Н.С. Зефиров - Химическая энциклопедия, том 4 (1110091), страница 236
Текст из файла (страница 236)
капиталовложения в сооружение соответствующих иром. установок. Однако этот путь дает наиб. выход целевых пролуктов. Напр., при гядрогснизации кам. и бурого углей получают (в расчете на орг. массу твердого сыры) 53 — 65 и 53% жидких продуктов против соотв. 9 — 10 и 18-20% в случае термич. переработки (луть 1). По сравнению с газификацией и послед.
синтезом моторных топлив из синтеэгаза (путь 3) гндрогеннзация энергетически выгоднее, но- скольку ббльшая доля теплосодержания сырья переходит в целевой продукт. "58 и 52% вместо 44-52 и 45 — 50% в случае боота. кам. и бурого углей. Все рассмотренные возможные пути получения СЖГ в разные периоды развития разл. стран были реализованы в иром-сти. Термическая иерераббткя углей продолжит.
время развивалась гл. обр. с целью произ-ва металлургич. кокса. Получаемую при этом в качестве побочного нролукта высокотемпературную коксовую (напр., кам.-уг.) смолу применяли как сырье для хим. иром-сти, в стр-ве и только в небольших опытных масштабах в Великобритаини (40 — 50-е ут.) — для выработки моторных топляв, что определяется трудностью гидрогенизации высохоароматизир. коксовой смолы. Переработка углей при повижеяных (полукоксование) по сравненшо с коксованием т-рах дает, более высокий выход смолы, наз.
первичной или полукоксовой. При полученви моторных топлив последшш гораздо более пригодна как сырье, чем коксовая смола, для гидрооблагораживания (обработка водородом лля удаления гетероатомов, а также увеличения соотношения Н7С с целью приближенна состава СЖТ к составу топлив нефтяного щюисхождения). Произ-во СЖТ по пути 1 с использованием полукокса для газификации и послед. получения водорода было осуществлено в иром. Масштабе в предвоенной Германии, а тахже в СССР.
В Германии в 30-е гг. и во время войны произ-во СЖТ субсидировалось для покрытия нужд армии (ряд предприятий перерабатывал более 1 млн. у!год полукоксовых смол). В послевоенные годы кошгуреиция более дешевого нефтяного сырья привела к прекращенню выработки СЖТ из смол, а рост добычи прир. газа резко сократил потребность в полукоксс как сырье для газифгшацяи. В 80-е гг. полукоксование углей и переработка смол сохранялись в мире лишь на единичных заводах (Мост, Чехословакия; Цейц, ГДР; Ангарсх, СССР), причем нз смол все более стремятся вырабатывать не СЖТ, а хвм.
продукты. Однако в опытно-иром. масштабах изучение разл. Вариантов получения СЖТ с включением разных термяц. процессов продолжается. Напр., в США в 70-е гг. на установках производительностью 3,6-300 77сут углей были исследованы скоростной пиролиз и гидрогенизация смолы, гндропиролиз в псевдоожюкенном слое, полукоксование во вращающихся ретортах с теплоноситеяюми (фарфоровыми шарами), ступенчатое полукоксовавие с повьппаемой от реактора к реактору т-рой (полукокс использован для произ-ва водорода, а последний-для гидрогеиизации смолы).
В бывшем СССР изучены (также на опытных установках) скоростной пиролиз, гцлропиролиз и термоконтвктное хоксование углей с послед. переработкой смол в СЖТ. Термяческая переработка сланцев. Первый патент на такую переработку был выдан в Англии (1694). В 1-й пол. 19 В. на сланцеперегонных заводах Великббрнтании, США, Австралии, Франции и Швеции вырабатывали ламповый (осветительный) керосин. Развитие добычи и переработки нефти сделало зти произ-ва нерентабельными, и после 2-й 702 356 СИНТЕТИЧЕСКОЕ мировой войны предприятия в перечисл. странах были закрыты. Однако в России и КНР полукоксованве.сохраняется; в последние десятилетия ыебольшие предприятия начали функционировать вновь в США, а также пущеыы в Бразилии. Масштабы переработки сланцев ничтожны в сравнении с добычей и использованием нефти.
Наиб. развита переработка сланцев в России и Эстонии, где их добыча составлает ок. 40 млн. т/год; прн этом б.ч. сланцев используют как энергетич. топливо, а '/, часть подвергают полукоксоваыию с выработкой 1,2-1,3 млн. т/год смолы. Ее переработка ориентирована на получение не только СЖТ, но и большой гаммы хим. продухтов: электродного хохол, масла для пропитки древесины, мягчителей резины, строит. масгик и др. В России освоены мощные генераторы с газовым теплоносителем производительностью по кусковому сланцу 1000 т/сут; проходит испытания установка полукаксования сланцевой мелочи с твердым теплоносителем (сланцевой золой) производительносп.ю 3000 т/сут. В США (штат Колорадо) опьпное предприятие мощностью 10 тыс. баррелей в день (0,5 млн.
т/год) сланцевой смолы работало в 80-е !т. с перебоями; в Бразилии аналогичное предприятие имеет мощность по сланцам ок. 0,8 млн. т/год. Прямое ожыжевие (гвдрагеввзация) углев. Этот процесс привлекал и продолжает привлекать своей учглверсазьностью наиб. внимание исследователей. В 20-е и в нач. 30-х ~т. на основе исследований В. Н. Ипатьева, Ф. Бергиуса (Р. Веграз) и др.
