Bərk yanacağın hidrogenləşməsi. Kömür hidrogenləşdirmə üsulu Kömür hidrogenləşdirmə reaksiyası

Kömürdən qiymətli kimyəvi birləşmələr əldə etmək üçün istilik müalicəsi (yarıkokslaşma, kokslaşma) və ya təzyiq altında hidrogenin iştirakı ilə istilik müalicəsi (hidrogenləşmə) istifadə olunur.

Kömürün termik parçalanması koks, qatran və qazların (əsasən metan) əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur. Kömürün yarıkokslaşan qatranları əsasən aromatik birləşmələrdən ibarətdir. Qəhvəyi kömürün yarıkokslaşan qatranları aromatik birləşmələrlə yanaşı xeyli miqdarda doymuş sikloalkan və alkanları da ehtiva edir. Koks yarımkokslaşmanın hədəf məhsuludur. Kömürün hidrogenin iştirakı ilə termiki emalı zamanı kömürün üzvi kütləsini demək olar ki, tamamilə maye və qaz halında olan karbohidrogenlərə çevirmək mümkündür.

Beləliklə, kömürün hidrogenləşdirilməsi təkcə motor və aviasiya yanacaqlarını deyil, həm də əsas neft-kimya xammalının alınması üçün istifadə edilə bilər.

Kömürün hidrogenlə mayeləşdirilməsi mürəkkəb bir prosesdir, o cümlədən, bir tərəfdən, temperaturun təsiri altında ən az güclü valentlik bağlarının qırılması ilə kömürün üzvi kütləsinin strukturunun parçalanması, digər tərəfdən isə hidrogenləşmə. qırılmış və doymamış bağlardan ibarətdir. Hidrogenin istifadəsi həm birbaşa hidrogenləşmə hesabına məhsullarda H:C nisbətini artırmaq, həm də xaric edilən makromolekulların parçalanma məhsullarını sabitləşdirmək üçün lazımdır.

Nisbətən aşağı təzyiq altında - 10 MPa-a qədər - kömürün hidrogenləşməsi prosesinin həyata keçirilməsi neft və ya kömür mənşəli hidrogen donor-pasta formalı və səmərəli katalizatorların istifadəsi ilə mümkündür.

Kömürün mayeləşdirilməsində əsas problemlərdən biri hidrogenin donor-pasta əmələ gətirənlərdən kömür maddəsinə ötürülməsi prosesinin optimallaşdırılmasıdır. Donor molekullarının hidrogenlə doymasının optimal dərəcəsi var. Pasta əmələ gətirən agent kömürün mayeləşdirilməsi məhsullarına nisbətən 1-2% daha çox hidrogen ehtiva etməlidir. Donorların strukturuna müxtəlif növ əvəzedicilərin daxil edilməsi həm termodinamik, həm də kinetik xüsusiyyətlərə təsir göstərir. Hidrogenin donorlardan daşıyıcılara - aromatik birləşmələrin molekullarına ötürülməsi sərbəst radikal mexanizmə uyğun olaraq mərhələli şəkildə davam edir.

Aşağı təzyiqdə (10 MPa-a qədər) donorların istifadəsi kömürə 1,5% -dən çox olmayan hidrogen əlavə etməyə imkan verir və kömürün dərin mayeləşdirilməsi üçün (90% və ya daha çox) 3% -ə qədər hidrogen əlavə etmək lazımdır. qaz fazasından daxil etməklə həyata keçirilə bilər.

Dəmir və digər elementlərlə birlikdə istifadə edilən molibden katalizatoru prosesi əhəmiyyətli dərəcədə intensivləşdirir, kömürün mayeləşdirilməsinin dərinliyini artırır və məhsulların molekulyar çəkisini azaldır.

Kömür hidrogenləşməsinin əsas ilkin məhsulları hidrogenləşdirilmiş məhsul və ~15% bərk məhsullar (kül, çevrilməmiş kömür, katalizator) olan çamurdur. Tərkibində C1-C4 karbohidrogenləri, ammonyak, hidrogen sulfid, hidrogenlə qarışdırılmış karbon oksidləri olan qaz halında hidrogenləşdirmə məhsulları qısa dövrəli adsorbsiya yolu ilə təmizlənməyə göndərilir və 80-85% hidrogen tərkibli qaz prosesə qaytarılır.

Hidrogenatın kondensasiyası zamanı həll edilmiş ammonyak, hidrogen sulfid və fenollar (bir və çox atomlu qarışığı) olan su ayrılır.

Aşağıda kömürün kimyəvi emalının sxematik diaqramı verilmişdir (Sxem 2.3).

Su kondensatında 12-14 q/l aşağıdakı tərkibli fenollar var (%-lə (ağırlıqda):

Fenolları, aromatik karbohidrogenləri və olefinləri əldə etmək üçün kömürün mayeləşdirilməsi məhsullarının kimyəvi emalının sxemi hazırlanmışdır ki, bu da daxildir: fraksiyanın bp-dən ayrılması üçün distillə. 513 K-a qədər; xam fenolların ayrılması və emalı; bp ilə defenollaşdırılmış geniş fraksiyanın hidrotəmizlənməsi. 698 K-a qədər; hidrotəmizlənmiş məhsulun bp ilə fraksiyalara distillə edilməsi. 333, 333-453, 453-573 və 573-673 K-ə qədər; benzin fraksiyalarının məhsuldarlığını artırmaq üçün orta fraksiyaların hidrokrekinqi; bp ilə fraksiyaların katalitik reformasiyası. 453 K-a qədər; aromatik karbohidrogenlərin çıxarılması; rafinat benzinin pirolizi.

Kansko-Açinsk kömür hövzəsinin Borodino yatağından qəhvəyi kömür emal edərkən, kömürün quru çəkisi baxımından aşağıdakı birləşmələr əldə edilə bilər (ağırlıq %):

Bundan əlavə, C1-C2 karbohidrogen qazlarının 14,9% -i təcrid oluna bilər; 13,4% - mayeləşdirilmiş karbohidrogen qazları C 3 -C 4, həmçinin 0,7% ammonyak və 1,6% hidrogen sulfid.

Bərk yanacağın hidrogenləşməsi (hidrogenləşməsi) yanacağın üzvi hissəsinin hidrogenlə zənginləşdirilmiş maye məhsullara çevrilməsi və maye yanacaq kimi istifadə edilməsi prosesidir. Bərk yanacağın hidrogenləşməsi problemi neftin artan istehlakı və çətin yandırılan aşağı kalorili və yüksək küllü qalıq kömürlərdən səmərəli istifadə ehtiyacı ilə əlaqədar yaranmışdır. Sənaye miqyasında bərk yanacağın hidrogenləşdirilməsi ilk dəfə 1930-cu illərdə Almaniyada təşkil edilmiş və motor yanacaqlarının istehsalı üçün tərkibində yüksək kükürd olan ağır qatranlı yağlardan istifadə edilməsi zərurəti ilə əlaqədar hazırlanmışdır. Hazırda müxtəlif ölkələrdə məhsuldarlığı sutkada 200-1600 ton olan yanacaqların dağıdıcı dehidrogenləşdirilməsi üçün qurğular fəaliyyət göstərir.

Bərk yanacağın hidrogenləşməsi 20-10 MPa hidrogen təzyiqi altında 400-560°C temperaturda baş verən dağıdıcı katalitik prosesdir. Bu şəraitdə yanacağın üzvi kütləsində molekullararası və atomlararası (valentlik) bağlar qırılır və kömürün yüksək molekullu strukturlarının məhv edilməsi və depolimerləşməsi reaksiyaları gedir.

Bərk yanacağın hidrogenləşməsi problemi neftin artan istehlakı və çətin yandırılan aşağı kalorili və yüksək küllü qalıq kömürlərdən səmərəli istifadə ehtiyacı ilə əlaqədar yaranmışdır. Sənaye miqyasında bərk yanacağın hidrogenləşdirilməsi ilk dəfə 1930-cu illərdə Almaniyada təşkil edilmiş və motor yanacaqlarının istehsalı üçün tərkibində yüksək kükürd olan ağır qatranlı yağlardan istifadə edilməsi zərurəti ilə əlaqədar hazırlanmışdır. Hazırda müxtəlif ölkələrdə məhsuldarlığı sutkada 200-1600 ton olan yanacaqların dağıdıcı dehidrogenləşdirilməsi üçün qurğular fəaliyyət göstərir.

Bərk yanacağın hidrogenləşməsi 400-560°C temperaturda 20-20-lik hidrogen təzyiqi altında baş verən dağıdıcı katalitik prosesdir.

10 MPa. Bu şəraitdə yanacağın üzvi kütləsində molekullararası və atomlararası (valentlik) bağlar qırılır və aşağıdakı reaksiyalar baş verir:

kömürün yüksək molekulyar strukturlarının məhv edilməsi və depolimerləşməsi

(C)n + nH2 → CnH2n;

yaranan alkenlərin hidrogenləşməsi;

alkenlərin sonrakı hidrogenləşməsi və aşağı molekulyar çəkidə alkanların əmələ gəlməsi ilə daha yüksək alkanların məhv edilməsi

CnH2n+2 → CmH2m+2 + CpH2p + H2 → CpH2p+2;

kondensasiya olunmuş aromatik sistemlərin hidrogenləşməsi, ardınca halqaların qırılması və dekilkilasiyası

izoalkanların əmələ gəlməsi ilə beş üzvlü halqaların açılması və s.

Hidrogenləşmə prosesi hidrogenin çoxluğunda getdiyi üçün ilkin parçalanma məhsullarının polimerləşmə və polikondensasiya reaksiyaları yatırılır və kifayət qədər yüksək hidrogen/karbon nisbətində sıxılma məhsulları demək olar ki, əmələ gəlmir.

Karbon birləşmələrinin hidrogenləşməsi ilə eyni vaxtda tərkibində kükürd, oksigen və azot olan birləşmələrin hidrogenləşməsi reaksiyaları neft məhsullarının hidrotəmizləmə reaksiyalarına oxşar reaksiyalara əsasən gedir (VII fəsil).

Hidrogenləşmə prosesi katalitikdir. Katalizatorlar kimi müxtəlif aktivatorlarla molibden, nikel və ya dəmir birləşmələrinə əsaslanan təmas kütlələri istifadə olunur, məsələn:

MoO3 + NiS + CaO + BaO + A12O3.

katalizator aktivator daşıyıcısı

Prosesin parametrlərini (temperatur, təzyiq, əlaqə müddəti) və katalizatorun tərkibini dəyişdirərək, hidrogenləşmə prosesi müəyyən tərkibli məhsulların alınmasına yönəldilə bilər. Bərk yanacağın hidrogenləşməsinin maye və qazlı məhsullarının məhsuldarlığı mahiyyətcə tərkibindəki uçucu maddələrin tərkibindən, yəni onun kömürləşmə dərəcəsindən asılıdır. Kömürləşmə dərəcəsi yüksək olan kömürlər (antrasit, yağsız kömürlər) hidrogenləşdirmə üçün xammal kimi istifadə edilə bilməz. Bu məqsəd üçün uyğun yanacaqlar qəhvəyi kömürlər və ya hidrogen/karbon nisbəti ən azı 0,06 və kül tərkibi 0,13 wt-dan çox olmayan daş kömürlərdir. ABŞ dolları

Bərk yanacaqların hidrogenləşdirilməsi prosesi maye və ya buxar fazasında həyata keçirilə bilər. Maye fazalı hidrogenləşdirmə üçün bir çox texnoloji sxemlərdən ən qənaətcil olanı tsiklik sxemdir. O, digərlərindən daha az hidrogen sərfi, aşağı proses temperaturu və təzyiqi ilə fərqlənir və emal edilmiş xammalın bütün komponentlərindən tam istifadə etməyə imkan verir. Belə bir hidrogenləşdirmə qurğusunun sxematik diaqramı Şəkil 1.8-də göstərilmişdir.

Bütün növ bərk yanacaqların hidrogenləşməsi nəticəsində tərkibində izoalkanlar və naftenlər olan maye məhsul əmələ gəlir ki, bu da katalitik riforminq və hidrokrekinq üçün xammal kimi, həmçinin qazan yanacağı və qazı kimi istifadə olunur.

Şəkil 1.8. Yanacağın maye fazalı hidrogenləşməsinin tsiklik sxemi: 1 - xammalın hazırlanması üçün aparat; 2 - makaron üçün nasos; 3 - hidrogenləşdirmə reaktoru; 4 - sentrifuqa; 5, 6 - distillə zavodları; 1 - neytrallaşdırıcı; 8 - hidrotəmizləyici reaktor

Kömürün hidrogenasiya emalı birbaşa mayeləşdirmənin ən çox yönlü üsuludur. Hidrogenin təzyiq altında üzvi birləşmələrə təsirinin nəzəri əsasları 20-ci əsrin əvvəllərində işlənib hazırlanmışdır. Akademik V.N. İpatiev. Hidrogenləşmə proseslərinin kömür emalına tətbiqi ilə bağlı ilk geniş tədqiqatlar 1910-1920-ci illərdə alman alimləri tərəfindən aparılmışdır. 1920-1940-cı illərdə. Almaniyada bu texnologiya əsasında bir sıra sənaye müəssisələri yaradılmışdır. 1930-1950-ci illərdə. SSRİ, İngiltərə, ABŞ və bəzi başqa ölkələrdə hidrogenləşdirmə üsulu ilə kömürün birbaşa mayeləşdirilməsi üçün eksperimental və sənaye qurğuları tikilmişdir.

Hidrogenləşdirmə emalı nəticəsində kömürün üzvi kütləsi həll olunur və hədəf məhsulların məqsədindən asılı olan dərəcədə hidrogenlə doyurulur. Ticarət mühərrik yanacaqlarının istehsalı birinci (maye-faza) mərhələdə alınan maye məhsulların buxar fazalı hidrogenləşdirmə üsulları ilə emal edilməsi ilə təmin edilir.

300-500°C temperatur intervalında kömürlərin maye fazalı hidrogenləşməsi zamanı kömürün kompleks matrisi məhv olur, kimyəvi bağların qırılması və aktiv sərbəst radikalların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunur. Sonuncu, hidrogenlə sabitləşərək, ilkin makromolekullardan daha kiçik molekullar əmələ gətirir. Sərbəst radikalların rekombinasiyası da makromolekulyar birləşmələrin əmələ gəlməsinə səbəb olur. Radikalların sabitləşməsi üçün lazım olan hidrogen qismən həlledicilərin - hidrogen donorlarının istifadəsi ilə təmin edilir. Bunlar kömürlə qarşılıqlı əlaqədə olan birləşmələrdir, yüksək temperaturda dehidrogenləşdirilir və bu halda ayrılan atom hidrogen kömürün məhv edilməsi məhsullarına qoşulur. Hidrogen donor həlledicisi də pasta əmələ gətirən agentdir. Maye fazada hidrogenləşmə prosesi şəraitində olmaq üçün onun qaynama nöqtəsi 260°C-dən yuxarı olmalıdır. Qatılaşdırılmış aromatik birləşmələr, ilk növbədə tetralin, yaxşı hidrogen-donor xüsusiyyətlərinə malikdir. Bu qrupun daha yüksək qaynayan birləşmələri (naftalin və krezol) daha az aktivdir, lakin tetralinlə qarışdırıldıqda, sinergik təsir yaranır: tetralin və kresolun bərabər hissələrinin qarışığı hər ikisinə nisbətən daha yüksək donor qabiliyyətinə malikdir.

Təcrübədə, hidrogen donor həllediciləri kimi, fərdi maddələr deyil, yüksək miqdarda qatılaşdırılmış aromatik birləşmələr olan kömür mayeləşdirmə məhsullarının distillə fraksiyaları ən çox istifadə olunur. Solventlərdəki zərərli çirklər fenollar kimi qütb birləşmələri, həmçinin tərkibi 10-15% -dən çox olmayan asfaltenlərdir. Donor xassələrini saxlamaq üçün dövriyyədə olan həlledici hidrogenləşmədən keçir. Bir həlledicinin köməyi ilə, adətən, hidrogenin 1,5% -dən (kütləvi) çox olmayan kömürə "köçürülməsi" mümkündür. Kömürün üzvi kütləsinin çevrilmə dərinliyinin artırılması qaz halında molekulyar hidrogenin birbaşa reaktora daxil edilməsi ilə əldə edilir.

Çoxsaylı tədqiqatlar əsasında müəyyən edilmişdir ki, metamorfizmin aşağı mərhələli kömürləri maye məhsullara hidrogenləşdirmə emalında üstünlük verilir.

