Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Сучасні технології хімічної переробки бурого вугілля
Переробка твердого палива у рідке є складним процесом, оскільки для його реалізації необхідно розруйнувати макромолекулу на простіші рухливі фрагменти. Ця задача вирішується за допомогою трьох традиційних напрямків (рис. 1.1): прямим приєднанням водню під тиском — гідрогенізація; піролізом, що супроводжується розподіленням водню між рідкими продуктами і твердим залишком, і газифікацією вугілля водяним паром з отриманням суміші СО і Н2 та синтезом з неї рідких продуктів. Останню застосовують також для отримання водню.
Рис. 1.1 — Схема отримання рідких продуктів із вугілля
У 1950-х рр. відкриті багаті родовища нафти у СРСР, на Близькому Сході та в інших районах світу. Це обумовило призупинку досліджень і виробництва синтетичного рідкого палива з вугілля, так як його вартість була в 5-7 разів вищою вартості моторного палива, одержаного з нафти. В 1970-х рр. ціна на нафту різко підвищилася і невпинно росте до сьогодні. Водночас, стало очевидним, що при існуючих масштабах споживання нафти (~3 млрд т/рік) запаси її, придатні для видобутку традиційними свердловинними методами, будуть виснажені до середини XXI ст. Проблема залучення твердого палива, головним чином вугілля, у переробку для одержаннях рідких продуктів-замінників нафти стала знову актуальною.
Піроліз
Під термічною переробкою вугілля (піролізом) розуміють процеси, що відбуваються при нагріванні вугілля у відсутності реагентів. Термічна переробка твердих палив застосовується для одержання облагороджених вуглецевих твердих матеріалів, а також рідких і газоподібних продуктів. Залежно від призначення продуктів вихідною сировиною може бути практично будь-яке вугілля. Як правило, термічну переробку вугілля ведуть при відсутності каталізаторів; відсутні також складні системи рециркуляції, що визначає достатню простоту апаратурного оформлення. У зв'язку із цим питомі капітальні витрати на термічну переробку значно нижчі, ніж у інших процесах переробки вугілля з одержанням твердих, рідких і газових продуктів.
Процеси термічної переробки вугілля почали застосовуватися вже наприкінці XVIII — початку XIX століття (виробництво кам'яновугільного коксу, одержання облагородженого вугілля для бездимного спалювання, виробництво світильного газу та ін.)
Значна частина процесів термічної переробки палив, що використовуються у наші дні, особливо коксохімічне виробництво, сформувалася в результаті тривалої еволюції технічних і апаратурних рішень і відрізняється відносно сприятливими витратами, енергетичними й екологічними показниками.
У той же час варто враховувати й певні обмеження, що накладаються на процеси термічної переробки вугілля. Всі вони відносно мало селективні, особливо при переробці найпоширенішого і дешевого гумусового вугілля. У будь-яких варіантах процесу одночасно одержують тверді, газоподібні й рідкі багатокомпонентні продукти склад, яких обумовлюється елементним складом вихідного вугілля. Рідкі продукти термічної переробки твердих горючих копалин містять велику кількість органічних сполук, що містять кисень, азот і сірку, і тому не можуть бути безпосередньо використані як синтетичне рідке вуглеводневе паливо. Тому термічна переробка вугілля не може розглядатися як самостійний спосіб приготування штучних рідких палив.
Гідрогенізація
Гідрогенізація вугілля — перетворення високомолекулярних речовин органічної маси вугілля (ОМВ) під дією водню на рідкі й газоподібні продукти при 400–500°С у присутності різних речовин-органічних розчинників, каталізаторів тощо Наукові основи цього процесу були розроблені на початку XX століття В. М. Іпатьєвим, М. Д. Зелінським, Ф. Бергіусом, Ф. Фішером та ін. У 30-х рр. XX ст. у деяких країнах, зокрема у Німеччині і Великій Британії, були побудовані промислові підприємства для одержання з вугілля й смол бензину, дизельного палива, мастильних масел, парафінів, фенолів тощо В 1940-х рр. виробництво рідких продуктів з вугілля перевищувало 4 млн т/рік. В 1950-х рр. гідрогенізація вугілля була освоєна у напівпромисловому масштабі у СРСР. Одна з найпоширеніших схем гідрогенізації показана на рис. 1.2.
