%. Yuqori kulli ko'mirlar oldindan qayta ishlanishi kerak.

Odatda vodorodlash uchun ishlatiladigan 70-85%C tarkibli OMU-bu fazoviy tuzilgan bloklardan (oligomerlardan) tashkil topgan o'zini o'zi bog'laydigan multimer. Bloklarga uglerod atomlari, vodorod va geteroatomlarning (O, N, S) makromolekulalari kiradi, bu elektron zichligining notekis taqsimlanishiga olib keladi; shuning uchun donorlar-akseptorlarning o'zaro ta'siri bloklarda sodir bo'ladi. vodorod aloqalari hosil bo'ladi. Bunday bog'lanishlarning uzilish energiyasi 30 kJ / mol dan oshmaydi. Molekulyar og'irligi 200-300, 300-700 va 700-4000 bo'lgan bloklar mavjud bo'lib, ular mos ravishda heptan (neft), benzol (asfaltenlar) va piridin (asfaltenlar) da eriydi. Bloklar ichida makromolekulalar metilen bilan, shuningdek O-, N- va S o'z ichiga olgan ko'priklar bilan bog'lanadi. Bu aloqalarning uzilish energiyasi bloklarning uzilish energiyasidan 10-15 barobar katta. Ko'mirni gidrogenlash jarayonida bloklar birinchi navbatda ajralib chiqadi. Keyinchalik bloklarni yo'q qilish yuqori haroratni va faol H2 ni talab qiladi. Ko'mirdan suyuq mahsulot olish uchun vayron qilish bilan birga hosil bo'lgan past molekulyar og'irlikdagi to'yinmagan birikmalarni gidrogenlash kerak.

Ko'mirni gidrogenlashning asosiy texnologik sxemasi rasmda ko'rsatilgan:

Rasm: ko'mir gidrogenatsiyasining sxematik diagrammasi.

Dastlabki operatsiyalar - ko'mir tayyorlash.

Maxsus sirt maydonini ko'paytirish uchun ko'mir 0,1 mm dan kichik zarrachalarga bo'linadi, ko'pincha quritish bilan birgalikda. Eng yaxshi natijalarga vibratsiyali silliqlash va parchalagichda silliqlash orqali erishiladi. Bu holda, o'ziga xos sirt maydoni 20-30 barobar, o'tish teshiklari hajmi 5-10 barobar oshadi. Sirtning mexanik-kimyoviy faollashuvi sodir bo'ladi, buning natijasida ko'mirning reaktivligi oshadi (ayniqsa, pasta hosil qiluvchi erituvchi va katalizator bilan aralashmada maydalashda). Quritish muhim rol o'ynaydi. Namlik teshiklarni to'ldiradi, reagentlarning ko'mirga kirishiga to'sqinlik qiladi, jarayon davomida reaksiya zonasida chiqariladi, H2 ning qisman bosimini pasaytiradi, shuningdek miqdorini oshiradi. Chiqindi suv... Ko'mirlar namlik qoldiqlari 1,5% gacha bo'lgan quvurli bug 'quritgichlari, girdobli kameralar, quvur quritgichlar yordamida quritiladi, bunda minimal O2 (0,1-0,2%) bo'lgan issiq tutunli gazlar issiqlik tashuvchisi bo'lib xizmat qiladi. oksidlanishga uchraydi ... Reaktivlikning pasayishiga yo'l qo'ymaslik uchun ko'mir 150-200 ° C dan yuqori qizdirilmaydi.

Qurol-yarog 'suyuq mahsulotlarga aylanish darajasini oshirish uchun ko'mirga og'irligi 1-5% bo'lgan katalizator (tuz eritmalaridan, kukun, emulsiya yoki suspenziya shaklida) qo'llaniladi. Katalizator qanchalik faol bo'lsa, ko'mir vodorodlanishi mumkin bo'lgan bosim shunchalik past bo'ladi. Mo, V, Sn birikmalari maksimal katalitik faollikka ega, undan foydalanganda ko'mirni gidrogenlashi nisbatan past bosimda - 10-14 MPa bajarilishi mumkin. Biroq, konversiya qilinmagan ko'mirning qolgan qismi bilan aralashmani qayta tiklash qiyinligi sababli ulardan foydalanish cheklangan. Shuning uchun, ko'p jarayonlarda, past faollikka ega bo'lsada, katalizatorlardan foydalaniladi (masalan: boksitdan A12O3 ajralib chiqqandan keyin qizil loy-chiqindilar), ularning etarli bo'lmagan faolligini vodorod bosimini 30-70 MPa gacha oshirish orqali qoplaydi.

Ko'mirni gidrogenlash samaradorligi ko'p jihatdan aniqlanadi kimyoviy tarkibi va pasta hosil qiluvchi erituvchining xossalari, aralashmada (pasta hosil qiluvchi moddaning 50-60%), ko'mir qayta ishlanadi. Yopishtiruvchi vositada ko'mirni suyuq fazada ushlab turish uchun tarkibida asfalten miqdori kam bo'lgan, ko'mirni gidrogenlash mahsulotining yuqori qaynaydigan fraktsiyalari (qaynash harorati> 325 ° C) bo'lishi kerak. Ko'mirni gidrogenlashning ko'p variantlarida, molekulyar vodorod faol bo'lmagan holatda, nisbatan past haroratda (200-350 ° S) ko'mir multimeridan hosil bo'lgan bloklarni barqarorlashtirish uchun yopishtiruvchi moddaga vodorod beruvchi xususiyatlarga ega moddalar qo'shiladi. Bloklar vodorodni donorlardan osongina ajratib yuboradi va shuning uchun "bir -biriga yopishmaydi".

Pasta hosil qiluvchi agentning vodorod beruvchi komponenti 300-400 ° S qaynash nuqtasi bilan ko'mirni gidrogenlash fraktsiyasini gidrogenlash yo'li bilan olinadi. Bunda bi-, tri- va tetratsiklik aromatik uglevodorodlar qisman vodorodlanib, vodorod hosilalarini hosil qiladi, ular naften uglevodorodlarga qaraganda yuqori tezlikda vodorod chiqarishga qodir. Yapıştırıcıda donor miqdori 20-50% bo'lishi mumkin (yopishtiruvchi moddaning tarkibi xom ashyoning turiga va gidrogenlanish sharoitiga qarab optimallashtiriladi). Neft mahsulotlarining yuqori qaynab turgan fraktsiyalari ham donor sifatida ishlatiladi.

