Qattiq yoqilg'ini gidrogenlash. Ko'mirning halokatli gidrogenatsiyasi Ko'mirni gidrogenlash uskunalari

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

50-yillarda SSSR, Yaqin Sharq va dunyoning boshqa hududlarida boy neft konlari topilgan. Ko'mirdan sintetik suyuq yoqilg'i ishlab chiqarish amalda to'xtadi, chunki uning narxi neftdan olingan motor yoqilg'isi narxidan 5-7 baravar yuqori edi. 70-yillarda neft narxi keskin oshdi. Bundan tashqari, neft iste'molining hozirgi ko'lami bilan (~ 3 mlrd. tonna/yil) uning iqtisodiy usullar bilan qazib olish uchun yaroqli zaxiralari boshida tugashi aniq bo'ldi. 21-asr Qattiq yoqilg'ining ishtiroki muammosi, ch. arr. ko'mir, qayta ishlash uchun suyuq neft o'rnini bosuvchi mahsulotlar ishlab chiqarish yana dolzarb bo'lib qoldi.

Pasta hosil qiluvchiga org qo'shilsa, OMU ning konversiya darajasi ortadi. o'zaro ta'sir qila oladigan qo'shimchalar-birikmalar. ko'mir va uni yo'q qilish mahsulotlari (g-pikolin, xinolin, antrasen va boshqalar) bilan. Qo'shimchalar, shuningdek, ko'mirni birlamchi yo'q qilish paytida hosil bo'lgan reaktiv radikallarni vaqtincha barqarorlashtiradi va hokazo. kondensatsiya qo'shimcha mahsulotlarning shakllanishiga yo'l qo'ymaslik.

Gidrogenatsiya ketma-ket joylashgan uchta yoki to'rtta silindr shaklida amalga oshiriladi. ichi bo'sh reaktorlar. Ko'mirni gidrogenlashning davomiyligi, qoida tariqasida, reaksiyaga ko'mir-neft pastasining hajmli oqim tezligi bilan belgilanadi. tizimi. Bu tezlik ko'mir turiga, pasta hosil qiluvchi, katalizator, harorat va jarayon bosimiga bog'liq. Optimal hajmli tezlik empirik tarzda tanlanadi va odatda 1 m 3 reaktsiya uchun 0,8-1,4 tonnani tashkil qiladi. soatiga hajm (yuqori hajmli tezlikka ega jarayonlar ishlab chiqilmoqda).

Reaktsiya mahsulotlari separatorda bug'-gaz aralashmasiga va og'ir qoldiq - loyga ajratiladi. Suyuq mahsulotlar birinchi oqimdan ajratiladi (

Qattiq yoqilg'ini gidrogenlash (gidrogenlash) - yoqilg'ining organik qismini vodorod bilan boyitilgan va suyuq yoqilg'i sifatida ishlatiladigan suyuq mahsulotlarga aylantirish jarayoni. Qattiq yoqilg'ini gidrogenlash muammosi neft iste'molining ko'payishi va ularni yoqishda qiyinchiliklarni keltirib chiqaradigan past kaloriyali va yuqori kulli qazilma ko'mirlardan samarali foydalanish zarurati bilan bog'liq holda paydo bo'ldi. Sanoat miqyosida qattiq yoqilg'ining gidrogenatsiyasi birinchi marta 20-asrning 30-yillarida Germaniyada tashkil etilgan va motor yoqilg'isini ishlab chiqarish uchun tarkibida oltingugurt miqdori yuqori bo'lgan og'ir smolali moylardan foydalanish zarurati tufayli ishlab chiqilgan. Hozirgi vaqtda turli mamlakatlarda quvvati kuniga 200 dan 1600 tonnagacha bo'lgan halokatli yoqilg'ini dehidrogenlash zavodlari ishlamoqda.

Qattiq yoqilg'ining gidrogenlanishi 20 - 10 MPa vodorod bosimi ostida 400-560 ° S haroratda sodir bo'ladigan halokatli katalitik jarayondir. Bunday sharoitda yoqilg'ining organik massasida molekulalararo va atomlararo (valentlik) bog'lar buziladi va ko'mirning yuqori molekulyar tuzilmalarini yo'q qilish va depolimerizatsiya reaktsiyalari sodir bo'ladi.

Qattiq yoqilg'ini gidrogenlash muammosi neft iste'molining ko'payishi va ularni yoqishda qiyinchiliklarni keltirib chiqaradigan past kaloriyali va yuqori kulli qazilma ko'mirlardan samarali foydalanish zarurati bilan bog'liq holda paydo bo'ldi. Sanoat miqyosida qattiq yoqilg'ining gidrogenatsiyasi birinchi marta 20-asrning 30-yillarida Germaniyada tashkil etilgan va motor yoqilg'isini ishlab chiqarish uchun tarkibida oltingugurt miqdori yuqori bo'lgan og'ir smolali moylardan foydalanish zarurati tufayli ishlab chiqilgan. Hozirgi vaqtda turli mamlakatlarda quvvati kuniga 200 dan 1600 tonnagacha bo'lgan halokatli yoqilg'ini dehidrogenlash zavodlari ishlamoqda.

Qattiq yoqilg'ini gidrogenlash - bu vodorod bosimi ostida 400-560 ° S haroratda sodir bo'ladigan halokatli katalitik jarayon 20 -

10 MPa. Bunday sharoitda yoqilg'ining organik massasida molekulalararo va atomlararo (valentlik) bog'lanishlar buziladi va quyidagi reaktsiyalar sodir bo'ladi:

yuqori molekulyar ko'mir tuzilmalarini yo'q qilish va depolimerizatsiya qilish

(C)n + pH2 → CnH2n;

hosil bo'lgan alkenlarni gidrogenlash;

yuqori alkanlarning yo'q qilinishi, so'ngra alkenlarning gidrogenlanishi va quyi molekulyar og'irlikdagi alkanlarning hosil bo'lishi.

CnH2n+2 → CmH2m+2 + CrH2p + H2 → CrH2p+2;

kondensatsiyalangan aromatik tizimlarning gidrogenatsiyasi, so'ngra halqa parchalanishi va dekillanish

izoalkanlarning hosil bo'lishi bilan besh a'zoli halqalarni ochish va boshqalar.

Gidrogenlash jarayoni vodorodning ortiqcha miqdorida sodir bo'lganligi sababli, birlamchi parchalanish mahsulotlarining polimerizatsiyasi va polikondensatsiyalanish reaktsiyalari bostiriladi va etarlicha yuqori vodorod / uglerod nisbatida siqilish mahsulotlari deyarli hosil bo'lmaydi.

Uglerod birikmalarini gidrogenlash bilan bir vaqtda tarkibida oltingugurt, kislorod va azot boʻlgan birikmalarning gidrogenlash reaksiyalari neft mahsulotlarini gidrotozalash reaksiyalariga oʻxshash reaksiyalar boʻyicha boradi (VII bob).

Gidrogenlash jarayoni katalitikdir. Katalizator sifatida molibden, nikel yoki temir birikmalariga asoslangan turli xil aktivatorlar bilan aloqa qilish massalari ishlatiladi, masalan:

MoO3 + NiS + CaO + BaO + Al2O3.

katalizator faollashtiruvchi tashuvchisi

Jarayon parametrlarini (harorat, bosim, aloqa vaqti) va katalizator tarkibini o'zgartirish orqali gidrogenlash jarayoni ma'lum tarkibdagi mahsulotlarni olishga yo'naltirilishi mumkin. Qattiq yoqilg'ini gidrogenlashning suyuq va gazsimon mahsulotlarining chiqishi sezilarli darajada undagi uchuvchi moddalarning tarkibiga, ya'ni uning karbonizatsiya darajasiga bog'liq. Ko'mir bilan yuqori daraja koalifikatsiya (antratsit, yog'siz ko'mir) gidrogenlash uchun xom ashyo sifatida ishlatilishi mumkin emas. Ushbu maqsadlar uchun mos yoqilg'ilar vodorod / uglerod nisbati 0,06 dan kam bo'lmagan va 0,13 og'irlikdagi kul miqdori ko'p bo'lmagan jigarrang ko'mir yoki tosh ko'mirdir. dollar

Qattiq yoqilg'ining gidrogenlash jarayoni suyuqlik yoki bug 'fazasida amalga oshirilishi mumkin. Suyuq fazali gidrogenlashning ko'plab texnologik sxemalaridan eng tejamkori tsiklik sxema hisoblanadi. U vodorod sarfining kamligi, jarayonning past harorati va bosimi bilan boshqalardan farq qiladi va qayta ishlangan xom ashyoning barcha tarkibiy qismlaridan to'liq foydalanish imkonini beradi. Bunday gidrogenlash zavodining sxematik diagrammasi 1.8-rasmda ko'rsatilgan.

Qattiq yoqilg'ining barcha turlarini gidrogenlash natijasida tarkibida izoalkanlar va naftenlar bo'lgan suyuq mahsulot hosil bo'lib, katalitik reforming va gidrokreking uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi, shuningdek, qozon yoqilg'isi va gaz.

1.8-rasm. Yoqilg'ining suyuq fazali gidrogenatsiyasining tsiklik sxemasi: 1 - xom ashyo tayyorlash apparati; 2 - pasta nasosi; 3 - gidrogenlash reaktori; 4 - santrifuga; 5, 6 - distillash birliklari; 1 - neytrallashtiruvchi; 8 - gidrotozalash reaktori

Buzg'unchi gidrogenatsiya qattiq yoki og'ir suyuq yoqilg'idan engil suyuq yoqilg'i - benzin va kerosin olish maqsadida amalga oshiriladi. Kimyoviy nuqtai nazardan, bu juda murakkab jarayon bo'lib, unda oddiy to'yingan va to'yinmagan uglevodorodlar va parchalar hosil bo'lishi va parchalarga vodorod qo'shilishi bilan yuqori molekulyar birikmalarning (ko'mir makromolekulalari) bir vaqtning o'zida bo'linishi (yo'q qilinishi) sodir bo'ladi. qoʻsh bogʻlanish va aromatik uglevodorodlar uchun joy. Depolimerizatsiya va boshqa jarayonlar ham sodir bo'ladi.
Vodorod qo'shilishi (gidrogenlash) hajmining pasayishi va issiqlikning chiqishi bilan birga keladi. Gidrogenatsiya reaktsiyalarining paydo bo'lishiga bosimning oshishi va reaktsiya issiqligini olib tashlash yordam beradi.
Odatda, ko'mirni gidrogenlash 2000-7000 nsm2 bosim va 380-490 ° S haroratda amalga oshiriladi Reaksiyani tezlashtirish uchun katalizatorlar - temir oksidi va sulfidlari, volfram, molibdenning turli faollashtiruvchilari bilan ishlatiladi.
Gidrogenlash jarayonining murakkabligi tufayli ko'mirdan engil yoqilg'i - benzin va kerosin olish jarayoni ikki bosqichda - suyuq va bug 'fazasida amalga oshiriladi. Katta miqdordagi vodorodni o'z ichiga olgan yosh qattiq va jigarrang ko'mirlar gidrogenlash uchun eng mos keladi. Eng yaxshi ko'mirlar uglerod va vodorod o'rtasidagi nisbati 16-17 dan oshmaydiganlardir. Zararli aralashmalarga oltingugurt, namlik va kul kiradi. Ruxsat etilgan namlik miqdori 1-2%, kul 5-6%, oltingugurt miqdori minimal bo'lishi kerak. Vodorodning ko'p sarflanishiga yo'l qo'ymaslik uchun kislorodga boy yoqilg'i (masalan, yog'och) vodorodlanmaydi.
Gidrogenlash jarayonining texnologiyasi quyidagicha. Kerakli kul miqdori bo'lgan mayda maydalangan ko'mir (1 mm gacha) katalizator, ko'pincha temir oksidi bilan aralashtiriladi, quritiladi va gidrogenatsiya mahsulotlarini ajratish yo'li bilan olinadigan pestle tegirmonida yog' bilan yaxshilab maydalanadi. Xamirdagi ko'mir miqdori 40-50% bo'lishi kerak. Xamir gidrogenlash moslamasiga havo nasosi bilan kerakli bosimda beriladi; yangi va aylanma vodorod u erda 2 va 3 kompressorlar orqali etkazib beriladi. Issiqlik tufayli aralashma 4 issiqlik almashtirgichda oldindan qizdiriladi
Gidrogenlash ustunidan, keyin esa quvurli pechda 5 ga keladigan bug'lar va gazlar 440 ° C ga etadi va gidrogenlash ustuniga 6 kiradi, bu erda reaksiyaning issiqligi tufayli harorat 480 ° ga ko'tariladi. Shundan so'ng, reaksiya mahsulotlari seperatorda ajratiladi, uning yuqori qismidan bug'lar va gazlar, pastki qismidan esa loy chiqadi.
Bug '-gaz aralashmasi issiqlik almashtirgich 4 va suv sovutgich 8 dan 50 ° C gacha sovutiladi va 9 dan ajratiladi. Bosimni olib tashlagach, kondensat distillanadi, "keng fraktsiya" (300-350 °) va og'ir moy olinadi. Keng fraksiya, undan fenollar olingandan so'ng, gidrogenlashning ikkinchi bosqichiga o'tadi. 7-separatorda ajratilgan loy santrifüjlash yo'li bilan og'ir yog'ga va qattiq qoldiqga ajratiladi, u yarim kokslanadi. Natijada, og'ir yog 'va fraksiya hosil bo'lib, u keng yog'ga qo'shiladi. Yonilg'i sifatida kul qoldiqlari ishlatiladi. Makaron tayyorlash uchun og'ir yog'lar ishlatiladi. Separator 9da ajratilgan gazlar, uglevodorodlar 10-gachasi tozalash moslamasidagi uglevodorodlarni bosim ostida moylar singdirgandan so'ng, aylanma nasos 3 yordamida jarayonga qaytariladi.
Ikkinchi bosqichda gidrogenlash ko'pincha WSo ishtirokida 360-445 ° S da 3000 nsm2 bosim ostida amalga oshiriladi. Olingan gidrogenatsiya mahsulotidan benzin va kerosin yoki dizel yoqilg'isi ajratiladi. Gidrogenlash natijasida olingan yoqilg'ida to'yinmagan uglevodorodlar mavjud emas va oltingugurt vodorod sulfidi shaklida bo'lib, uni gidroksidi, keyin esa suv bilan yuvishda osonlikcha chiqariladi. Vayron qiluvchi gidrogenatsiya tarkibida xrom, nikel va molibden bo'lgan qotishma po'latlardan yasalgan ustunlarda amalga oshiriladi. Devor qalinligi 200.l gacha va balandligi 18 m gacha va diametri 1 m.Bug 'fazasida gidrogenlash uchun ustunlarda katalizator to'rli tokchalarga joylashtiriladi.
Benzinning chiqishi ko'mirning yonuvchan massasining 50-53% ga yetishi mumkin.