Рис 1.2 — Схема отримання синтетичного рідкого палива з вугілля
Для гідрогенізації вугілля застосовують неокиснене буре і малометаморфізоване кам'яне вугілля. Вміст мінеральної частини в них не повинен перевищувати 5-6%, відношення С: Н — 16, вихід летких речовин повинен бути більшим за 35%, вміст петрографічних компонентів групи вітриніту й ліптиніту — більш ніж 80%. Високозольне вугілля необхідно попередньо піддавати збагаченню.
Органічна маса вугілля з вмістом С — 63-71%, що зазвичай застосовується для гідрогенізації, являє собою самоасоційований мультимер, що складається із просторово структурованих блоків (олігомерів). Блоки включають макромолекули з атомів вуглецю, водню і гетероатомів (О, N, S), що обумовлює нерівномірний розподіл електронної щільності, тому в блоках здійснюється донорно-акцепторна взаємодія, у тому числі утворюються водневі зв'язки. Енергія розриву таких зв'язків не перевищує 30 кДж/моль. Розрізняють блоки з молекулярною масою 200–300, 300–700 і 700-4000, розчинні відповідно у гептані (масла), бензолі (асфальтени) і піридині (). Усередині блоків макромолекули зв'язані метиленовими, а також О-, N- і S-утримуючими містками. Енергія розриву цих зв'язків в 10-15 разів більше енергії розриву блоків. При гідрогенізації вугілля в першу чергу відбувається роз'єднання блоків. Наступна деструкція блоків вимагає підвищення температури, присутності активного Н2. Для одержання з вугілля рідких продуктів необхідно поряд з деструкцією здійснити гідрування низькомолекулярних неорганічних сполук, що утворюються.
Для підвищення реакційно здатної поверхні вугілля подрібнюють до крупності менше 0,1 мм, часто об'єднуючи цей процес із сушкою. Кращі результати досягаються при вібропомолі й подрібненні у дезінтеграторі. при цьому зростає в 20-30 разів, об'єм перехідних пор — в 5-10 разів. Відбувається механохімічна активація поверхні, у результаті чого підвищується реакційна здатність вугілля. Важливе місце займає сушка. Волога, що заповнює пори, перешкоджаючи проникненню у вугільну речовину реагентів, виділяється в ході процесу в реакційній зоні, знижуючи парціальний тиск Н2, а також збільшує кількість стічних вод. Вугілля сушать до залишкового вмісту вологи 1,5%, використовуючи трубчаті парові сушарки, вихрові камери, труби-сушарки, у яких теплоносієм служать гарячі топкові гази з мінімальним вмістом О2 (0,1-0,2%), щоб вугілля не піддавалося окисненню. Щоб уникнути зниження реакційної здатності вугілля не нагрівають вище ніж 150–200 °С.
Для збільшення ступеня перетворення ОМВ в рідкі продукти на поверхню вугілля наносять каталізатор (з розчинів солей, у вигляді порошку, емульсії або суспензії) у кількості 1-5% від маси вугілля. Чим активніший каталізатор, тим при нижчому тиску може бути здійснена гідрогенізація вугілля. Максимальною каталітичною активністю володіють сполуки Mo, W, Sn, при використанні яких гідрогенізацію вугілля можна проводити при відносно низькому тиску — 10-14 МПа. Однак їхнє застосування обмежене через труднощі регенерації з суміші із залишком непереробленого вугілля. Тому в багатьох процесах застосовують дешеві, хоча й малоактивні, каталізатори (наприклад, так званий червоний шлам-відходи після виділення А12О3 з бокситів), компенсуючи їхню недостатню активність підвищенням тиску водню до 30-70 МПа.
На процес значною мірою впливає хімічний склад і властивості розчинника-пастоутворювача, у суміші з яким (50-60% пастоутворювача) вугілля піддається переробці. Пастоутворювач повинен містити висококиплячі фракції продукту гідрогенізації вугілля (точка кипіння > 325 °С) з мінімальним вмістом асфальтенів для утримання вугілля в рідкій фазі. У більшості варіантів гідрогенізації вугілля до пастоутворювача додають речовини з водневодонорними властивостями для стабілізації блоків, що утворюються з вугільного мультимера при відносно низькій температурі (200–350о С), коли молекулярний водень малоактивний. Блоки легко від'єднують водень у донорів і завдяки цьому не «злипаються».