OMU konversiyasi darajasi ko'mir va uning parchalanish mahsulotlari (g-pikolin, xinolin, antrasen va boshqalar) bilan o'zaro ta'sir o'tkazishga qodir organik qo'shimchalar-birikmalarni yopishtiruvchi vositaga kiritilishi bilan ortadi. Qo'shimchalar, shuningdek, ko'mirni birinchi marta yo'q qilish paytida hosil bo'lgan reaktiv radikallarni vaqtincha barqarorlashtiradi. kondensatsiyalanadigan yon mahsulotlarning paydo bo'lishining oldini olish.

Olingan ko'mir moyi pastasi aylanadigan vodorodli gaz bilan aralashtiriladi (kirishda 80-85% H2, chiqishda 75-80%) issiqlik almashinuvi tizimida va quvurli pechda isitiladi va keyin reaktorga yuboriladi. gidrogenlash. 1 tonna pasta uchun 1,5-5,5 ming m3 gaz kiritiladi. Reaksiya aralashmasini sovutish va doimiy haroratni ushlab turish uchun gazning bir qismi reaktorga sovuq holda beriladi, chunki ko'mirni gidrogenlash jarayonida 1 kg ko'mirga 1,2-1,6 MJ chiqariladi. Haroratning oshishi bilan OMUning vayron bo'lish tezligi oshadi, lekin shu bilan birga gidrogenlash tezligi pasayadi.

Gidrogenlash ketma -ket uch yoki to'rt silindrli ichi bo'sh reaktorlarda amalga oshiriladi. Ko'mirni gidrogenlash davomiyligi, qoida tariqasida, reaktsiya tizimidagi ko'mir-moy pastasining volumetrik oqim tezligi bilan belgilanadi. Bu tezlik ko'mir turiga, pasta yopishtirishga, katalizatorga, jarayonning harorati va bosimiga bog'liq. Optimal kosmik tezlik empirik tarzda tanlanadi va odatda soatiga 1 m3 reaktsiya hajmiga 0,8-1,4 tonnani tashkil qiladi (yuqori kosmik tezlikdagi jarayonlar ishlab chiqilmoqda).

Reaksiya mahsulotlari ajratgichda bug' -gaz aralashmasiga va og'ir qoldiq - loyga bo'linadi. Birinchi oqimdan suyuq mahsulotlar (neft, suv) va gaz ajratiladi, ular to'yingan uglevodorodlar (C1-C4), NH3, H2S, CO2 va CO, H2O ajratilgandan so'ng 95-97% H2 bilan boyitiladi va qaytariladi. jarayonga. Loy suyuq mahsulotlarga va qattiq qoldiqlarga bo'linadi. Suyuq mahsulotlar suvni ajratgandan so'ng, qaynash nuqtasi 325-400 ° S gacha bo'lgan qoldiq va qoldiq bilan distillashga o'tkaziladi, ular pasta tayyorlash jarayoniga qaytariladi.

OMUning murakkab tuzilishi, uning bo'laklarining reaktivligi turlicha bo'lganligi sababli, yakuniy suyuq mahsulotlar tarkibida ko'plab komponentlar, asosan, parafinli va naftenli uglevodorodlarning aralashmalari bo'lgan mono va bisiklik aromatik va geterotsiklik birikmalar, shuningdek fenollar, piridin asoslari va ajratish mumkin bo'lgan boshqa moddalar ...

Ko'mirdan qimmatbaho kimyoviy birikmalar olish uchun issiqlik bilan ishlov berish jarayonlari (yarim kokslash, kokslash) yoki bosim ostida vodorod ishtirokida issiqlik bilan ishlov berish (gidrogenlash) ishlatiladi.

Ko'mirning termal parchalanishi koks, smola va gazlarning (asosan metan) hosil bo'lishi bilan kechadi. Bitumli ko'mirli yarimo'tkazuvchi qatronlar asosan aromatik birikmalarni o'z ichiga oladi. Jigarrang ko'mirlarning yarim koklangan qatronlari aromatik birikmalar bilan bir qatorda ko'p miqdorda to'yingan sikloalkanlar va alkanlarni ham o'z ichiga oladi. Koka-maqsadli yarim kokslanadigan mahsulot. Vodorod ishtirokida ko'mirni issiqlik bilan qayta ishlashda ko'mirning organik massasini deyarli butunlay suyuq va gazsimon uglevodorodlarga aylantirish mumkin.

Shunday qilib, ko'mirni gidrogenlashdan nafaqat motor va aviatsiya yoqilg'ilari, balki asosiy neft -kimyo xom ashyosini olish mumkin.

Ko'mirni vodorod bilan suyultirish - bu murakkab jarayon bo'lib, u bir tomondan, harorat ta'sirida eng kuchli valentlik aloqalari uzilishi bilan organik ko'mir massasining tuzilishini qisqartirishni, boshqa tomondan esa gidrogenlashni o'z ichiga oladi. singan va to'yinmagan bog'lanishlar. Vodoroddan foydalanish to'g'ridan -to'g'ri gidrogenlash natijasida hosil bo'lgan mahsulotlarda H: C nisbatini oshirish uchun ham, yo'q qilingan makromolekulalarning parchalanish mahsulotlarini barqarorlashtirish uchun ham zarurdir.

Nisbatan past bosim ostida - 10 MPa gacha bo'lgan ko'mirni vodorodlashtirish jarayonini amalga oshirish neftga asoslangan yoki ko'mirli vodorod donorli pastasini ishlatish va samarali katalizatorlardan foydalanish mumkin.

Ko'mirni suyultirishdagi asosiy muammolardan biri-vodorodni donor-pasta hosil qiluvchi vositalardan ko'mir moddasiga o'tkazish jarayonini optimallashtirishdir. Donor molekulalarining vodorod bilan to'yinganligining optimal darajasi mavjud. Pasta tarkibida ko'mirni suyultirish mahsulotlariga qaraganda 1-2% ko'proq vodorod bo'lishi kerak. Donorlar tarkibiga har xil turdagi o'rinbosarlarning kiritilishi ham termodinamik, ham kinetik xususiyatlarga ta'sir qiladi. Vodorodni donorlardan tashuvchilarga - aromatik birikmalar molekulalariga - erkin radikal mexanizmiga ko'ra bosqichma -bosqich o'tadi.

Past bosimda (10 MPa gacha) donorlardan foydalanish ko'mirga 1,5% dan ko'p bo'lmagan vodorod biriktirishga imkon beradi va ko'mirni chuqur suyultirish uchun (90% yoki undan ko'p) 3% gacha vodorod biriktirish kerak, buni gaz fazasidan kiritish orqali amalga oshirish mumkin.