Ko'mirni gidrogenatsiyalash to'g'ridan-to'g'ri suyultirishning eng universal usuli hisoblanadi. Vodorodning ta'sirining nazariy asoslari organik birikmalar bosim ostida 20-asr boshlarida ishlab chiqilgan. Akademik V.N.Ipatiev. Ko'mirni qayta ishlashda gidrogenlash jarayonlarini qo'llash bo'yicha birinchi keng ko'lamli tadqiqotlar 1910-1920 yillarda nemis olimlari tomonidan amalga oshirildi. 1920-1940 yillar oralig'ida. Germaniyada ushbu texnologiya asosida bir qancha sanoat korxonalari tashkil etildi. 1930-1950 yillarda. SSSR, Angliya, AQSh va boshqa mamlakatlarda ko'mirni gidrogenatsiyalash yo'li bilan to'g'ridan-to'g'ri suyultirish uchun tajriba va sanoat qurilmalari qurilgan.

Gidrogenatsiyani qayta ishlash natijasida ko'mirning organik massasi eritiladi va u maqsadli mahsulotlarning maqsadiga qarab vodorod bilan to'yingan bo'ladi. Tijorat motor yoqilg'ilarini ishlab chiqarish bug 'fazali gidrogenatsiya usullari yordamida birinchi (suyuq-faza) bosqichda olingan suyuq mahsulotlarni qayta ishlash orqali ta'minlanadi.

300-500 ° S harorat oralig'ida ko'mirlarni suyuq fazali gidrogenatsiyalash jarayonida kimyoviy bog'lanishlarning uzilishi va faol erkin radikallarning shakllanishi bilan birga ko'mirning murakkab matritsasi yo'q qilinadi. Vodorod bilan stabillashgan ikkinchisi dastlabki makromolekulalardan kichikroq molekulalarni hosil qiladi. Erkin radikallarning rekombinatsiyasi ham yuqori molekulyar birikmalar hosil bo'lishiga olib keladi. Radikallarni barqarorlashtirish uchun zarur bo'lgan vodorod qisman vodorod donor erituvchilari yordamida ta'minlanadi. Bular ko'mir bilan o'zaro ta'sir qiladigan birikmalardir yuqori haroratlar suvsizlanadi va ajralib chiqqan atom vodorod ko'mirni yo'q qilish mahsulotlariga qo'shiladi. Vodorod donor erituvchisi ham pasta hosil qiluvchi hisoblanadi. Gidrogenatsiya jarayonining suyuq bosqichida bo'lish uchun uning qaynash nuqtasi 260 ° C dan yuqori bo'lishi kerak. Kondensatsiyalangan aromatik birikmalar, birinchi navbatda, tetralin, yaxshi vodorod beruvchi xususiyatlarga ega. Bu guruhning yuqori qaynash birikmalari (naftalin va krezol) kamroq faol, lekin ular tetralin bilan aralashtirilganda sinergik ta'sir paydo bo'ladi: tetralin va krezolning teng qismlari aralashmasi har biriga qaraganda yuqori donorlik qobiliyatiga ega.

Amalda eng ko'p qo'llaniladigan vodorod donor erituvchilari alohida moddalar emas, balki quyultirilgan aromatik birikmalarning yuqori miqdori bo'lgan ko'mirni suyultirish mahsulotlarining distillangan fraktsiyalari. Erituvchilar tarkibidagi zararli aralashmalar qutbli birikmalar, masalan, fenollar, shuningdek asfaltenlar bo'lib, ularning tarkibi 10-15% dan oshmasligi kerak. Donorlik xususiyatlarini saqlab qolish uchun aylanma erituvchi gidrogenatsiyaga uchraydi. Erituvchi yordamida odatda 1,5% dan ko'p bo'lmagan (massa) vodorodni ko'mirga "o'tkazish" mumkin. Ko'mirning organik massasini konvertatsiya qilish chuqurligini oshirish gazsimon molekulyar vodorodni to'g'ridan-to'g'ri reaktorga kiritish orqali erishiladi.

Ko'pgina tadqiqotlarga asoslanib, suyuq mahsulotlarga gidrogenatsiyani qayta ishlash uchun metamorfozning past bosqichli ko'mirlari afzalroq ekanligi aniqlandi.

3.5-jadval. Kansk-Achinsk havzasining jigarrang ko'mirlari va Kuznetsk havzasining toshko'mirlarining xususiyatlari


Maydon, tuman

Kansk-Achinsk havzasi

Maydon

Bara" Daniya
Itatskoe
Berezovskoe
Irsha-Borodinskoye
Nazarovskoe
Abanskoe
Uryupinskoe
	Kuznetskiy

Leninchi
Erunakovskiy
Tersinskiy
Plotnikovskiy

ma va jigarrang ko'mirlar vitrinit aks ettirish indeksi L ° = 0,35-0,95 va inert petrografik mikrokomponentlarning tarkibi 15% dan yuqori bo'lmagan (wt.). Bu koʻmirlar tarkibida organik massaga koʻra 65-86% (ogʻ.) uglerod, 5% dan ortiq (ogʻ.) vodorod va kamida 30% (ogʻ.) uchuvchi moddalar boʻlishi kerak. Ulardagi kul miqdori 10% (massa) dan oshmasligi kerak, chunki kulning yuqori miqdori jarayonning moddiy balansiga salbiy ta'sir qiladi va uskunaning ishlashini murakkablashtiradi. Mamlakatimizda bu talablar eng yaxshi Kan-Achinsk havzasining qo'ng'ir ko'mirlari va Kuznetsk havzasining toshko'mirlari tomonidan qoplanadi (3.5-jadval).

Ko'mirning gidrogenlash yo'li bilan suyuq yoqilg'i ishlab chiqarishga yaroqliligini elementar tarkib ma'lumotlaridan baholash mumkin. I. B. Rapoport shuni aniqladiki, ko'mirning organik massasiga to'g'ri keladigan suyuq gidrogenlash mahsulotlarining unumi uning tarkibidagi uglerodning vodorodga massa nisbati ortishi bilan kamayadi va C: H = 16 da minimal qiymatga (72%) etadi. Amerika ko'mirlarining tarkibi va suyultirish qobiliyatining statistik tahlili 0,86 korrelyatsiya bilan suyuq mahsulotlarning hosildorligining quyidagi chiziqli bog'liqligini aniqlashga imkon berdi [C? l, % (wt.)] tarkibidan [% (wt.)] (vodorod va organik oltingugurtning asl demineralizatsiyalangan uglerodida:

Avstraliya ko'mirlarini o'rganishda 0,85 korrelyatsiya bilan bir oz boshqacha chiziqli munosabatlar olingan:

Jigarrang ko'mir oson suyultiriladi, lekin ular odatda juda ko'p kislorodni o'z ichiga oladi (OMUda 30% gacha), uni olib tashlash vodorodning sezilarli iste'molini talab qiladi. Shu bilan birga, ularning azot miqdori, shuningdek, vodorodni olib tashlashni talab qiladi, toshko'mirlarga qaraganda kamroq.

Muhim jismoniy xususiyatlar porozlik va erituvchining namlanishidir. Ko'mirning suyuluvchanlik darajasiga ular tarkibidagi mineral aralashmalar va mikroelementlar sezilarli darajada ta'sir qiladi. Suyuqlanish jarayonlarida fizik va katalitik ta'sir ko'rsatib, ular suyuq mahsulotlarning unumi va ko'mirning organik qismining tarkibi o'rtasidagi bevosita bog'liqlikni buzadi.

Ko'mirni suyultirish darajasiga va suyuqlik fazali gidrogenatsiya jarayonida olingan mahsulotlarning xususiyatlariga ta'sir qiluvchi asosiy parametrlar jarayon amalga oshiriladigan harorat va bosimdir. Suyuq fazali gidrogenatsiya uchun optimal harorat rejimi 380-430 ° S oralig'ida va har bir o'ziga xos ko'mir uchun o'zining tor oralig'ida yotadi. 460 ° S dan yuqori haroratlarda gaz hosil bo'lishining keskin o'sishi va tsiklik tuzilmalarning shakllanishi kuzatiladi. Jarayon bosimi ortishi bilan ko'mirni suyultirish tezligi oshadi.

Sintetik motor yoqilg'ilarini olish uchun ko'mirni suyuq fazali gidrogenlash jarayonini amalga oshirishning ikkita ma'lum usuli mavjud - termal eritish va katalitik gidrogenlash.

Termik erish - bu ko'mirning kimyoviy o'zgarishining engil shakli. Vodorod donor erituvchisi bilan o'zaro ta'sirlashganda, ko'mirning organik moddalarining bir qismi eritmaga o'tadi va qattiq qoldiq ajratilgandan so'ng, u odatda minerallar, oltingugurt, kislorod va azotdan tozalangan yuqori qaynaydigan ko'mir ekstraktini ifodalaydi. aralashmalar va boshqa kiruvchi aralashmalarni o'z ichiga oladi. Ko'mirning konversiya darajasini oshirish uchun eritmaga vodorod gazini etkazib berish mumkin. Manba ko'mir turiga, erituvchiga va jarayon sharoitlariga qarab, turli maqsadlar uchun mahsulotlarni termik eritish yo'li bilan olish mumkin.

Ko'mirni termik eritish texnologiyasi birinchi marta 1920-yillarda A. Pott va X. Brochet tomonidan taklif qilingan. 1940-yillarning boshlariga kelib Germaniyada ushbu texnologiya asosida yiliga 26,6 ming tonna ekstrakt ishlab chiqarish quvvatiga ega qurilma ishlagan.

