RU2203924C1 - Способ получения жидких углеводородов - Google Patents
Способ получения жидких углеводородов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2203924C1 RU2203924C1 RU2001135111/04A RU2001135111A RU2203924C1 RU 2203924 C1 RU2203924 C1 RU 2203924C1 RU 2001135111/04 A RU2001135111/04 A RU 2001135111/04A RU 2001135111 A RU2001135111 A RU 2001135111A RU 2203924 C1 RU2203924 C1 RU 2203924C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- hydrogenation
- donor solvent
- coal
- cracking
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
- C10G1/042—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction by the use of hydrogen-donor solvents
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
Использование: углехимическая и нефтеперерабатывающая отрасли промышленности. Крекинг и гидрогенизацию исходного сырья в присутствии водорододонорного растворителя осуществляют в условиях нестационарного течения двухфазной системы "исходное сырье - водорододонорный растворитель" в реакционном роторном аппарате с модуляцией (прерыванием) потока. В качестве водорододонорного растворителя используют воду и смесь фракции с температурой кипения 35-100oС с рециркулирующим остатком после фракционирования с температурой кипения 450-600oС и застывающим при 20oС. Проведение способа позволяет упростить технологию процесса, повысить выход жидких продуктов лучшего качества, которые можно использовать в качестве моторного топлива. 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам получения жидких углеводородов из твердого топлива (торф, горючие сланцы, лигниты, бурые и каменные угли) и углеродистого материала промышленных отходов (отходы углеобогащения, нефтепереработки, лигнины, пластические массы, резины и др.) и может быть использовано в углехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленности.
Известные способы термохимической переработки угля - ожижение заключаются в проведении процесса гидрогенизации и крекинга с использованием различных водорододонорных растворителей и катализаторов путем нагрева под давлением.
Известен, например, способ гидрогенизации угля под давлением водорода 50-100 атм с органическим растворителем и катализатором гидрирования, содержащим Мо и Fe, при температуре 400-425oС (SU авт.св. 355867, кл. C 10 G 1/06).
Известен способ сжижения угля в присутствии атомарного водорода, образующегося при воздействии ультразвука на молекулярный водород (JP патент 58-35247, кл. С 10 G 1/06).
Известно использование в качестве водорододонорного растворителя легкой углеводородной фракции, выделенной из полученных продуктов гидрогенизации угля и имеющей точку кипения в интервале 35-200oС (GB заявка 2085913, кл. C 10 G 1/06, 1982).
Известен способ превращения угля в жидкие продукты путем смешивания угля с растворителем, являющимся смесью термически стабильных гидроароматических углеводородов при повышенном давлении и температуре (US патент 4081351, кл. 208-8, 1978).
Известен способ термомеханического крекинга и гидрогенизации угля, который требует высокой температуры и высокого давления для его осуществления (US патент 4250015, 1981).
К недостаткам этих известных способов относится многостадийность, сложность технологии, связанная с необходимостью использования специфических катализаторов, применением высоких температур и давления, значительная энергоемкость и повышенная себестоимость получаемых продуктов.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ термомеханического крекинга и гидрогенизации углеводородов в присутствии высвобождающих водород химикалий, осуществляемый в механически установленном псевдоожиженном слое тонко измельченных частиц. При этом механическое воздействие в псевдоожиженном слое генерирует тепло, участвующее в крекинге в дополнение к механическому воздействию на вещество, вследствие чего крекинг в кавитационных микропузырьках и гидрогенизацию осуществляют в реакторе с общими температурой и давлением более низкими, чем в других известных процессах крекинга и гидрогенизации (RU патент 2131903, кл. C 10 G 1/06, 47/30, 1995).
К недостаткам этого способа относится слабое воздействие фрикционных растирающих элементов, в частности стальных шаров, на твердые частицы углеродистого материала для их ультратонкого измельчения, что приводит к неполному раскрытию зерен углеродистого материала и, как следствие, неполному вовлечению углерода в процесс гидрогенизации и недостаточно высокому выходу требуемых фракций продуктов ожижения.
Другим недостатком известного способа является необходимость использования значительного объема воды для высвобождения требуемого количества водорода, участвующего в гидрогенизации, достаточно высокое содержание пара в продуктах крекинга и, как следствие, значительное наличие воды в легких фракциях продукта.