Водневодонорний компонент пастоутворювача одержують гідруванням фракції гідрогенізації вугілля із точкою кипіння 300–400°С. У цьому випадку бі-, три- і тетрациклічні ароматичні вуглеводні частково гідруються з утворенням гідроароматичних похідних, які здатні віддавати водень з вищими швидкостями, ніж нафтенові вуглеводні. Кількість донорів у пастоутворювачі може становити 20-50% (сполука пастоутворювача оптимізується залежно від виду сировини й умов гідрогенізації). Як донора використовують також висококиплячі фракції нафтопродуктів.
Ступінь перетворення ОМВ підвищується при введенні у пастоутворювач органічних додатків — сполук, здатних вступати у взаємодію з вугіллям і продуктами його деструкції (в-піколін, хінолін, антрацен, нафталін та ін.). Додатки також тимчасово стабілізують реакційно здатні радикали, що утворюються при первинній деструкції вугілля, і в такий спосіб перешкоджають утворенню побічних продуктів конденсації.
Отриману вуглемасляну пасту в суміші із циркулюючим воденьвмісним газом (80-85% Н2 на вході, 75-80% — на виході) нагрівають у системі теплообміну трубчатої печі і потім направляють на гідрогенізацію в реактор. На 1 т пасти вводять 1,5-5,5 тис. м3 газу. Частину газу подають у реактор холодним для охолодження реакційної суміші й підтримки постійної температури, оскільки при гідрогенізації вугілля виділяється 1,2-1,6 МДж на 1 кг вугілля. При зростанні температури збільшується швидкість деструкції ОМВ, однак одночасно зменшується швидкість гідрування.
Гідрогенізацію здійснюють у трьох або чотирьох послідовно розташованих циліндричних пустотілих реакторах. Тривалість гідрогенізації вугілля, як правило, визначається об'ємною швидкістю подачі вуглемасляної пасти в реакційну систему. Ця швидкість залежить від типу вугілля, , каталізатора, температури й тиску процесу. Оптимальна об'ємна швидкість підбирається емпірично й становить, як правило, 0,8-1,4 т на 1 м3 реакційного об'єму за годину (розробляються процеси з вищою ).
Продукти реакції розділяють у сепараторі на парогазову суміш і важкий залишок — шлам. З першого потоку виділяють рідкі продукти (масло, воду) і газ, який після відділення насичених вуглеводнів (С 1- С 4), NH3, H2S, CO2 і С, Н2O збагачують 95-97%-ним Н2 і повертають у процес. Шлам розділяють на рідкі продукти й твердий залишок. Рідкі продукти після видалення води піддають дистиляції на фракцію з температурою кипіння до 325–400 °С і залишок, що повертають у процес для приготування пасти.
У зв'язку зі складною будовою ОМВ, різною реакційною здатністю її фрагментів кінцеві рідкі продукти містять багато компонентів, переважно моно- і біциклічні ароматичні й гетероциклічні сполуки з домішками парафінових і нафтенових вуглеводнів, а також феноли, піридинові основи й інші речовини, які можуть бути виділені.
Вуглеводневі гази деструктивної гідрогенізації вугілля і важких нафтових залишків, на відміну від газів деструктивної переробки нафтопродуктів, характеризуються практичною відсутністю в їх складі ненасичених вуглеводнів. Це пояснюється тим, що цей процес протікає в умовах високих концентрацій водню, що у присутності каталізаторів зумовлює цілковите насичення неграничних зв'язків вуглеводнів, які утворюються. Гази деструктивної гідрогенізації вугілля, після вилучення з них аміаку, сірководню і відмивання вуглекислоти, є дуже багатою сировиною для одержання зріджених газів. Крім газів ароматизації, ці газові суміші містять зовсім незначну кількість неграничних вуглеводнів.
Газифікація
При високотемпературній обробці твердого палива в середовищі кисню повітря, водяної пари, діоксиду вуглецю і водню органічні складники палива повністю перетворюються в газоподібні продукти. Сьогодні освоєні різні модифікації промислових процесів газифікації вугілля, найпоширенішими з яких є технології Лургі (стаціонарний шар грудкового вугілля), Вінклера (киплячий шар вугільних частинок), Копперс-Тотцека (пиловугільний потік), Тексако (). Ефективність процесів газифікації може істотно підвищуватися при використанні відповідних каталізаторів, що дозволяють знижувати температуру при збереженні високої швидкості процесу й регулювати склад продуктів.
Вплив каталізатора на процес газифікації твердого палива.