Ushbu o'rnatishda ezilgan ko'mirning bir qismi va erituvchining ikki qismidan iborat pasta quvurli pechda 10-15 MPa bosim ostida 430 ° S ga qadar qizdirilgan. Suyuq mahsulotlar erigan ko'mirdan va uning mineral qismidan 150 ° C haroratda va 0,8 MPa bosimda filtrlash orqali ajratildi. Erituvchi sifatida tstralin, krezol va ko'mir smolasining suyuq fazali gidrogenatsiyasining o'rta moyi aralashmasi ishlatilgan. 220 ° C yumshatish nuqtasi va 0,15-0,20% (og'ir.) kul tarkibiga ega bo'lgan ekstraktning rentabelligi ko'mirning organik moddalarining taxminan 75% (og'ir.) edi. Ekstrakt asosan yuqori sifatli elektrodli koks ishlab chiqarish uchun xom ashyo sifatida ishlatilgan.

1960-yillardan boshlab ko'mirni termik eritishga asoslangan yangi avlod jarayonlari ishlab chiqildi va bir qator mamlakatlarda tajriba va ko'rgazmali zavodlarda joriy etildi. Maqsadiga ko'ra ularni ikki turga bo'lish mumkin: 1) normal sharoitda faqat birlamchi qattiq yoki suyuq mahsulotlar olinadigan, qoida tariqasida, elektr stansiyalarining pechlarida yonish uchun mo'ljallangan jarayonlar va 2) jarayonlar. termik qayta ishlash, gidrogenlash va qayta ishlashning ikkilamchi jarayonlari orqali birlamchi mahsulotlarni yanada malakali (birinchi navbatda motorga) yoqilg'iga qayta ishlashni o'z ichiga oladi.

AQShda SRC-I asosiy versiyasida ishlab chiqilgan ko'mirni SRC (Solvent Refined Coab) uchun ekstraksiyani tozalash jarayoni reaktorda 425-470 ° C haroratda, 7-10 MPa bosimda va yashash vaqtida amalga oshiriladi. reaksiya zonasida “30 min. Jarayonning asosiy mahsuloti oltingugurtdan tozalangan ko'mir ekstrakti bo'lib, u 150-200 ° S haroratda qattiqlashadi.

SRC-II jarayonining o'zgartirilgan versiyasida, diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3.2, bosimni 14 MPa ga oshirish va ko'mir pastasini reaksiya zonasida qolish vaqtini oshirish orqali asosiy maqsadli mahsulot sifatida keng fraksiyonel tarkibdagi suyuq yoqilg'i olinadi. Asl ko'mir, silliqlash va quritishdan so'ng, issiq ko'mir suspenziyasi bilan aralashtiriladi. Olingan xamir vodorod bilan birga olovli isitgichdan o'tadi va keyin reaktorga yuboriladi. Vodorodning kerakli harorati va qisman bosimi reaktorning bir necha nuqtalariga sovuq vodorodni etkazib berish orqali saqlanadi. Reaksiya mahsulotlari birinchi navbatda gaz separatorlarida ajratiladi. Asosan (I bosqich) vodorod va gazsimon uglevodorodlarni vodorod sulfidi va karbonat angidrid aralashmasi bilan o'z ichiga olgan suyuq mahsulotlardan ajratilgan gaz, 38 ° C gacha sovutilgandan so'ng, kislota gazini olib tashlash tizimiga yuboriladi. Kriogenli o'rnatishda gazsimon uglevodorodlar C 3 -C4 va tozalangan vodorod chiqariladi (u jarayonga qaytariladi). Qolgan metan fraktsiyasi, tarkibidagi uglerod oksidi metanatsiyalangandan so'ng, yoqilg'i tarmog'iga etkazib beriladi. Suyuqlik pro-

Guruch. 3.2. BIS-I ko'mirni termik eritish jarayoni sxemasi:

1 - makaron tayyorlash uchun mikser; 2 - makaronni isitish uchun pech; 3 - reaktor; 4 - gaz ajratuvchi blok; 5 - kislotali gazni yutuvchi; 6 - kriogen gazni ajratish; 7 - yoqilg'i gazini tozalash moslamasi; 8 - gazsimon uglevodorodlarni ajratish; 9-sintetik gazni tozalash va vodorod ajratish agregati; 10 - oltingugurt ishlab chiqarish bloki; II - qoldiqni gazlashtirish reaktori; 12 - atmosfera ustuni; 13 - vakuumli ustun;

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

Gaz separatorlarining og'ir distillat mahsulotlari atmosfera ustuniga kiradi, u erda ular benzin fraktsiyasiga (28-193 ° S), o'rta distillatga (193-216 ° S) va og'ir distillatga (216-482 ° S) bo'linadi. Gaz separatorlarida ajratishning birinchi bosqichida hosil bo'lgan ko'mir suspenziyasi ikki oqimga bo'linadi: biri asl ko'mir bilan almashtirish uchun beriladi, ikkinchisi vakuum kolonkasiga beriladi. Vakuum ustunining yuqori qismidan suspenziya tarkibidagi suyuq distillatning bir qismi atmosfera kolonnasiga tashlanadi va pastdan qolgan qismi vodorod ishlab chiqarish yoki yoqilg'i sifatida ishlatiladigan sintez gazini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

Quruq quritilgan bitum ko'mirga asoslangan holda, EIS-C jarayonida vodorod iste'moli 4,4% (og'.) bo'lgan mahsulotlarning unumi [% (og.)] ni tashkil qiladi:

EDS ("Exxon Donor Solvent") ko'mirni termik eritish jarayoni sintetik moy ishlab chiqarish va keyinchalik uni motor yoqilg'isiga qayta ishlash uchun mo'ljallangan. Ushbu texnologiyaga ko'ra, ko'mir, silliqlash va quritishdan so'ng, issiq vodorod donor erituvchisi bilan aralashtiriladi. Ikkinchisi sifatida, jarayonning suyuq mahsulotining 200-430 ° S qismi ishlatiladi, ilgari Co-Mo katalizatorining statsionar qatlami bo'lgan apparatda gidrogenlanadi. Aralash vodorod gazi bilan birga yuqoriga qarab oqim bilan oqim reaktoriga beriladi, bu erda ko'mirning termal erishi 430-480 ° S haroratda va 14-17 MPa bosimda sodir bo'ladi. Olingan mahsulotlar (gaz separatorida va vakuumli rektifikatsiya orqali) 540 ° C gacha haroratda qaynab ketadigan gazlar va fraksiyalarga va 540 ° C dan yuqori qoldiqlarga bo'linadi, ular ham reaksiyaga kirishmagan ko'mir va kulni o'z ichiga oladi. Mahsulotlarning hosildorligi, konversiya darajasi va boshqa jarayon ko'rsatkichlari qayta ishlanadigan ko'mir turiga bog'liq. Suyuq mahsulotlarning hosildorligi va tarkibiga qoldiqlarni qayta ishlash ham ta'sir qiladi. Masalan, at. Jarayonning turli xil texnologik dizayni (qoldiq-Ini qayta ishlamasdan va qoldiq-IIni qayta ishlash bilan), fraksiyalarning rentabelligi: [% (wt.)]:

Xom ashyo turiga qarab, quruq va kulsiz ko'mirda suyuq mahsulotlarning qoldiqni to'liq qayta ishlash bilan hosildorligi 42 dan 51% gacha (og'ir.), Ci-C 3 gazlarining chiqishi esa o'zgarishi mumkin. 11 dan 21% gacha (og'.). Oltingugurt va azotni olib tashlash uchun barcha hosil bo'lgan fraktsiyalarni gidroizolyatsiya qilish kerak. Fraksiyalarning qaynash nuqtasi ortishi bilan geterokompauntlar tarkibi ortadi.

Vodorod va yoqilg'i gazini ishlab chiqarish usullarida farq qiluvchi EDS texnologik sxemasining ikkita varianti taklif etiladi. Birinchi variantda vodorod texnologik mahsulotlar tarkibiga kiruvchi engil gazlarni bug 'reformatsiyasi yo'li bilan, yoqilg'i gazi esa koksni gazlashtirish bilan kokslash zavodida jarayonning suyuq mahsulotini vakuumli distillash qoldiqlarini qayta ishlash yo'li bilan olinadi ("Flexicoking"). ), bu bir vaqtning o'zida qo'shimcha miqdorda engil suyuqlik mahsulotlarini ishlab chiqaradi. Ushbu jarayonning issiqlik samaradorligi taxminan 56% ni tashkil qiladi.

Ikkinchi variant mahsulot assortimentida maksimal moslashuvchanlikni ta'minlaydi. Vakuum qoldig'ining taxminan yarmi Flexicoking qurilmasida suyuq mahsulotlar va yoqilg'i gazini ishlab chiqarish uchun qayta ishlanadi, qolgan qismi esa vodorod ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Shunday qilib, issiqlik eritmasi bilan olingan engil uglevodorod gazlari tijorat mahsulotidir. Ushbu variantning issiqlik samaradorligi 63% ga etadi.

EDS texnologiyasi asosida 1980 yilda AQSHda quvvati kuniga 250 tonna koʻmir ishlab chiqarish quvvatiga ega koʻrgazmali zavod ishga tushirildi, uning qurilishiga kapital qoʻyilmalar 370 million dollarni tashkil etdi.Quvvatiga ega boʻlgan sanoat korxonasi loyihasi. kuniga 23 ming tonna ko'mir qazib olindi, uning qiymati 1,4 milliard dollarga baholanmoqda (1982 yil narxlarida).

Termal eritish jarayonlarining afzalliklari orasida ko'mirning piroliziga qaraganda pastroq ish harorati va jarayon parametrlarini o'zgartirish orqali nisbatan keng diapazonda hosil bo'lgan suyuq mahsulot sifatini o'zgartirish imkoniyati mavjud. Shu bilan birga, termal eritma jarayonida yuqori texnologik bosimda ko'mirning chuqur konversiyasiga erishiladi va hosil bo'lgan mahsulotlar tarkibida yuqori molekulyar birikmalar ustunlik qiladi. Ikkinchisining mavjudligi past haroratlarda ham hosil bo'lgan erkin radikallarning rekombinatsiya jarayonlari sodir bo'lishi bilan bog'liq bo'lib, aromatik tabiatning ikkilamchi tuzilmalarining shakllanishi bilan birga ko'mirning dastlabki organik moddalariga qaraganda kamroq reaktivdir. Reaksiya aralashmasida pastada erigan vodorod donorlari va molekulyar vodorodning mavjudligi bu jarayonlarning paydo bo'lishiga etarlicha to'sqinlik qila olmaydi. Ushbu usulni sanoatda amalga oshirishda bir qator qiyinchiliklar yuzaga keladi. Murakkab texnik muammo - bu reaksiyaga kirmagan ko'mir va kulni suyuq mahsulotlardan ajratishdir. Olingan maqsadli mahsulot jarayon sharoitida suyuq va normal sharoitlar tashish, saqlash va yakuniy mahsulotga qayta ishlash qiyin bo'lgan yarim qattiq yoki hatto qattiq bo'lishi mumkin.

Katalitik gidrogenlash. Ko'mirni konversiyalash darajasini oshirish, hosil bo'lgan suyuq mahsulotlarning tarkibini yaxshilash va gidrogenlash jarayonining bosimini kamaytirish katalizatorlar yordamida mumkin. Ikkinchisi vodorodni erituvchidan uglerodga o'tkazishni osonlashtiradi va molekulyar vodorodni faollashtiradi, uni atom shakliga aylantiradi.

Katalizatorlar yordamida ko‘mirni to‘g‘ridan-to‘g‘ri gidrogenlash orqali qayta ishlash sohasidagi tadqiqotlar 1912 yilda nemis olimlari F. Bergius va M. Peer tomonidan boshlangan edi. Ushbu ishlar natijasida 1927 yilda quvvatga ega bo‘lgan ko‘mirni katalitik gidrogenlash bo‘yicha birinchi sanoat qurilmasi qurildi. yiliga 100 ming tonna suyuq mahsulotlar ishlab chiqarildi (Bergius-Pier jarayoni). 1940-yillarning boshlariga kelib Germaniyada ushbu turdagi 12 ta korxona faoliyat ko'rsatgan bo'lib, ular yiliga 4,2 million tonnagacha motor yoqilg'isi, birinchi navbatda aviatsiya benzinini ishlab chiqargan. 1935 yilda Angliyada ko'mirni gidrogenlash zavodi qurildi va AQSHda 1949-1953 yillarda yirik tajriba zavodida bu boradagi ishlar olib borildi.