Temir va boshqa elementlar bilan birgalikda ishlatiladigan molibden katalizatori jarayonni sezilarli darajada kuchaytiradi, ko'mirni suyultirish chuqurligini oshiradi va mahsulotlarning molekulyar og'irligini kamaytiradi.

Ko'mirni gidrogenatsiyalashning asosiy asosiy mahsuloti ~ 15% qattiq mahsulotlar (kul, konvertatsiya qilinmagan ko'mir, katalizator) bo'lgan gidrogenat va loydir. Vodorod aralashmasida C1-C4 uglevodorodlari, ammiak, vodorod sulfidi, uglerod oksidi bo'lgan gazli gidrogenlash mahsulotlari qisqa davrli adsorbsiya yo'li bilan tozalashga yuboriladi va 80-85% vodorodli gaz jarayonga qaytariladi.

Vodorodli mahsulot kondensatsiyasi paytida suv ajratiladi, uning tarkibida erigan ammiak, vodorod sulfidi va fenollar (mono- va poliatomik aralashmasi) bor.

Quyida ko'mirni kimyoviy qayta ishlash sxemasi keltirilgan (2.3 -sxema).

Suv kondensati tarkibida 12-14 g / l quyidagi tarkibdagi fenollar mavjud (% (massa):

Fenollarni, aromatik uglevodorodlarni va olefinlarni olish uchun ko'mirni suyultirish mahsulotlarini kimyoviy qayta ishlash sxemasi ishlab chiqilgan bo'lib, u quyidagilarni o'z ichiga oladi: bp bilan fraktsiyani ajratish uchun distillash. 513 K gacha; xom fenollarni ajratish va qayta ishlash; gidroteknik defenolizatsiyalangan keng fraktsiya tbp bilan. 698 K gacha; gidrotizatsiyalangan mahsulotni shunday kipli fraktsiyalarga distillash. 333, 333-453, 453-573 va 573-673 K gacha; benzinli fraktsiyalar rentabelligini oshirish maqsadida o'rta fraktsiyalarni gidrokreking; shunday kipli kasrlarni katalitik isloh qilish. 453 K gacha; aromatik uglevodorodlarni qazib olish; rafinatli benzin pirolizi.

Kansk-Achinskiy ko'mir havzasining Borodinskiy konidan jigarrang ko'mirni qayta ishlashda ko'mirning quruq og'irligi bo'yicha quyidagi birikmalarni olish mumkin (og'irlik bo'yicha%)):

Bundan tashqari, C1-C2 uglevodorodli gazlarning 14,9% ni ajratish mumkin; 13,4% - suyultirilgan uglevodorod gazlari C 3 -C 4, shuningdek 0,7% ammiak va 1,6% vodorod sulfidi.

Ixtiro kimyoviy texnologiyaga, ya'ni ko'mirni suyultirishga taalluqlidir va undan sintetik motorli yoqilg'i ishlab chiqarishda foydalanish mumkin. Ko'mirni gidrogenlash usuli tarkibida temir oksidlari bo'lgan suv bug'lari bo'lgan muhitda ko'mir gidrogenatining yuqori qaynab turgan qismini termik modifikatsiyalash mahsulotlariga asoslangan, ko'mir o'z ichiga olgan ko'mir-moy pastasini tayyorlashni o'z ichiga oladi. 450-500 ° S haroratda va tarkibida temir bo'lgan katalizator mexanik-kimyoviy ishlov berildi va ultratovush yordamida ko'mirni gidrogenlash fraktsiyasi yordamida tarqatildi, 180-300 ° S haroratda qaynatiladi va 5-20% miqdorida olinadi. yuqoridagi pastaning oldingi massasi, so'ngra uni pastaga qo'shib qo'yish. Keyinchalik, ko'mir-moy pastasi vodorodli muhitda yuqori bosimda isitiladi, so'ngra maqsadli mahsulotlarni ajratib olinadi. Ixtironing texnik natijasi - oltingugurt tarkibini kamaytirmasdan, uning hosilini kamaytirmasdan, ko'mirni gidrogenatsiyalashning suyuq mahsulotlarining distillatlangan fraktsiyalari sifatini yaxshilashdir. 1 varaq.

Ixtiro kimyoviy texnologiyaga, ya'ni ko'mirni suyultirishga taalluqlidir va sintetik dvigatel yoqilg'isining tarkibiy qismlari bo'lgan oltingugurt miqdori past bo'lgan suyuq ko'mir mahsulotlarining distillangan fraktsiyalarini olish uchun ishlatilishi mumkin.

Ko'mirni gidrogenlashi vodorod bosimi ostida vodorod-donorlik xususiyatiga ega bo'lgan xamir hosil qiluvchi muhitda katalizatorlar ishtirokida yuqori haroratda amalga oshiriladi. Oltingugurt qo'shimchalari yoki oltingugurt o'z ichiga olgan birikmalar bilan katalizator sifatida faollashtirilgan rudalarni qayta ishlash natijasida temir kukuni yoki tarkibida temir bo'lgan chiqindilar yordamida ko'mirni gidrogenlashning bir qancha usullari mavjud. Ko'mir konversiyasi katalizatorlar va oltingugurtni energiyani ko'p talab qiladigan tegirmonlarda - aktivatorlarda kombinatsiyalangan ishlov berish bilan ortadi.

Yuqoridagi usullarning nochorligi distillat fraktsiyalarida oltingugurt miqdori oshishi hisoblanadi.

Taklif etilgan ixtiroga eng yaqin bo'lgan usul-ko'mirni gidrogenlash usuli, shu jumladan, ko'mirdan ko'mir-moy pastasini tayyorlash, oltingugurt bilan birga mexanik-kimyoviy ishlov beriladigan pasta va temir o'z ichiga olgan katalizator, pastani yuqori bosimda qizdirish. vodorod atmosferasi, undan keyin maqsadli mahsulotlar chiqariladi. Temir-oksidli suv bug'lari muhitida 450-500 ° C haroratda suv bug'lari bo'lgan muhitda, termik yorilishdan so'ng, yopishtiruvchi vositani katalizator bilan aralashtirishdan so'ng, ko'mir vodorodlangan mahsulotning yuqori qaynab turgan qismi yopishtiruvchi vosita sifatida ishlatiladi. ko'mir moyi pastasi.