Каталізатор може прискорювати як реакції прямого перетворення вуглецю в газоподібні сполуки, так і газофазні реакції продуктів термічного перетворення вугілля. Дотепер переважно розробляли процеси , засновані на прискоренні реакцій прямого перетворення вугілля в газоподібні сполуки. У цих випадках для ефективного впливу каталізатора необхідно забезпечити його добрий контакт із твердою сировиною. Для цього використовують каталізатори, що наносяться на поверхню вугілля, а також здатні плавитися або переганятися в умовах процесу, проникаючи у пори вугілля. Найпоширенішими каталізаторами процесу газифікації вугілля є сполуки лужних, лужноземельных і деяких перехідних (Ni, Fe, Co) металів. Найбільш розповсюдженими технологіями газифікації є: процес ЕКСОН — каталітична газифікація вугілля водяною парою в киплячому шарі, процес МОЛТЕН СОЛТ — парокиснева газифікація при підвищеному тиску в розплаві соди, процес ПАТГАЗ — газифікація при атмосферному тиску в розплаві заліза. Застосовувані розплави відіграють роль теплоносія й каталізатора.
Застосування каталізаторів може викликати нові технологічні проблеми. Серед них варто виділити проблему розробки простих і надійних методів введення каталізатора в реакційну суміш і виведення його для повторного використання в процесі газифікації. Ця проблема може вирішуватися шляхом здійснення процесу газифікації вугілля в киплячому шарі часток каталізатора. Виявилося, що як каталітично активні матеріали можна використовувати дешеві й доступні металургійні і котельні шлаки, які містять елементи (Fe, Ni, Mn і ін.), здатні каталізувати реакції окиснення, конверсії СО і вуглеводнів, метанування. Такі каталітично активні матеріали можна використовувати в процесі газифікації до їхнього повного зношення. У режимі циркуляції частинок мартенівських шлаків при температурах 850–900 °C і атмосферному тиску пароповітряної суміші ступінь конверсії вугілля в газоподібні продукти становить 90%, а інтенсивність газифікації перевищує показники відомих технологій газифікації, здійснюваних при аналогічних температурах і тиску.
Див. також
Посилання
- Кричко А. А. Гидрогенизация угля в СССР. — М.: Библиотечка инженера, 1984. — 47 с.
- Калечиц И. В. Химия гидрогенизационных процессов в переработке топлив. — М.: Химия, 1973. — 235 с.
- Лебедев Н. Н. Химия и технология основного органического и нефтехимического синтеза. — М.: Химия, 1988. — 592 с.
- В. І. Саранчук, М. О. Ільяшов, В. В. Ошовський, В. С. Білецький. Основи хімії і фізики горючих копалин. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. — с. 600.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Suchasni tehnologiyi himichnoyi pererobki burogo vugillyaPererobka tverdogo paliva u ridke ye skladnim procesom oskilki dlya jogo realizaciyi neobhidno rozrujnuvati makromolekulu na prostishi ruhlivi fragmenti Cya zadacha virishuyetsya za dopomogoyu troh tradicijnih napryamkiv ris 1 1 pryamim priyednannyam vodnyu pid tiskom gidrogenizaciya pirolizom sho suprovodzhuyetsya rozpodilennyam vodnyu mizh ridkimi produktami i tverdim zalishkom i gazifikaciyeyu vugillya vodyanim parom z otrimannyam sumishi SO i N2 ta sintezom z neyi ridkih produktiv Ostannyu zastosovuyut takozh dlya otrimannya vodnyu 50pxl Ris 1 1 Shema otrimannya ridkih produktiv iz vugillya U 1950 h rr vidkriti bagati rodovisha nafti u SRSR na Blizkomu Shodi ta v inshih rajonah svitu Ce obumovilo prizupinku doslidzhen i virobnictva sintetichnogo ridkogo paliva z vugillya tak yak jogo vartist bula v 5 7 raziv vishoyu vartosti motornogo paliva oderzhanogo z nafti V 1970 h