Sovet Ittifoqida mahalliy ko'mirlarni gidrogenlash bo'yicha tadqiqotlar 1929 yilda N. M. Karavaev va I. B. Rapoport tomonidan boshlangan. Keyinchalik bu ishlarni rivojlantirishga A. D. Petrov, A. V. Lozovoy, B. N. Dolgov, D. I. Orochko, A. V. Frost katta hissa qo'shdilar. , V.I.Karjev va boshqa bir qator sovet olimlari. 1937-yilda Xarkovda qoʻngʻir koʻmirni gidrogenlash orqali qayta ishlash boʻyicha mamlakatimizda birinchi zavod loyihalashtirilib, ishga tushirildi. 1950-yillarning boshlariga kelib yana bir nechta shunga o'xshash korxonalar qurildi.

O'sha yillardagi sanoat inshootlarida ko'mirni qayta ishlashning uch va to'rt bosqichli sxemalari qo'llanilgan. Suyuq fazali gidrogenatsiya bosqichida pasta - 40% ko'mir va temir katalizatori qo'shilgan 60% yuqori qaynaydigan ko'mir mahsuloti - 450-490 ° S haroratda va yuqori bosimda vodorod gaziga ta'sir qildi. ketma-ket uch yoki to'rtta reaktordan iborat tizimda 70 MPa gacha. Ko'mirning suyuq mahsulotlarga va gazga aylanish darajasi 90-95% (massa). O'sha paytda katalizatorlarni regeneratsiya qilishning iqtisodiy usullari ishlab chiqilmaganligi sababli, ko'p hollarda temir oksidi va sulfidlar asosidagi arzon, past faollikdagi katalizatorlardan foydalanilgan. 440-450 ° S haroratda reaktor tizimi va issiq separatordan o'tgandan so'ng, aylanma vodorod o'z ichiga olgan gaz va suyuq mahsulotlar yuqoridan chiqarildi. Keyin gaz sovuq separatorda suyuqlikdan ajratildi va yuvinishdan keyin yangi vodorod bilan aralashtirilgan tsiklga qaytdi. Suyuq mahsulot, uglevodorod gazlari va suvni ajratish uchun ikki bosqichli bosim pasaytirilgandan so'ng, distillashdan o'tkazildi va oxirgi qaynash nuqtasi 320-350 ° C bo'lgan fraktsiya va qoldiq (og'ir yog'ni suyultirish uchun ishlatilgan) santrifüjdan oldin gidrogenlash loy) ajratilgan.

Suyuq fazali gidrogenatsiya ikki sxema bo'yicha amalga oshirildi: pasta hosil qiluvchi orqali yopiq tsikl (to'liq resirkulyatsiya) va ortiqcha og'ir yog' bilan. Birinchi sxema asosan benzin va dizel yoqilg'isini ishlab chiqarishga qaratilgan gidrogenatsiya zavodlarining ko'pchiligi tomonidan ishlatilgan. Ortiqcha og'ir yog' bilan ishlaganda, ko'mir uchun o'rnatishning mahsuldorligi 1,5-2 baravar oshdi, ammo og'ir yog'ni alohida gidrogenlashdan engilroq qaynatilgan mahsulotlarga aylantirish yoki elektrod koks ishlab chiqarish uchun ishlatish kerak edi.

Pasta hosil qiluvchi tomonidan yopilgan tsikl bilan ko'mirni qayta ishlashda 320 ° C gacha bo'lgan haroratda qaynab ketadigan suyuq mahsulotlarning unumi 6% gacha (og'irlik) vodorod iste'moli bilan 55-61% (og'ir.) ni tashkil etdi. 10-15% fenollar, 3-5% azotli asoslar va 30-50% aromatik uglevodorodlarni o'z ichiga olgan ushbu mahsulotlar keyinchalik gidrokreking katalizatorlarining statsionar qatlamida ikki bosqichli bug 'fazali gidrogenlashdan o'tkazildi. Dvigatel usulida oktan soni 80-85 bo'lgan benzinning umumiy rentabelligi 35% ga (og'.), benzin va dizel yoqilg'isi bir vaqtning o'zida ishlab chiqarilishi bilan ularning umumiy rentabelligi taxminan 45% ni (og'.) tashkil etdi. boshlang'ich ko'mir; Vodorod ko'mir yoki yarim koksni gazlashtirish orqali olingan.

25% gacha qattiq moddalarni o'z ichiga olgan loy qayta ishlashga yuborildi, bu butun texnologik tsiklning eng katta va energiya talab qiladigan bosqichi edi. Gidrogenatning og'ir qismi bilan 12-16% (massa) qattiq tarkibga suyultirilgandan so'ng, loy santrifüjga o'tkazildi. Qattiq tarkibi taxminan 40% bo'lgan qoldiq quvvati 10-15 t/soat bo'lgan barabanli aylanma pechlarda yarim kokslash yo'li bilan qayta ishlandi va engil suyuq kokslangan mahsulotlar gidrogenlash mahsulotining distillat fraktsiyasi bilan aralashtirildi. Santrifüj paytida olingan og'ir yog'ning distillashi pasta tayyorlash uchun tsiklga qaytarildi.

Katalizatorning past faolligi, loyni qayta ishlashdagi qiyinchiliklar va boshqa omillar yuqori bosim va katta miqdor vodorod. O'rnatishlar past birlik unumdorligiga ega va sezilarli energiya sarfi bilan ajralib turardi

Turli mamlakatlarda I S ° ZDan n R ° shaxmatining ikkinchi avlodi turli mamlakatlarda va birinchi navbatda SSSR, AQSh va Germaniyada.

Ushbu jarayonlarni ishlab chiqishda tadqiqotchilarning asosiy e'tibori asbob-uskunalar unumdorligi bosimini pasaytirish, energiya samaradorligini pasaytirish, loyni qayta ishlash va katalizatorlarni qayta ishlash usullarini takomillashtirishga qaratildi. Bugungi kunga kelib, ko'mirni to'g'ridan-to'g'ri gidrogenatsiyalash katalitik suyultirish jarayonlarini texnologik loyihalashning 20 ga yaqin varianti - kuniga 50 dan 600 tonnagacha ko'mir ishlab chiqaradigan laboratoriyadan tortib ko'rgazmali qurilmalargacha.

BergiusN-?Pipä Germaniya Qayta tiklanmaydigan temir katalizatoridan foydalangan holda ilgari qo'llanilgan R U Peer jarayoni asosida ko'mirni gidrogenlashning "yangi nemis texnologiyasi" ishlab chiqildi. Qadimgi jarayondan farqli o'laroq, pasta ishlab chiqarish uchun aylanma o'rta distillat ishlatiladi (tsentrifugalash natijasida hosil bo'lgan toshib ketish o'rniga). Suyuq mahsulotlar qattiq moddadan qoldiq vakuum distillash (tsentrifugalash o'rniga) orqali ajratiladi va vodorod hosil qilish uchun loy gazlashtirishga duchor bo'ladi.Renullatsiyada ish bosimini 70 dan 30 MPa gacha kamaytirish, o'ziga xos mahsuldorligini oshirish mumkin edi. ko'mir, konvertatsiya darajasi va issiqlik samaradorligi. Bottropda (Germaniya) ushbu yangilik asosida

Chet elda ishlab chiqilgan ko'mirni katalitik gidrogenlash jarayonlari orasida sanoatda joriy etish uchun eng tayyorlanganlaridan biri H-Coa1 jarayonidir (AQSh). Ushbu texnologiyaga ko'ra, suyuq fazali gidrogenatsiya 1-rasmda ko'rsatilgan sxema bo'yicha faol nozik dispersli Co-Mo katalizatorining suyuqlangan qatlami yordamida amalga oshiriladi. 3.3.

Quruq ezilgan ko'mir aylanma gidrogenatsiya mahsuloti bilan aralashtiriladi va 35-50% (og'irlik) ko'mirni o'z ichiga olgan pasta hosil qiladi, keyin unga siqilgan vodorod kiritiladi. Olingan aralash isitiladi va tarqatish tarmog'i ostida suyuq qatlamli reaktorga beriladi. Jarayon 425-480 ° S haroratda va taxminan 20 MPa bosimda amalga oshiriladi. Reaktsiya mahsulotlari va konvertatsiya qilinmagan ko'mir doimiy ravishda reaktordan yuqoridan chiqariladi va sarflangan katalizator pastdan chiqariladi. Katalizatorning doimiy aylanishi va regeneratsiyasi uning yuqori faolligini ta'minlaydi.

Reaktordan chiqarilgan bug'lar kondensatsiyadan so'ng vodorod, uglevodorod gazlari va engil distillatga bo'linadi. Gazlar tozalashga, vodorod esa qayta ishlashga yuboriladi. Reaktorning yuqori qismidagi suyuq mahsulotlar ajratgichga kiradi, unda fraksiya ajratiladi, so'ngra engil va og'ir distillatlarni olish uchun distillashdan o'tkaziladi. Birinchisidan benzin va dizel fraktsiyalari olinadi. Separatorning pastki qismidan chiqarilgan qoldiq mahsulot gidrotsiklonlarda ikkita oqimga bo'linadi: past va yuqori qattiq moddalar bilan.

Birinchi oqim pasta hosil qiluvchi sifatida ishlatiladi, ikkinchisi esa cho'ktiruvchi bilan ishlov beriladi va 50% gacha qattiq zarrachalarni o'z ichiga olgan bo'shatilgan loy vodorod hosil qilish uchun gazlanadi. Loyni ajratishdan keyin qolgan suyuq mahsulot og'ir distillat va qozon yoqilg'isi sifatida ishlatiladigan qoldiqni olish uchun vakuumli distillashdan o'tkaziladi.

"H-Coa1" jarayonida maqsadli mahsulotlarning rentabelligi ko'mirning organik massasi, shu jumladan benzin fraktsiyasi (28-200 ° S) - 25,2% (og'ir.), o'rta distillatga asoslangan holda 51,4% ga (og'.) etadi. 200 -260°C) - 12,9% (og'ir.) va og'ir distillat - 13,3% (og'.). Suyuq fazali gidrogenlash uchun vodorod iste'moli 4,7% (massa). Jarayon kuniga 600 tonna ko‘mir ishlab chiqarish quvvatiga ega tajriba zavodida sinovdan o‘tkazildi.

Mamlakatimizda Yonuvchan qoldiqlar instituti (IGI) “Grozgiproneftexim” va “VNIIneftemash” institutlari bilan birgalikda 1970-yillarda ko‘mirni gidrogenlash orqali suyuqliklarga qayta ishlash sohasida keng ko‘lamli tadqiqotlar olib bordi.

Guruch. 3.3. "N-Coa1" ko'mirni gidrogenlash orqali suyultirish jarayoni sxemasi:

Ko'mir tayyorlashning 1-bosqichi; 2 - isitgich; 3 - katalizatorning suyuq qatlamli reaktori; 4 - kondansatör; 5 - vodorodni ajratib olish qurilmasi; 6 - yuqori tezlikdagi separator; 7 - atmosfera ustuni; 8 - gidrotsikl; 9 - ajratuvchi; 10 - vakuumli ustun; 1 - ko'mir; II - vodorod; III - aylanma og'ir distillat;. IV - yopishtirish; V - gidrogenlanish darajasi; VI - suyuqlangan katalizator darajasi; VII - regeneratsiya qilingan katalizator; VIII - bug '-gaz fazasi; IX - kondensatsiyalangan faza; X - sarflangan katalizator; XI - suyuqlik; XII - qatronlar; XIII - oltingugurtni ajratish va ishlab chiqarish uchun gazsimon uglevodorodlar, ammiak va vodorod sulfidi; XIV - tozalash uchun engil distillat; XV - og'ir distillat; XVI - vodorod ishlab chiqarish uchun reaksiyaga kirishmagan suyuq qoldiq; XVII - qayta ishlash uchun og'ir distillat; XVIII -

qoldiq yoqilg'i. Tadqiqot natijasi yangi texnologik jarayon (IHI jarayoni) bo'lib, unda regeneratsiyalangan faol katalizator va inhibitor qo'shimchalardan foydalanish, loyni qayta ishlashning takomillashtirilgan texnologiyasi va bir qator boshqa texnologik echimlardan foydalanish tufayli suyuq gidrogenlash mahsulotlarining yuqori hosildorligini ta'minlagan holda bosimni 10 MPa ga kamaytirish.Prosess bosimini pasaytirish solishtirma kapital va ekspluatatsiya xarajatlarini sezilarli darajada qisqartirdi va 250-500 m 3 quvvatga ega yuqori unumli reaktorlardan foydalanish imkonini berdi. allaqachon neftni qayta ishlash sanoatida qo'llanilmoqda... IGI jarayoni yirik tajriba zavodlarida sinovdan o'tkazilmoqda.