Cədvəl 3.5. Kansk-Achinsk'in qəhvəyi kömürləri və Kuznetsk hövzələrinin daş kömürlərinin xüsusiyyətləri

Kansko-Achinsk hövzəsi

Sahə

ma və qəhvəyi kömürlər vitrinit yansıtma indeksi L° = 0,35-0,95 və inert petroqrafik mikrokomponentlərin tərkibi 15%-dən çox deyil (ağırlıq). Bu kömürlərin tərkibində üzvi kütlə əsasında 65-86% (ağırlıq) karbon, 5%-dən çox (ağırlıq) hidrogen və 30%-dən (ağırlıq) az olmayan uçucu maddələr olmalıdır. Onların tərkibindəki kül miqdarı 10%-dən (ağırlıq) çox olmamalıdır, çünki yüksək kül tərkibi prosesin maddi balansına mənfi təsir göstərir və avadanlığın istismarını çətinləşdirir. Ölkəmizdə Kan-sko-Açınskın qəhvəyi kömürləri və Kuznetsk hövzələrinin daş kömürləri bu tələblərə ən yüksək dərəcədə cavab verir (Cədvəl 3.5).

Kömürlərin hidrogenləşdirmə yolu ilə maye yanacaq istehsalı üçün uyğunluğu elementar tərkib məlumatlarından təxmin edilə bilər. I. B. Rapoport müəyyən etmişdir ki, kömürün üzvi kütləsinə düşən maye hidrogenləşmə məhsullarının məhsuldarlığı onun tərkibindəki karbonun hidrogenə kütlə nisbətinin artması ilə azalır və C:H=16-da minimum qiymətə (72%) çatır. Amerika kömürlərinin tərkibinin və mayeləşdirilməsi qabiliyyətinin statistik təhlili 0,86 korrelyasiya ilə maye məhsulların məhsuldarlığının aşağıdakı xətti asılılığını təyin etməyə imkan verdi [C? g, % (ağırlıq)] tərkibindən [% (ağırlıq)] (hidrogen və üzvi kükürdün ilkin demineralizasiya olunmuş karbonunda:

Avstraliya kömürlərinin tədqiqində 0,85 korrelyasiya ilə bir qədər fərqli xətti əlaqə əldə edilmişdir:

Qəhvəyi kömürlər asanlıqla mayeləşdirilir, lakin, bir qayda olaraq, çoxlu oksigen ehtiva edir (hər KQS üçün 30% -ə qədər), onların çıxarılması üçün əhəmiyyətli dərəcədə hidrogen istehlakı tələb olunur. Eyni zamanda, onların tərkibindəki azotun tərkibi, onun da çıxarılması üçün hidrogen tələb olunur, bitumlu kömürlərə nisbətən daha azdır.

Əhəmiyyətli fiziki xüsusiyyətlər məsaməlilik və həlledicinin nəmləndirilməsidir. Kömürlərin mayeləşmə dərəcəsinə onların tərkibindəki mineral çirklər və mikroelementlər əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərir. Mayeləşmə proseslərində fiziki və katalitik təsir göstərərək, onlar maye məhsulların çıxımı ilə kömürün üzvi hissəsinin tərkibi arasında birbaşa əlaqəni pozurlar.

Kömürün mayeləşmə dərəcəsinə və maye fazalı hidrogenləşdirmə ilə alınan məhsulların xüsusiyyətlərinə təsir edən əsas parametrlər prosesin aparıldığı temperatur və təzyiqdir. Maye fazalı hidrogenləşmə üçün optimal temperatur rejimi 380-430°C aralığındadır və hər bir xüsusi kömür üçün öz dar diapazonunda yerləşir. 460°C-dən yuxarı temperaturda qaz əmələ gəlməsi və siklik strukturların əmələ gəlməsinin kəskin artması müşahidə olunur. Proses təzyiqinin artması ilə kömürün mayeləşdirilməsi sürəti artır.

Sintetik motor yanacaqlarını əldə etmək üçün kömürün maye fazalı hidrogenləşdirmə emalının həyata keçirilməsi üçün iki üsul məlumdur - istilik həlli və katalitik hidrogenləşdirmə.

Termal həll kömürün kimyəvi çevrilməsinin yüngül formasıdır. Bir həlledici-hidrogen donoru ilə qarşılıqlı əlaqədə olduqda, kömürün üzvi maddələrinin bir hissəsi məhlula keçir və bərk qalıq ayrıldıqdan sonra, adətən minerallardan, kükürddən, oksigendən və kömürdən azad edilmiş yüksək qaynar kömür ekstraktını təmsil edir. azot tərkibli birləşmələr və digər arzuolunmaz çirklər. Kömürə çevrilmə dərəcəsini artırmaq üçün məhlula hidrogen qazı verilə bilər. İlkin kömürün növündən, həlledicidən və proses şəraitindən asılı olaraq, termik həll yolu ilə müxtəlif təyinatlı məhsullar əldə edilə bilər.

İlk dəfə olaraq, kömürün termik həlli texnologiyası 1920-ci illərdə A. Pott və X. Brochet tərəfindən təklif edilmişdir. 1940-cı illərin əvvəllərində Almaniyada bu texnologiya əsasında ildə 26,6 min ton çıxarış gücünə malik zavod fəaliyyət göstərirdi.

Bu zavodda 10-15 MPa təzyiq altında çınqılmış kömürün bir hissəsi və həlledicinin iki hissəsindən ibarət bir pasta boru sobasında 430 ° C-yə qədər qızdırıldı. Maye məhsullar həll olunmamış kömürdən və onun mineral hissəsindən 150°C temperaturda və 0,8 MPa təzyiqdə filtrasiya yolu ilə ayrılmışdır. Həlledici kimi tstralin, krezol və kömür qatranının maye fazalı hidrogenləşməsinin orta yağının qarışığından istifadə edilmişdir. Yumşalma temperaturu 220°C və tərkibində 0,15-0,20% (ağırlıq) kül olan ekstraktın məhsuldarlığı kömürün üzvi maddələrinin təxminən 75%-ni (ağırlıq) təşkil etmişdir. Ekstraktdan əsasən yüksək keyfiyyətli elektrod koksu almaq üçün xammal kimi istifadə olunurdu.

1960-cı illərdən etibarən bir sıra ölkələr pilot və nümunə zavodlarında kömürün termik həllinə əsaslanan yeni nəsil prosesləri işləyib hazırlamış və tətbiq etmişlər. Təyin edilmiş təyinatına görə, onları iki növə bölmək olar: 1) normal şəraitdə yalnız ilkin bərk və ya maye məhsulların əldə edildiyi, bir qayda olaraq, elektrik stansiyalarının sobalarında yanma üçün nəzərdə tutulmuş proseslər və 2) ilkin məhsulların termiki emal, hidrogenləşdirmə və emalın ikincil prosesləri vasitəsilə daha keyfiyyətli (ilk növbədə motora) yanacaqlara emalı.

ABŞ-da SRC-I əsas versiyasında hazırlanmış SRC (Solvent Rafined Coab) kömürünün ekstraksiya ilə təmizlənməsi prosesi reaktorda 425–470°C temperaturda, 7–10 MPa təzyiqdə və reaksiya zonasında qalma müddəti “30 dəq. Prosesin əsas məhsulu kükürddən təmizlənmiş, 150-200 °C temperaturda sərtləşən kömür ekstraktıdır.

SRC-II prosesinin dəyişdirilmiş versiyasında, sxemi Şəkildə göstərilmişdir. 3.2, təzyiqi 14 MPa-a qədər artırmaq və karbon pastasının reaksiya zonasında qalma müddətini artırmaqla əsas hədəf məhsul kimi geniş fraksiya tərkibli maye yanacaq əldə edilir. Taşlama və qurutmadan sonra ilkin kömür isti kömür suspenziyası ilə qarışdırılır. Alınan pasta hidrogenlə birlikdə yandırılmış qızdırıcıdan keçirilir və sonra reaktora göndərilir. Tələb olunan temperatur və hidrogenin qismən təzyiqi reaktorun bir neçə nöqtəsinə soyuq hidrogen verməklə saxlanılır. Reaksiya məhsulları əvvəlcə qaz separatorlarında ayrılır. Əsasən (I mərhələ) hidrogen və hidrogen sulfid və karbon qazı qarışığı olan qaz halında olan karbohidrogenlərdən ibarət maye məhsullardan ayrılan qaz 38°C-ə qədər soyuduqdan sonra turşu qazının təmizlənməsi sisteminə göndərilir. Kriogen zavodda qaz halında olan karbohidrogenlər C 3 -C 4 və təmizlənmiş hidrogen ayrılır (o, prosesə qaytarılır). Tərkibindəki dəm qazının metanlaşmasından sonra qalan metan hissəsi yanacaq şəbəkəsinə verilir. Maye pro-

düyü. 3.2. BIS-I kömürünün termiki həlli prosesinin sxemi:

1 - makaron hazırlamaq üçün qarışdırıcı; 2 - pastanı qızdırmaq üçün soba; 3 - reaktor; 4 - qaz separatorlarının bloku; 5 - turşu qazı emici; 6 - kriogen qazın ayrılması; 7 - yanacaq qazının təmizlənməsi qurğusu; 8 - qaz halında olan karbohidrogenlərin ayrılması; 9-sinqazın təmizlənməsi və hidrogen təkamülü üçün qurğu; 10 - kükürdün bərpası qurğusu; II - qalıqların qazlaşdırılması reaktoru; 12 - atmosfer sütunu; 13 - vakuum sütunu;

1 - qurudulmuş toz kömür; II - hidrogen; III - kömür suspenziyası; IV - texnoloji yanacaq; V - kükürd; VI - oksigen: VII - su buxarı; VIII - inert qalıq; IX - kömürün mineral hissəsinin qalan hissəsi; X - qaz ayrıldıqdan sonra maye məhsul; LU - yanacaq qazı; HC - etan; XIII - propan; XIV - butanlar; XV - təmizləmə və islahat üçün benzin fraksiyası; XVI - emal üçün orta distillə; XVII-

Qaz separatorlarından ağır distillə məhsulları atmosfer sütununa daxil olur, burada benzin fraksiyasına (28-193°C), orta distillətə (193-216°C) və ağır distillətə (216-482°C) ayrılır. Qaz separatorlarında ilk ayırma mərhələsində əmələ gələn kömür suspenziyası iki axına bölünür: biri ilkin kömürlə yerdəyişməyə, digəri isə vakuum sütununa verilir. Vakuum sütununun yuxarı hissəsindən, süspansiyonda olan maye distillatın bir hissəsi atmosfer sütununa axıdılır, aşağıdan qalan hissəsi hidrogen istehsalında və ya yanacaq kimi istifadə olunan sintez qazını əldə etməyə gedir,

Qurudulmuş bitumlu kömür əsasında EIS-C prosesində 4,4% (ağırlıq) hidrogen sərfiyyatı zamanı məhsulların məhsuldarlığı [% (ağırlıq)] təşkil edir:

Kömür EDS-nin ("Exxon Donor Solvent") termik həlli prosesi sintetik yağın sonradan motor yanacaqlarına emalı ilə istehsalı üçün nəzərdə tutulmuşdur. Bu texnologiyaya görə, kömür üyüdüldükdən və qurudulduqdan sonra isti hidrogen donor həlledici ilə qarışdırılır. Sonuncu kimi, prosesin maye məhsulunun 200-430 ° C-lik bir hissəsi istifadə olunur ki, bu da ilkin olaraq Co-Mo katalizatorunun stasionar təbəqəsi olan bir aparatda hidrogenləşdirilir. Qarışıq qaz halında hidrogenlə birlikdə yüksələn axın reaktoruna verilir, burada kömürün termik həlli 430-480°C temperaturda və 14-17 MPa təzyiqdə baş verir. Nəticədə məhsullar (qaz separatorunda və vakuum distillə yolu ilə) 540 ° C-ə qədər qaynayan qazlara və fraksiyalara və > 540 ° C qalığa ayrılır ki, bunun da tərkibində reaksiyaya girməmiş kömür və kül var. Məhsulun məhsuldarlığı, çevrilmə dərəcəsi və digər proses parametrləri emal olunan kömürün növündən asılıdır. Maye məhsulların məhsuldarlığına və tərkibinə qalığın təkrar emalı da təsir göstərir. Məsələn, at. prosesin müxtəlif texnoloji dizaynında (qalığın resirkulyasiyası olmadan-I və qalığın resirkulyasiyası ilə-II) fraksiyaların məhsuldarlığı: [% (ağırlıq)] :

Xammalın növündən asılı olaraq, qalığın tam təkrar dövriyyəsi ilə quru və qurudulmuş kömürdə maye məhsulların məhsuldarlığı 42 ilə 51% (ağırlıq) arasında, Ci-C 3 qazlarının isə 11 ilə 21 arasında dəyişə bilər. % (ağırlıq). Bütün yaranan fraksiyalar kükürd və azotu çıxarmaq üçün hidrotəmizlənməlidir. Heterobirləşmələrin tərkibi fraksiyaların qaynama temperaturunun artması ilə artır.

Hidrogen və yanacaq qazının alınması üsulları ilə fərqlənən EDS prosesinin texnoloji sxeminin iki variantı təklif olunur. Birinci variantda hidrogen texnoloji məhsulların tərkib hissəsi olan yüngül qazların buxar reformasiyası yolu ilə, yanacaq qazı isə prosesin maye məhsulunun vakuum distilləsi qalıqlarının koks qazlaşdırılması ilə kokslaşdırma qurğusunda emal edilməsi ilə əldə edilir (“Flexicoking”). ”), eyni zamanda əlavə miqdarda yüngül maye məhsullar istehsal edir. Belə bir prosesin istilik səmərəliliyi təxminən 56% -dir.

İkinci seçim məhsul çeşidində maksimum rahatlıq təmin edir. Vakuum qalığının təxminən yarısı Flexicoking qurğusunda maye məhsullar və yanacaq qazı almaq üçün emal edilir, qalan miqdardan isə hidrogen alınır. Beləliklə, istiliklə həll olunan yüngül karbohidrogen qazları kommersiya məhsuludur. Bu seçimin istilik səmərəliliyi 63% -ə çatır.

ABŞ-da EDS texnologiyası əsasında 1980-ci ildə gücü sutkada 250 ton kömür olan nümayiş zavodu istifadəyə verilmişdir ki, onun tikintisinə 370 milyon dollar kapital qoyuluşu qoyulmuşdur.1,4 milyard dollar (1982-ci il qiymətləri ilə) .

Termik həll proseslərinin üstünlüklərinə kömür pirolizi ilə müqayisədə daha aşağı işləmə temperaturu və proses parametrlərini dəyişdirərək nisbətən geniş diapazonda yaranan maye məhsulun keyfiyyətini dəyişmək imkanı daxildir. Eyni zamanda, termik həll zamanı yüksək proses təzyiqində kömürün dərin konversiyasına nail olunur və əldə edilən məhsulların tərkibində makromolekulyar birləşmələr üstünlük təşkil edir. Sonuncunun olması onunla əlaqədardır ki, artıq aşağı temperaturda kömürün ilkin üzvi maddələrindən daha az reaktiv olan ikinci dərəcəli aromatik strukturların əmələ gəlməsi ilə müşayiət olunan sərbəst radikalların rekombinasiyası prosesləri baş verir. Reaksiya qarışığında hidrogen donorlarının və pastada həll olunmuş molekulyar hidrogenin olması bu proseslərin baş verməsini kifayət qədər maneə törədə bilməz. Bu metodun sənaye tətbiqində bir sıra çətinliklər yaranır. Çətin texniki problem, reaksiyaya girməyən kömür və külün maye məhsullardan ayrılmasıdır. Alınan hədəf məhsul proses şəraitində maye olur, lakin normal şəraitdə o, yarı bərk və hətta bərk ola bilər ki, bu da daşınması, saxlanması və son məhsula çevrilməsi çətinləşir.

katalitik hidrogenləşmə. Katalizatorların istifadəsi ilə kömürə çevrilmə dərəcəsinin artması, meydana gələn maye məhsulların tərkibinin yaxşılaşdırılması və hidrogenləşmə prosesinin təzyiqinin azalması mümkündür. Sonuncu hidrogenin həlledicidən karbona keçməsinə kömək edir və molekulyar hidrogeni aktivləşdirir, onu atom formasına çevirir.

Katalizatorlardan istifadə etməklə kömürün birbaşa hidrogenləşdirilərək emalı sahəsində tədqiqatlara 1912-ci ildə alman alimləri F.Bergius və M.Pier tərəfindən başlanmışdır. Bu işlərin nəticəsi olaraq 1927-ci ildə kömürün katalitik hidrogenləşdirilməsi üçün ilk sənaye qurğusu istehsal gücünə malik olmuşdur. İldə 100 min ton maye məhsul tikildi (Bergius-Peer prosesi). 1940-cı illərin əvvəllərində Almaniyada artıq bu tipli 12 müəssisə fəaliyyət göstərirdi ki, onlar ildə 4,2 milyon tona qədər motor yanacağı, ilk növbədə aviasiya benzini istehsal edirdilər. 1935-ci ildə İngiltərədə kömürün hidrogenləşdirilməsi müəssisəsi tikildi və ABŞ-da 1949-1953-cü illərdə böyük bir sınaq zavodunda bu sahədə işlər aparıldı.