rr cina na naftu rizko pidvishilasya i nevpinno roste do sogodni Vodnochas stalo ochevidnim sho pri isnuyuchih masshtabah spozhivannya nafti 3 mlrd t rik zapasi yiyi pridatni dlya vidobutku tradicijnimi sverdlovinnimi metodami budut visnazheni do seredini XXI st Problema zaluchennya tverdogo paliva golovnim chinom vugillya u pererobku dlya oderzhannyah ridkih produktiv zaminnikiv nafti stala znovu aktualnoyu PirolizPid termichnoyu pererobkoyu vugillya pirolizom rozumiyut procesi sho vidbuvayutsya pri nagrivanni vugillya u vidsutnosti reagentiv Termichna pererobka tverdih paliv zastosovuyetsya dlya oderzhannya oblagorodzhenih vuglecevih tverdih materialiv a takozh ridkih i gazopodibnih produktiv Zalezhno vid priznachennya produktiv vihidnoyu sirovinoyu mozhe buti praktichno bud yake vugillya Yak pravilo termichnu pererobku vugillya vedut pri vidsutnosti katalizatoriv vidsutni takozh skladni sistemi recirkulyaciyi sho viznachaye dostatnyu prostotu aparaturnogo oformlennya U zv yazku iz cim pitomi kapitalni vitrati na termichnu pererobku znachno nizhchi nizh u inshih procesah pererobki vugillya z oderzhannyam tverdih ridkih i gazovih produktiv Procesi termichnoyi pererobki vugillya pochali zastosovuvatisya vzhe naprikinci XVIII pochatku XIX stolittya virobnictvo kam yanovugilnogo koksu oderzhannya oblagorodzhenogo vugillya dlya bezdimnogo spalyuvannya virobnictvo svitilnogo gazu ta in Znachna chastina procesiv termichnoyi pererobki paliv sho vikoristovuyutsya u nashi dni osoblivo koksohimichne virobnictvo sformuvalasya v rezultati trivaloyi evolyuciyi tehnichnih i aparaturnih rishen i vidriznyayetsya vidnosno spriyatlivimi vitratami energetichnimi j ekologichnimi pokaznikami U toj zhe chas varto vrahovuvati j pevni obmezhennya sho nakladayutsya na procesi termichnoyi pererobki vugillya Vsi voni vidnosno malo selektivni osoblivo pri pererobci najposhirenishogo i deshevogo gumusovogo vugillya U bud yakih variantah procesu odnochasno oderzhuyut tverdi gazopodibni j ridki bagatokomponentni produkti sklad yakih obumovlyuyetsya elementnim skladom vihidnogo vugillya Ridki produkti termichnoyi pererobki tverdih goryuchih kopalin mistyat veliku kilkist organichnih spoluk sho mistyat kisen azot i sirku i tomu ne mozhut buti bezposeredno vikoristani yak sintetichne ridke vuglevodneve palivo Tomu termichna pererobka vugillya ne mozhe rozglyadatisya yak samostijnij sposib prigotuvannya shtuchnih ridkih paliv GidrogenizaciyaGidrogenizaciya vugillya peretvorennya visokomolekulyarnih rechovin organichnoyi masi vugillya OMV pid diyeyu vodnyu na ridki j gazopodibni produkti pri 400 500 S u prisutnosti riznih rechovin organichnih rozchinnikiv katalizatoriv tosho Naukovi osnovi cogo procesu buli rozrobleni na pochatku XX stolittya V M Ipatyevim M D Zelinskim F Bergiusom F Fisherom ta in U 30 h rr XX st u deyakih krayinah zokrema u Nimechchini i Velikij Britaniyi buli pobudovani promislovi pidpriyemstva dlya oderzhannya z vugillya j smol benzinu dizelnogo paliva mastilnih masel parafiniv fenoliv tosho V 1940 h rr virobnictvo ridkih produktiv z vugillya perevishuvalo 4 mln t rik V 1950 h rr gidrogenizaciya vugillya bula osvoyena u napivpromislovomu masshtabi u SRSR Odna z najposhirenishih shem gidrogenizaciyi pokazana na ris 1 2 50pxl Ris 1 2 Shema otrimannya sintetichnogo ridkogo paliva z vugillya Dlya gidrogenizaciyi vugillya zastosovuyut neokisnene bure i malometamorfizovane kam yane vugillya Vmist mineralnoyi chastini v nih ne povinen perevishuvati 5 6 vidnoshennya S N 16 vihid letkih rechovin povinen buti bilshim