Bu usulning nochorligi distillat fraktsiyalarida oltingugurt miqdori oshganligi sababli maqsadli mahsulotlarning past sifatidir. Gidrogenlash jarayonida olingan mahsulotlarni qo'shimcha gidrotizatsiyasiz motorli yoqilg'ining tarkibiy qismi sifatida ishlatish mumkin emas. Bundan tashqari, usulning kamchiliklariga mexanik aralashtirish orqali yopishqoq pastada katalizatorning tarqalish davomiyligi va etarli darajada bo'lmaganligi kiradi.

Ixtiro maqsadi - oltingugurt tarkibini kamaytirmasdan, uning hosilini kamaytirmasdan, ko'mirni gidrogenlashdan olingan suyuq mahsulotlarning distillangan fraktsiyalarining sifatini yaxshilash.

Vazifaga ko'mirni gidrogenlash usulida, shu jumladan ko'mirdan ko'mir-moy pastasini tayyorlashda, avvalgi ko'mir gidrogenatining yuqori qaynab turgan qismini termik modifikatsiyalash mahsulotlariga asoslangan pasta olish orqali erishiladi. 450-500 ° S haroratda temir oksidi va suv tarkibidagi katalizatorli mexanik-kimyoviy ishlov beriladigan suv bug'lari muhiti, pastani vodorodli muhitda yuqori bosimda qizdirib, keyinchalik maqsadli mahsulotlarni ajratib olish. kashfiyotda mexanik-kimyoviy ishlov beriladigan katalizator ultratovush yordamida 180-300 ° S haroratda qaynab turgan gidrogenlash mahsuloti bo'lagida tarqatiladi va avvalgi pastaning og'irligi bo'yicha 5-20% miqdorida olinadi, so'ngra pastaga kiritiladi. sobiq

Prototip bilan solishtirma tahlil shuni ko'rsatadiki, quyidagilar ajralib turadi:

Og'irligi 95-80% bo'lgan aralashmaning ishlatilishi: 450-500 ° C va 5-20 vt haroratda temir oksidlarida suv bug'lari muhitida ko'mir gidrogenatining yuqori qaynab turgan qismini issiqlik modifikatsiyasi mahsulotlari. .% 180-300 ° S oralig'ida qaynab ketadigan ko'mir gidrogenlash mahsulotlarining bir qismidan.

Ma'lumki mexanik tiklash Energiya talab qiladigan aktivator tegirmonlarida ruda materiallari nafaqat maydalangan material zarrachalarining kamayishi bilan, balki murakkab tuzilishga ega bo'lgan aglomeratlarning shakllanishi bilan ularning jadal yig'ilishi bilan hamroh bo'ladi. Bunday materiallar ko'mir-moy pastasiga kuchli aralashtirish bilan qo'shilganda, aglomeratlarning yo'q qilinishi sodir bo'lmaydi, bu esa bunday katalitik tizimlardan foydalanish samaradorligini sezilarli darajada pasaytiradi. Aglomeratlarning yo'q qilinishiga suvda va bir qator organik erituvchilarda ma'lum sharoitlarda sonikatsiya orqali erishish mumkin. Dastlabki tadqiqotlar shuni ko'rsatdiki, temir rudasi katalizatorlarining prototipida yopishtiruvchi vosita sifatida ishlatiladigan temir oksidli suv bug'lari muhitida ko'mir gidrogenatining yuqori qaynab turgan qismini issiqlik modifikatsiyasi mahsulotlarida bu usul bilan samarali tarqatish mumkin emas. ikkinchisining yuqori yopishqoqligi tufayli erishiladi. Biz aniqladikki, ultratovush yordamida katalizatorning dispersiyasi gidrojeniya mahsulotlarining muhitida, 180-300 ° C oralig'ida qaynab, so'ngra hosil bo'lgan aralashmani kerakli miqdordagi pastaga qo'shiladi.

Ixtironing mohiyati aniq misollar bilan tasvirlangan.

Misol 1. Ko'mirni gidrogenlashi 0,25 litr hajmli laboratoriyada aylanadigan avtoklavda amalga oshiriladi. Yopishtiruvchi vosita sifatida, temir oksidlari ishtirokida suv bug'ida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlari 470 ° C da termik modifikatsiyali mahsulotlarning 400 ° C dan yuqori qaynaydigan fraktsiyasi ishlatiladi.

Ko'mirni gidrogenlash jarayoniga katalizatorni tayyorlash quyidagicha amalga oshiriladi: temir rudalarini elektromagnit ajratish qoldiqlari flotatsiyasi konsentrati oldindan markazdan qochuvchi sayyora tipidagi aktivator tegirmonida mexanik-kimyoviy ishlovdan o'tkaziladi. ). Keyin 8,8 g ruda katalizatori, diametri 8 mm bo'lgan 110 g po'lat sharlar 0,15 litr hajmli aktivator barabaniga yuklanadi, 40 ml distillangan suv va 0,16 g natriy gidroksidi (0,1 M eritmasi) qo'shiladi. , shundan so'ng u yopiladi va ishlov berish barabanning aylanish tezligi 1820 rpmda 30 minut davomida amalga oshiriladi. Bunday sharoitda silliqlash jismlari tomonidan ishlab chiqilgan markazdan qochma tezlanish 600 m × s -2 ga teng.

Olingan pulpadan 0,30 g rudali material miqdorida alikvot olinadi, ko'mirni gidrogenlash mahsulotining 0,30 g fraktsiyasiga qo'shiladi, 180-300 ° S oralig'ida qaynatiladi (yopishtiruvchi moddaning og'irligi bo'yicha 2,5%). , va 3 min UZD1-0.063 / 22 dispersant yordamida sonikatsiyalanadi. Olingan aralashmada, tarqalgandan so'ng, cho'kma hosil bo'lishi qayd etildi. Olingan katalizator atala 4,7 ° C haroratda bug 'muhitida, temir oksidlari ishtirokida, ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarini termik modifikatsiyalash mahsulotining 400 ° C dan yuqori qaynaydigan 11,7 g fraktsiyasiga qo'shiladi va kuchli aralashtiriladi. 15 daqiqa. Temir oksidi (1-komponent) ishtirokida suv bug'lari muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarini termik modifikatsiyalash mahsuloti ulushining nisbati, 180-300 ° oralig'ida qaynab turgan ko'mir gidrogenlashi mahsulotlarining nisbati. Pastki qismdagi C (komponent 2) navbati bilan og'irligi 97,5% va og'irligi 2, 5%.