Sovet İttifaqında məişət kömürlərinin hidrogenləşdirilməsi üzrə tədqiqatlara 1929-cu ildə N. M. Karavaev və İ. B. Rapoport tərəfindən başlanmışdır. Sonralar A. D. Petrov, A. V. Lozovoy, B. N. Dolqov bu işlərin inkişafına mühüm töhfə vermişlər. , D.İ.Oroçko, A.V.Frost , V.İ.Karjev və bir sıra başqa sovet alimləri. 1937-ci ildə Xarkov şəhərində qonur kömürün hidrogenləşdirilərək emalı üzrə ölkəmizdə ilk zavod layihələndirilərək istifadəyə verilmişdir. 1950-ci illərin əvvəllərində daha bir neçə oxşar müəssisə tikildi.

O illərin sənaye qurğularında üç və dörd mərhələli kömür emalı sxemlərindən istifadə olunurdu. Maye fazalı hidrogenləşmə mərhələsində pasta - dəmir katalizatorunun əlavə edilməsi ilə 40% kömür və 60% yüksək qaynayan kömür məhsulu - 450-490 ° C temperaturda və yuxarı təzyiqdə hidrogen qazına məruz qaldı. üç və ya dörd ardıcıl yerləşdirilmiş reaktordan ibarət sistemdə 70 MPa-a qədər. Kömürün maye məhsullara və qaza çevrilmə dərəcəsi 90-95% (vt.) olmuşdur. Həmin dövrdə katalizatorların regenerasiyasının iqtisadi üsulları işlənmədiyi üçün əksər hallarda dəmir oksidləri və sulfidlər əsasında ucuz aşağı aktivlikli katalizatorlardan istifadə edilirdi. Reaktorlar sistemindən və isti separatordan 440-450°C temperaturda keçdikdən sonra dövriyyədə olan hidrogen tərkibli qaz və maye məhsullar yuxarıdan çıxarılıb. Sonra soyuq separatorda qaz mayedən ayrıldı və yuyulduqdan sonra təzə hidrogenlə qarışdırılmış dövrəyə qaytarıldı. Karbohidrogen qazlarını və suyu ayırmaq üçün iki mərhələli təzyiq azaldılmasından sonra maye məhsul son qaynama nöqtəsi 320-350 ° C-ə qədər olan bir fraksiya və qalıq (ağır neft, bu idi) ayrılmaqla distillə edildi. sentrifuqadan əvvəl hidrogenləşdirmə çamurunu sulandırmaq üçün istifadə olunur).

Maye fazalı hidrogenləşdirmə iki sxemə uyğun olaraq həyata keçirildi: pasta əmələ gətirən agent vasitəsilə qapalı dövr (tam resirkulyasiya) və artıq ağır yağ ilə. Birinci sxemə görə, hidrogenləşdirmə qurğularının əksəriyyəti əsasən benzin və dizel yanacağının istehsalına yönəldilib. Həddindən artıq ağır neftlə işləyərkən, kömür üçün qurğunun gücü 1,5-2 dəfə artdı, lakin ağır neft daha yüngül qaynar məhsullara ayrı hidrogenləşdirmə emalına məruz qalmalı və ya elektrod koksu istehsalında istifadə edilməli idi.

Pasta əmələ gətirən agentə görə qapalı bir dövrə ilə kömürləri emal edərkən, 320 ° C-ə qədər temperaturda qaynayan maye məhsulların 6% (kütlə) hidrogen istehlakında 55-61% (kütlə) idi. Tərkibində 10-15% fenollar, 3-5% azotlu əsaslar və 30-50% aromatik karbohidrogenlər olan bu məhsullar daha sonra hidrokrekinq katalizatorlarının stasionar yatağında iki mərhələli buxar fazalı hidrogenləşdirməyə məruz qalmışdır. Mühərrik üsuluna görə oktan sayı 80-85 olan benzinin ümumi məhsuldarlığı 35%-ə (kütlə) çatdı və benzin və dizel yanacağının eyni vaxtda istehsalı ilə onların ümumi məhsuldarlığı hesablamada təxminən 45% (kütləvi) təşkil etdi. ilkin kömür; hidrogen kömürün və ya yarımkoksun qazlaşdırılması yolu ilə əldə edilirdi.

Tərkibində 25%-ə qədər bərk maddələr olan lil emala göndərildi ki, bu da bütün texnoloji dövrün ən çətin və enerji tutumlu mərhələsi idi. Hidrogenatın ağır bir hissəsi ilə 12-16% (ağırlıq) bərk maddə miqdarına qədər seyreltildikdən sonra çamur sentrifuqaya məruz qaldı. Tərkibində bərk maddələrin miqdarı təxminən 40% olan qalıq 10-15 t/saat gücündə barabanlı fırlanan sobalarda yarımkokslaşdırılaraq emal edilmiş və yüngül maye kokslaşan məhsullar hidrogenatın distillə fraksiyasına qarışdırılmışdır. Santrifüqalama ilə əldə edilən ağır yağ distilləsi makaron dövrünə qaytarıldı.

Katalizatorun aşağı aktivliyi, lilin emalının çətinliyi və digər amillər prosesdə yüksək təzyiqdən və böyük miqdarda hidrogendən istifadəni zəruri edirdi. Qurğular aşağı vahid məhsuldarlığa malik idi, onlar əhəmiyyətli enerji intensivliyi ilə seçilirdilər.

Müxtəlif sahələrdə, I S ° Z Dany p ° ikinci nəsil R ° daraqları müxtəlif ölkələrdə və ilk növbədə SSRİ, ABŞ və Almaniyada

Bu proseslərin inkişafında tədqiqatların əsas diqqəti avadanlıqların məhsuldarlıq təzyiqinin azaldılması, enerji xərclərinin azaldılması, lilin emalı və katalizatorun regenerasiyasının təkmilləşdirilməsi olmuşdur. Bu günə qədər, qarağac zavodlarında kömürün birbaşa hidrogenləşdirici katalitik mayeləşdirilməsi üçün proseslərin texnoloji layihələndirilməsi üçün laboratoriyadan nümunəvi zavodlara qədər, P kömür üçün gücü 50 ilə 600 ton / gün arasında olan təxminən 20 variant təklif edilmişdir.

BergiusN-Pipia FRG Kömürün hidrogenləşdirilməsi üçün "yeni alman texnologiyası" bərpa olunmayan dəmir katalizatorundan istifadə edərək əvvəllər istifadə edilmiş R U Pira prosesi əsasında işlənib hazırlanmışdır. Köhnə prosesdən fərqli olaraq, pasta hazırlamaq üçün dövriyyədə olan orta distillə istifadə olunur (sentrifuqa daşması əvəzinə). Maye məhsullar bərk qalıqdan vakuum distillə yolu ilə ayrılır (mərkəzdənqaçma əvəzinə) və lil hidrogen hasil etmək üçün qazlaşdırılır. Bottropda (Almaniya) bu yeni əsasında

Xaricdə hazırlanmış kömürün katalitik hidrogenləşməsi prosesləri arasında sənayedə tətbiq üçün ən çox hazırlanmışlardan biri H-Coa1 prosesidir (ABŞ). Bu texnologiyaya görə, maye fazalı hidrogenləşdirmə Şəkil 1-də göstərilən sxemə uyğun olaraq aktiv incə dispers Co-Mo katalizatorunun mayeləşdirilmiş yatağından istifadə etməklə həyata keçirilir. 3.3.

Quru çınqıl kömür təkrar emal edilmiş hidrogenləşdirmə məhsulu ilə qarışdırılır və tərkibində 35-50% (ağırlıq) kömür olan bir pasta əmələ gəlir və sonra sıxılmış hidrogenin içinə daxil edilir. Nəticədə qarışıq qızdırılır və paylayıcı barmaqlığın altında mayeləşdirilmiş katalizator yatağı olan reaktora verilir. Proses 425-480 °C temperaturda və təxminən 20 MPa təzyiqdə aparılır. Reaksiya məhsulları və çevrilməmiş kömür davamlı olaraq yuxarıdakı reaktordan, sərf olunmuş katalizator isə aşağıdan çıxarılır. Katalizatorun daimi dövriyyəsi və regenerasiyası onun yüksək aktivliyinin saxlanmasını təmin edir.

Reaktordan çıxarılan buxarlar kondensasiyadan sonra hidrogen, karbohidrogen qazlarına və yüngül distillətə ayrılır. Qazlar təmizlənməyə, hidrogen isə təkrar dövriyyəyə göndərilir. Reaktorun yuxarı hissəsindən maye məhsullar ayırıcıya daxil olur, orada bir fraksiya ayrılır, daha sonra yüngül və ağır distillatlar əldə etmək üçün distillə edilir. Birincidən benzin və dizel fraksiyaları əldə edilir. Separatorun dibindən boşaldılan qalıq məhsul hidrosiklonlarda iki axına bölünür: az və yüksək qatı tərkibli.

Birinci axın pasta əmələ gətirən agent kimi istifadə olunur, ikincisi isə çöküntü ilə təmizlənir və tərkibində 50%-ə qədər bərk hissəciklər olan ayrılmış çamur hidrogen hasil etmək üçün qazlaşdırılır. Çamurun ayrılmasından sonra qalan maye məhsul ağır distillə və qazan yanacağı kimi istifadə edilən qalıq əldə etmək üçün vakuum distilləsinə məruz qalır.

"H-Coa1" prosesində hədəf məhsulların məhsuldarlığı kömürün üzvi kütləsi üzrə 51,4% (ağırlıq) çatır, o cümlədən benzin fraksiyası (28-200°C) -25,2% (ağırlıq), orta distillə (200 -) 260°C) - 12,9% (ağırlıq) və ağır distillə - 13,3% (ağırlıq). Maye fazalı hidrogenləşmə üçün hidrogen istehlakı 4,7% (ağırlıq) təşkil edir. Proses sutkada 600 ton kömür istehsal edən pilot zavodda işlənib.

Ölkəmizdə Yanar Fosillər İnstitutu (İGİ) Qrozgiproneftexim və VNİİneftemaş institutları ilə birlikdə 1970-ci illərdə kömürün maye halında hidrogenləşdirilərək emalı sahəsində geniş tədqiqatlar aparmışdır.

düyü. 3.3. "H-Coa1" kömürünün hidrogenlə mayeləşdirilməsi prosesinin sxemi:

kömür hazırlığının 1 mərhələsi; 2 - qızdırıcı; 3 - katalizatorun mayeləşdirilmiş yatağı olan reaktor; 4 - kondansatör; 5 - hidrogen çıxarma qurğusu; 6 - yüksək sürətli separator; 7 - atmosfer sütunu; 8 - hidrosikllər; 9 - ayırıcı; 10 - vakuum sütunu; 1 - kömür; II - hidrogen; III - təkrar emal edilmiş ağır distillə; IV - yapışdırmaq; V - hidrogenatın səviyyəsi; VI - mayeləşdirilmiş katalizator səviyyəsi; VII - regenerasiya edilmiş katalizator; VIII - buxar-qaz fazası; IX - qatılaşdırılmış faza; X - sərf edilmiş katalizator; XI - maye; XII - qatranlar; XIII - kükürdün ayrılması və istehsalı üçün qaz halında olan karbohidrogenlər, ammonyak və hidrogen sulfid; XIV - emal üçün yüngül distillə; XV - ağır distillə; XVI - hidrogen istehsalı üçün təkrar emal olunmayan neft qalığı; XVII - emal üçün ağır distillə; XVIII-

qalıq yanacaq işarəsi yanacaqları. Tədqiqatın nəticəsi yeni texnoloji proses (IGI prosesi) oldu ki, bu prosesdə regenerasiya edilmiş aktiv katalizator və inhibitor aşqarların istifadəsi, təkmilləşdirilmiş lilin emalı texnologiyasının və bir sıra digər texnoloji həllərin istifadəsi sayəsində mümkün olmuşdur. maye hidrogenləşdirmə məhsullarının yüksək məhsuldarlığını təmin etməklə təzyiqi 10 MPa-a qədər azaltmaq.xüsusi kapital və istismar xərclərini əhəmiyyətli dərəcədə azaltmaq və neftdə artıq istifadə olunan 250-500 m 3 tutumlu yüksək məhsuldar reaktorlardan istifadə etməyə imkan vermək. emal sənayesi. IGI prosesi iri pilot zavodlarda sınaqdan keçirilir.

IGI texnologiyasına görə, kömür 5-13 mm hissəcik ölçüsünə qədər əzilir, burulğan kameralarında 1,5% (ağırlıq) qalıq rütubətə qədər yüksək sürətlə qurudulur, sonra ikinci dəfə əzilir. 100 mikrondan az hissəcik ölçüsünə qədər vibrasiya ilə üyüdülməsi ilə.

Toz halına salınmış kömürə 0,2% Mo və 1,0% Fe(III) katalizatoru tətbiq edilir. Bu birləşmə kömürün üzvi kütləsinin 83%-ə qədər çevrilmə dərəcəsinə nail olmağa imkan verir.Katalizatorun maksimum aktivliyi məhluldan qurudulmuş kömürə tətbiq edildikdə təmin edilir. Kömür və katalizator duzlarının birgə vibro üyüdülməsi də effektivdir, çünki bu, kömürün üzvi kütləsinin strukturunun mikroməsamələrini açır və katalizatorun kömürün səthində tam və vahid çökməsini təmin edir.

Katalizatordan əlavə, reaksiya zonasına inhibitorlar, məsələn, xinolin, antrasen və sərbəst radikalları sabitləşdirən və parçalanma zamanı atom hidrogeninin ayrılması səbəbindən kömürün üzvi hissəsinin məhvini aktivləşdirən digər birləşmələr daxil edilə bilər. Bu aşqarların 1-5%-nin tətbiqi kömürün çevrilmə dərəcəsinin və maye məhsulların məhsuldarlığının 10-15% artırılmasını təmin edir.

Üzərinə katalizator tətbiq olunan kömür makaron hazırlamaq sisteminə daxil olur. Pasta əmələ gətirən agent kimi, ayrı bir mərhələdə 10 MPa təzyiq altında ilkin olaraq hidrogenləşdirilən qaynama nöqtəsi 300-400 ° C olan kömür distillatından istifadə olunur. Prosesin normal aparılması üçün pasta kömür və həlledicinin bərabər nisbəti ilə hazırlanır; kömürün daha yüksək tərkibi ilə, yüksək özlülüyünə görə sistemdə pastanın daşınması çətindir. Qaz halında hidrogenin daxil olduğu kömür-neft pastası boruşəkilli bir sobada əvvəlcədən qızdırılır və 1,0-1,5 saat -1 kosmos sürəti ilə içi boş qızdırılmamış reaktorlar sisteminə daxil olur. Pastanın reaktorda qalması zamanı (30-60 dəqiqə) kömürün hidrogenləşməsi reaksiyaları karbohidrogen qazlarının (% -C4, ammonyak, hidrogen sulfid və karbon oksidləri [10%-ə qədər (ağırlıq)], su əmələ gəlməsi ilə gedir. və maye məhsullar.Proses istiliyin ayrılması ilə getdiyi üçün temperaturu idarə etmək üçün reaktorlara soyuq hidrogen tərkibli qaz verilir və o, həm də qarışdırıcı kimi xidmət edir.

Reaktordan çıxan hidrogenləşmə reaksiya məhsulları isti separatora göndərilir. Separatorun yuxarı hissəsindən tərkibində qazlar və yüngül maye məhsulları olan buxar-qaz axını, aşağıdan isə 300-325°C-dən yuxarı temperaturda qaynayan maye məhsullardan, reaksiyaya girməmiş kömür, kül və katalizatordan ibarət lil axıdılır.

Bu lilin ümumi bərk tərkibi 10-15% (ağırlıq) təşkil edir. Qaz-buxar axını soyudulur və maye hissəyə və tərkibində 75-80% (həcm) hidrogen, C1-C4 karbohidrogenləri, ammonyak, hidrogen sulfid və karbon oksidləri olan karbohidrogen qazına ayrılır. Qısa dövrəli adsorbsiya ilə digər qazların ayrılmasından sonra hidrogen prosesə qaytarılır. Prosesdə onun istehlakının 50-60%-i həcmində hidrogen hasil etmək üçün karbohidrogen qazından istifadə olunur. Tələb olunan hidrogenin qalan hissəsi ayrı bir zavodda kömürün qazlaşdırılması və ya çamur emalının qalıqları ilə istehsal olunur.