IGI texnologiyasiga ko'ra, ko'mir 5-13 mm zarracha o'lchamiga qadar maydalangan holda oldindan maydalanadi, vorteks kameralarida 1,5% (massa) qoldiq namlik miqdorigacha yuqori tezlikda quritiladi, so'ngra ikkinchi marta maydalanadi. 100 mikrondan kam bo'lgan zarracha hajmiga tebranish silliqlash.

Ezilgan ko'mirga 0,2% Mon va 1,0% Fe(III) katalizatori qo'llaniladi. Bu kombinatsiya ko'mirning organik massasini 83% gacha konvertatsiya qilish darajasiga erishish imkonini beradi.Katalizatorning maksimal faolligi eritmadan quritilgan ko'mirga qo'llanganda ta'minlanadi. Ko'mir va katalizator tuzlarini qo'shma tebranish bilan maydalash ham samaralidir, chunki bu ko'mirning organik massasi tuzilishining mikroporlarini ochadi va katalizatorning ko'mir yuzasiga to'liq va bir xilda qo'llanilishini ta'minlaydi.

Katalizatorga qo'shimcha ravishda, xinolin, antrasen va boshqa birikmalar kabi ingibitorlar reaktsiya zonasiga kiritilishi mumkin, ular erkin radikallarni barqarorlashtiradi va ularning parchalanishi paytida atom vodorodining chiqishi tufayli ko'mirning organik qismini yo'q qilishni faollashtiradi. Bunday qo'shimchalarning 1-5% ni kiritish ko'mirni konvertatsiya qilish darajasini va suyuq mahsulotlarning 10-15% ga oshishini ta'minlaydi.

Unga katalizator qo'llaniladigan ko'mir pasta tayyorlash tizimiga kiradi. Pasta hosil qiluvchi sifatida qaynash harorati 300-400 ° S bo'lgan ko'mir distillati ishlatiladi, u alohida bosqichda 10 MPa bosim ostida oldindan gidrogenlanadi. Jarayonning normal ishlashi uchun pasta ko'mir va erituvchining teng nisbati bilan tayyorlanadi; Ko'mir miqdori yuqori bo'lganligi sababli, pastani tizimda tashish uning yuqori viskozitesi tufayli qiyin. Vodorod gazi kiritilgan ko'mir-neft pastasi quvurli pechda oldindan qizdiriladi va 1,0-1,5 soat -1 hajmli tezlikda ichi bo'sh isitilmaydigan reaktorlar tizimiga kiradi. Xamirning reaktorda turish vaqtida (30-60 minut) uglevodorod gazlari (%-C4, ammiak, vodorod sulfidi va uglerod oksidi [10% gacha (og'.)]) hosil bo'lishi bilan ko'mirni gidrogenlash reaksiyalari sodir bo'ladi. suv va suyuq mahsulotlar.Jarayon issiqlik chiqishi bilan davom etar ekan, haroratni tartibga solish uchun reaktorlarga sovuq vodorod o'z ichiga olgan gaz beriladi, u ham aralashtirish vositasi sifatida xizmat qiladi.

Reaktordan gidrogenlanish reaktsiyalari mahsulotlari issiq separatorga yuboriladi. Separatorning yuqori qismidan gazlar va engil suyuq mahsulotlarni o'z ichiga olgan bug'-gaz oqimi, pastdan esa 300-325 ° C dan yuqori qaynayotgan suyuq mahsulotlar, reaksiyaga kirishmagan ko'mir, kul va katalizatordan iborat loy chiqariladi.

Ushbu loyning umumiy qattiq moddalari og'irligi bo'yicha 10-15% ni tashkil qiladi. Bug '-gaz oqimi sovutiladi va suyuq qismga va 75-80% (hajm) vodorod, C1-C4 uglevodorodlar, ammiak, vodorod sulfidi va uglerod oksidi bo'lgan uglevodorod gaziga bo'linadi. Boshqa gazlar qisqa davrli adsorbsiya bilan ajratilgandan so'ng, vodorod jarayonga qaytariladi. Uglevodorod gazidan vodorod ishlab chiqarish jarayonida uning iste'molining 50-60% miqdorida foydalaniladi. Kerakli vodorodning qolgan qismi ko'mirni yoki loyni qayta ishlash qoldiqlarini gazlashtirish orqali alohida o'rnatishda ishlab chiqariladi.

3.6-jadval. Turli xil ko'mirni gidrogenlash jarayonlarining suyuq mahsulotlarining neftga nisbatan xususiyatlari

Texnik nuqtai nazardan jarayonning eng qiyin bosqichlaridan biri bo'lgan loyni qayta ishlash IGI sxemasida ikki bosqichda amalga oshiriladi. Birinchisida, loy 30% ga yaqin qoldiq qattiq moddalar miqdorigacha filtrlanadi, ikkinchidan, hosil bo'lgan qoldiq 50-70% (og'.) qattiq moddalar bo'lgunga qadar vakuum distillashdan o'tkaziladi. Ushbu qoldiq mahsulot suyuq cürufni olib tashlash bilan siklonli pechda yoqiladi. Yonish jarayonida molibdenning 97-98% gaz fazasiga (1M02O3) o'tadi va kulga yotqiziladi va undan keyin uni qayta ishlatish uchun gidrometallurgiya yordamida ajratib olinadi. Yonish jarayonida ajralib chiqadigan issiqlikdan 2,5-2,8 ming kVt/soat elektr energiyasi yoki har bir tonna loy qoldig'i uchun 11 t bug' hosil qilish mumkin.

Ko'mirni gidrogenatsiya qilishning suyuq mahsulotlari an'anaviy neftdan ularning elementar tarkibi va vodorod miqdori pastligi, shuningdek, azot va kislorod o'z ichiga olgan birikmalar va alkenlarning sezilarli miqdori mavjudligi bilan farqlanadi (3.6-jadval). Shuning uchun, tijorat motor yoqilg'ilarini olish uchun ular, albatta, ikkilamchi gaz fazali gidrogenatsiyani qayta ishlashdan o'tishi kerak.

IGI texnologik sxemasida qaynoq nuqtasi 400 ° C gacha bo'lgan ko'mirni suyuq fazali gidrogenlashning keng distillatini gidrotozalash reaktorning ikkita harorat zonasida ketma-ket 10 MPa bosim ostida amalga oshiriladi. yuqori qaynaydigan birikmalar hosil bo'lishiga olib keladigan kiruvchi polimerizatsiya reaktsiyalarining paydo bo'lishi. Birinchi zonada 230-250 ° S da

Alkenlarning polimerlanishga eng moyil qismi gidrogenlanadi. Keyin 400 ° S haroratda alkenlarning asosiy qismi va qisman aromatik birikmalar gidrogenlanadi; oltingugurt, kislorod va azot o'z ichiga olgan birikmalar ham yo'q qilinadi. Gidrotozalash neftni qayta ishlashda keng qoʻllaniladigan alyuminiy-kobalt-molibden katalizatorlari ishtirokida amalga oshiriladi. Biroq, bir qator hollarda, ko'mir distillatlarida geteroatomik birikmalarning ko'pligi sababli, bu katalizatorlar etarli darajada samarali emas yoki tezda zaharlanadi. Shuning uchun yangi barqaror katalizatorlar talab qilinadi.

IHI texnologiyasidan foydalangan holda qo'ng'ir ko'mir gidrogenatsiyasining dastlabki distillatining xususiyatlari va uning gidrotozalash mahsulotlari Jadvalda keltirilgan. 3.7. Ko'mirni suyuq fazali gidrogenlashning birlamchi distillat mahsulotlari beqaror. Saqlash vaqtida ular rangini o'zgartiradi va erimaydigan cho'kmalarni hosil qiladi, bu ularda mavjud bo'lgan moddalar tufayli yuzaga keladi.

3.7-jadval. Qo'ng'ir ko'mirni suyuq fazali gidrogenatsiyalash distillatining xususiyatlari va unumi

	Gidrogenlash distillati	Distillangan gidrotexnika mahsulotlari
Indeks	Gidrogenlash distillati	ar-iiy summalari	Va. k. -180 ° S
Zichlik, kg/m 3 Tarkib,


azotli asoslar

Yod soni, Guruh uglevodorod tarkibi, parafinlar va naftenlar aromatik uglevodorodlar Fraktsion tarkibi, °C: 50% (tom.) k.k. Elementlarning tarkibi, Dastlabki distillatdan olingan hosil, % (og.)			86.01 13,98 0,01

pirrol kabi asosli bo'lmagan tabiatdagi azot o'z ichiga olgan birikmalarning iz miqdoridagi tarkibi. Ushbu birikmalar gidrotozalash orqali butunlay olib tashlanishi mumkin emas va etarlicha barqaror mahsulotlarni olish uchun keng gidrogenatsiya distillatini yoki uning fraksiyalarini adsorbsiyalash va ekstraktiv denitrogenatsiyani umumiy jarayon loyihasiga kiritish tavsiya etiladi.

Fraksiya va K. - 180 ° S gidrotozalangan distillatning oktan soni 66 ga (motor usuli) ega va haqiqiy qatronlar va azotli birikmalarning ko'payishi bilan tavsiflanadi. Yuqori oktanli motorli benzinning tarkibiy qismini olish uchun chuqur gidrotozalash va keyinchalik isloh qilish talab etiladi. Dizel fraktsiyasi, aromatik uglevodorodlarning yuqori miqdori tufayli, nisbatan past setan soniga ega. Qaynish nuqtasi 300-400 ° S bo'lgan fraktsiya, uning bir qismi pasta hosil qiluvchi tarkibiy qism sifatida ishlatiladi, benzin va dizel fraktsiyalarini ishlab chiqarish uchun gidrokreking uchun xom ashyo bo'lib xizmat qilishi mumkin. IGI texnologiyasining ikkita varianti bo'yicha Kansk-Achinsk havzasidan qo'ng'ir ko'mirni gidrogenlashning moddiy balansi quyida keltirilgan (I numerator variantida - loyni 70% qattiq tarkibga qayta ishlash, II variantda - bir xil, 50%):

~ Qabul qilingan

Olingan [% (wt.)] [% (wt.)]


shu jumladan:		Dizel yoqilg'isi

		Qozon yoqilg'isi

Katalizator		Ishlab chiqarish uchun gaz
Inhibitor
Vodorod (ko		Vodorod sulfidi

		Karbonat angidrid

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

TS-1 tipidagi reaktiv yoqilg'ini IGI usuli yordamida ko'mirni suyultirish mahsulotlaridan ham olish mumkin. Buning uchun "defenolizatsiya" dan so'ng suyuq fazali gidrogenatsiyaning umumiy distillatidan ajratilgan 120-230 ° S fraktsiyasi ketma-ket uchta bosqichdan o'tishi kerak: past haroratli gidrogenatsiya (6 MPa, 230 ° S, keng gözenekli alyuminiy-nikel). -molibden katalizatori), gidrotozalash (6 MPa, 380 °C va bir xil katalizator) va aromatik uglevodorodlarni gidrogenlash (6 MPa, 290 °C, sanoat alyuminiy palladiy sulfid katalizatori). Uchinchi bosqich, agar 120-230 ° S gacha bo'lgan gidrotozalangan fraktsiyada 22% dan ortiq bo'lsa, zarur.