za 35 vmist petrografichnih komponentiv grupi vitrinitu j liptinitu bilsh nizh 80 Visokozolne vugillya neobhidno poperedno piddavati zbagachennyu Organichna masa vugillya z vmistom S 63 71 sho zazvichaj zastosovuyetsya dlya gidrogenizaciyi yavlyaye soboyu samoasocijovanij multimer sho skladayetsya iz prostorovo strukturovanih blokiv oligomeriv Bloki vklyuchayut makromolekuli z atomiv vuglecyu vodnyu i geteroatomiv O N S sho obumovlyuye nerivnomirnij rozpodil elektronnoyi shilnosti tomu v blokah zdijsnyuyetsya donorno akceptorna vzayemodiya u tomu chisli utvoryuyutsya vodnevi zv yazki Energiya rozrivu takih zv yazkiv ne perevishuye 30 kDzh mol Rozriznyayut bloki z molekulyarnoyu masoyu 200 300 300 700 i 700 4000 rozchinni vidpovidno u geptani masla benzoli asfalteni i piridini Useredini blokiv makromolekuli zv yazani metilenovimi a takozh O N i S utrimuyuchimi mistkami Energiya rozrivu cih zv yazkiv v 10 15 raziv bilshe energiyi rozrivu blokiv Pri gidrogenizaciyi vugillya v pershu chergu vidbuvayetsya roz yednannya blokiv Nastupna destrukciya blokiv vimagaye pidvishennya temperaturi prisutnosti aktivnogo N2 Dlya oderzhannya z vugillya ridkih produktiv neobhidno poryad z destrukciyeyu zdijsniti gidruvannya nizkomolekulyarnih neorganichnih spoluk sho utvoryuyutsya Dlya pidvishennya reakcijno zdatnoyi poverhni vugillya podribnyuyut do krupnosti menshe 0 1 mm chasto ob yednuyuchi cej proces iz sushkoyu Krashi rezultati dosyagayutsya pri vibropomoli j podribnenni u dezintegratori pri comu zrostaye v 20 30 raziv ob yem perehidnih por v 5 10 raziv Vidbuvayetsya mehanohimichna aktivaciya poverhni u rezultati chogo pidvishuyetsya reakcijna zdatnist vugillya Vazhlive misce zajmaye sushka Vologa sho zapovnyuye pori pereshkodzhayuchi proniknennyu u vugilnu rechovinu reagentiv vidilyayetsya v hodi procesu v reakcijnij zoni znizhuyuchi parcialnij tisk N2 a takozh zbilshuye kilkist stichnih vod Vugillya sushat do zalishkovogo vmistu vologi 1 5 vikoristovuyuchi trubchati parovi susharki vihrovi kameri trubi susharki u yakih teplonosiyem sluzhat garyachi topkovi gazi z minimalnim vmistom O2 0 1 0 2 shob vugillya ne piddavalosya okisnennyu Shob uniknuti znizhennya reakcijnoyi zdatnosti vugillya ne nagrivayut vishe nizh 150 200 S Dlya zbilshennya stupenya peretvorennya OMV v ridki produkti na poverhnyu vugillya nanosyat katalizator z rozchiniv solej u viglyadi poroshku emulsiyi abo suspenziyi u kilkosti 1 5 vid masi vugillya Chim aktivnishij katalizator tim pri nizhchomu tisku mozhe buti zdijsnena gidrogenizaciya vugillya Maksimalnoyu katalitichnoyu aktivnistyu volodiyut spoluki Mo W Sn pri vikoristanni yakih gidrogenizaciyu vugillya mozhna provoditi pri vidnosno nizkomu tisku 10 14 MPa Odnak yihnye zastosuvannya obmezhene cherez trudnoshi regeneraciyi z sumishi iz zalishkom nepereroblenogo vugillya Tomu v bagatoh procesah zastosovuyut deshevi hocha j maloaktivni katalizatori napriklad tak zvanij chervonij shlam vidhodi pislya vidilennya A12O3 z boksitiv kompensuyuchi yihnyu nedostatnyu aktivnist pidvishennyam tisku vodnyu do 30 70 MPa Na proces znachnoyu miroyu vplivaye himichnij sklad i vlastivosti rozchinnika pastoutvoryuvacha u sumishi z yakim 50 60 pastoutvoryuvacha vugillya piddayetsya pererobci Pastoutvoryuvach povinen mistiti visokokiplyachi frakciyi produktu gidrogenizaciyi vugillya tochka kipinnya gt 325 S z minimalnim vmistom asfalteniv dlya utrimannya vugillya v ridkij fazi U bilshosti variantiv gidrogenizaciyi vugillya do pastoutvoryuvacha dodayut rechovini z vodnevodonornimi vlastivostyami dlya