Cədvəl 3.6. Kömürün müxtəlif hidrogenləşmə proseslərinin maye məhsullarının neftlə müqayisədə xarakteristikası

Prosesin texniki cəhətdən ən mürəkkəb mərhələlərindən biri olan şlamın emalı İGI sxemində iki mərhələdə aparılır. Birinci mərhələdə lil təxminən 30% (ağırlıq) qalıq bərk maddələrin tərkibinə qədər süzülür, ikincidə isə yaranan qalıqda 50-70% (ağırlıq) bərk maddələrin tərkibinə vakuum distilləsinə məruz qalır. . Bu qalıq məhsul maye dibli siklon sobasında yandırılır. Yanma zamanı molibden 97-98% qaz fazasına (1M02O3) keçir və külün üzərinə çökdürülür, daha sonra təkrar istifadə üçün hidrometallurgiya üsulları ilə çıxarılır. Yanma zamanı ayrılan istilikdən 2,5-2,8 min kVt/saat elektrik enerjisi və ya hər ton lil qalığından 11 ton buxar əldə etmək olar.

Kömürün hidrogenləşdirilməsinin emalının maye məhsulları adi neftdən elementar tərkibinə və daha az hidrogen tərkibinə görə, həmçinin əhəmiyyətli miqdarda azot və oksigen tərkibli birləşmələrin və alkenlərin olması ilə fərqlənir (cədvəl 3.6). Buna görə də, kommersiya mühərrik yanacaqlarını əldə etmək üçün onlar ikinci dərəcəli qaz fazalı hidrogenləşdirmə emalına məruz qalmalıdırlar.

IGI prosesinin sxemində, qaynama nöqtəsi 400 ° C-ə qədər olan maye fazalı kömür hidrogenləşməsinin geniş distillatının hidrotəmizlənməsi reaktorun iki temperatur zonasında ardıcıl olaraq 10 MPa təzyiq altında aparılır. yüksək qaynayan birləşmələrin əmələ gəlməsinə səbəb olan arzuolunmaz polimerləşmə reaksiyalarından qaçın. Birinci zonada 230-250°С-də

Polimerləşməyə ən çox meylli olan alkenlərin hidrogenləşdirilmiş hissəsi. Sonra, l;400 ° C temperaturda alkenlərin və qismən aromatik birləşmələrin əsas kütləsi hidrogenləşdirilir; kükürd, oksigen və azot tərkibli birləşmələrin məhv edilməsi də baş verir. Hidrotəmizləmə neft emalında geniş istifadə olunan alüminium-kobalt-molibden katalizatorlarının iştirakı ilə aparılır. Lakin bir sıra hallarda kömür distillatlarında heteroatomik birləşmələrin çox olması səbəbindən bu katalizatorlar kifayət qədər effektiv deyil və ya tez zəhərlənir. Buna görə də yeni sabit katalizatorlar tələb olunur.

IGI texnologiyasından istifadə edərək qəhvəyi kömür hidrogenləşməsinin ilkin distilləsinin xüsusiyyətləri və onun hidrotəmizləmə məhsulları Cədvəldə verilmişdir. 3.7. Maye fazalı kömür hidrogenləşməsinin ilkin distillə məhsulları qeyri-sabitdir. Saxlama zamanı onlar rəngini dəyişir və mövcudluğundan yaranan həll olunmayan çöküntülər əmələ gətirirlər

Cədvəl 3.7. Qəhvəyi kömürün maye fazalı hidrogenləşməsi distillatının və onun hidrotəmizləmə məhsullarının xüsusiyyətləri və məhsuldarlığı

pirrol kimi qeyri-əsas xarakterli azot tərkibli birləşmələrin iz miqdarında tərkibi. Bu birləşmələr hidrotəmizləmə zamanı tam çıxarılmaya bilər və kifayət qədər dayanıqlı məhsullar əldə etmək üçün prosesin ümumi sxeminə geniş hidrogenləşdirici distilləatın və ya onun fraksiyalarının adsorbsiya və ekstraktiv denitrogenləşdirilməsinin daxil edilməsi tövsiyə olunur.

Fraksiya i. k.- 180 ° C hydrotreated distillə 66 (motor üsulu) bir oktan sayı var və faktiki qatranlar və azotlu birləşmələrin artan məzmunu ilə xarakterizə olunur. Yüksək oktanlı motor benzininin komponentini əldə etmək üçün onun dərin hidrotəmizlənməsi və sonrakı islahatı tələb olunur. Aromatik karbohidrogenlərin yüksək tərkibinə görə dizel fraksiyası nisbətən aşağı setan sayına malikdir. Qaynama nöqtəsi 300-400 ° C olan, bir hissəsi pasta əmələ gətirən komponent kimi istifadə edilən bir fraksiya benzin və dizel fraksiyaları istehsal etmək üçün hidrokrekinq üçün xammal kimi xidmət edə bilər. Kansk-Achinsk hövzəsinin qəhvəyi kömürünün hidrogenləşməsinin maddi balansı IGR texnologiyasının iki variantına uyğun olaraq aşağıda təqdim olunur (I variantda - çamurun 70% bərk maddə tərkibinə emalı, məxrəc II variantda - eyni, 50%):

~ Qəbul edildi

Alınmışdır [% (ağır.)] [% (ağır.)]

Göründüyü kimi, kömürün tam emalı ilə 45-55% (kütləvi) motor yanacağı və kimya məhsulları alınır.

İGR üsulu ilə kömürün mayeləşdirilməsi məhsullarından TS-1 tipli reaktiv yanacağı da əldə etmək olar. Bunun üçün “defenolizasiya”dan sonra maye fazalı hidrogenləşmənin ümumi distilləsindən təcrid olunmuş 120-230°C fraksiya ardıcıl olaraq üç mərhələdən keçməlidir: aşağı temperaturda hidrogenləşmə (6 MPa, 230°C, geniş məsaməli alüminium- nikel-molibden katalizatoru), hidrotəmizləmə (6 MPa, 380°C və eyni katalizator) və aromatik karbohidrogenlərin hidrogenləşməsi (6 MPa, 290°C, kommersiya alüminium palladium sulfid katalizatoru). Üçüncü mərhələ 120-230°C-də hidrotəmizlənmiş fraksiya 22%-dən çox olduqda lazımdır.

düyü. 3.4. IGI texnologiyasından istifadə edərək kömürün hidrogenləşdirilməsi ilə motor yanacaqlarının istehsalı sxemi - Grozgipro-Neftexim:

1-kömürün hazırlanması; 2 - kömürün mayeləşdirilməsi; 3 -- hidrogen istehsalı; 4 - bərk qalıqların izolyasiyası; 5 6, 10 - düzəliş; 7 - lil atma qurğusu; 8 - fenolların izolyasiyası; 9 - hidrogenləşmə; 11 - hidrotəmizləmə və reforminq; 12, 14 - hidrokrekinq; 13 - izomerləşmə və hidrogenləşmə;

1 - kömür; 11 - pasta forması; III - katalizator; IV-hidrogen; V - qazlar C 4 və CO; VI - hidrogenləşmənin maye məhsulları; VII - Г4Нз, Нг$ və CO2; VIII - Fraksiya >400 °С; IX - bərk qalıq; X - su; XI - feiol, kresollar; XII - "n-dən kəsir. k - 180 ° С; XIII - fraksiya 180-300 ° C; XIV - fraksiya 300-400 ° C; XV - tikinti materiallarının istehsalı üçün kül; XVI - texnoloji buxar; XVII - elektrik enerjisi; XVIII - benzin; XIX - reaktiv yanacaq; XX - dizel yanacağı

^ kütlə.) aromatik karbohidrogenlər. Amma data.

Hidrogenləşdirilmiş məhsulun və onun fraksiyalarının IGI prosesində emalı üçün müxtəlif proseslər dəstlərinin texnoloji sxeminə daxil edilməklə, yaranan benzin və dizel yanacağının nisbətini 1: 0-dan 1: 2.6-a qədər dəyişdirmək mümkündür. Benzin istehsalını maksimum dərəcədə artırmaq üçün dizel fraksiyaları hidrokrekinq edilə bilər. IGI texnologiyasına əsaslanan variantlardan birinə uyğun olaraq mühərrik yanacaqlarının alınması sxemi Şəkildə göstərilmişdir. 3.4. Bu sxem üzrə ildə 3 milyon ton motor yanacağı istehsalını təşkil edərkən Kansk-Açinsk hövzəsindən ildə 19,7 milyon ton qəhvəyi kömür, o cümlədən hidrogenləşdirmə üçün 9 milyon ton, hidrogen hasil etmək üçün qazlaşdırma üçün 3 milyon ton tələb olunacaq. ton, enerji ehtiyacları üçün isə 7,3 mln. Bu halda (ildə milyon tonla) aşağıdakı məhsullar istehsal oluna bilər: benzin - 1,45, dizel yanacağı - 1,62, maye qazlar - 0,65, ammonyak - 0,07 və kükürd - 0,066. Termal k. və. belə istehsalın 55%-ni təşkil edir.

Kömürün hidrogenləşdirilməsinin xarici proseslərində maye məhsulların təkmilləşdirilməsi və təkrar emalı üçün müxtəlif variantlardan istifadə etmək də planlaşdırılır. Məsələn, BIS-I prosesi əsasında gündə 30 min ton bitumlu kömürün emalı kompleksinin layihəsində bütün maye hidrogenləşdirmə məhsulları təxminən 50% çevrilmə dərəcəsi ilə hidrokrekinqə məruz qalır. Əlavə hidrotəmizləmədən sonra yaranan benzin fraksiyası 100 oktan dərəcəsi olan motor benzin komponentini əldə etmək üçün reforminqə göndərilməlidir (tədqiqat üsulu). Ümumilikdə kompleksə aşağıdakı məhsulların (gündə min ton) daxil olacağı gözlənilir: avtomobil benzini - 2,78, orta distillat - 8,27, ağır mazut - 4,75, maye qazlar - 0,64 və kükürd - 0,12 . Kompleksin tikintisi üçün əsaslı xərclər 5,7 milyard dollar (1982-ci il qiymətləri ilə) qiymətləndirilir. 90% gücün yüklənməsi ilə illik istismar xərcləri (milyon dollarla) olacaq: kömürün dəyəri - 420, enerji xərcləri - 101, katalizatorlar və kimyəvi maddələr - 77, əməliyyat materialları - 114, personalın saxlanması (1900 nəfər) - 79.

Mövcud hesablamalardan göründüyü kimi, bu günə qədər hazırlanmış texnologiyalardan istifadə edərək hidrogenləşdirmə üsulu ilə kömürdən motor yanacaqlarının istehsalı üçün azaldılmış xərclər, sonuncunun istehsalının orta dəyəri ilə neft xammalından əldə etmək xərclərindən bir neçə dəfə yüksəkdir. Bununla belə, məsrəf fərqi hasil edilən neftdən, məsələn, yüksək bahalı neft çıxarma üsulları ilə və ya dənizin dərin dəniz sahələrindən hasil edilən yanacaqlarla müqayisədə azaldıla bilər.

Bir çox ölkələrdə kömürün hidrogenləşdirilməsi emalı sahəsində aparılan elmi-tədqiqat və təkmilləşdirmə işləri proseslərin texnoloji və instrumental layihələndirilməsinin təkmilləşdirilməsinə, yeni katalizatorların və aşqarların işlənib hazırlanmasına, bütün mərhələlərin enerji səmərəliliyinin artırılmasına yönəlmişdir. Bu axtarışlar kömürdən mühərrik yanacağının alınması üçün vahid xərclərin azaldılmasını təmin edə bilər. Kömürün hidrogenləşməsi və qazlaşdırılması proseslərinin mayeləşdirmə məhsullarının ayrılması mərhələlərini çətinləşdirmədən və xammalın qızdırılmasına sərf olunan enerji itkisi olmadan bir axınla birləşdirilməsi perspektivli hesab edilməlidir.

Kömürün qazlaşdırılması və karbohidrogen yanacaqlarının sintezi

Kömürdən dolayı mayeləşdirmə yolu ilə motor yanacağı alınarkən birinci mərhələ qazlaşdırmadır.

Bərk yanacağın qazlaşdırılması, oksidləşdirici maddələrin (hava və ya texniki oksigen, su buxarı) iştirakı ilə yanacağın üzvi hissəsinin yanan qazların qarışığına çevrildiyi istilik prosesidir.

Artıq 19-cu əsrin əvvəllərində kömürün distillə edilməsi ilə əldə edilən qaz dünyanın böyük şəhərlərində küçələri işıqlandırmaq üçün istifadə olunurdu. Əvvəlcə kokslaşma prosesində əldə edildi, lakin əsrin ortalarında koks və kömürün qalıqsız qazlaşdırılması sənaye miqyasında tsiklik, sonra isə fasiləsiz işləyən qaz generatorlarında həyata keçirildi. Bu əsrin əvvəllərində kömürün qazlaşdırılması dünyanın bir çox ölkələrində, ilk növbədə enerji qazlarının istehsalı üçün geniş yayılmışdı. 1958-ci ilə qədər SSRİ-də 2500-ə yaxın müxtəlif ölçülü və dizaynlı qaz generatoru işləyirdi ki, bu da müxtəlif növ bərk yanacaqlardan ildə təxminən 35 milyard m3 enerji və texnoloji qazların istehsalını təmin etdi. Lakin təbii qazın hasilatı və nəqlinin sonrakı sürətli artımı ilə əlaqədar həm ölkəmizdə, həm də xaricdə bərk yanacağın qazlaşdırılmasının həcmi xeyli azalmışdır.

Kömürün qazlaşdırılması yüksək temperaturda həyata keçirilir və çoxmərhələli heterojen fiziki-kimyəvi prosesdir. Kömürün üzvi kütləsi, ilk növbədə onun bir hissəsi olan karbon qazlı oksidləşdiricilərlə qarşılıqlı təsir göstərir. Bu vəziyyətdə karbonun oksigen və su buxarı ilə aşağıdakı ilkin reaksiyaları baş verir:

Göstərilən reaksiya məhsullarına əlavə olaraq, kömürlərin qazlaşdırılması zamanı onların qızdırılmasının birinci mərhələsində piroliz məhsulları əmələ gəlir.

* Reaksiyaların istilikləri 15 °C temperaturda və 0,1 MPa təzyiqdə verilir.

Liza. Qazlaşdırma zamanı, bir qayda olaraq, kömürün demək olar ki, bütün üzvi hissəsi qaza, bəzi hallarda isə qismən qatra çevrilir və reaksiyaya girməmiş yanacağın kiçik bir qarışığı olan mineral hissəsi kül və ya maye şlak əmələ gətirir.

Hidrogenləşmədən fərqli olaraq, qazlaşdırma prosesləri üçün xammala olan tələblər metamorfizm mərhələsində və petroqrafik tərkibdə əhəmiyyətli məhdudiyyətlərə malik deyil, lakin mexaniki və istilik gücü, sinterləmə, rütubət, kül və kükürdün rolu çox əhəmiyyətlidir. Bu parametrlərə dair bir sıra məhdudiyyətlər kömürün ilkin təmizlənməsindən sonra azalır - qurutma, oksidləşmə və s. Müəyyən qazlaşdırma proseslərində kömürdən istifadənin ən əhəmiyyətli göstəricisi kül qalıqlarının ərimə temperaturudur. Əsas prosesin temperatur diapazonunu və kül çıxarma sisteminin seçimini müəyyənləşdirir.

Bərk yanacağın aktivliyi və qazlaşma sürəti əsasən katalizator rolunu oynayan mineral komponentlərdən asılıdır. Qazlaşdırma zamanı qalıq kömürlərin iz elementlərinin nisbi katalitik təsiri aşağıdakı sıra ilə təmsil oluna bilər:

Bərk yanacağın qazlaşdırılmasının ayrı-ayrı proseslərini xarakterizə edən əsas parametrlərə aşağıdakılar daxildir: reaksiya zonasına istilik verilməsi üsulu; qazlaşdırıcı maddənin verilməsi üsulu; qazlaşdırıcı agentin növü; proses temperaturu və təzyiqi;

mineral qalığın əmələ gəlməsi və onun boşaldılması üsulu. Bütün bu parametrlər bir-birinə bağlıdır və əsasən qaz generatorlarının dizayn xüsusiyyətləri ilə müəyyən edilir.

Karbonun su buxarı ilə reaksiyasının endotermik təsirini kompensasiya etmək üçün lazım olan istilik təchizatı üsuluna görə qazlaşdırma prosesləri avtotermik və allotermik bölünür. Avtotermik proseslər ən çox istifadə olunur; onlarda istilik prosesə daxil edilən kömürün bir hissəsini yandırmaqla əldə edilir. Allotermik proseslərdə istilik kömürün dövriyyədə olan bərk, maye və ya qaz halında olan soyuducu ilə birbaşa qızdırılması, soyuducu suyun reaktorun divarından dolayı qızdırılması və ya reaktora batırılmış qızdırıcı elementin köməyi ilə verilir.