Guruch. 3.4. IGI texnologiyasidan foydalangan holda ko'mirni gidrogenlash orqali motor yoqilg'ilarini ishlab chiqarish sxemasi - Grozgipro-neftexim:

1-ko'mir tayyorlash; 2 - ko'mirni suyultirish; 3 -- vodorod ishlab chiqarish; 4 - qattiq qoldiqni ajratish; 5 6, 10- tuzatish; 7 - loyni yo'q qilish moslamasi; 8 - fenollarning ajralib chiqishi; 9 - gidrogenlash; 11 - gidrotozalash va isloh qilish; 12, 14 - gidrokreking; 13 - izomerlanish va gidrogenlash;

1 - ko'mir; 11 - pasta moddasi; III - katalizator; IV-vodorod; V - gazlar C 4 va CO; VI - suyuq gidrogenlash mahsulotlari; VII - G4Hz, Ng$ va COg; VIII - fraksiya >400 °C; IX - qattiq qoldiq; X - suv; XI - feiol, kresollar; XII - “n. fraktsiyasi. k. - 180 ° S; XIII - fraktsiya 180-300 ° S; XIV - fraktsiya 300-400 ° S; XV - qurilish materiallari ishlab chiqarish uchun kul; XVI - texnologik bug '; XVII - elektr energiyasi; XVIII - benzin; XIX - reaktiv yoqilg'i; XX - dizel yoqilg'isi

^mass.) aromatik uglevodorodlar. Ammo ma'lumotlarga.

Texnologik sxemaga gidrogenlash mahsulotini va uning fraksiyalarini IGI jarayonida qayta ishlash jarayonlarining turli to'plamlarini kiritish orqali hosil bo'lgan benzin va dizel yoqilg'isi nisbatini 1: 0 dan 1: 2,6 gacha o'zgartirish mumkin. Benzin ishlab chiqarishni maksimal darajada oshirish uchun dizel fraksiyalarini gidrokreklash mumkin. IGI texnologiyasiga asoslangan variantlardan biriga ko'ra motor yoqilg'ilarini ishlab chiqarish sxemasi rasmda ko'rsatilgan. 3.4. Ushbu sxema bo'yicha yiliga 3 million tonna motor yoqilg'isi ishlab chiqarishni tashkil etishda Kansk-Achinsk havzasidan yiliga 19,7 million tonna qo'ng'ir ko'mir, shu jumladan gidrogenlash uchun 9 million tonna, vodorodni gazlashtirish uchun 3 million tonna talab qilinadi. ishlab chiqarish va energiya ehtiyojlari uchun 7,3 mln. Shu bilan birga, quyidagi mahsulotlarni (yiliga million tonna) ishlab chiqarishni ta'minlash mumkin: benzin - 1,45, dizel yoqilg'isi - 1,62, suyultirilgan gazlar - 0,65, ammiak - 0,07 va oltingugurt - 0,066. Termal isitgich Bunday ishlab chiqarishning 55% ni tashkil qiladi.

Xorijiy ko'mirni gidrogenlash jarayonlarida, shuningdek, suyuq mahsulotlarni yangilash va qayta ishlash uchun turli xil variantlardan foydalanish rejalashtirilgan. Masalan, BIS-I jarayoni asosida kuniga 30 ming tonna AQSH bitumli koʻmirni qayta ishlash majmuasi loyihasi barcha suyuq gidrogenlash mahsulotlarini taxminan 50% konversiya darajasi bilan gidrokrekingdan oʻtkazishni nazarda tutadi. Qo'shimcha gidrotozalashdan so'ng hosil bo'lgan benzin fraktsiyasi oktan soni 100 bo'lgan motor benzinining tarkibiy qismini olish uchun isloh qilinishi kerak (tadqiqot usuli). Umuman olganda, majmuada quyidagi mahsulotlar (kuniga ming tonna) ishlab chiqarilishi kutilmoqda: avtomobil benzini - 2,78, o'rta distillatlar - 8,27, og'ir mazut - 4,75, suyultirilgan gazlar - 0,64 va oltingugurt - 0,12 . Majmuani qurish uchun kapital xarajatlar 5,7 milliard dollarga baholangan (1982 yil narxlarida). 90% quvvatdan foydalanganda yillik ekspluatatsiya xarajatlari (million dollarda): ko'mir tannarxi - 420, energiya xarajatlari - 101, katalizatorlar va kimyoviy moddalar - 77, ekspluatatsiya materiallari - 114, xodimlar uchun xarajatlar (1900 kishi) - 79.

Mavjud hisob-kitoblarga ko'ra, hozirgi kunga qadar ishlab chiqilgan texnologiyalardan foydalangan holda gidrogenlash yo'li bilan ko'mirdan motor yoqilg'ilarini ishlab chiqarish uchun berilgan xarajatlar ularni neft xom ashyosidan olish xarajatlaridan bir necha baravar yuqori. o'rtacha xarajat ikkinchisini ishlab chiqarish. Biroq, ishlab chiqarilgan neftdan ishlab chiqarilgan yoqilg'i bilan solishtirganda, masalan, qimmatbaho neftni qayta tiklash usullari yoki chuqur dengiz tokchalarida ishlab chiqarilgan yoqilg'i bilan solishtirganda, xarajatlar farqini kamaytirish mumkin.

Ko‘mirni gidrogenatsiyali qayta ishlash sohasida ko‘plab mamlakatlarda olib borilayotgan ilmiy-tadqiqot va tajriba-konstruktorlik ishlari jarayonlarning texnologik va instrumental loyihasini takomillashtirish, yangi katalizatorlar va qo‘shimchalar yaratish, barcha bosqichlarning energiya samaradorligini oshirishga qaratilgan. Ushbu izlanishlar ko'mirdan motor yoqilg'isi ishlab chiqarish birligi xarajatlarini kamaytirishi mumkin. Suyuqlanish mahsulotlarini ajratishning murakkab bosqichlarisiz va xom ashyoni isitish uchun sarflangan energiyani yo'qotmasdan, bitta oqimda ko'mirni gidrogenlash va gazlashtirish jarayonlarining kombinatsiyasini istiqbolli deb hisoblash kerak.

Ko'mirni gazlashtirish va uglevodorod yoqilg'ilarini sintez qilish

Ko'mirdan bilvosita suyultirish yo'li bilan motor yoqilg'isini ishlab chiqarishda birinchi bosqich gazlashtirish hisoblanadi.

Qattiq yoqilg'ining gazlanishi - oksidlovchi moddalar (havo yoki sanoat kislorodi, suv bug'lari) ishtirokida yoqilg'ining organik qismi yonuvchi gazlar aralashmasiga aylanadigan issiqlik jarayonidir.

19-asrning boshlarida ko'mirni distillash orqali olingan gaz dunyoning yirik shaharlarida ko'chalarni yoritish uchun ishlatilgan. Dastlab, u kokslash jarayonida olingan, ammo asrning o'rtalariga kelib, koks va ko'mirni qoldiqsiz gazlashtirish sanoat miqyosida tsiklik, keyin esa doimiy ishlaydigan gaz generatorlarida amalga oshirildi. Bu asrning boshida ko'mirni gazlashtirish dunyoning ko'pgina mamlakatlarida, birinchi navbatda, energiya gazlarini ishlab chiqarish uchun keng tarqalgan edi. 1958 yilga kelib SSSRda har xil o'lchamdagi va dizayndagi 2500 ga yaqin gaz generatorlari ishlamoqda, bu esa yiliga 35 milliard m3 energiya va qattiq yoqilg'idan texnologik gaz ishlab chiqarishni ta'minladi. turli xil turlari. Biroq, keyingi holatlar tufayli tez o'sish tabiiy gaz ishlab chiqarish va tashish, qattiq yoqilg‘ini gazlashtirish hajmi ham mamlakatimizda, ham xorijda sezilarli darajada kamaydi.

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

Ko'rsatilgan reaktsiya mahsulotlariga qo'shimcha ravishda, ko'mirni gazlashtirish jarayonida ularni isitishning birinchi bosqichida piroliz mahsulotlari hosil bo'ladi.

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

Liza. Gazlashtirish jarayonida, qoida tariqasida, ko'mirning deyarli butun organik qismi gazga va ba'zi hollarda qisman smolaga aylanadi, mineral qismi esa reaksiyaga kirishmagan yoqilg'ining kichik aralashmasi bilan kul yoki suyuq cüruf hosil qiladi.

Gidrogenatsiyadan farqli o'laroq, gazlashtirish jarayonlari uchun xom ashyoga qo'yiladigan talablar metamorfizm bosqichida va petrografik tarkibda sezilarli cheklovlarga ega emas, lekin mexanik va issiqlik quvvati, sinterlash, namlik, kul va oltingugurtning roli juda katta. Bu parametrlar bo'yicha bir qator cheklovlar ko'mirni oldindan davolashdan so'ng kamayadi - quritish, oksidlanish va hokazo. muhim ko'rsatkich ma'lum gazlashtirish jarayonlarida ko'mirdan foydalanish kul qoldiqlarining erish harorati. U asosiy jarayonning harorat oralig'ini va cürufni olib tashlash tizimini tanlashni belgilaydi.

Qattiq yoqilg'ining faolligi va gazlash tezligi ko'p jihatdan katalizator sifatida ishlaydigan mineral komponentlarga bog'liq. Qazib olinadigan ko'mirlarning mikroelementlarining gazlashtirish jarayonida nisbiy katalitik ta'sirini quyidagi qatorlar bilan ifodalash mumkin:

Qattiq yoqilg'ini gazlashtirishning individual jarayonlarini tavsiflovchi asosiy parametrlar quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin: reaktsiya zonasiga issiqlikni etkazib berish usuli; gazlashtiruvchi vositani etkazib berish usuli; gazlashtiruvchi vositaning turi; jarayon harorati va bosimi;

mineral qoldiqni hosil qilish usuli va uni tushirish. Bu parametrlarning barchasi bir-biriga bog'langan va asosan gaz generatorlarining dizayn xususiyatlari bilan belgilanadi.

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

Reaktorda yoqilg'i va oksidlovchi o'rtasidagi o'zaro ta'sir jarayonini tashkil qilish uchun qo'pol ko'mirning uzluksiz harakatlanuvchi qatlami, ko'mir va oksidlovchining kirish rejimida oqim oqimi va nozik taneli ko'mirning suyultirilgan qatlami ishlatiladi. Uzluksiz qatlamli gaz generatorlarida bo'lak yoqilg'ining pastga siljishi va issiq gazlar oqimining yuqoriga qarab harakatlanishi tashkil etilgan. Ushbu tamoyil jarayonning yuqori kimyoviy va issiqlik faolligini belgilaydi va ko'mirning ko'p turlarini gazlash imkonini beradi, ko'mirdan tashqari. Bunday gaz generatorlarining o'ziga xos mahsuldorligi nozik ko'mir fraktsiyalarini kiritish bilan cheklanadi, bu qisman bosimning oshishi bilan qoplanadi. Ko'mir qatlamining yuqori qismida mo''tadil harorat mahsulot gazida metan miqdorining oshishiga olib keladi [10-12% gacha (hajm.)], shuningdek, smola, suyuq uglevodorodlar kabi katta miqdordagi qo'shimcha mahsulotlarning shakllanishiga olib keladi. va fenollar.

Suyuqlangan qatlamli gaz generatorlari maydalangan ko'mir bilan yuklanadi - zarracha hajmi 0,5-8,0 mm. Suyuqlanish rejimi gazlashtiruvchi vositani etkazib berish orqali saqlanadi. Qatlamda yaxshi aralashtirish issiqlik va massa uzatishning yuqori sur'atlarini ta'minlaydi va gazlashtirish jarayonida amalda suyuqlik qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lmaydi. Olingan gazdagi metan miqdori odatda 4% dan oshmaydi (hajm). Shu bilan birga, suyuq qatlamli jarayonlarda kichik yonilg'i zarralarining yuqori kirishi mavjud bo'lib, bu har bir o'tishda konversiya darajasini pasaytiradi va keyingi texnologik bosqichlarda uskunaning ishlashini murakkablashtiradi.