Tayyorlangan yopishtiruvchi va katalizator aralashmasiga ko'mir qo'shiladi (ko'mirning nisbati: yopishtiruvchi = 1: 1). Avtoklav yopiq, vodorod 5,0 MPa bosimga etkazib beriladi. Uzluksiz aylanish bilan avtoklav isitiladi, 430 ° C ga yetganda, u 60 daqiqa shu haroratda saqlanadi. Keyin avtoklav sovutiladi, normal haroratda 180 ° C dan yuqori bo'lgan haroratda qaynab ketadigan mahsulotlar vakuum ostida to'g'ridan -to'g'ri avtoklavdan distillanadi. Mahsulotlar suv va uglevodorodli fraktsiyalarga (bundan keyin 180 ° C dan yuqori qaynash nuqtasi) ajratiladi. Keyin avtoklavning tarkibi toluol bilan chiqariladi, 180-300 ° S oralig'ida qaynab turgan fraktsiya ekstraktdan distillanadi. Olingan fraktsiyalardagi oltingugurt miqdori "Flash EA-1112, Thermo Quest" analizatori yordamida standart usul bo'yicha aniqlanadi. Natijalar jadvalda ko'rsatilgan.

2 -misol. 1 -misolda bo'lgani kabi, katalizator mexanik -kimyoviy faollashgandan so'ng, hosil bo'lgan pulpadan 0,30 g rudali material miqdorida alikot olinadi, ko'mir gidrogenlash mahsulotining 0,60 g qismiga qo'shiladi. 180-300 ° S oralig'ida (yopishtiruvchi moddaning 5,0% og'irligi) va UZD1-0.063 / 22 disperseri yordamida 3 daqiqa davomida ultratovush bilan ishlov beriladi. Dispersiyadan keyin bir hil aralashma hosil bo'ladi, cho'kma hosil bo'lishi dispersiyadan keyin 1 soatdan ortiq kuzatilmaydi.

Olingan katalizator atala 4,4 ° C haroratda suv bug'ida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarini termik modifikatsiyalash mahsulotining 400 ° C dan yuqori qaynaydigan 11,4 g fraktsiyasiga temir oksidi ishtirokida qo'shiladi va 15 daqiqa davomida kuchli aralashtiriladi. . Temir oksidi (1-komponent) ishtirokida suv bug'lari muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarining issiqlik modifikatsiyasi mahsulotlarining fraktsiyasining nisbati 180- Yapıştırıcıda 300 ° C (2 -komponent) mos ravishda 95% og'irlik va 5% og'irlik.

Misol 3. 1 -misolda bo'lgani kabi, katalizator mexanik -kimyoviy faollashgandan so'ng, hosil bo'lgan pulpadan 0,30 g rudali material tezligida alikot olinadi, ko'mirni gidrogenlash mahsulotlarining 1,2 g qismiga qo'shiladi. 180-300 ° C oralig'ida (yopishtiruvchi moddaning og'irligi bo'yicha 10,0%) va UZD1-0.063 / 22 disperseri yordamida 3 daqiqa davomida ultratovush bilan ishlov beriladi. Dispersiyadan keyin bir hil aralashma hosil bo'ladi, cho'kma hosil bo'lishi dispersiya tugagandan keyin 1 soatdan ortiq kuzatilmaydi.

Olingan katalizator atala 4,8 ° C haroratda bug 'muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarini termik modifikatsiyalash mahsulotining 400 ° C dan yuqori qaynaydigan 10,8 g fraktsiyasiga temir oksidi ishtirokida qo'shiladi va 15 daqiqa davomida kuchli aralashtiriladi. daqiqa Temir oksidlari (1-komponent) va bug 'muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarining termik modifikatsiyasi mahsulotlarining fraktsiyasining nisbati, temir oksidlari (1-komponent) va ko'mirni gidrogenlash mahsulotlarining 180-300 ° C oralig'ida qaynashi (komponent) 2) pastada mos ravishda 90% og'irlik va 10% og'irlik.

Misol 4. 1 -misolga o'xshab, faqat katalizator mexanik -kimyoviy faollashgandan so'ng, hosil bo'lgan pulpadan 0,30 g rudali material tezligida alikot olinadi, ko'mirni gidrogenlash mahsulotlarining 2,4 g qismiga qo'shiladi. 180-300 ° C oralig'ida (yopishtiruvchi moddaning og'irligi bo'yicha 20%) va UZD1-0.063 / 22 disperseri yordamida 3 daqiqa davomida ultratovush bilan ishlov beriladi. Dispersiyadan keyin bir hil aralashma hosil bo'ladi, cho'kma hosil bo'lishi 1 soatdan ortiq kuzatilmaydi.

Olingan katalizatorli atala 4,6 ° C haroratda bug 'muhitida, ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarini termal modifikatsiyalash mahsulotining 400 ° C dan yuqori haroratda qaynab ketadigan 9,6 g fraktsiyasiga temir oksidi ishtirokida qo'shiladi va 15 daqiqa davomida kuchli aralashtiriladi. daqiqa Temir oksidlari (1-komponent) va bug 'muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarining issiqlik modifikatsiyasi mahsulotlarining fraktsiyasining nisbati, 180-300 oralig'ida qaynab turgan Yopishtiruvchi vositadagi ° C (2 -komponent) mos ravishda og'irligi 80% va og'irligi 20%.

Misol 5. 1 -misolga o'xshash, faqat katalizator mexanik -kimyoviy faollashgandan so'ng hosil bo'lgan pulpadan 0,30 g rudali material miqdorida alikvot olinadi, 3 g ko'mirni gidrogenlash mahsulotining ulushiga qo'shiladi. 180-300 ° S oralig'ida (yopishtiruvchi moddaning massasiga 25, 0%), va UZD1-0.063 / 22 disperseri yordamida 3 daqiqa davomida ultratovush bilan ishlov beriladi. Dispersiyadan keyin bir hil aralashma hosil bo'ladi, cho'kma hosil bo'lishi 1 soatdan ortiq kuzatilmaydi.

Olingan katalizator atala 470 ° C haroratda bug 'muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarini termik modifikatsiyalash mahsulotlarining 400 ° C dan yuqori haroratda qaynab ketadigan 9 g fraktsiyasiga temir oksidi ishtirokida qo'shiladi va kuchli aralashtiriladi. 15 daqiqa. Temir oksidlari (1-komponent) va bug 'muhitida ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlarining issiqlik modifikatsiyasi mahsulotlarining fraktsiyasining nisbati, 180-300 oralig'ida qaynab turgan Pasta pastasida ° C (2 -komponent) mos ravishda 75% og'irlik va 25% og'irlik.

Olingan natijalar konvertatsiya darajasi va distillat fraktsiyalarining rentabelligini pasayishini ko'rsatadi.

Misol 6. (Usulni prototipga muvofiq amalga oshirish).