Reaktorda yanacaq və oksidləşdirici arasında qarşılıqlı əlaqə prosesini təşkil etmək üçün qaba kömürün fasiləsiz hərəkət edən yatağı, daxilolma rejimində kömür və oksidləşdiricinin eyni vaxtda axını və xırda dənəli kömürün mayeləşdirilmiş yatağı istifadə olunur. Fasiləsiz yatağı olan qaz generatorlarında topaqlı yanacağın aşağıya doğru hərəkəti və isti qazların axınının yuxarıya doğru hərəkəti təşkil edilir. Bu prinsip prosesin yüksək kimyəvi və istilik aktivliyini müəyyən edir və kömür kömürləri istisna olmaqla, əksər növ kömürləri qazlamağa imkan verir. Belə qaz generatorlarının xüsusi məhsuldarlığı kömürün incə fraksiyalarının daxil olması ilə məhdudlaşır, bu da təzyiqin artması ilə qismən kompensasiya edilir. Kömür qatının yuxarı hissəsində mülayim temperatur məhsul qazında metan miqdarının artmasına [10-12%-ə qədər (həcm)], həmçinin qatran, maye kimi əlavə məhsulların əhəmiyyətli miqdarda əmələ gəlməsinə səbəb olur. karbohidrogenlər və fenollar.

Əzilmiş kömür mayeləşdirilmiş yatağı olan qaz generatorlarına yüklənir - hissəcik ölçüsü 0,5-8,0 mm-dir. Mayeləşdirmə rejimi qazlaşdırıcı agentin tədarükü ilə dəstəklənir. Yataqda yaxşı qarışdırma yüksək istilik və kütlə ötürülməsi sürətini təmin edir və qazlaşdırma zamanı praktiki olaraq heç bir yan məhsul maye məhsulları əmələ gəlmir. Yaranan qazda metanın miqdarı adətən 4%-dən (həc.) çox olmur. Eyni zamanda, mayeləşdirilmiş yataq proseslərində kiçik yanacaq hissəcikləri daşınır ki, bu da bir keçiddə çevrilmə dərəcəsini azaldır və sonrakı texnoloji mərhələlərin avadanlığının işini çətinləşdirir.

Toz halında kömür daxilolma qaz generatorlarında emal olunur. O, reaktora buxar-oksigen partlayışı ilə birgə cərəyanla daxil edilir, reaksiya zonasında isə temperatur 2000°C-ə çatır. Belə qaz generatorlarında bütün növ kömürləri emal etmək mümkündür. Onlardakı reaksiyalar yüksək sürətlə baş verir ki, bu da yüksək spesifik məhsuldarlığı təmin edir. Məhsul qazında praktiki olaraq metan, tar və maye karbohidrogenlər yoxdur. Lakin yüksək işləmə temperaturu səbəbindən belə qaz generatorlarında oksigen istehlakı davamlı və ya mayeləşdirilmiş yanacaq yatağı olan qaz generatorlarına nisbətən daha çoxdur və yüksək istilik səmərəliliyini təmin etmək üçün səmərəli istilik bərpa sistemi tələb olunur. Belə qaz generatorlarını işləyərkən, xammalın tədarükü rejiminə ciddi riayət edilməlidir, çünki reaktorda eyni vaxtda az miqdarda kömür olduğu üçün rejimin hər hansı bir pozulması prosesin dayanmasına səbəb olur.

Qazlaşdırmanın bir variantı quru yanacaq əvəzinə su-kömür məhlulundan istifadə etməkdir. Bu, reaktora yanacağın verilməsini asanlaşdırır və onun yüklənməsi üçün bunker sistemlərindən istifadə ehtiyacını aradan qaldırır.

Tipik olaraq, qazlaşdırma proseslərində qazlaşdırıcı maddələr hava, oksigen və buxardır. Buxar-hava partlaması ilə, prosesin maya dəyərini azaldan hava ayırma qurğusuna ehtiyac yoxdur, lakin atmosfer azotu ilə yüksək dərəcədə seyreltildiyi üçün yaranan qaz aşağı kalorili olur. Buna görə də qazlaşdırma sxemlərində buxar-oksigen partlayışına üstünlük verilir və buxarın oksigenə nisbəti şərtlərlə müəyyən edilir. prosesi həyata keçirir. Hidroqazlaşdırma proseslərində qazlaşdırıcı maddələrdən biri kimi hidrogen istifadə olunur və metanla zəngin yüksək kalorili qaz alınır.

Qazlaşdırma temperaturu, seçilmiş texnologiyadan asılı olaraq, geniş şəkildə dəyişə bilər - 850 ilə 2000 ° C arasında. Temperatur rejimi kömürün reaktivliyi, külün ərimə temperaturu və yaranan qazın lazımi tərkibi ilə müəyyən edilir. Avtotermik proseslərdə reaktorda temperatur partlamada buxar:oksigen nisbəti ilə idarə olunur. Allotermik proseslər üçün, soyuducu suyun mümkün olan maksimum istilik temperaturu ilə məhdudlaşır.

Müxtəlif qazlaşdırma proseslərində təzyiq atmosferdən 10 MPa-a qədər dəyişə bilər. Təzyiqin artması prosesin temperaturu və enerji səmərəliliyinin artması üçün əlverişli şərait yaradır və məhsulun qazında metan konsentrasiyasının artmasına kömək edir. Daha sonra sintezdə istifadə olunan, yüksək təzyiqlərdə həyata keçirilən qazın alınması hallarında təzyiq altında qazlaşdırmaya üstünlük verilir (sintez qazının sıxılması üçün xərclər azalır). Təzyiq artımı ilə qazlaşdırma sürətini və qaz generatorlarının vahid gücünü artırmaq mümkündür. Kəpəkli və qaba dənəli yanacağın qazlaşdırılması zamanı qazlaşma dərəcəsi təzyiq dəyərinin kvadrat kökünə, incə dənəli və toz halına salınmış yanacağın qazlaşdırılması zamanı isə təzyiq dəyərinə mütənasib olur.

Maye külün çıxarılması ilə qaz generatorlarında proses kül ərimə nöqtəsindən yuxarı olan temperaturda (adətən 1300-1400 ° C-dən yuxarı) aparılır. "Quru kül" qaz generatorları daha aşağı temperaturda işləyir və kül onlardan bərk formada çıxarılır.

Qazlaşdırma qazının tərkibində dəm qazı və hidrogenlə yanaşı, sonrakı sintez üçün katalizatorlar üçün zəhər olan kükürd və ammonyak olan birləşmələr, həmçinin fenollar, qatranlar və maye karbohidrogenlər var. Bu birləşmələr qaz generatorundan sonra təmizlənmə mərhələsində çıxarılır. Sənaye qazlaşdırma proseslərində sintez qazını kükürd birləşmələrindən və karbon qazından təmizləmək üçün bu komponentlərin fiziki və kimyəvi udulması üsullarından istifadə olunur. Absorber kimi metanol, propilen karbonat, N-metilpirolidon, sulfolan və diizopropanolamin, dimetil və polietilen qlikollar, etanolaminlər və s.

Sintez qazında CO: Hg optimal nisbətini təmin etmək üçün texnoloji sxemə adətən xüsusi

Şək. "3.5. Kömürün qazlaşdırılması prosesinin sxemi 1 - kömürün qurudulması və üyüdülməsi; 2_ - havanın ayrılması; 3 - qazlaşdırılması; 4 - kül və ya şlakların utilizasiyası; 5 - xam qazın təmizlənməsi; 6 - CO çevrilməsi;

I - kömür; II - su buxarı; III - azot; IV-oksigen; V - kül və ya şlak; VI - xam qaz; VII - təmizlənmiş qaz; VIII - NgB, GShz, qatranlar; /.X - sintez qazı; X - C0 3

dəm qazının buxarla katalitik çevrilməsi üçün ny vahidi.

Sonrakı emal üçün hazır olan sintez qazının istehsalı ilə qazlaşdırma prosesinin sxemi Şek. 3.5.

Maksimum istilik səmərəliliyinə nail olmaq üçün və. e. proses zamanı qaz generatoru yüksək təzyiqdə, oksigen və su buxarının az istehlakı və aşağı istilik itkisi ilə işləməlidir. Qazlaşdırma zamanı yan məhsulların minimum miqdarının alınması və prosesin müxtəlif kömürlərin emalı üçün əlverişli olması da arzu edilir. Bununla belə, bu amillərin bəziləri bir-birini istisna edir. Məsələn, oksigenin az istehlakını təmin etmək və beləliklə, yan məhsulların qarşısını almaq mümkün deyil. Buna görə də, hər bir konkret halda proses parametrlərinin optimal birləşməsini seçmək tələb olunur.

Hal-hazırda 50-dən çox qaz generatoru hazırlanmışdır, lakin onlardan yalnız dördü sənaye tətbiqini tapmışdır: Lurgi, Winkler, Koppers-Totzek və Texaco qaz generatorları. Bu qurğular əsasında aparılan qazlaşdırma proseslərinin əsas göstəriciləri Cədvəldə verilmişdir. 3.8.

Lurgi prosesi ilk dəfə sənaye miqyasında 1936-cı ildə Almaniyada tətbiq edilmişdir. 1952-ci ildə bu tip qaz generatorlarının ikinci nəsli yaradıldı və bu günə qədər müxtəlif ölkələrdə Lurgi generatorları ilə 100-dən çox qurğu tikilmişdir. Bir aqreqatın məhsuldarlığı quru qaz üçün 8-dən 75 min m 3 / saata yüksəldi.

Lurgi qaz generatorlarında parça kömür möhürlənmiş bunker vasitəsilə reaksiya zonasına daxil edilir və əks cərəyanlı buxar-oksigen qarışığında qazlaşdırılır. Sonuncu, kömür qatını dəstəkləyən ızgara altında qidalanır; quru kül eyni grate vasitəsilə axıdılır. Buxarın həcm nisbəti: oksigen elə seçilir ki, kömür yatağının temperaturu külün ərimə nöqtəsindən aşağı olsun. Generatorun soyuducu gödəkçəsində doymuş su buxarı əmələ gəlir.

Qazlaşdırıcıya daxil olan kömür ardıcıl olaraq üç istilik zonasından keçir. Birinci zonada - reaksiyanın yuxarı hissəsi

tora - 350 ° C temperaturda, isti qazlarla qurudulur, ortada - l temperaturda; 600 ° C, kömür qazların, tar və yarı koksun əmələ gəlməsi ilə yarı kokslaşmaya məruz qalır. qaz generatorunun bazasında yerləşən üçüncü zona, 870 ° C temperaturda, yanacağın buxar və oksigen ilə reaksiyaları nəticəsində praktiki olaraq heç bir metan olmayan bir qaz meydana gəlir. Qaz kömür yatağından aşağıdan yuxarıya doğru keçir, temperaturu isə azalır və reaktorun soyuq zonalarında metan əmələ gəlməsi reaksiyaları baş verməyə başlayır. Beləliklə, yaranan məhsulun qazında doymamış karbohidrogenlər və qatranlar var ki, bu da qazın məcburi təmizlənməsini tələb edir və soyutma və arzuolunmaz komponentlərin çıxarılması üçün yüksək su sərfinə səbəb olur. Qazın tərkibində metan da artır [8-12%-ə qədər (həc.)] 1 .

Lurgi qazlaşdırma prosesi 99%-ə çatan yüksək dərəcədə karbon çevrilməsi ilə xarakterizə olunur. Qaz generatorunun istilik səmərəliliyi 75-85% -dir. Lurgi prosesinin üstünlüyü ondan ibarətdir ki, o, yüksək təzyiqdə həyata keçirilir ki, bu da qaz generatorunun vahid məhsuldarlığını əhəmiyyətli dərəcədə artırır və sonrakı sintezdə istifadə edildikdə qazın sıxılma xərclərini azaldır.

Winkler prosesi ilk kommersiya kömür qazlaşdırma prosesidir. Bu tip işləyən qaz generatorlarının maksimal vahid gücü hazırda saatda 33 min m 3 qaz təşkil edir. Proses kömürün atmosfer təzyiqində mayeləşdirilmiş yataqda emalına əsaslanır. Yataqdakı temperatur quru formada reaktordan çıxarılan külün yumşalma temperaturundan 30-50 ° C aşağıda saxlanılır.

Winkler qaz generatoru içəridən odadavamlı materialla örtülmüş bir cihazdır, buxar-oksigen qarışığının əzilmiş kömürdən üfürülməsi ilə mayeləşdirilmiş yataq yaradılır. Daha böyük kömür hissəcikləri birbaşa yataqda qazlaşdırılır, incə hissəciklər isə həyata keçirilir. o və reaktorun yuxarı hissəsində 1000-1100°C temperaturda qazlaşdırılır, burada qazlaşdırıcı maddə əlavə olunur. Reaktorda intensiv istilik və kütlə ötürülməsi səbəbindən yaranan qaz piroliz məhsulları ilə çirklənmir və az miqdarda metan ehtiva edir. Külün təxminən 30% -i reaktorun dibindən quru formada vintli konveyerdən istifadə edərək çıxarılır, qalan hissəsi qaz axını ilə həyata keçirilir və siklonda və skrubberlərdə tutulur.

Winkler prosesi yüksək məhsuldarlığı, müxtəlif kömürləri emal etmək və son məhsulların tərkibinə nəzarət etmək imkanı verir. Lakin bu prosesdə reaksiyaya girməyən *kömürün itkiləri yüksək olur - 25-30%-ə qədər (vt.) reaktordan aparılır ki, bu da istilik itkilərinə və prosesin enerji səmərəliliyinin azalmasına səbəb olur. Maye qatı texnoloji rejimdə dəyişikliklərə çox həssasdır və aşağı təzyiq qaz generatorlarının işini məhdudlaşdırır.

Toz halında yanacağın qazlaşdırılması proseslərinin daxilolma rejimində nümayəndəsi “Korregv-T^gek” prosesidir. Saatda 4 min m 3 sintez qazı istehsal edən bu tipli ilk sənaye qaz generatoru 1952-ci ildə yaradılmışdır; müasir qaz generatorları 36-50 min m 3 / saat qaz gücünə malikdir.

Qaz generatoru su ilə soyudulan konusvari aparatdır. Bir-birinə qarşı yerləşən iki və ya dörd ocaq ilə təchiz olunmuşdur və içəridən istiliyədavamlı materialla örtülmüşdür. Kameranın əks tərəflərindən yanacaq qarışığının əks axınlarını təmin etməklə əldə edilən reagentlərin yüksək turbulentliyi reaksiyaların yüksək sürətlə getməsini təmin edir və yaranan qazın tərkibini yaxşılaşdırır.

Kömür 0,1 mm-dən çox olmayan hissəciklərə qədər əvvəlcədən əzilir və 8%-dən çox olmayan (ağırlıq) qalıq rütubətə qədər qurudulur. Bunkerlərdən çıxan kömür tozu proses üçün lazım olan oksigenin bir hissəsinin axını ilə ocaqlara verilir. Qalan oksigen su buxarı ilə doyurulur, qızdırılır və birbaşa kameraya vurulur. Həddindən artıq qızdırılan su buxarı reaktorun divarlarını yüksək temperaturun təsirindən qoruyan bir pərdə yaradan boruvari gödəkçə vasitəsilə reaktora daxil edilir. Yanma zonasındakı qazların temperaturu 2000 ° C-ə qədər olduqda, yanacağın karbonu 1 saniyə ərzində demək olar ki, tamamilə reaksiya verir. İsti generator qazı tullantı istilik qazanında 300 ° C-ə qədər soyudulur və 10 mq/m 3-dən az olan toz tərkibinə qədər təmizləyicidə su ilə "yuyulur". Kömürün tərkibindəki kükürdün 90%-i hidrogen sulfidə, 10%-i isə karbon sulfidinə çevrilir. Şlak maye şəklində çıxarılır və sonra qranullaşdırılır.

Prosesin yüksək temperaturu səbəbindən qazlaşdırma üçün istənilən növ kömürlərdən, o cümlədən sinterdən istifadə edilə bilər və nəticədə əldə edilən qaz metan baxımından zəifdir və kondensasiya olunan karbohidrogenləri ehtiva etmir, bu da onun sonrakı "təmizlənməsini" asanlaşdırır. Prosesin dezavantajları aşağı təzyiq və artan oksigen istehlakını əhatə edir.