Kirish rejimida ishlaydigan gaz generatorlarida maydalangan ko'mir qayta ishlanadi. U reaktorga bug '-kislorod portlashi bilan birga oqimda kiritiladi, reaksiya zonasida harorat 2000 ° C ga etadi. Bunday gaz generatorlarida barcha turdagi ko'mirni qayta ishlash mumkin. Ulardagi reaktsiyalar yuqori tezlikda sodir bo'ladi, bu esa yuqori mahsuldorlikni ta'minlaydi. Mahsulot gazida metan, smola va suyuq uglevodorodlar deyarli yo'q. Ammo yuqori ish harorati tufayli bunday gaz generatorlarida kislorod iste'moli doimiy yoki suyuq yoqilg'i qatlamiga ega gaz generatorlariga qaraganda ko'proq bo'ladi va yuqori issiqlik samaradorligini ta'minlash uchun samarali issiqlikni qayta tiklash tizimi zarur. Bunday gaz generatorlarini ishlatishda xom ashyo bilan ta'minlash rejimiga qat'iy rioya qilish kerak, chunki reaktorda bir vaqtning o'zida oz miqdordagi ko'mir mavjudligi sababli, rejimning har qanday buzilishi jarayonning to'xtatilishiga olib keladi.

Kirish rejimida gazlashtirishning bir varianti quruq maydalangan yoqilg'i o'rniga suv-ko'mir suspenziyasidan foydalanish hisoblanadi. Bu reaktorni yonilg'i bilan ta'minlashni osonlashtiradi va uni yuklash uchun bunker tizimlaridan foydalanish zaruratini yo'q qiladi.

Odatda havo, kislorod va suv bug'lari gazlashtirish jarayonlarida gazlashtiruvchi moddalar bo'lib xizmat qiladi. Bug 'havosini portlatish bilan havo ajratishni o'rnatishning hojati yo'q, bu jarayonning narxini pasaytiradi, ammo hosil bo'lgan gaz past kaloriya hisoblanadi, chunki u havodan azot bilan juda suyultiriladi. Shuning uchun gazlashtirish sxemalarida bug'-kislorod portlashiga ustunlik beriladi va bug'ning kislorodga nisbati shartlar bilan belgilanadi. jarayonni amalga oshirish. Gidrogasifikatsiya jarayonlarida vodorod gazlashtiruvchi moddalardan biri sifatida ishlatiladi va shu bilan metanga boy yuqori kaloriyali gaz hosil qiladi.

Gazlashtirish harorati, tanlangan texnologiyaga qarab, juda katta farq qilishi mumkin - 850 dan 2000 ° S gacha. Harorat rejimi ko'mirning reaktivligi, kulning erish nuqtasi va hosil bo'lgan gazning kerakli tarkibi bilan belgilanadi. Avtotermik jarayonlarda reaktordagi harorat portlashdagi bug ': kislorod nisbati bilan boshqariladi. Allotermik jarayonlar uchun u sovutish suyuqligining mumkin bo'lgan maksimal isitish harorati bilan cheklanadi.

Turli gazlashtirish jarayonlarida bosim atmosferadan 10 MPa gacha o'zgarishi mumkin. Bosimning oshishi jarayonning harorat va energiya samaradorligini oshirish uchun qulay sharoit yaratadi va mahsulot gazida metan kontsentratsiyasining oshishiga yordam beradi. Gazni olishda bosim ostida gazlashtirish afzalroq bo'lib, u keyinchalik sintezda qo'llaniladi. yuqori bosimlar(sintez gazini siqish xarajatlari kamayadi). Bosimning oshishi bilan gazlashtirish tezligini va gaz generatorlarining birlik quvvatini oshirish mumkin. Bo'lak va qo'pol yoqilg'ilarni gazlashtirganda, gazlash tezligi proportsionaldir kvadrat ildiz bosim qiymati va nozik taneli va maydalangan yoqilg'ini gazlash paytida - bosim qiymati.

Suyuq cürufni olib tashlash bilan gaz generatorlarida jarayon kulning erish nuqtasidan yuqori haroratlarda (odatda 1300-1400 ° S dan yuqori) amalga oshiriladi. "Quruq kul" gaz generatorlari past haroratlarda ishlaydi va kul ulardan qattiq holda chiqariladi.

Uglerod oksidi va vodorodga qo'shimcha ravishda gazlashtirish gazida oltingugurt va ammiak bo'lgan birikmalar mavjud bo'lib, ular keyingi sintez uchun katalizatorlar uchun zaharlar, shuningdek, fenollar, qatronlar va suyuq uglevodorodlardir. Ushbu birikmalar gaz generatoridan keyingi tozalash bosqichida chiqariladi. Sanoat gazlashtirish jarayonlarida sintez gazini oltingugurt birikmalari va karbonat angidriddan tozalash uchun ushbu komponentlarni fizik va kimyoviy singdirish usullari qo'llaniladi. Absorbent sifatida metanol, propilen karbonat, N-metilpirolidon, sulfolan va diizopropanolamin, dimetil va polietilen glikollar, etanolaminlar va boshqalar ishlatiladi.

Sintez gazida optimal CO: Hg nisbatini ta'minlash uchun texnologik sxema odatda maxsus o'z ichiga oladi

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

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

uglerod oksidini suv bug'i bilan katalitik aylantirish birligi.

Keyinchalik qayta ishlashga tayyor bo'lgan sintez gazini ishlab chiqarish uchun gazlashtirish jarayoni diagrammasi rasmda ko'rsatilgan. 3.5.

Maksimal issiqlik samaradorligiga erishish uchun. d. jarayonda gaz generatori ishlashi kerak yuqori qon bosimi, kislorod va suv bug'ining kam iste'moli, kam issiqlik yo'qotilishi bilan. Bundan tashqari, gazlashtirish minimal miqdorda qo'shimcha mahsulotlar ishlab chiqarishi va jarayonning turli xil ko'mirlarni qayta ishlash uchun mos bo'lishi maqsadga muvofiqdir. Biroq, sanab o'tilgan omillarning ba'zilari bir-birini istisno qiladi. Misol uchun, kam kislorod iste'molini ta'minlash va undan qochish mumkin emas bu yon ta'sir mahsulotlar. Shuning uchun har bir aniq holatda jarayon parametrlarining optimal kombinatsiyasini tanlash kerak.

Hozirgi vaqtda 50 dan ortiq turdagi gaz generatorlari ishlab chiqilgan, ammo ulardan faqat to'rttasi sanoatda qo'llanilishini topdi: Lurgi, Winkler, Koppers-Totzek va Texaco gaz generatorlari. Ushbu qurilmalar asosida amalga oshiriladigan gazlashtirish jarayonlarining asosiy ko'rsatkichlari Jadvalda keltirilgan. 3.8.

Lurgi jarayoni birinchi marta sanoat miqyosida 1936 yilda Germaniyada qo'llanilgan. 1952 yilda ushbu turdagi gaz generatorlarining ikkinchi avlodi yaratildi va hozirgi kunga qadar turli mamlakatlarda Lurgi generatorlari bo'lgan 100 dan ortiq qurilmalar qurilgan. Bitta apparatning unumdorligi quruq gaz uchun 8 dan 75 ming m 3 / soatgacha oshdi.

Lurgi gaz generatorlarida ko'mir muhrlangan yuklash idishi orqali reaksiya zonasiga kiritiladi va bug'-kislorod aralashmasining qarshi oqimida gazlanadi. Ikkinchisi ko'mir qatlamini qo'llab-quvvatlaydigan panjara ostida oziqlanadi; Quruq kul bir xil panjara orqali chiqariladi. Bug 'miqdori nisbati: kislorod shunday tanlanadiki, ko'mir qatlamining harorati kulning erish nuqtasidan past bo'ladi. To'yingan suv bug'i generatorning sovutish ko'ylagida hosil bo'ladi.

Gaz generatoriga kiradigan ko'mir ketma-ket uchta isitish zonasidan o'tadi. Birinchi zonada - reaksiyaning yuqori qismi

Gaz generatori

Indeks

Ko'mirning xarakteristikalari: zarrachalar turi, mm namlik, % (og'ir.) Reaktordagi ko'mir holati

Ish bosimi, MPa

Gaz generatoridagi maksimal harorat, °C Portlash turi Kul holati Ko'mirning gaz generatorida turish vaqti

Uglerodga aylanish darajasi, % Gaz generatorining maksimal birlik quvvati:

ko'mir uchun, t/s OMU

gaz uchun, ming m 3 / soat

Iste'mol, t/t OMU: kislorod bug'i

Hajmi bug '/kislorod nisbati Xom gaz tarkibi*, % (hajm):

H 2: gazdagi CO ning o'rtacha nisbati Gazning yonish issiqligi (eng yuqori), MJ/m 3 Gaz generatorining issiqlik samaradorligi, %

Kokslanadigan ko'mirlardan tashqari barcha ko'mirlar 6-40

Statsionar qatlam 2,0-3,0

1-3 soat quriting 99

Lignitlar va subbitumli 0,1-8

Pseudo suyultirilgan

qatlam 0,12-0,21

P a r o k i s i

20-40 min 60-90

"To'g'ri GB-

Oʻrish rejimi

portly Suyuqlik 0,5-10 s 90-96

"Texaso"

ko'mirlar 0,1-10 40 gacha

Kirish rejimida suv-ko'mir suspenziyasi 3,5-4,0

shlak 1-10 s 99

torus - 350 ° S haroratda issiq gazlar bilan quritiladi, o'rtada - l haroratda; 600 ° C, ko'mir gazlar, smola va yarim koks hosil bo'lishi bilan yarim kokslanadi. Gaz generatorining tagida joylashgan uchinchi zonada 870 ° S haroratda yoqilg'ining bug 'va kislorod bilan reaktsiyasi natijasida deyarli metan bo'lmagan gaz hosil bo'ladi. Gaz ko'mir qatlamidan pastdan yuqoriga o'tadi, uning harorati pasayadi va reaktorning sovuqroq zonalarida metan hosil bo'lish reaktsiyalari boshlanadi. Shunday qilib, hosil bo'lgan mahsulot gazida to'yinmagan uglevodorodlar va qatronlar mavjud bo'lib, ular gazni majburiy tozalashni talab qiladi va sovutish va kiruvchi komponentlarni olib tashlash uchun yuqori suv sarfini keltirib chiqaradi. Gaz tarkibida metan miqdori ham koʻp boʻladi [8-12% gacha (hajm)] 1.

"Lurgi" usuli yordamida gazlashtirish jarayoni 99% ga yetib, yuqori darajadagi uglerod konversiyasi bilan tavsiflanadi. Gaz generatorining issiqlik samaradorligi 75-85% ni tashkil qiladi. "Lurgi" jarayonining afzalligi shundaki, u ko'tarilgan bosimda amalga oshiriladi, bu gaz generatorining unumdorligini sezilarli darajada oshiradi va keyingi sintezlarda qo'llanilganda gazni siqish narxini kamaytiradi.

Winkler jarayoni ko'mirni gazlashtirishning birinchi sanoat jarayonidir. Ushbu turdagi ishlaydigan gaz generatorlarining maksimal birlik quvvati hozirgi vaqtda soatiga 33 ming m 3 gazni tashkil qiladi. Jarayon ko'mirni suyuq qatlamda qayta ishlashga asoslangan atmosfera bosimi. To'shakdagi harorat quruq shaklda reaktordan chiqariladigan kulning yumshatilish haroratidan 30-50 ° S pastroqda saqlanadi.

Winkler gaz generatori ichkaridan o'tga chidamli material bilan qoplangan qurilma bo'lib, suyuq qatlam bug'-kislorod aralashmasini maydalangan ko'mir orqali puflash orqali yaratiladi. Kattaroq ko'mir zarralari to'g'ridan-to'g'ri qatlamda gazlanadi va kichik zarralar amalga oshiriladi. u va reaktorning yuqori qismida 1000-1100 ° S haroratda gazlashtiriladi, bu erda gazlashtiruvchi vosita qo'shimcha ravishda beriladi. Reaktorda intensiv issiqlik va massa almashinuvi tufayli hosil bo'lgan gaz piroliz mahsulotlari bilan ifloslanmaydi va kam metanni o'z ichiga oladi. Kulning 30% ga yaqini reaktor ostidan quruq shaklda vintli konveyer yordamida chiqariladi, qolgan qismi gaz oqimi orqali amalga oshiriladi va siklon va skrubberlarda yig'iladi.