были выполнены многочисл. работы по гидрогеыизации углей в Германии, СССР, Великобритании, Японии н иных странах, подготовившие иром. реализацию гидрогеннзации, Первая крупная установка для получения бензина иэ бурого угля (100 тыс. т/год по бензину) была введена в Германии (!927). В 30-40-х гг. крупные установки работали также в Велыкобритаыни, СССР и северной части Кореи.
Наиб, развитие гидрогенизация получила в Германии, где были сооружены шесть заводов общей мощыосп,ю 2,5 млн. т/год. Важнейшее технол. дастижеыис этого периода, определившее в значит. степени возможыость пром. реализации гидрогеынзацни,-разделенве превращения углей в жидкие углеводороды на отдельные стадии, поскольку одиостадийность требовала большого расхода водорода и применения дорогих катализаторов. На первой стадии паста из тонко- измельченного угля и масла, циркулирующего в системе вместе с дешевым железным каталнзатором (красный шлам), х-рый выводился из цикла с золой, превращалась при 30 — 70 МПа и 450-480'С в смесь газообразных, легких н тяжелых жидких продуктов, содержавшую также твердую фазу.
Твердые компоненты (ыепревращевыый уголь, зола и катализатор) отделялись центрифугирозаннем, фракции, выкипающие при т-ре выше 325 'С, после разделения возвращались в цикл для приготовления пасты. Продукт первой стадин-т. наз. широхая фракция с концом кипения 325'С, содержавшая значит. кол-во неуглеводородных саед., в т.
ч склонных к р-цнам коцценсации. Эту фракцию на второй стадии рафинировали, т.е. насыщали водородом под давлением 30 МПа и при 400 — 420'С в присутствии саец, активных гетераг. катализаторов, так что кислород, азот и сера удалились соотв. в виде Н, О, ХНз и Н 8. Полученный продукт, состоявший практически делихом из углеводородов, полвергался также при высоком давлении на третьей стадии гидрокрекингу с циркуляцией фракций, выкнпающих при т-ре выше т-ры кипении бензина. Выыужденные мыогоступенчатость процесса и использование ыа первой стадии железного катализатора, низкая активность к-рого также вынужденно компенсировалась высоким давлением, определили низкую производительность дорогостоящего оборудования и эконамич.неэффективность гидрогенизацни. Это делало произ-во СЖТ путем ожижения углей неконкурентоспособным по сравнеыию с пронз-вом моторных топлив из нефти.
Поэтому после 2-й 703 пОкАзАтели ПРОцхссаы пОлучения сит гидгогхнизхцихй тглхй Процесс 1а гвь за!44м н-гоа! ылоп хеис ыя-т ьеь- нех- Ооьог аеы4. гавюэих ижаппе мд Зо)ч44$ Ш4 нсхоСм! Т4сьпо. пае4ых !оя4 Показатель Герма- США ГША С!ЫА 4вг СССР 444 0427- 0462- (!м4- пэеб — (!974- рэзз- 45! 81) 82) 84! 87) 88! ЗОО* 50 200 250 200 5 Прои4велат444444гь у тгаовки по сырью, 1тсут дамсние, мпа ттж с Р4448д аодорояь м Каталнзатар 70 !4 !Вл 440 46З-465 450 8,В 4,3 4,Э Г4 — С -Ме зо ю 478 425-430 б.е Зд йе Ге-Мо- -3 и 4за 4,3 выхьа, % от ьж массы яядках продуктов жлеводсвоаиых га- 444 С,-С, н4жл44оаороааых газ44 а вода ПЕРЛОЮ СЕГ4тха ЗЦЗ 54,2 53,0 т,з 16,3 !2,5 41,3 42,В 4К7 2ьз 3бз 107 К5 п,з гйе гй4 э,т э,! !Хь 34,4 ' ЗЭД 4хь 23,9 3! 3 Охва лизка обеим объемом 32 и".
'" Обг4золеааыа уголь. мировой войны выпуск искусств. топлива, оказавшегося в неся. раз дороже продуктов из нефти (добыча к-рой в этот период стала возрастать), быстро прекратился. Повьшгевие цен на нефть (с 1973) привело к возобновлению интереса к СЖТ. В этот период в большинстве технически развитых стран создаютса соответствующие национальные программы исследований. В результате к нач.
80-х и.. было разработано ыеск. вариантов усовершенств. технологии снижения углей, проведенных на крупных опытнопром. установках производительностью по сырью от 3 до 600 т/сут. В табл. приведена сводка нек-рых процессов, наиб.
отработанных в иром-сти или на крупных опытных установках. Сравнение процессов, разработанных в 70-80.е гг., с процессом ЕО. РагЬепж$аз!пе показывает, гго, несмотря на большую разницу, вносимую использоваыием углей разы. типов, техн.-экономич, показатели улучшаются благодаря существ. снижению расхода водорода и кол-в образующихся газов С, -С4. Увеличенное кол-во твердого остатка не вызывает затруднений, поскольку его можно газифицировать с целью получения водорода или сжигать для покрытия энергетич. нужд. Если считать пропесс 1. О. РагЪсшпдыз!пе процессом первого поколения, в процессах второго поколения (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