Texaso prosesi 4 MPa-a qədər təzyiqdə işləyən şaquli astarlı qaz generatorunda kömür-su məhlulunun qazlaşdırılmasına əsaslanır. O, sınaq zavodlarında sınaqdan keçirilib və bir sıra iri kommersiya qaz generatorları tikilir. Texaso prosesi kömürün ilkin qurudulmasını tələb etmir və xammalın asma forması onun təchizat bölməsinin dizaynını sadələşdirir. Prosesin dezavantajları suyun buxarlanması üçün əlavə istilik təchizatı ilə əlaqədar olan yanacaq və oksigen istehlakının artmasıdır.

Hazırda avtotermik proseslərin təkmilləşdirilməsi istiqamətində aparılan işlər əsasən qazlaşdırma təzyiqinin artırılmasına, qurğunun gücünün və istilik səmərəliliyinin artırılmasına yönəlib. reaktorlar, yan məhsulların əmələ gəlməsini minimuma endirmək. Avtotermik qazlaşdırma proseslərində kömürün 30%-ə qədəri qazın əmələ gəlməsinə deyil, lazımi istiliyin alınmasına sərf olunur. Bu, xüsusilə kömür hasilatının maya dəyəri yüksək olduqda, proses iqtisadiyyatına mənfi təsir göstərir. Buna görə də son vaxtlar metal ərintilərindən və ya yüksək temperaturlu nüvə reaktorlarından alınan istilikdən istifadə etməklə bərk yanacağın allotermik qazlaşdırılması sxemlərinin işlənib hazırlanmasına böyük diqqət yetirilmişdir.

Ərimə prosesləri daxilolma rejimində kömürün qazlaşdırılmasının bir variantıdır. Onlarda kömür və qazlaşdırıcı agent istilik daşıyıcısı rolunu oynayan ərimiş metalların, şlakların və ya duzların səthinə verilir. Ən perspektivli proses dəmir əriməsi ilə aparılır, çünki qara metallurgiyada bir sıra ölkələrdə mövcud olan oksigen çeviricilərinin sərbəst imkanlarından istifadə etmək mümkündür. Bu prosesdə qaz generatoru ərimiş (temperatur 1400-1600°C) dəmir vannası olan içi boş, odadavamlı astarlı aparat-konvertordur. Aparatın yuxarı hissəsindən oksigen və su buxarı ilə qarışmış kömür tozu ərimənin səthinə perpendikulyar şəkildə yüksək sürətlə qidalanır. Bu axın, sanki, ərimənin səthində əmələ gələn şlamı üfürür və ərintiləri qarışdıraraq onun kömürlə təmas səthini artırır. Yüksək temperatura görə qazlaşma çox sürətlidir. Karbon çevrilmə dərəcəsi 98% -ə çatır və istilik səmərəliliyi. d. 75-80% təşkil edir. Dəmirin qazlaşdırma katalizatoru rolunu da oynadığı güman edilir. Əhəng əriməyə əlavə edildikdə, sonuncu kömür kükürdlə qarşılıqlı əlaqədə olur, kalsium sulfid əmələ gətirir və bu, şlakla birlikdə davamlı olaraq çıxarılır. Nəticədə kömürün tərkibindəki kükürddən sintez qazını 95% buraxmaq mümkündür.Ərimə prosesində alınan sintez qazının tərkibində 67% (həc.) CO və 28% (həcm) H 2 olur. Doldurulmalı olan dəmir itkiləri 5-15 q/m 3 qazdır.

Bərk yanacağın qazlaşdırılması üçün perspektivli irimiqyaslı və nisbətən ucuz yüksək potensiallı istilik mənbəyi hal-hazırda işlənib hazırlanması və sınaq sınaqları mərhələsində olan yüksək temperaturlu qazla soyudulan nüvə reaktoru ola bilər. Reaktor kömürün qazlaşdırılması prosesi üçün yüksək potensiallı istilik təchizatı (950°C) təmin edir. Aralıq helium dövrəsindən gələn istilik buxar qazlaşdırma reaktoruna birbaşa su buxarının təsiri altında sintez qazına çevriləcək kömürə ötürüləcək. Yüksək temperaturlu nüvə reaktorunun istilik enerjisindən istifadə etməklə qazlaşdırma zamanı avtotermik proseslərlə müqayisədə eyni miqdarda sintez qazı hasil etmək üçün kömürə olan tələbat 30-50% azalacaq, eyni zamanda prosesin ekoloji təmizliyi yüksələcək.

Sintez qazından, proses şəraitindən və istifadə olunan katalizatordan asılı olaraq, geniş çeşiddə karbohidrogenlər və oksigen tərkibli birləşmələr əldə edilə bilər. Hazırda sənaye miqyasında sintez qazı əsasında metanol, maye karbohidrogenlər və s. kimi məhsulların istehsalı həyata keçirilir.

Hələ 1925-ci ildə F.Fişer və H.Tropş öz adları ilə adlandırılan CO və H 2-dən alifatik karbohidrogenlərin sintezini həyata keçirdilər. Sintez dəmir və kobalt katalizatorlarında atmosfer təzyiqində və 250-300 °C temperaturda aparılmışdır. Tədqiqat və sənaye praktikasında əridilmiş, sinterlənmiş, sementlənmiş və diatomlu torpaqda, kaolin və digər dayaqlarda müxtəlif struktur (A1 2 03, V2O5, Si0 2) və kimyəvi (CuO, CaO, ZnO, K2O) promotorlar ". Dəmir katalizatorlarının iştirakı ilə olefinlərin və oksigen tərkibli birləşmələrin əmələ gəlməsi artır. Kobalt katalizatorları əsasən normal alkanların, əsasən yüksək molekulyar çəkinin əmələ gəlməsinə kömək edir.

Fişer-Tropş sintez prosesinin parametrləri və əldə edilən məhsulların tərkibi istifadə olunan reaktorların dizaynından əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. Aşağı temperaturda işləyən stasionar katalizator yatağı olan aparatlarda əsasən alifatik karbohidrogenlər alınır. Reaksiyaların daha yüksək temperaturda aparıldığı maye qatlı reaktorlarda məhsullarda əhəmiyyətli miqdarda olefinlər və oksigenatlar mövcuddur.

Fişer-Tropş sintezi üçün ilk sənaye qurğuları 1930-cu illərin ortalarında Almaniya və İngiltərədə istifadəyə verilmişdir. 1943-cü ilə qədər bu üsulla motor yanacaqlarının istehsalı üçün yaradılmış qurğuların ümumi gücü ildə 750 min tonu ötdü. Onların əksəriyyəti stasionar kobalt katalizator yatağından istifadə edirdi. 1948-1953-cü illərdə gücü ildə 365 min ton karbohidrogen məhsulu olan dəmir katalizatorunun mayeləşdirilmiş yatağı olan sınaq zavodu istismar edilmişdir. ABŞ-da. Fişer-Tropş sintezi üzrə yerli sınaq zavodu 1937-ci ildən bir neçə ildir ki, Dzerjinskdə fəaliyyət göstərir. 1952-ci ildən Novoçerkasskda sintez qazından karbohidrogenlərin istehsalı fəaliyyət göstərir, burada sintez kobalt katalizatorunun sabit yatağı olan reaktorlarda aparılır və hədəf məhsullar maye karbohidrogen həllediciləri, yuyucu vasitələr üçün xammal və digər kimyəvi məhsullardır.

1954-1957-ci illərdə. Cənubi Afrikada ildə 230 min ton maye məhsul istehsal gücünə malik SLAB-1 maye motor yanacaqlarına kömür emalı üçün sənaye müəssisəsi tikilmişdir. Sonralar eyni yerdə daha iki oxşar müəssisə - hər birinin nominal gücü ildə 2200 min ton maye məhsul istehsal edən BABO-P (1981) və BABO-SH (1983) yaradıldı.

Bütün müəssisələrdə 1% kükürdlü və kalorifik dəyəri 23 MJ/kq olan yüksək küllü (30%-ə qədər) bitumlu kömürün qazlaşdırılması təzyiqli qaz generatorlarında aparılır. FONKSİYONUN əsas texnoloji sxemi Şəkildə göstərilmişdir. 3.6. Burada iki konstruksiyalı reaktorlardan istifadə olunur: stasionar və mayeləşdirilmiş katalizator yatağı ilə (digər zavodlarda - yalnız mayeləşdirilmiş yataqlı reaktorlar). Hər bir sabit yataqlı reaktorda katalizator borulara (2000 ədəddən çox, uzunluğu 12 m və daxili diametri 50 mm) yerləşdirilir. Qaz borulardan yüksək xətti sürətlə keçir, bu, reaksiya istiliyinin sürətlə çıxarılmasını və boruların demək olar ki, bütün uzunluğu boyunca demək olar ki, izotermik şəraitin yaradılmasını təmin edir. Reaktorda 2,7 MPa iş təzyiqində və təxminən 230 ° C temperaturda alkanların maksimum məhsuldarlığına nail olunur.

düyü. 3.6. FALLING zavodunun sxemi:

1 - oksigen istehsalı; 2 - qaz generatorları 3 - elektrik stansiyası; 4 - proses "Fenosolvan"; 5 - ayrılma; 6 - qatranların və yağların emalı; 7 - proses "Rectizol>; 8, 9 - müvafiq olaraq stasionar və mayeləşdirilmiş katalizator yatağı olan Fişer-Tropş sintez reaktorları; 10 - çevrilmə; 11 - oksigen tərkibli birləşmələrin sərbəst buraxılması; 12 - parafinlərin təmizlənməsi; 13 - maye məhsulların emalı; 14 - olefinlərin oliqomerləşməsi; 15 - kriogen ayırma; 16 - ammonyak sintezi;

I - hava; II - kömür; III - su; IV - meydança; V - kreozot; VI - benzol-toluol-krezol fraksiyası; VII - geniş benzin fraksiyası; VIII - fenollar; IX - spirtlər; ketonlar; XI - maye məhsullar; XII - təmizlənmiş parafinlər; XIII - qazan yanacağı; XIV - dizel yanacağı; XV - benzin; XVI - şəhər şəbəkəsinə yanacaq qazı; XVII - 0 2; XVIII - N2; XIX - qazlar C 3 -C 4; XX - H 2; XXI - turş sürünənlər:

XXII - YHz; XXIII - (MVDgBO

Mayeləşdirilmiş katalizator yatağı (diametri 2,2 m və hündürlüyü 36 m) olan reaktorlarda sintez 300-350 ° C temperaturda və 2-3 MPa təzyiqdə aparılır, reaktora qaz axını 100 min m 3-ə çatır. / h. Reaksiya məhsulları çökmə bölməsinə daxil olur, sonra isə sıxılmış katalizator tozunu ayırmaq üçün siklonlara daxil olur. Xam sintez qazında Hg:CO nisbəti 2,4-2,8 təşkil edir, yaranan maye məhsullar olefinlərin yüksək tərkibi ilə xarakterizə olunur. BABOB zavodlarındakı bütün növ reaktorlar qələvi ilə gücləndirilmiş dəmir əsaslı katalizatorlardan istifadə edir; bu katalizatorlar ucuzdur və metanın aşağı məhsuldarlığını təmin edir; 1 ton maye məhsulların alınması üçün kömür sərfi 5,6-6,4 tondur.Neftdən yanacaq üçün standartların tələblərinə cavab verən mühərrik yanacaqlarını almaq üçün alınan məhsullar təmizlənməyə məruz qalır: benzin fraksiyaları - təmizlənmə və riforminq, propilen və butenlər - polimerləşmə . İstilik səmərəliliyi Fişer-Tropş sintezindən istifadə etməklə kömürün motor yanacağına emalı kompleksi 35-40% təşkil edir. Müxtəlif tipli reaktorlarda alınan benzin və dizel fraksiyalarının xassələri əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir (cədvəl 3.9). Bu zavodlarda motor yanacağı ilə yanaşı, ammonyak, kükürd və digər kimyəvi məhsullar istehsal olunur.

Digər mayeləşdirmə prosesləri kimi, kömürün qazlaşdırma yolu ilə emalı və sonra mühərrik yanacağının sintezi yüksək kapital və əməliyyat xərcləri tələb edir. Məsələn, ZABOL-P zavodunun tikintisi üçün kapital qoyuluşları təxminən 4 milyard dollar təşkil etmişdir (1980-ci il qiymətləri ilə). 8000 saat işləmə ilə bu zavodun ümumi əməliyyat xərcləri ildə 987 milyon dollar təşkil edir (1980-ci il qiymətləri ilə), o cümlədən:

• Kömür 125 manat
• Kadrlara qulluq 80
• Elektrik 80
• Katalizatorlar və reagentlər 24
• Su 2
• Köməkçi materiallar 80 və təmir
• Üst 80
• Amortizasiya ayırmaları 520

Hidrogenləşdirmə prosesləri ilə müqayisədə, Fişer-Tropş sintezi ilə kömürün mayeləşdirilməsi üsulu cihaz və iş şəraiti baxımından daha sadədir, lakin onun istilik səmərəliliyi təxminən 15% aşağıdır.

İxtira kimyəvi texnologiyaya, yəni kömürün mayeləşdirilməsinə aiddir və sintetik motor yanacaqlarının istehsalı üçün istifadə oluna bilər. Kömürün hidrogenləşdirilməsi üsulu, tərkibində kömür olan kömür-neft pastasının, 450 ° C temperaturda dəmir oksidləri üzərində su buxarı mühitində kömür hidrogenatın yüksək qaynayan fraksiyasının termal modifikasiyası məhsulları əsasında pasta əmələ gətirən agentin hazırlanmasını əhatə edir. -500 ° C və dəmir tərkibli katalizator mexanikokimyəvi müalicəyə məruz qalır və 180-300 ° C temperaturda qaynayaraq kömürün hidrogenləşməsi məhsullarının fraksiyasında ultrasəs vasitəsilə dispersiya edilir və çəki ilə 5-20% miqdarında alınır. yuxarıdakı pasta əmələ gətirən agentin, sonra onun pasta əmələ gətirən agentə daxil edilməsi. Sonra, kömür-neft pastası hidrogen mühitində yüksək təzyiqdə qızdırılır, ardınca hədəf məhsullar buraxılır. İxtiranın texniki nəticəsi kömürün hidrogenləşməsinin maye məhsullarının distillə fraksiyalarının məhsuldarlığını azaltmadan kükürdün miqdarını azaltmaqla keyfiyyətini yaxşılaşdırmaqdır. 1 tab.

İxtira kimyəvi texnologiyaya, yəni kömürün mayeləşdirilməsinə aiddir və sintetik motor yanacaqlarının tərkib hissəsi olan aşağı kükürdlü maye kömür məhsullarının distillə fraksiyalarını almaq üçün istifadə edilə bilər.

Kömür hidrogenləşməsi hidrogen-donor xassələri olan pasta əmələ gətirən mühitdə katalizatorların iştirakı ilə hidrogen təzyiqi altında yüksək temperaturda aparılır. Katalizator kimi kükürd əlavələri və ya kükürd tərkibli birləşmələrlə aktivləşdirilmiş filiz emalı zamanı toz halında olan dəmir filizi və ya dəmir tərkibli tullantılardan istifadə edərək kömürün hidrogenləşdirilməsi üçün bir sıra üsullar məlumdur. Enerji tutumlu aktivator dəyirmanlarında katalizatorların və kükürdün birgə emalı ilə kömürün çevrilməsi artır.

Yuxarıda göstərilən üsulların dezavantajı, əldə edilən distillə fraksiyalarında kükürdün yüksək olmasıdır.

Təklif olunan ixtiraya ən yaxın olan kömürün hidrogenləşdirilməsi üsuludur, o cümlədən kömürdən kömür-neft pastasının, pasta əmələ gətirən agentin və dəmir tərkibli katalizatorun kükürdlə birlikdə mexaniki-kimyəvi müalicəyə məruz qalması, pastanın yüksək təzyiqdə qızdırılmasıdır. hidrogen mühiti, sonra hədəf məhsulların təcrid edilməsi. Kömür hidrogenatının yüksək qaynayan hissəsi 450-500°C temperaturda dəmir oksidləri üzərində su buxarı mühitində termal krekinqdən sonra pasta əmələ gətirən agent kimi katalizatorla qarışdırıldıqdan sonra istifadə olunur. kömür yağı pastası hazırlamadan əvvəl.

Bu metodun dezavantajı distillə fraksiyalarında yüksək kükürdün olması səbəbindən hədəf məhsulların keyfiyyətinin aşağı olmasıdır. Hidrogenləşdirmə prosesində əldə edilən məhsullar əlavə hidrotəmizləmə olmadan motor yanacaqlarının komponentləri kimi istifadə edilə bilməz. Bundan əlavə, metodun çatışmazlıqlarına mexaniki qarışdırmaqla katalizatorun viskoz pasta əmələ gətirən agentdə dispersiyasının müddəti və qeyri-kafi dərəcəsi daxildir.

İxtiranın məqsədi kömürün hidrogenləşməsinin maye məhsullarının distillə fraksiyalarının məhsuldarlığını azaltmadan kükürdün miqdarını azaltmaqla keyfiyyətini yaxşılaşdırmaqdır.