Задачей изобретения является создание способа, позволяющего интенсифицировать процесс ультратонкого измельчения твердых частиц обрабатываемого материала и тепломассообменные процессы в условиях кавитационного режима течения обрабатываемой среды, повысить выход бензиновой фракции с температурой кипения 100-200oС и дизельной фракции с температурой кипения 200-450oС.
Поставленная задача решается предложенным способом, в котором жидкие углеводороды получают из твердого топлива и углеродистого материала термомеханическим крекингом и гидрогенизацией углерода в условиях нестационарного течения двухфазной системы "исходное сырье - водорододонорный растворитель".
При этом в качестве реакционного аппарата используют аппараты с прерыванием обрабатываемой среды и, в частности, наиболее эффектные из них роторные аппараты с модуляцией (прерыванием) потока.
В качестве водорододонорного растворителя используют воду и смесь фракции с пределом кипения 35-100oС с рециркулирующим остатком после фракционирования с температурой застывания 20oС и имеющим пределы кипения 450-600oС.
Устройство и принцип работы реакционных роторных аппаратов с модуляцией (прерыванием) потока обрабатываемой среды позволяют воздействовать на последнюю таким мощным интенсифицирующим фактором, как кавитация.
Кавитация является сложным нестационарным гидромеханическим процессом, сопровождаемым вторичными физико-химическими процессами, такими, как люминесценция, искрообразование; ударные волны давления, скорости и температуры; микропотоки и кумулятивные микроструйки; нагревание и ионизация газа в кавитационном пузырьке.
Такое обилие вторичных эффектов позволяет успешно использовать кавитацию в процессе крекинга и гидрогенизации.
Возникновение и развитие кавитации в порах, трещинах и межзерновых пространствах твердых частиц способствует их интенсивному разрушению. Давление, генерируемое захлопывающимися кавитационными пузырьками, достигает величин порядка 108 Па. Это обеспечивает достаточно высокую степень измельчения, рост удельной поверхности твердых частиц и их реакционную способность. Ускорение процесса происходит благодаря дискретному распределению энергии в большом числе малых объемов (центров кавитации). В этом случае энергия концентрируется в объемах порядка размеров кавитационных пузырьков (0,001-0,01 мм), что резко интенсифицирует процесс.
Отличительной особенностью работы роторного аппарата с модуляцией (прерыванием) потока является то, что кавитация и многочисленные кавитационные вторичные эффекты возникают в сильно турбулизированной среде: частицы дисперсной фазы, движущиеся с большими скоростями, подвергаются, кроме того, воздействию огромных ускорений, достигающих 105 м/с2, что на четыре порядка превышает ускорение свободного падения g. Сдвиговые напряжения и колебания дополняют перечень интенсифицирующих факторов, благоприятно влияющих на процесс термохимического разложения воды с образованием атомарного водорода и крекинговые процессы, в которых тяжелые углеводороды и радикалы разбиваются на более мелкие, низкокипящие молекулы.
Способ осуществляется по схеме, представленной на чертеже, следующим образом.
Измельченное предварительно твердое исходное сырье по линии 1 вместе с водой по линии 15, фракцией, кипящей при 35-100oС, по линии 11 и рециркулирующим остатком с температурой застывания 20oС и кипящим при 450-600oС по линии 14 подают в смеситель 2. Приготовленную суспензию по линии 3 подают в реакционный аппарат 4 на термомеханический крекинг и гидрогенизацию. Твердые частицы, включая золу, по линии 5 поступают в накопитель (не показано). Продукты реакции по линии 6 подают в сепаратор 7, в котором отделяют твердые частицы, включая золу, отводимые в накопитель по линии 8. Далее, очищенные продукты реакции по линии 9 отводят в ректификационную колонну 10, из которой по линии 11 отводят в смеситель 2 фракцию, кипящую при 35-100oС, по линии 12 - бензиновую фракцию, кипящую при 100-200oС, по линии 13 - дизельную фракцию с температурой кипения 200-450oС и по линии 14 - фракцию, кипящую при 450-600oС, затвердевающую при 20oС, часть которой подают в смеситель 2.
Пример 1.