Ko'mirni gidrogenlash 0,25 litr hajmli laboratoriyada aylanadigan avtoklavda amalga oshiriladi. Yopishtiruvchi vosita sifatida, ko'mir gidrogenatining distillash qoldiqlaridan suv bug'lari muhitida 400 ° C dan yuqori termal krekinq mahsulotlarini qaynatadigan fraksiya ishlatiladi. Parkdagi yorilish 470 ° C, bosim 3 atm vodorod bo'lmaganda temir oksidi ishtirokida amalga oshiriladi.

Ko'mirni gidrogenlash jarayoniga katalizatorni tayyorlash quyidagicha amalga oshiriladi: temir rudalarini elektromagnit ajratish qoldiqlari flotatsiyasining kontsentrati oldindan markazdan qochadigan planetar tipdagi aktivator tegirmonida (AGO-2) elementar oltingugurt bilan mexanik-kimyoviy ishlovdan o'tkaziladi. , 0,30 g katalizatorga (og'irligi 2,5% quruq ko'mir) va 0,24 g oltingugurtga (og'irligi bo'yicha quruq og'ir ko'mirning 2,0%) asoslangan. Bundan tashqari, 8,8 g ruda katalizatori, 7,0 g elementar oltingugurt va diametri 8 mm bo'lgan 110 g po'latdan yasalgan sharlar 0,15 litr, 80 ml distillangan suv va 0,32 g natriy gidroksidi bo'lgan aktivator tamburiga yuklanadi. 0, 1 M eritma), keyin yopiladi va barabanning aylanish tezligi 1820 rpmda 30 daqiqa davomida qayta ishlanadi. Bunday sharoitda silliqlash jismlari tomonidan ishlab chiqilgan markazdan qochma tezlanish 600 m × s -2 ga teng. Olingan katalizator atala 1 soat davomida kuchli aralashtirib, yopishtiruvchi vositaga kiritiladi.

Tayyorlangan yopishtiruvchi va katalizator aralashmasiga ko'mir qo'shiladi (ko'mirning nisbati: yopishtiruvchi = 1: 1). Avtoklav yopiq, vodorod 5,0 MPa bosimga etkazib beriladi. Uzluksiz aylanish bilan avtoklav isitiladi, 430 ° C ga yetganda, u 60 daqiqa shu haroratda saqlanadi. Keyin avtoklav sovutiladi, vakuum ostida to'g'ridan -to'g'ri avtoklavdan, 180 ° C dan past bo'lgan normal sharoitda qaynash nuqtasi diapazoniga teng bo'lgan sharoitda qaynatiladi. Mahsulotlar dekantatsiya yo'li bilan suvli va uglevodorodli bo'laklarga bo'linadi (bundan keyin qaynash nuqtasi 180 ° C dan past bo'lgan qism). Keyin avtoklavning tarkibi toluol bilan chiqariladi, 180-300 ° S oralig'ida qaynab turgan fraktsiya ekstraktdan distillanadi. Olingan fraktsiyalardagi oltingugurt miqdori "Flash EA-1112, Thermo Quest" analizatori yordamida standart usul bo'yicha aniqlanadi. Natijalar jadvalda ko'rsatilgan.

Shunday qilib, taklif qilingan ixtiroda, ultratovush yordamida 180-300 ° C oralig'ida qaynatilgan va pasta massasining 5-20% miqdorida olingan, ko'mirni gidrogenlash mahsulotlarining ulushida ultratovush yordamida tarqatish. Birinchisi, distillat mahsulotidagi oltingugurt miqdorini keskin kamaytirishga, ko'mirning konversiya darajasi va distillat fraktsiyalari rentabelligi ko'rsatkichlari bilan taqqoslanadigan ko'rsatkichlarni olishga imkon beradi.

stol
Gidrogenlash jarayonining ko'rsatkichlari
№	Xamir tarkibidagi 180-300 ° C fraktsiyasi, og'irlik%	Ko'mir konvertatsiyasi,%	Fraksiya nc. - 180 ° S	Fraktsiya 180 ° S-300 ° S
Chiqish, ko'mir massasining%	S tarkibi,%%	* Chiqish, ko'mir massasining%	S tarkibi,%%
1	2,5	87	6,1	0,1	29,0	0,2
2	5,0	93	7,6	0,1	33,5	0,1
3	10,0	93	7,7	0,1	36,1	0,1
4	20,0	91	7,7	0,1	35,3	0,1
5	25,0	89	7,6	0,1	32,2	0,1
6	0	94	5,6	0,4	39,0	0,6
*-180-300 ° C oralig'ida qaynab turgan fraktsiyaning rentabelligi quyidagi formula yordamida hisoblab chiqilgan: 100% × (180-300 ° C olingan fraksiya miqdori-qo'shilgan 180-300 ° C fraksiya miqdori) yopishtiruvchi agentga) / yuklangan ko'mirning organik massasi.

Ko'mirni gidrogenlash usuli, shu jumladan, tarkibida temir oksidlari bo'lgan suv bug'lari bo'lgan muhitda ko'mir gidrogenatining yuqori qaynab turgan qismini termik modifikatsiyalash mahsulotlariga asoslangan, ko'mir o'z ichiga olgan ko'mir-moy pastasini tayyorlash. 450-500 ° S haroratda va tarkibida temir bo'lgan katalizator mexanik-kimyoviy ishlov berishga uchraydi, pastani vodorodli muhitda yuqori bosimda isitadi, so'ngra maqsadli mahsulotlarni chiqaradi, bu mexanik-kimyoviy ishlov berilgan katalizatorning tarqalishi bilan tavsiflanadi. ultratovush yordamida 180-300 ° S haroratda qaynab turgan va ko'mirni gidrogenlash mahsulotlarining bir qismida, yuqoridagi yopishtiruvchi massasining 5-20% miqdorida olinadi va keyinchalik pastorga kiritiladi.

Shunga o'xshash patentlar:

Ixtiro qattiq yoqilg'idan (torf, yog'li slanets, linyit, jigarrang va bitumli ko'mir) va uglerodli sanoat chiqindilaridan (ko'mir tayyorlash chiqindilari, neftni qayta ishlash, ligninlar, plastmassalar, kauchuk va boshqalar) suyuq uglevodorodlarni ishlab chiqarish usullariga taalluqlidir. ko'mir kimyo va qayta ishlash sanoatida ishlatilishi mumkin.