Vəzifə, kömürün hidrogenləşdirilməsi metodunda, o cümlədən kömürdən kömür-neft pastasının hazırlanmasında, su buxarında kömür hidrogenatının yüksək qaynar fraksiyasının termal modifikasiyası məhsulları əsasında pasta əmələ gətirən agentin olması ilə əldə edilir. dəmir oksidləri üzərində 450-500 ° C temperaturda və dəmir tərkibli katalizatorda mexanikokimyəvi emala məruz qalır, pastanı hidrogen mühitində yüksək təzyiqdə qızdırır, ardınca ixtiraya uyğun olaraq hədəf məhsulları izolyasiya edir, katalizator məruz qalır. mexanokimyəvi müalicə üçün 180-300 ° C temperaturda qaynayan hidrogenləşmə məhsullarının fraksiyasında ultrasəs istifadə edərək səpilir və pasta əmələ gətirən agentin kütləsinin 5-20% miqdarında alınır, sonra pasta formasına daxil edilir.

Prototiplə müqayisəli təhlil göstərir ki, fərqləndirici xüsusiyyətlər aşağıdakılardır:

450-500 ° C və 5-20 wt temperaturda dəmir oksidləri üzərində su buxarı mühitində kömür hidrogenatın yüksək qaynayan fraksiyasının istilik modifikasiyası məhsullarının 95-80 wt.% qarışığından istifadə .% 180-300 °C diapazonunda qaynayan kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının payı.

Məlumdur ki, enerji tutumlu aktivator dəyirmanlarında filiz materiallarının mexaniki emalı təkcə əzilmiş materialın hissəciklərinin azalması ilə deyil, həm də mürəkkəb struktura malik aqlomeratların əmələ gəlməsi ilə onların intensiv aqreqasiyası ilə müşayiət olunur. Belə materiallar intensiv qarışdırmaqla neft-kömür pastasına əlavə edildikdə, aglomeratların məhv edilməsi baş vermir ki, bu da belə katalitik sistemlərdən istifadənin səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə azaldır. Aqlomeratların məhv edilməsinə suda və bir sıra üzvi həlledicilərdə müəyyən şəraitdə sonikasiya yolu ilə nail olmaq olar. İlkin tədqiqatlar göstərmişdir ki, prototipdə pasta əmələ gətirən agent kimi istifadə edilən dəmir oksidləri üzərində su buxarında kömür hidrogenatın yüksək qaynayan fraksiyasının istilik modifikasiyası məhsullarında bu üsulla dəmir filizi katalizatorlarının effektiv dispersiyası mümkün deyil. sonuncunun yüksək özlülüyünə görə əldə edilmişdir. Müəyyən etdik ki, ultrasəsdən istifadə etməklə katalizatorun dispersiyası 180-300°C diapazonunda qaynayan hidrogenləşmə məhsulları mühitində həyata keçirilir, ardınca yaranan qarışığı lazımi miqdarda pasta formasına əlavə edilir.

İxtiranın mahiyyəti konkret misallarla təsvir edilmişdir.

Nümunə 1. Kömürün hidrogenləşdirilməsi 0,25 litr tutumlu laboratoriya fırlanan avtoklavda aparılır. Pasta əmələ gətirən agent kimi, 400 ° C-dən yuxarı qaynayan bir fraksiya, dəmir oksidlərinin iştirakı ilə su buxarında kömür hidrogenatının distillə edilməsi qalıqlarının 470 ° C-də istilik modifikasiyası məhsulları istifadə olunur.

Kömürün hidrogenləşməsi prosesi üçün katalizatorun hazırlanması aşağıdakı kimi aparılır: dəmir filizlərinin elektromaqnitlə ayrılması tullantılarının flotasiya konsentratı ilkin olaraq mərkəzdənqaçma planet tipli dəyirman-aktivatorda mexaniki-kimyəvi müalicəyə məruz qalır (AGO-2). ). Sonra 8,8 q filiz katalizatoru, 8 mm diametrli 110 q polad toplar 0,15 litr tutumlu aktivator tamburuna yüklənir, 40 ml distillə edilmiş su və 0,16 q natrium hidroksid (0,1 M məhlul) əlavə olunur. , bundan sonra bağlanır və emal 1820 rpm-lik bir baraban fırlanma sürətində 30 dəqiqə həyata keçirilir. Bu şəraitdə üyüdmə mühitinin inkişaf etdirdiyi mərkəzdənqaçma sürəti 600 m×s -2 təşkil edir.

Nəticədə yaranan pulpadan 0,30 q filiz materialı nisbətində bir hissə alınır, 180-300 ° C aralığında qaynayan kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının 0,30 q hissəsinə əlavə edilir (pasta əmələ gətirən agentin kütləsinin 2,5% -i). ) və 3 dəqiqə ərzində UZD1-0,063/22 dispersiyadan istifadə edərək sonikasiya edildi. Yaranan qarışıqda dispersiyadan sonra çöküntünün intensiv əmələ gəlməsi qeyd edildi. Nəticədə katalizator məhlulu, dəmir oksidlərinin iştirakı ilə 470 ° C-də bir buxar mühitində kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termal modifikasiyası məhsullarının 400 ° C-dən yuxarı qaynayan 11,7 q fraksiyaya əlavə edilir və intensiv qarışdırılır. 15 dəqiqə. Dəmir oksidlərinin (komponent 1) və 180-300 ° C diapazonunda qaynayan kömür hidrogenləşməsinin məhsullarının iştirakı ilə su buxarında kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termik modifikasiya məhsullarının nisbəti ( komponent 2) pasta əmələ gətirən maddədə müvafiq olaraq 97,5 ağırlıq % və 2, 5 kütlə % təşkil edir.

Hazırlanmış pasta əmələ gətirən agent və katalizator qarışığına kömür əlavə edilir (kömür: pasta əmələ gətirən nisbət = 1:1). Avtoklav bağlanır, hidrogen 5,0 MPa təzyiqə verilir. Davamlı fırlanma ilə avtoklav 430°C-yə çatdıqda qızdırılır və bu temperaturda 60 dəqiqə saxlanılır. Sonra avtoklav soyudulur, normal şəraitdə 180°C-dən yuxarı qaynama temperaturu diapazonuna ekvivalent şəraitdə qaynayan məhsullar vakuum altında birbaşa avtoklavdan distillə edilir. Məhsullar dekantasiya yolu ilə sulu və karbohidrogen fraksiyalarına (bundan sonra qaynama temperaturu 180°C-dən yuxarı olan fraksiya) ayrılır. Sonra otoklavın içindəkilər toluol ilə ekstraksiya edilir, bir hissəsi 180-300°C temperaturda qaynayan ekstraktdan distillə edilir. Alınan fraksiyalarda kükürdün miqdarı “Flash EA-1112, Thermo Quest” analizatorundan istifadə etməklə standart üsulla müəyyən edilir. Alınan nəticələr cədvəldə göstərilmişdir.

Misal 2. Nümunə 1-ə bənzər, istisna olmaqla, katalizatorun mexaniki-kimyəvi aktivləşdirilməsindən sonra alınan pulpadan 0,30 q filiz materialının alikotu götürülür, 0,60 q kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının fraksiyasına əlavə edilir, 180 diapazonunda qaynar. -300 ° C (pasta əmələ gətirən agent kütləsi 5,0%) və 3 dəqiqə bir dispersant UZD1-0,063/22 istifadə sonicated. Dispersiyadan sonra homojen bir qarışıq yaranır, dispersiyadan sonra 1 saatdan çox müddət ərzində çöküntü əmələ gəlməsi müşahidə edilmir.

Alınan katalizator məhlulu 11,4 q 400°C-dən yuxarı qaynayan fraksiyaya kömür hidrogenatının su buxarında 470°C-də dəmir oksidlərinin iştirakı ilə distillə edilməsi qalıqlarının termiki modifikasiyası məhsullarına əlavə edilir və 15 dəqiqə intensiv qarışdırılır. . Dəmir oksidləri (komponent 1) və 180-300 ° C diapazonunda qaynayan kömür hidrogenatının su buxarında distilləsi qalıqlarının termik modifikasiyası məhsullarının nisbəti (komponent). 2) pasta əmələ gətirən maddədə müvafiq olaraq 95 kütlə % və 5 kütlə % təşkil edir.

Nümunə 3. Nümunə 1-ə analoji olaraq, katalizatorun mexaniki-kimyəvi aktivləşdirilməsindən sonra alınan pulpadan 0,30 q filiz materialının alikotu götürülərək, 180 diapazonda buxarlanan kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının 1,2 q fraksiyasına əlavə edilməsi istisna olmaqla. -300 ° C (pasta əmələ gətirən agentin çəkisi ilə 10,0%) və 3 dəqiqə bir dispersant UZD1-0,063/22 istifadə edərək sonicated. Dispersiyadan sonra homojen bir qarışıq əmələ gəlir, dispersiya başa çatdıqdan sonra 1 saatdan çox müddət ərzində çöküntünün əmələ gəlməsi müşahidə edilmir.

Nəticədə katalizator şlamı dəmir oksidlərinin iştirakı ilə 470 ° C-də buxarda kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termal modifikasiyası məhsullarının 400 ° C-dən yuxarı qaynayan 10,8 q fraksiyasına əlavə edilir və 15 dəqiqə intensiv qarışdırılır. Dəmir oksidləri (komponent 1) və 180-300 ° C aralığında qaynayan kömür hidrogenləşdirmə məhsulları (komponent 2) olduqda buxar mühitində kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termal modifikasiyası məhsullarının nisbəti ) pasta əmələ gətirən agentdə müvafiq olaraq 90 kütlə % və 10 ağırlıq % təşkil edir.

Nümunə 4. Nümunə 1-ə analoji olaraq, katalizatorun mexaniki-kimyəvi aktivləşdirilməsindən sonra alınan pulpadan 0,30 q filiz materialının alikotu götürülərək, 2,4 q kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının fraksiyasına əlavə edilərək, 180 diapazonunda buxarlanır. -300 ° C (pasta əmələ gətirən agentin çəkisi ilə 20%) və 3 dəqiqə bir dispersant UZD1-0,063/22 istifadə edərək sonicated. Dispersiyadan sonra homojen bir qarışıq yaranır, çöküntünün əmələ gəlməsi 1 saatdan çox müşahidə edilmir.

Alınan katalizator məhlulu, dəmir oksidlərinin iştirakı ilə 470 ° C-də buxarda kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termal modifikasiyası məhsullarının 400 ° C-dən yuxarı qaynayan 9,6 q fraksiyaya əlavə edilir və 15 dəqiqə intensiv qarışdırılır. Dəmir oksidləri (komponent 1) və 180-300 ° C diapazonunda qaynayan kömür hidrogenləşməsi məhsulları (komponent) olduqda buxar mühitində kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termik modifikasiya məhsullarının nisbəti. 2) pasta əmələ gətirən agentdə müvafiq olaraq 80 kütlə % və 20 kütlə % təşkil edir.

Misal 5. Nümunə 1-ə bənzər, istisna olmaqla, katalizatorun mexaniki-kimyəvi aktivləşdirilməsindən sonra alınan pulpadan 0,30 q filiz materialının alikotu götürülür, 180 diapazonda qaynayan kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının 3 q hissəsinə əlavə edilir. -300 ° C (pasta əmələ gətirən agentin kütləsinə 25 0%) və 3 dəqiqə bir dispersant UZD1-0.063/22 istifadə edərək sonicated. Dispersiyadan sonra homojen bir qarışıq yaranır, çöküntünün əmələ gəlməsi 1 saatdan çox müşahidə edilmir.

Alınan katalizator pulpası dəmir oksidlərinin iştirakı ilə 470°C-də buxarda kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının termiki modifikasiyası məhsullarının 400°C-dən yuxarı qaynayan 9 q fraksiyasına əlavə edilir və 15 dəqiqə intensiv qarışdırılır. . Dəmir oksidləri (komponent 1) və 180-300 ° C diapazonunda qaynayan kömür hidrogenləşməsi məhsullarının iştirakı ilə buxar mühitində kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının istilik modifikasiyası məhsullarının nisbəti ( komponent 2) pasta əmələ gətirən agentdə müvafiq olaraq 75 wt.% və 25 wt.% təşkil edir.

Alınan nəticələr distillə fraksiyalarının çevrilmə dərəcəsinin və məhsuldarlığının azaldığını göstərir.

Nümunə 6. (Prototip metodunun həyata keçirilməsi).

Kömürün hidrogenləşdirilməsi 0,25 litr tutumlu laboratoriya fırlanan avtoklavda aparılır. Pasta əmələ gətirən agent kimi, kömür hidrogenatının distilləsi qalıqlarının su buxarı mühitində termal krekinq məhsullarını 400 ° C-dən yuxarı bir temperaturda qaynadan bir fraksiya istifadə olunur. Buxar krekinqi 470 ° C-də, dəmir oksidlərinin iştirakı ilə hidrogen olmadıqda 3 atm təzyiqdə aparılır.

Kömürün hidrogenləşməsi prosesi üçün katalizatorun hazırlanması aşağıdakı kimi aparılır: dəmir filizlərinin elektromaqnitlə ayrılması tullantılarının flotasiya konsentratı ilkin olaraq mərkəzdənqaçma planet tipli dəyirman-aktivatorda elementar kükürdlə birlikdə mexaniki kimyəvi müalicəyə məruz qalır. (AGO-2), 0,30 q katalizator (quru kömürün çəkisinə görə 2,5 kütlə %-i) və 0,24 q kükürd (quru kömürün çəkisinə görə 2,0 kütlə %) nisbətində. Bundan əlavə, baraban 80 ml distillə edilmiş su ilə tamamilə doldurulana qədər 0,15 litr tutumlu aktivator barabana 8,8 q filiz katalizatoru, 7,0 q elementar kükürd və 8 mm diametrli 110 q polad toplar yüklənir. 0,32 q natrium hidroksid (0,1 M məhlulu), sonra bağlanır və 1820 rpm bir baraban fırlanma sürətində 30 dəqiqə emal edilir. Bu şəraitdə üyüdmə mühitinin inkişaf etdirdiyi mərkəzdənqaçma sürəti 600 m×s -2 təşkil edir. Nəticədə katalizatorun pulpası 1 saat güclü qarışdırmaqla pastaya daxil edilir.

Hazırlanmış pasta əmələ gətirən agent və katalizator qarışığına kömür əlavə edilir (kömür: pasta əmələ gətirən nisbət = 1:1). Avtoklav bağlanır, hidrogen 5,0 MPa təzyiqə verilir. Davamlı fırlanma ilə avtoklav 430°C-yə çatdıqda qızdırılır və bu temperaturda 60 dəqiqə saxlanılır. Sonra avtoklav soyudulur, normal şəraitdə 180°C-dən aşağı qaynama temperaturu diapazonuna ekvivalent şəraitdə qaynayan məhsullar vakuum altında birbaşa avtoklavdan distillə edilir. Məhsullar dekantasiya yolu ilə sulu fraksiyaya və karbohidrogen fraksiyasına (bundan sonra qaynama temperaturu 180°C-dən aşağı olan fraksiya) ayrılır. Sonra otoklavın içindəkilər toluol ilə ekstraksiya edilir, bir hissəsi 180-300°C temperaturda qaynayan ekstraktdan distillə edilir. Alınan fraksiyalarda kükürdün miqdarı “Flash EA-1112, Thermo Quest” analizatorundan istifadə etməklə standart üsulla müəyyən edilir. Alınan nəticələr cədvəldə göstərilmişdir.

Belə ki, təklif olunan ixtirada ultrasəsdən istifadə edərək katalizatorun dispersiyası kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının fraksiyasında, 180-300°C aralığında qaynayan və pasta əmələ gətirən maddənin kütləsinin 5-20%-i miqdarında qəbul edilir. , distillə məhsullarında kükürdün miqdarını kəskin şəkildə azaltmağa, kömürün çevrilmə dərəcəsi və distillə fraksiyalarının məhsuldarlığı üçün prototip göstəriciləri ilə müqayisə edilə bilən əldə etməyə imkan verir.

Kömür hidrogenləşməsi üçün bir üsul, o cümlədən kömür olan kömür-neft pastasının hazırlanması, bir temperaturda dəmir oksidləri üzərində su buxarı mühitində kömür hidrogenatın yüksək qaynayan bir hissəsinin termal modifikasiyası məhsullarına əsaslanan bir pasta əmələ gətirən agent. 450-500 ° C və dəmir tərkibli katalizator mexanikokimyəvi müalicəyə məruz qalır, pastanın hidrogen mühitində yüksək təzyiqdə qızdırılması, sonradan hədəf məhsulların təcrid edilməsi ilə xarakterizə olunur, mexaniki kimyəvi müalicəyə məruz qalan katalizatorun fraksiyada ultrasəs istifadə edərək dağılması ilə xarakterizə olunur. 180-300 ° C temperaturda qaynayan və yuxarıdakı pasta əmələ gətirən agentin kütləsinin 5-20% miqdarında alınan kömür hidrogenləşdirmə məhsullarının, sonradan pasta formasına daxil edilməsi ilə.