stabilizaciyi blokiv sho utvoryuyutsya z vugilnogo multimera pri vidnosno nizkij temperaturi 200 350o S koli molekulyarnij voden maloaktivnij Bloki legko vid yednuyut voden u donoriv i zavdyaki comu ne zlipayutsya Vodnevodonornij komponent pastoutvoryuvacha oderzhuyut gidruvannyam frakciyi gidrogenizaciyi vugillya iz tochkoyu kipinnya 300 400 S U comu vipadku bi tri i tetraciklichni aromatichni vuglevodni chastkovo gidruyutsya z utvorennyam gidroaromatichnih pohidnih yaki zdatni viddavati voden z vishimi shvidkostyami nizh naftenovi vuglevodni Kilkist donoriv u pastoutvoryuvachi mozhe stanoviti 20 50 spoluka pastoutvoryuvacha optimizuyetsya zalezhno vid vidu sirovini j umov gidrogenizaciyi Yak donora vikoristovuyut takozh visokokiplyachi frakciyi naftoproduktiv Stupin peretvorennya OMV pidvishuyetsya pri vvedenni u pastoutvoryuvach organichnih dodatkiv spoluk zdatnih vstupati u vzayemodiyu z vugillyam i produktami jogo destrukciyi v pikolin hinolin antracen naftalin ta in Dodatki takozh timchasovo stabilizuyut reakcijno zdatni radikali sho utvoryuyutsya pri pervinnij destrukciyi vugillya i v takij sposib pereshkodzhayut utvorennyu pobichnih produktiv kondensaciyi Otrimanu vuglemaslyanu pastu v sumishi iz cirkulyuyuchim vodenvmisnim gazom 80 85 N2 na vhodi 75 80 na vihodi nagrivayut u sistemi teploobminu trubchatoyi pechi i potim napravlyayut na gidrogenizaciyu v reaktor Na 1 t pasti vvodyat 1 5 5 5 tis m3 gazu Chastinu gazu podayut u reaktor holodnim dlya oholodzhennya reakcijnoyi sumishi j pidtrimki postijnoyi temperaturi oskilki pri gidrogenizaciyi vugillya vidilyayetsya 1 2 1 6 MDzh na 1 kg vugillya Pri zrostanni temperaturi zbilshuyetsya shvidkist destrukciyi OMV odnak odnochasno zmenshuyetsya shvidkist gidruvannya Gidrogenizaciyu zdijsnyuyut u troh abo chotiroh poslidovno roztashovanih cilindrichnih pustotilih reaktorah Trivalist gidrogenizaciyi vugillya yak pravilo viznachayetsya ob yemnoyu shvidkistyu podachi vuglemaslyanoyi pasti v reakcijnu sistemu Cya shvidkist zalezhit vid tipu vugillya katalizatora temperaturi j tisku procesu Optimalna ob yemna shvidkist pidbirayetsya empirichno j stanovit yak pravilo 0 8 1 4 t na 1 m3 reakcijnogo ob yemu za godinu rozroblyayutsya procesi z vishoyu Produkti reakciyi rozdilyayut u separatori na parogazovu sumish i vazhkij zalishok shlam Z pershogo potoku vidilyayut ridki produkti maslo vodu i gaz yakij pislya viddilennya nasichenih vuglevodniv S 1 S 4 NH3 H2S CO2 i S N2O zbagachuyut 95 97 nim N2 i povertayut u proces Shlam rozdilyayut na ridki produkti j tverdij zalishok Ridki produkti pislya vidalennya vodi piddayut distilyaciyi na frakciyu z temperaturoyu kipinnya do 325 400 S i zalishok sho povertayut u proces dlya prigotuvannya pasti U zv yazku zi skladnoyu budovoyu OMV riznoyu reakcijnoyu zdatnistyu yiyi fragmentiv kincevi ridki produkti mistyat bagato komponentiv perevazhno mono i biciklichni aromatichni j geterociklichni spoluki z domishkami parafinovih i naftenovih vuglevodniv a takozh fenoli piridinovi osnovi j inshi rechovini yaki mozhut buti vidileni Vuglevodnevi gazi destruktivnoyi gidrogenizaciyi vugillya i vazhkih naftovih zalishkiv na vidminu vid gaziv destruktivnoyi pererobki naftoproduktiv harakterizuyutsya praktichnoyu vidsutnistyu v yih skladi nenasichenih vuglevodniv Ce poyasnyuyetsya tim sho cej proces protikaye v umovah visokih koncentracij vodnyu sho u prisutnosti katalizatoriv zumovlyuye cilkovite nasichennya negranichnih zv yazkiv vuglevodniv yaki utvoryuyutsya Gazi destruktivnoyi gidrogenizaciyi vugillya pislya viluchennya z nih