Ixtiro suyuq va gazli yarim funktsional yoqilg'i olish uchun ko'mir, slanets, botqoq, sapropelit, torf va boshqa organik moddalar kabi qattiq qazilma yoqilg'idan (TGI) suyuq fazali va gazsimon mahsulotlarni ishlab chiqarish usuli bilan bog'liq. motor va boshqa turdagi yoqilg'i ishlab chiqarish uchun xom ashyo

Ixtiro uglevodorodli chiqindilardan dizel yoqilg'isini ishlab chiqarish qurilmasi va usuliga taalluqlidir, shu bilan birga etkazib beriladigan moddalar - quruq chiqindilar, yog'ning qoldiqlari, neytrallashtiruvchi va katalizator - aralashtiruvchi huni (109) orqali oziqlanadigan tizimga (103) ulangan. va besleme tanki (102) bilan chegaradosh bo'lgan kollektor (104) va besleme tanki (102) kollektorga (115) yog 'aylanish davri kanallari (110) orqali ulanadi, yuqori samarali kamerali to'lqin assimilyatsiya tomonidagi mikser (101) uni besleme idishiga (102) bog'laydigan quvur liniyasiga ega va bosim tomonida distillash ustuniga (118) ulangan bug'lanish moslamasining (114) truba (113) ga ulangan, bu erda quvur liniyalari (124) va (126) orqali mahsulotni qabul qiluvchisiga (125) dizel yoqilg'isiga ulangan kondensator (119) o'rnatilgan va bug'lanish moslamasi (114) ostida kollektor (115) joylashgan. , nazorat valfi (130) orqali isitish kamerasiga (132) ulangan, uning chiqish tomonida vint bor qoldiqlar uchun konteynerga (134) ulangan yangi chiqish (133)

Ixtiro uglerodli qattiq yoqilg'ini suyultirishning ko'p bosqichli usuli bilan bog'liq va bunday usul quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi: 1) yoqilg'i-moy yoqilg'isi ishlab chiqarish uchun yoqilg'i moyi bilan bir yoki bir nechta turdagi yoqilg'i aralashtiriladi. yoqilg'i-mazut suspenziyasi isitish orqali suvsizlanadi, so'ngra past-o'rta bosimda vodorodlash yo'li bilan qisman suyultiriladi, natijada engil yog'li komponentlar va mazut loylari hosil bo'ladi; 2) 1) bosqichda olingan yengil yog'li komponentlar, qayta ishlangan yog'ni olish uchun gidrorefinatsiyalanadi; 3) 1) bosqichda olingan mazut loyi sintetik gaz olish uchun gazlashtiriladi; 4) 3 -bosqichda an'anaviy jarayon bilan ishlab chiqarilgan syngazlar F-T sintezi FT sintez moyiga aylantirildi; 5) 4-bosqichda olingan FT sintez moyi, keyin qayta ishlangan moyni olish uchun gidrotexnik va gidrokrekingdan o'tadi, bu esa yuqori sifatli neft mahsulotlarini, shu jumladan suyultirilgan gaz (LPG), benzin, aviatsiya kerosini, dizel yoqilg'isini va boshqalarni olish uchun bo'linadi. tegishli kimyoviy mahsulotlar

Ixtiro yuqori molekulyar og'irlikdagi organik boshlang'ich mahsulotlarini past molekulyar og'irlikdagi organik mahsulotlarga to'g'ridan -to'g'ri termokimyoviy o'tkazish usuli bilan bog'liq bo'lib, ular xona haroratida past qovushqoqlikdagi suyuqliklar ko'rinishida bo'ladi va yonuvchan bo'lib, quyidagi bosqichlarni o'z ichiga oladi. boshlang'ich mahsulotining reaktori, hech bo'lmaganda bitta qaytaruvchi gaz va uchuvchan bo'lmagan fraktsiya mahsuloti, 2) tayyor mahsulotni reaktsiya haroratiga qadar qizdirish; 3) boshlang'ich mahsulotni harorat yordamida o'zgartirish, gaz va mahsulot fraktsiyalarining bug'li reaktsiya mahsulotlariga va reaktsiya gaziga avtokatalitik ta'siri, 4) kondensatsiyalanadigan mahsulotlar reaktsiyasini olib tashlash bilan kondensatsiya orqali reaktsiya gazini ajratish, 5) gaz aralashmasining hech bo'lmaganda bir qismini shamollatish orqali ajratilgan reaktsiya gazini konditsiyalash, qo'shimcha ravishda vodorod va / yoki boshqa kamaytiruvchi vositani etkazib berish orqali uglerod oksidi yoki tetralin shaklida, 6) shartli reaktsiya gazini reaktorga qaytarish, bu erda shartli reaktsiya gazini reaktorga qaytarishdan oldin siqiladi va oldindan isitiladi.

Ixtiro xom neft, og'ir xom neft, smola qumidan bitum, distillash qoldiqlari, og'ir distillash fraktsiyalari, deasfaltsiz distillash qoldiqlari, o'simlik moylari, ko'mir va yog'li slanetsdan olinadigan yog'lar, olingan yog'lardan tanlangan og'ir yog'larni gidro konversiyalash usuli bilan bog'liq. Issiq parchalanish chiqindilari, polimerlar, biomassa, shu jumladan gidro konversiya zonasidagi og'ir yog'ning yo'nalishi, vodorod kiritiladigan bir yoki bir nechta suyuq yotoqli reaktorlarda, mos keladigan heterojen qo'llab -quvvatlanadigan gidrogenlash katalizatori ishtirokida. va sulfidlar aralashmasidan tashkil topgan faol faza, ulardan biri VIB guruhiga mansub metaldan, yana kamida bittasi VIII guruhga tegishli metalldan, shuningdek mos gidrogenlash katalizatoridan olinadi. og'ir yog'da nanodisperatsiyalangan Mo yoki V sulfidli katalizator va oqim yo'nalishi. u gidro konversiya zonasidan ajratish zonasiga o'tadi, bunda nanodisperli katalizatorni o'z ichiga olgan ajratilgan suyuqlik fraktsiyasi yotqizilgan reaktor (lar) ga qayta ishlanadi.