Сырой торф влажностью 80% с содержанием углерода 49% на абсолютно сухое вещество и водорододонорный растворитель непрерывно подают через шнековый смеситель в роторный реактор с частотой вращения ротора 2500 об./мин на переработку. В рабочей камере ротора в результате кавитационных процессов происходят реакции механического разрушения твердых частиц, торфа, термохимического выделения водорода из воды и соединения (гидрогенизации) углерода с водородом. На выходе из реактора получают газообразную углеводородную смесь с температурой более 350oС, которую после сепарирования направляют на разделение и фракционирование. Выход жидких продуктов средних фракций 160-400oС составляет 17% от исходной массы торца.
В качестве водорододонорного растворителя используют воду и смесь фракции с пределом кипения 35-100oС с рециркулирующим остатком после фракционирования с температурой застывания 20oС и имеющим пределы кипения 450-600oС.
Пример 2.
Способ проводят по примеру 1. Используют бурый уголь влажностью 55% с содержанием углерода 72% на абсолютно сухое вещество и добавлением в шнековый смеситель воды для получения влажности угля около 80%. Выход жидких углеводородных продуктов средних фракций 160-400oС составляет 22% от исходной массы угля.
Claims (1)
- Способ получения жидких углеводородов из твердого топлива путем термомеханического крекинга и гидрогенизации, отличающийся тем, что термомеханический крекинг и гидрогенизацию осуществляют в условиях нестационарного течения - в реакционных роторных аппаратах с модуляцией (прерыванием) потока обрабатываемой среды - двухфазной системы "исходное сырье - водорододонорный растворитель", при этом в качестве водорододонорного растворителя используют воду и смесь фракции с пределом кипения 35-110oС с рециркулирующим остатком после фракционирования с температурой застывания 20oС, имеющим пределы кипения 450-600oС.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001135111/04A RU2203924C1 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ получения жидких углеводородов |
LT2002012A LT5078B (lt) | 2001-12-26 | 2002-02-04 | Skystojo angliavandenilio gavimo būdas |
AU2002365174A AU2002365174A1 (en) | 2001-12-26 | 2002-12-23 | Method for producing liquid hydrocarbons |
PCT/RU2002/000545 WO2003074632A1 (fr) | 2001-12-26 | 2002-12-23 | Procede de fabrication des hydrocarbures liquides |
EP02803259A EP1471129A1 (de) | 2001-12-26 | 2002-12-23 | Verfahren zur herstellung von flüssigen kohlenwasserstoffen |
PL02371514A PL371514A1 (en) | 2001-12-26 | 2002-12-23 | Method for producing liquid hydrocarbons |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001135111/04A RU2203924C1 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ получения жидких углеводородов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2203924C1 true RU2203924C1 (ru) | 2003-05-10 |
Family
ID=20254893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001135111/04A RU2203924C1 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ получения жидких углеводородов |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1471129A1 (ru) |
AU (1) | AU2002365174A1 (ru) |
LT (1) | LT5078B (ru) |
PL (1) | PL371514A1 (ru) |
RU (1) | RU2203924C1 (ru) |
WO (1) | WO2003074632A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010008314A1 (ru) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Zolotukhin Vladimir Andreevich | Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки |
RU2447131C2 (ru) * | 2006-11-20 | 2012-04-10 | Кристиан КОХ | Высокопроизводительный камерный смеситель для каталитических суспензий масла как реактор для деполимеризации и полимеризации углеводородсодержащих отходов в средний дистиллят в контуре циркуляции |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AR058345A1 (es) | 2005-12-16 | 2008-01-30 | Petrobeam Inc | Craqueo autosostenido en frio de hidrocarburos |
WO2010094697A1 (en) | 2009-02-17 | 2010-08-26 | Bergen Teknologioverføring As | Liquefaction of lignin with gaseous components |