amiaku sirkovodnyu i vidmivannya vuglekisloti ye duzhe bagatoyu sirovinoyu dlya oderzhannya zridzhenih gaziv Krim gaziv aromatizaciyi ci gazovi sumishi mistyat zovsim neznachnu kilkist negranichnih vuglevodniv GazifikaciyaPri visokotemperaturnij obrobci tverdogo paliva v seredovishi kisnyu povitrya vodyanoyi pari dioksidu vuglecyu i vodnyu organichni skladniki paliva povnistyu peretvoryuyutsya v gazopodibni produkti Sogodni osvoyeni rizni modifikaciyi promislovih procesiv gazifikaciyi vugillya najposhirenishimi z yakih ye tehnologiyi Lurgi stacionarnij shar grudkovogo vugillya Vinklera kiplyachij shar vugilnih chastinok Koppers Totceka pilovugilnij potik Teksako Efektivnist procesiv gazifikaciyi mozhe istotno pidvishuvatisya pri vikoristanni vidpovidnih katalizatoriv sho dozvolyayut znizhuvati temperaturu pri zberezhenni visokoyi shvidkosti procesu j regulyuvati sklad produktiv Vpliv katalizatora na proces gazifikaciyi tverdogo paliva Katalizator mozhe priskoryuvati yak reakciyi pryamogo peretvorennya vuglecyu v gazopodibni spoluki tak i gazofazni reakciyi produktiv termichnogo peretvorennya vugillya Doteper perevazhno rozroblyali procesi zasnovani na priskorenni reakcij pryamogo peretvorennya vugillya v gazopodibni spoluki U cih vipadkah dlya efektivnogo vplivu katalizatora neobhidno zabezpechiti jogo dobrij kontakt iz tverdoyu sirovinoyu Dlya cogo vikoristovuyut katalizatori sho nanosyatsya na poverhnyu vugillya a takozh zdatni plavitisya abo pereganyatisya v umovah procesu pronikayuchi u pori vugillya Najposhirenishimi katalizatorami procesu gazifikaciyi vugillya ye spoluki luzhnih luzhnozemelnyh i deyakih perehidnih Ni Fe Co metaliv Najbilsh rozpovsyudzhenimi tehnologiyami gazifikaciyi ye proces EKSON katalitichna gazifikaciya vugillya vodyanoyu paroyu v kiplyachomu shari proces MOLTEN SOLT parokisneva gazifikaciya pri pidvishenomu tisku v rozplavi sodi proces PATGAZ gazifikaciya pri atmosfernomu tisku v rozplavi zaliza Zastosovuvani rozplavi vidigrayut rol teplonosiya j katalizatora Zastosuvannya katalizatoriv mozhe viklikati novi tehnologichni problemi Sered nih varto vidiliti problemu rozrobki prostih i nadijnih metodiv vvedennya katalizatora v reakcijnu sumish i vivedennya jogo dlya povtornogo vikoristannya v procesi gazifikaciyi Cya problema mozhe virishuvatisya shlyahom zdijsnennya procesu gazifikaciyi vugillya v kiplyachomu shari chastok katalizatora Viyavilosya sho yak katalitichno aktivni materiali mozhna vikoristovuvati deshevi j dostupni metalurgijni i kotelni shlaki yaki mistyat elementi Fe Ni Mn i in zdatni katalizuvati reakciyi okisnennya konversiyi SO i vuglevodniv metanuvannya Taki katalitichno aktivni materiali mozhna vikoristovuvati v procesi gazifikaciyi do yihnogo povnogo znoshennya U rezhimi cirkulyaciyi chastinok martenivskih shlakiv pri temperaturah 850 900 C i atmosfernomu tisku paropovitryanoyi sumishi stupin konversiyi vugillya v gazopodibni produkti stanovit 90 a intensivnist gazifikaciyi perevishuye pokazniki vidomih tehnologij gazifikaciyi zdijsnyuvanih pri analogichnih temperaturah i tisku Div takozhSpalyuvannya goryuchih kopalinPosilannyaKrichko A A Gidrogenizaciya uglya v SSSR M Bibliotechka inzhenera 1984 47 s Kalechic I V Himiya gidrogenizacionnyh processov v pererabotke topliv M Himiya 1973 235 s Lebedev N N Himiya i tehnologiya osnovnogo organicheskogo i neftehimicheskogo sinteza M Himiya 1988 592 s V I Saranchuk M O Ilyashov V V Oshovskij V S Bileckij Osnovi himiyi i fiziki goryuchih kopalin Doneck Shidnij vidavnichij dim 2008 s 600 ISBN 978 966 317 024 4