Oxşar patentlər:

İxtira bərk yanacaqlardan (torf, yanar şist, linyitlər, qəhvəyi və daş kömürlər) və sənaye tullantılarının karbonlu materialından (kömür istehsalı, neft emalı, liqninlər, plastiklər, rezin və s. tullantılar) maye karbohidrogenlərin alınması üsullarına və kömür kimyası və neft emalı sənayesində istifadə oluna bilər.

İxtira xammal kimi maye və qaz halında yarımfunksiyalı yanacaq əldə etmək üçün kömür, şist, bataqlıqlar, sapropelitlər, torf və digər üzvi maddələr kimi bərk qalıq yanacaqlardan (SFO) maye fazalı və qazlı məhsulların alınması üsuluna aiddir. motor və digər yanacaq növlərinin istehsalı üçün

İxtira karbohidrogen tərkibli tullantılardan dizel yanacağının istehsalı üçün cihaz və üsula aiddir, eyni zamanda tədarük edilən maddələr - quru tullantılar, qalıq yağ, neytrallaşdırıcı və katalizator - qarışdırma hunisi (109) vasitəsilə təchizat sisteminə (103) qoşulur. və təchizat çəninə (102) bitişik olan bir kollektor (104) və yağ dövriyyəsi dövrəsinin kanalları (110) vasitəsilə təchizat çəni (102) kollektora (115), yüksək performanslı kamera dalğa qarışdırıcısına qoşulur. (101) emiş tərəfində onu tədarük çəninə (102) birləşdirən boru kəməri, təzyiq tərəfində isə distillə sütununa (118) qoşulmuş buxarlandırıcının (114) kanalına (113) qoşulmuşdur. boru kəmərləri (124) və (126) vasitəsilə məhsulun - dizel yanacağının qəbuledicisinə (125) qoşulan kondensatorun (119) quraşdırıldığı və buxarlandırıcının (114) altında bir kollektor (115), tənzimləyici klapan (130) vasitəsilə çıxış tərəfində şneki olan qızdırıcı kameraya (132) qoşulur. Qalıqlar üçün konteynerə (134) qoşulmuş yeni çıxış (133).

İxtira karbon tərkibli bərk yanacağın mayeləşdirilməsinin çoxmərhələli üsuluna aiddir və belə üsula aşağıdakı addımlar daxildir: 1) bir və ya bir neçə növ karbon tərkibli bərk yanacaq mazutla qarışdırılır və mazut əmələ gətirir. asqı, bundan sonra belə yanacaq-mazut suspenziyası qızdırılmaqla susuzlaşdırılır və sonra aşağı-orta təzyiqdə hidrogenləşdirmə yolu ilə qismən mayeləşdirilir, nəticədə yüngül neft komponentləri və neft şlamları əmələ gəlir; 2) 1) addımda alınan yüngül neft komponentləri təmizlənmiş neft əldə etmək üçün hidrotəmizlənir; 3) 1-ci mərhələdə alınan neft şlamı sintetik qaz hasil etmək üçün qazlaşdırılır; 4) 3) addımında alınan sinqaz şərti F-T sintez prosesindən istifadə etməklə F-T sintez yağına çevrilir; 5) 4) addımında əldə edilən F-T sintezi nefti daha da hidroefinasiya edilir və təmizlənmiş neft əldə etmək üçün hidrokrekinqdən keçirilir, bu da yüksək keyfiyyətli neft məhsulları, o cümlədən mayeləşdirilmiş neft qazı (LPG), benzin, aviasiya kerosini, dizel yanacağı və digər əlaqəli maddələr əldə etmək üçün fraksiyalaşdırılır. kimyəvi məhsullar

İxtira yüksək molekulyar ağırlıqlı üzvi başlanğıc məhsulların otaq temperaturunda aşağı özlülüklü mayelər şəklində mövcud olan və yanar olan aşağı molekulyar ağırlıqlı üzvi məhsullara birbaşa termokimyəvi çevrilməsi metoduna aiddir, o cümlədən aşağıdakı mərhələlər: 1) başlanğıc məhsulun reaktoru, ən azı bir azaldıcı qaz və məhsulun çətin uçucu fraksiyaları, 2) hazırlanmış başlanğıc məhsulun reaksiya temperaturuna qədər şok qızdırması, 3) temperaturdan istifadə edərək başlanğıc məhsulun çevrilməsi, qazın azaldıcı təsiri və məhsul fraksiyalarının buxar reaksiya məhsullarına və reaksiya qazına avtokatalitik təsiri, 4) kondensasiya olunmuş məhsulların çıxarılması ilə reaksiya qazının kondensasiya yolu ilə ayrılması, 5) qaz qarışığının ən azı bir hissəsinin havaya buraxılması ilə ayrılan reaksiya qazının kondisionerləşdirilməsi, əlavə olaraq çayda hidrogen və/və ya digər reduksiyaedici maddə ilə təmin edilir konkret olaraq, karbon monoksit və ya tetralin şəklində, 6) kondisioner reaksiya qazının reaktora qaytarılması, burada kondisioner reaksiya qazı reaktora qaytarılmadan əvvəl sıxılma və qızdırmaya məruz qalır.

İxtira xam neftdən, ağır xam neftdən, tar qumlarından bitumdan, distillə qalıqlarından, distillənin ağır fraksiyalarından, asfaltdan təmizlənmiş distillə qalıqlarından, bitki yağlarından, kömürdən və neft şistindən alınan yağlardan, yağlardan seçilmiş ağır neftin hidrokonversiya prosesinə aiddir. tullantıların, polimerlərin, biokütlənin, o cümlədən hidrogenin daxil olduğu bir və ya bir neçə maye qatlı reaktorlarda, uyğun heterojen dəstəkli hidrogenləşdirmə katalizatorunun iştirakı ilə hidrokonversiya zonasında ağır neftin istiqaməti ilə istilik parçalanması ilə əldə edilən biri VIB qrupuna aid olan metaldan, ən azı biri isə VIII qrupa aid olan metaldan alınan sulfidlərin qarışığından ibarət daşıyıcı və aktiv faza, həmçinin uyğun hidrogenləşmə katalizatoru müəyyən edilmiş ağır neftdə nanodispersləşdirilmiş Mo və ya W sulfid əsasında katalizator və daxil olan axın istiqaməti o, hidrokonversiya zonasından nanoölçülü katalizatoru ehtiva edən ayrılmış maye fraksiya mayeləşdirilmiş yataq reaktor(lar)ına təkrar emal olunduğu ayırma zonasına

İxtira kömür və/və ya karbon tərkibli tullantıların maye yanacağa emalı metodunun variantlarına aiddir ki, bu da kömür və/və ya karbon tərkibli tullantıların, üzvi həlledicinin elektrik impulslu üyüdülmə üçün reaktora verilməsindən ibarətdir. kömür və/və ya karbon tərkibli tullantıların nisbəti: üzvi həlledici 1:2 və su, kömür və/və ya karbon tərkibli tullantıların kütləsinin 5%-dən az olmayaraq, reaktorda kömür və/və ya karbon tərkibli tullantılara təsir göstərir. elektrik impulslu üyüdülmə üçün, üzvi həlledici və elektrik yüksək gərginlikli boşalma ilə su, kömür və/və ya karbon tərkibli tullantıları üzvi həlledici mühitdə və suda üyütmək, su-kömür üzvi qarışığı almaq, elektropulse üçün reaktora verilir. üyüdmə, kömür və/və ya karbon tərkibli tullantılar su-kömür üzvi qarışığında yenidən əzilir və mayeləşdirilmiş yanacaq yenidən əzilmiş kömür və ya karbon tərkibli tullantılarla qarışıqdan, su-kömür üzvi sm. Bu, qəbuledici ayırma qurğusundan və kül ayırıcıdan keçirilir. Yüksək gərginlikli elektrik boşalmasının müxtəlif növləri istifadə olunur: yüksək tezlikli elektrik yüksək gərginlikli boşalma, düzbucaqlı formalı elektrik yüksək gərginlikli boşalma, sabit gərginlikli elektrik yüksək gərginlikli boşalma, elektrik yüksək gərginlikli bipolyar boşalma və düzbucaqlı formalı elektrik boşalması. yüksək gərginlikli bipolyar boşalma. Metodun bir neçə təcəssümündə onların hidrodinamik təmizlənməsi əlavə olaraq həyata keçirilir. ETKİSİ: kömür və/və ya karbonlu tullantıların daha yüksək dərəcədə çevrilməsi. 7 n.p. f-ly, 2 xəstə.

İxtira liqninin maye məhsullara emalı üsuluna aiddir və xüsusilə, hidrolitik liqninin maye karbohidrogenlərə emalı üsuluna aiddir və tullantıların emalı zamanı maye karbohidrogenlərin (oksigen tərkibliləri də daxil olmaqla) əldə edilməsi üçün istifadə edilə bilər. ağac emalı sənayesi, o cümlədən. sellüloza və s. Liqninin maye karbohidrogenlərə emalı üçün metod təklif edilir ki, o, hidrolitik liqninin katalizatorla mexaniki şəkildə qarışdırılmasından ibarətdir, bu, Pt, Pd, Ni, Fe, o cümlədən qrupdan seçilmiş yüksək dispersli metal əsasında katalitik sistemdir. liqnin:katalizatorun kütlə nisbəti 1-5:1 diapazonunda mikrodalğalı radiasiyanın təsiri altında yüksək temperaturlara qədər qızdırmağa qadir olan karbon daşıyıcısında çökdürülür, sonra yaranan reaksiya qarışığını 250-250-ə qədər qızdırır. 500-1000 h-1 həcmli qidalanma sürətində hidrogen axınında 10 Vt-a qədər gücə malik mikrodalğalı radiasiyanın təsiri altında 340 ° C. Texniki nəticə ondan ibarət idi ki, ixtiranın təklif olunan əsas xüsusiyyətləri kompleksi müddəti 30 dəqiqədən çox olmayan prosesi atmosfer təzyiqində həyata keçirməyə imkan verdi və eyni zamanda, nəticədə məhsuldarlığı artırdı. proses artır və eyni zamanda atmosfer təzyiqində prosesi həyata keçirməklə onun həyata keçirilməsi texnologiyasını sadələşdirmək mümkün olmuşdur.təzyiq və prototipdən fərqli olaraq, hidrolitik liqninin su və ya superkritik şəraitdə (təzyiqdə) spirtlərlə işlənməsini tələb etmir. 60-90 ATM). Qeyd etmək lazımdır ki, hidrolitik liqninin aşağı mikrodalğalı gücü və orta temperatur şəraitində emalı prosesi maye karbohidrogenlərin kifayət qədər yüksək məhsuldarlığına nail olmağa imkan vermişdir. 1 tab.

İxtira kimyəvi texnologiyaya, yəni kömürün mayeləşdirilməsinə aiddir və sintetik motor yanacaqlarının istehsalında istifadə edilə bilər.

Dağıdıcı hidrogenləşdirmə bərk və ya ağır maye yanacaqlardan yüngül maye yanacaq - benzin və kerosin almaq üçün aparılır. Kimyasına görə bu, yüksək molekullu birləşmələrin (kömür makromolekullarının) parçalanması (məhv) daha sadə doymuş və doymamış karbohidrogenlərin və fraqmentlərin əmələ gəlməsi və fraqmentlərə hidrogenin əlavə edilməsi ilə eyni vaxtda baş verdiyi çox mürəkkəb bir prosesdir. ikiqat bağların və aromatik karbohidrogenlərin yeri. Depolimerləşmə və digər proseslər də baş verir.
Hidrogenin əlavə edilməsi (hidrogenləşmə) həcmin azalması və istiliyin ayrılması ilə müşayiət olunur. Hidrogenləşmə reaksiyalarının baş verməsi təzyiqin artması və reaksiya istiliyinin çıxarılması ilə təmin edilir.
Adətən kömürlərin hidrogenləşməsi 2000-7000 ncm2 təzyiqdə və 380-490 ° C temperaturda həyata keçirilir. Reaksiyanı sürətləndirmək üçün katalizatorlar - müxtəlif aktivatorlarla dəmir, volfram, molibdenin oksidləri və sulfidləri istifadə olunur.
Hidrogenləşmə prosesinin mürəkkəbliyinə görə kömürdən yüngül yanacağın - benzin və kerosin alınması prosesi iki mərhələdə - maye və buxar fazalarında aparılır. Hidrogenləşdirmə üçün ən münasib olanlar tərkibində çox miqdarda hidrogen olan gənc qara və qəhvəyi kömürlərdir. Kömürlər ən yaxşı hesab olunur, burada karbon və hidrogen arasındakı nisbət 16-17-dən çox deyil. Zərərli çirklər kükürd, nəm və küldür. İcazə verilən nəmlik 1-2%, kül 5-6%, kükürd miqdarı minimal olmalıdır. Yüksək hidrogen istehlakının qarşısını almaq üçün oksigenlə zəngin yanacaqlar (məsələn, ağac) hidrogenləşdirilmir.
Hidrogenləşmə prosesinin texnologiyası aşağıdakı kimidir. İstədiyiniz kül tərkibinə malik incə üyüdülmüş kömür (1 mm-ə qədər) bir katalizatorla qarışdırılır, əksər hallarda dəmir oksidləri, qurudulur və hidrogenləşdirmə məhsullarının ayrılması yolu ilə əldə edilən yağlı bir dəyirmanda diqqətlə üyüdülür. Pastada kömürün miqdarı 40-50% olmalıdır. Pasta lazımi təzyiqdə havan nasosu ilə hidrogenləşdirmə qurğusuna verilir; təzə və dövriyyədə olan hidrogen oraya 2 və 3 saylı kompressorlar vasitəsilə verilir. Qarışıq istilik dəyişdiricisində 4 istiliklə əvvəlcədən qızdırılır
Hidrogenləşmə sütunundan, buxarlardan və qazlardan, sonra isə bir boru sobasında 5-dən 440 ° C-ə qədər gələn və reaksiyanın istiliyinə görə temperaturun 480 ° -ə yüksəldiyi hidrogenləşmə sütununa 6 daxil olur. Bundan sonra reaksiya məhsulları seperatorda ayrılır, onun yuxarı hissəsi buxar və qazlar, aşağı hissədən isə çamur ayrılır.
Qaz-buxar qarışığı istilik dəyişdiricisində 4 və su soyuducuda 8-dən 50°C-ə qədər soyudulur və ayrılır 9. Təzyiq çıxarıldıqdan sonra kondensat distillə edilir, «geniş fraksiya» (300-350°) və ağır alınır. yağ. Ondan fenolların çıxarılmasından sonra geniş fraksiya hidrogenləşmənin ikinci mərhələsinə keçir. Separatorda 7 ayrılan lil sentrifuqa yolu ilə ağır neftə və bərk qalığa ayrılır, o, yarımkokslaşmaya məruz qalır. Nəticədə, geniş birinə əlavə olunan ağır bir yağ və bir fraksiya yaranır. Kül qalıqları yanacaq kimi istifadə olunur. Makaron hazırlamaq üçün ağır yağlardan istifadə olunur. Separatorda 9 ayrılan qazlar, 10-cuberdə karbohidrogenlər təzyiqli yağlar tərəfindən udulduqdan sonra sirkulyasiya nasosunun 3 vasitəsi ilə prosesə qaytarılır.
İkinci mərhələdə hidrogenləşdirmə ən çox WSo-nun iştirakı ilə 3000 nm2 təzyiq altında 360-445 ° C-də həyata keçirilir.Yaranan hidrogenləşdirmə məhsulundan benzin və kerosin və ya dizel yanacağı təcrid olunur. Hidrogenləşmə yolu ilə əldə edilən yanacağın tərkibində doymamış karbohidrogenlər yoxdur və kükürd hidrogen sulfid şəklindədir, qələvi ilə, sonra isə su ilə yuyulmaqla asanlıqla çıxarılır. Dağıdıcı hidrogenləşdirmə xrom, nikel, molibden olan alaşımlı çeliklərdən hazırlanmış sütunlarda aparılır. Divarın qalınlığı 200 l-ə qədər və hündürlüyü 18 m-ə qədər və diametri 1 m-dir.Buxar fazasında hidrogenləşmə üçün sütunlarda katalizator mesh rəflərə yerləşdirilir.
Benzinin məhsuldarlığı hər yanan kömür kütləsinə görə 50-53% -ə çata bilər.