Ixtiro ko'mir va / yoki uglerod o'z ichiga olgan chiqindilarni suyuq yoqilg'iga qayta ishlash usulining variantlariga taalluqlidir, bu ko'mir va / yoki uglerod o'z ichiga olgan chiqindilar, elektr impulslarini maydalash uchun reaktorga organik erituvchi yuborilishi, ko'mir va / yoki uglerod o'z ichiga olgan chiqindilar nisbati bilan: organik erituvchi 1: 2 va og'irligi 5% dan kam bo'lmagan ko'mir va / yoki uglerodli chiqindilar, ko'mir va / yoki uglerodli chiqindilar, organik erituvchi va suvga ta'sir qiladi. elektr impulslarini maydalash, yuqori voltli elektr zaryadsizlanishi, ko'mir va / yoki uglerod o'z ichiga olgan chiqindilarni organik erituvchi va suvda maydalash, suv-ko'mirli organik aralashmani olish, uni elektr impulslarini frezalash reaktoriga xizmat qiladi. suv-ko'mir organik aralashmasida ko'mir va / yoki uglerod o'z ichiga olgan chiqindilarni maydalaydi va suyultirilgan yoqilg'ini qayta ishlangan ko'mir yoki uglerodli chiqindilar aralashmasidan ajratadi. u qabul qiluvchi-ajratuvchi birlik va kulni ajratuvchi orqali o'tadi. Har xil turdagi yuqori voltli elektr zaryadsizlanishi ishlatiladi: yuqori chastotali yuqori elektr tokini, to'rtburchaklar shaklidagi yuqori voltli elektr tokini, doimiy voltajli elektr tokini, yuqori voltli bipolyar deşarjni, yuqori kuchlanishli elektr bipolyarini to'rtburchaklar shaklidagi oqindi. Usulning bir nechta variantlarida ularni gidrodinamik tozalash qo'shimcha ravishda amalga oshiriladi. Texnik natija-ko'mir va / yoki uglerodli chiqindilarning yuqori darajadagi konversiyasini olish. 7 n.p. f-ly, 2 dwg.

Ixtiro ligninni suyuq mahsulotlarga qayta ishlash usuli bilan bog'liq va, xususan, gidrolitik ligninni suyuq uglevodorodlarga qayta ishlash usuli bilan bog'liq va chiqindilarni qayta ishlash jarayonida suyuq uglevodorodlarni (kislorod o'z ichiga olganlarni) olish uchun ishlatilishi mumkin. yog'ochni qayta ishlash sanoati, shu jumladan. tsellyuloza va boshqalar. Liginni suyuq uglevodorodlarga qayta ishlash usuli taklif qilinadi, bu gidroliz lignini katalizator bilan mexanik ravishda aralashtirishdan iborat bo'lib, u guruhdan tanlangan yuqori dispersli metallga asoslangan katalitik tizimdir. Ni, Fe, uglerodli tayanchda qo'llab-quvvatlanadi, mikroto'lqinli nurlanish ta'sirida yuqori haroratgacha qizdira oladi, massa nisbati lignin: katalizator 1-5: 1 oralig'ida, so'ngra hosil bo'lgan reaktsiya aralashmasini a 250-340 ° C haroratli vodorod oqimida 10 Vt gacha bo'lgan mikroto'lqinli nurlanish ta'sirida uning volumetrik ovqatlanish tezligida 500-1000 soat-1. Texnik natija shuni ko'rsatdiki, ixtironing taklif qilingan asosiy xususiyatlari to'plami jarayonni atmosfera bosimida, davomiyligi 30 minutdan oshmaydigan va shu bilan birga, natijada, jarayon ortib bormoqda va jarayonni atmosfera bosimi bosimida amalga oshirish orqali uni amalga oshirish texnologiyasini soddalashtirish mumkin edi, va prototipdan farqli o'laroq, gidroliz lignini o'ta kritik sharoitda suv yoki alkogol bilan ishlov berishni talab qilmaydi. bosim 60-90 atm). Ta'kidlash joizki, past to'lqinli elektr quvvati va o'rtacha harorat sharoitida gidroliz lignini qayta ishlash jarayoni suyuq uglevodorodlarning yetarlicha yuqori rentabelligiga erishishga imkon berdi. 1 varaq.

Ixtiro kimyoviy texnologiyaga, ya'ni ko'mirni suyultirishga taalluqlidir va undan sintetik motorli yoqilg'i ishlab chiqarishda foydalanish mumkin

, moylash moylari, kerosinlar, fenollar va boshqalar 40 -yillarda. ko'mirdan suyuq mahsulotlar ishlab chiqarish yiliga 4 million tonnadan oshdi. 50 -yillarda. sanoatda ko'mirni gidrogenlash o'zlashtirildi. SSSR miqyosida.

50 -yillarda. SSSR, Yaqin Sharq va dunyoning boshqa mintaqalarida boy neft konlari topilgan. Ko'mirdan sintetik suyuq yoqilg'i ishlab chiqarish amalda to'xtatildi. uning narxi neftdan olinadigan motor yoqilg'isining narxidan 5-7 baravar yuqori edi. 70 -yillarda. neft narxi keskin oshdi. Bundan tashqari, mavjud neft iste'moli miqyosi (yiliga ~ 3 milliard tonna) bilan, iqtisodiy usullar bilan ishlab chiqarishga yaroqli bo'lgan zaxiralari boshida tugashi aniq bo'ldi. 21 c. Qattiq yoqilg'ini jalb qilish muammosi, Ch. qator ko'mir, qayta ishlash uchun suyuq mahsulotlarni olish uchun-neft o'rnini bosuvchi moddalar yana dolzarb bo'lib qoldi.

OMU konvertatsiya darajasi org kiritilishi bilan ortadi. qo'shimchalar-o'zaro ta'sir qila oladigan birikmalar. ko'mir va uni yo'q qilish mahsulotlari bilan (y-pikolin, xinolin, antrasen va boshqalar). Qo'shimchalar, shuningdek, ko'mirni birinchi marta yo'q qilish paytida hosil bo'lgan reaktiv radikallarni vaqtincha barqarorlashtiradi. kondensatsiyalanadigan yon mahsulotlarning paydo bo'lishining oldini olish.

Gidrogenlash ketma -ket joylashgan uchta yoki to'rtta silindrsimon shaklda amalga oshiriladi. ichi bo'sh reaktorlar. Ko'mirni gidrogenlash davomiyligi, qoida tariqasida, reaksiyadagi ko'mir-moy pastasining volumetrik oqim tezligi bilan belgilanadi. tizim. Bu tezlik ko'mir turiga, pasta yopishtirishga, katalizatorga, harorat va jarayon bosimiga bog'liq. Kosmosning optimal tezligi empirik tarzda tanlanadi va odatda 1 m3 reaktsiya uchun 0,8-1,4 tonnani tashkil qiladi. soatiga hajm (yuqori volumetrik tezlikka ega jarayonlar ishlab chiqilmoqda).

Reaksiya mahsulotlari ajratgichda bug' -gaz aralashmasiga va og'ir qoldiq - loyga bo'linadi. Suyuq mahsulotlar birinchi oqimdan ajratiladi (