US10865396B2 (en) * | 2015-10-29 | 2020-12-15 | Temple University—Of the Commonwealth System of Higher Education | Modification of 3′ terminal ends of nucleic acids by DNA polymerase theta |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4081351A (en) | 1976-09-02 | 1978-03-28 | Mobil Oil Corporation | Conversion of coal into motor fuel |
US4250015A (en) | 1978-12-18 | 1981-02-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Mechanochemical hydrogenation of coal |
DE3038842C2 (de) | 1980-10-15 | 1986-06-19 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur Steigerung der Kohleölgewinnung bei der Kohlehydrierung |
JPS5835247A (ja) | 1981-08-26 | 1983-03-01 | Mitsubishi Electric Corp | 内燃機関の制御装置 |
NL8201824A (nl) * | 1982-05-04 | 1983-12-01 | Tno | Werkwijze en inrichting voor het bereiden van een vloeibaar koolwaterstofprodukt uit steenkool. |
NO179753B1 (no) | 1994-09-12 | 1999-03-08 | Thermtech As | Fremgangsmate og anordning for termomekanisk krakking og hydrering |
-
2001
- 2001-12-26 RU RU2001135111/04A patent/RU2203924C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2002
- 2002-02-04 LT LT2002012A patent/LT5078B/lt not_active IP Right Cessation
- 2002-12-23 AU AU2002365174A patent/AU2002365174A1/en not_active Abandoned
- 2002-12-23 EP EP02803259A patent/EP1471129A1/de not_active Withdrawn
- 2002-12-23 PL PL02371514A patent/PL371514A1/xx not_active IP Right Cessation
- 2002-12-23 WO PCT/RU2002/000545 patent/WO2003074632A1/ru not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447131C2 (ru) * | 2006-11-20 | 2012-04-10 | Кристиан КОХ | Высокопроизводительный камерный смеситель для каталитических суспензий масла как реактор для деполимеризации и полимеризации углеводородсодержащих отходов в средний дистиллят в контуре циркуляции |
WO2010008314A1 (ru) * | 2008-07-16 | 2010-01-21 | Zolotukhin Vladimir Andreevich | Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
LT5078B (lt) | 2003-12-29 |
LT2002012A (en) | 2003-07-25 |
AU2002365174A1 (en) | 2003-09-16 |
PL371514A1 (en) | 2005-06-27 |
EP1471129A1 (de) | 2004-10-27 |
WO2003074632A1 (fr) | 2003-09-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5914027A (en) | Thermo-mechanical cracking and hydrogenation | |
EP3374470B1 (en) | Method to remove metals from petroleum | |
US6165349A (en) | Process for thermal and/or catalytic decomposition and/or depolymerization of low-grade organic substances and device for carrying out the process | |
KR102039965B1 (ko) | 산소함유 유기 원료를 수소열분해하는 방법 | |
WO2006010330A1 (en) | A process for direct liquefaction of coal | |
US4014780A (en) | Recovery of oil from refinery sludges by steam distillation | |
US3841991A (en) | Coal conversion process | |
AU2007263525A1 (en) | Method for releasing organics from shale and like materials to produce a liquid shale fuel | |
EA018529B1 (ru) | Способ гидрокрекинга и система гидрокрекинга | |
US3477941A (en) | Method of treating coal | |
US20140275687A1 (en) | Non-fischer-tropsch process for gas-to-liquid conversion using mechanochemistry | |
US7816415B2 (en) | Method and apparatus for synthesizing hydrocarbons using sonic mixing and solid catalysts | |
RU2203924C1 (ru) | Способ получения жидких углеводородов | |
US20140209513A1 (en) | System and process for coal liquefaction | |
EP0781313B1 (en) | Thermo-mechanical cracking and hydrogenation | |
US1904586A (en) | Conversion of carbonaceous solids into valuable liquid products | |
Sadeghi et al. | Sonochemical treatment of fossil fuels | |
RU2289607C1 (ru) | Способ и установка (варианты) для переработки тяжелых нефтяных остатков | |
CA2899133A1 (en) | System and process for thermal cracking and steam cracking | |
US4120664A (en) | Production of low-sulfur coal powder from the disintegration of coal | |
Vick et al. | Status of the development of EDS coal liquefaction | |
RU2376340C1 (ru) | Способ подготовки углеводородного сырья для дальнейшей углубленной переработки | |
CN1261396A (zh) | 生产燃料馏出液的方法 | |
RU78793U1 (ru) | Схема подготовки и углубленной переработки углеводородного сырья | |
Petrov et al. | Conversion of heavy oil in supercritical water with nano particles of caustobiolith |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081227 |