Winkler jarayoni yuqori mahsuldorlikni, turli xil ko'mirlarni qayta ishlash va yakuniy mahsulot tarkibini nazorat qilish qobiliyatini ta'minlaydi. Biroq, bu jarayonda reaksiyaga kirishmagan *ko'mirning katta yo'qotishlari mavjud - reaktordan 25-30% gacha (og'.) amalga oshiriladi, bu issiqlik yo'qotishlariga va jarayonning energiya samaradorligini pasayishiga olib keladi. Suyuqlangan qatlam jarayon sharoitlarining o'zgarishiga juda sezgir va past bosim gaz generatorlarining unumdorligini cheklaydi.

Tuzilish rejimida maydalangan yoqilg'ini gazlashtirish jarayonlarining vakili "Korregv-T^hek" jarayonidir. Sintez gazining quvvati soatiga 4 ming m 3 bo'lgan ushbu turdagi birinchi sanoat gaz generatori 1952 yilda yaratilgan; zamonaviy gaz generatorlari 36-50 ming m 3 / soat gaz hosildorligiga ega.

Gaz generatori suvni sovutadigan konus shaklidagi qurilma. U bir-biriga qarama-qarshi joylashgan ikki yoki to'rtta burner bilan jihozlangan va ichki tomondan issiqqa chidamli material bilan qoplangan. Kameraning qarama-qarshi tomondan yoqilg'i aralashmasining qarshi oqimlarini ta'minlash orqali erishilgan reagentlarning yuqori turbulentligi reaktsiyalarning yuqori tezlikda sodir bo'lishini ta'minlaydi va hosil bo'lgan gaz tarkibini yaxshilaydi.

Ko'mir 0,1 mm dan katta bo'lmagan zarrachalargacha oldindan maydalanadi va 8% dan yuqori bo'lmagan qoldiq namlik miqdorigacha quritiladi (massa). Bunkerlardan chiqadigan ko'mir changlari jarayon uchun zarur bo'lgan kislorodning bir qismi oqimi bilan burnerlarga beriladi. Qolgan kislorod suv bug'i bilan to'yingan, isitiladi va to'g'ridan-to'g'ri kameraga kiritiladi. O'ta qizib ketgan suv bug'i reaktorga quvurli ko'ylagi orqali kiritiladi, bu reaktor devorlarini yuqori harorat ta'siridan himoya qiluvchi parda hosil qiladi. Yonish zonasida 2000 ° S gacha bo'lgan gaz haroratida yoqilg'i uglerod deyarli 1 soniya ichida reaksiyaga kirishadi. Issiq generator gazi chiqindi issiqlik qozonida 300 ° C gacha sovutiladi va 10 mg / m 3 dan kam chang miqdori uchun skrubberdagi suv bilan "yuviladi". Ko'mir tarkibidagi oltingugurt 90% vodorod sulfidiga va 10% uglerod sulfidiga aylanadi. Shlak suyuqlik shaklida chiqariladi va keyin granullanadi.

Jarayonning yuqori harorati tufayli har qanday turdagi ko'mirni gazlashtirish uchun, shu jumladan pishirish uchun ishlatish mumkin va hosil bo'lgan gazda metan kam va kondensatsiyalanadigan uglevodorodlar mavjud emas, bu uning keyingi "tozalanishi" ni osonlashtiradi. Jarayonning kamchiliklari past bosim va kislorod iste'molini oshirishni o'z ichiga oladi.

Texas jarayoni 4 MPa gacha bosim ostida ishlaydigan vertikal chiziqli gaz generatorida ko'mir-suv suspenziyasini gazlashtirishga asoslangan. U tajriba zavodlarida sinovdan o‘tkazildi va hozirda bir qancha yirik tijorat gaz generatorlari qurilmoqda. Tejaso jarayoni ko'mirni oldindan quritishni talab qilmaydi va xom ashyoning suspenziya shakli uni etkazib berish blokining dizaynini soddalashtiradi. Jarayonning kamchiliklari yoqilg'i va kislorod iste'molini ko'paytirishni o'z ichiga oladi, bu suvni bug'lantirish uchun qo'shimcha issiqlik ta'minoti bilan bog'liq.

Hozirgi vaqtda avtotermik jarayonlarni takomillashtirish bo'yicha olib borilayotgan ishlar asosan gazlashtirish bosimini oshirish, agregat quvvatini va issiqlik samaradorligini oshirishga qaratilgan. d) reaktorlar, qo'shimcha mahsulotlar hosil bo'lishini maksimal darajada kamaytirish. Avtotermik gazlashtirish jarayonlarida ko'mirning 30% gacha gaz hosil bo'lishiga emas, balki zarur issiqlikni olishga sarflanadi. Bu, ayniqsa, ko'mir qazib olish xarajatlari yuqori bo'lganda, jarayonlarning iqtisodiga salbiy ta'sir ko'rsatadi. Shuning uchun so'nggi paytlarda qattiq yoqilg'ini metall eritmalaridan yoki yuqori haroratli yadro reaktorlaridan olingan issiqlik yordamida allotermik gazlashtirish sxemalarini ishlab chiqishga katta e'tibor qaratilmoqda.

Eritma jarayonlari kirish rejimida ko'mirni gazlashtirishning bir variantidir. Ularda ko'mir va gazlashtiruvchi vosita eritilgan metallar, shlaklar yoki tuzlar yuzasiga etkazib beriladi, ular sovutish suvi rolini o'ynaydi. Eng istiqbolli jarayon eritilgan temir bilan amalga oshiriladi, chunki bir qator mamlakatlarda qora metallurgiyada kislorod konvertorlarining mavjud bo'sh quvvatidan foydalanish mumkin. Bu jarayonda gaz generatori eritilgan (harorat 1400-1600 ° S) temir vannasi bo'lgan refrakter material bilan qoplangan ichi bo'sh konvertor apparatidir. Kislorod va suv bug'lari bilan aralashtirilgan ko'mir changi yuqori tezlikda eritma yuzasiga perpendikulyar bo'lgan apparatning yuqori qismidan etkazib beriladi. Bu oqim, go'yo, eritma yuzasida hosil bo'lgan loyni uchirib yuboradi va eritmani aralashtirib, uning ko'mir bilan aloqa yuzasini oshiradi. Yuqori harorat tufayli gazlanish juda tez sodir bo'ladi. Uglerodni konvertatsiya qilish darajasi 98% ga etadi va issiqlik samaradorligi. d. 75-80% ni tashkil qiladi. Temir ham gazlashtirish katalizatori rolini o'ynaydi, deb taxmin qilinadi. Eritmaga ohak qo'shilsa, ikkinchisi ko'mir oltingugurti bilan reaksiyaga kirishib, kaltsiy sulfidini hosil qiladi, u shlak bilan birga doimiy ravishda chiqariladi. Natijada sintez gazini ko'mir tarkibidagi oltingugurtdan 95% ga ozod qilish mumkin.Eritma bilan ishlov berish jarayonida olingan sintez gazida 67% (hajm) CO va 28% (hajm) H 2 mavjud. To'ldirilishi kerak bo'lgan temir yo'qotishlari 5-15 g / m 3 gazdir.

Qattiq yoqilg'ini gazlashtirish uchun yuqori potentsial issiqlikning istiqbolli keng ko'lamli va nisbatan arzon manbai hozirda ishlab chiqilayotgan va sinovdan o'tkazilayotgan yuqori haroratli gaz bilan sovutilgan yadroviy reaktor bo'lishi mumkin. Reaktor ko'mirni gazlashtirish jarayoni uchun yuqori potentsial issiqlik (950 ° S) beradi. Oraliq geliy konturidagi issiqlik bug'ni gazlashtirish reaktoriga to'g'ridan-to'g'ri ko'mirga o'tkaziladi, u suv bug'ining ta'siri ostida sintez gaziga aylanadi. Yuqori haroratli yadro reaktorining issiqlik energiyasidan foydalangan holda gazlashtirish jarayonida avtotermik jarayonlarga nisbatan teng miqdorda sintez gazini ishlab chiqarish uchun ko'mirga bo'lgan ehtiyoj 30-50% ga kamayadi, jarayonning ekologik tozaligi ortadi.

Sintez gazidan jarayon sharoitlariga va ishlatiladigan katalizatorga qarab, uglevodorodlar va kislorodli birikmalarning keng doirasini olish mumkin. Sanoat miqyosida sintez gazi hozirgi vaqtda metanol, suyuq uglevodorodlar va boshqalar kabi mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.

1925 yilda F.Fisher va X.Tropshlar CO va H 2 dan alifatik uglevodorodlar sintezini amalga oshirdilar, ular nomini oldilar. Sintez temir va kobalt katalizatorlarida atmosfera bosimi va 250-300 ° S haroratda amalga oshirildi. Ilmiy-tadqiqot va sanoat amaliyotida eritilgan, sinterlangan, sementlangan va kiselgut, kaolin va boshqa tayanchlarga yotqizilgan kobalt va temir katalizatorlarining modifikatsiyalari turli konstruktiv (Al 2 03, V2O5, Si0 2) va kimyoviy (CuO, CaO, ZnO, K2O) bilan. ) promotorlar." Temir katalizatorlari ishtirokida olefinlar va kislorodli birikmalarning hosil bo'lishi kuchayadi. Kobalt katalizatorlari asosan normal tuzilishga ega, asosan yuqori molekulyar og'irlikdagi alkanlarning shakllanishiga yordam beradi.

Fisher-Tropsch sintez jarayonining parametrlari va olingan mahsulotlarning tarkibi ishlatiladigan reaktorlarning dizaynidan sezilarli darajada ta'sirlanadi. Past haroratlarda ishlaydigan statsionar katalizatorli qatlamli qurilmalarda asosan alifatik uglevodorodlar ishlab chiqariladi. Reaktsiyalar yuqori haroratlarda amalga oshiriladigan suyuq qatlamli reaktorlarda mahsulotlarda olefinlar va kislorod o'z ichiga olgan birikmalar katta miqdorda bo'ladi.

Fisher-Tropsch sintezi uchun birinchi sanoat qurilmalari 1930-yillarning o'rtalarida Germaniya va Angliyada ishga tushirildi. 1943 yilga kelib, ushbu usuldan foydalangan holda motor yoqilg'ilarini ishlab chiqarish uchun o'rnatilgan qurilmalarning umumiy quvvati yiliga 750 ming tonnadan oshdi. Ularning ko'pchiligi kobalt katalizatorining statsionar to'shagidan foydalangan. 1948-1953 yillarda yiliga 365 ming tonna uglevodorod mahsulotlarini ishlab chiqarish quvvatiga ega bo'lgan suyuq katalizatorli temir katalizatorli tajriba zavodi ishlagan. AQShda. Dzerjinskda Fisher-Tropsh sintezi bo'yicha mahalliy tajriba zavodi 1937 yildan beri bir necha yillardan beri ishlamoqda. 1952 yildan beri sintez gazidan uglevodorodlar ishlab chiqarish Novocherkasskda faoliyat ko'rsatmoqda, bu erda sintez kobalt katalizatorining statsionar qatlami bo'lgan reaktorlarda amalga oshiriladi va maqsadli mahsulotlar suyuq uglevodorod erituvchilar, xom ashyo hisoblanadi. yuvish vositalari va boshqa mahsulotlar kimyoviy maqsadlar.

1954-1957 yillarda qurilgan edi sanoat korxonasi ko'mirni suyuq motor yoqilg'ilariga qayta ishlash uchun Janubiy Afrikada yiliga 230 ming tonna suyuq mahsulotlar ishlab chiqarish quvvatiga ega 5ABOB-1. Keyinchalik u erda yana ikkita shunga o'xshash korxona - BABO-P (1981) va BABO-SH (1983) tashkil etildi, har birining nominal quvvati yiliga 2200 ming tonna suyuq mahsulotlar.

Barcha korxonalarda tarkibida 1% oltingugurt boʻlgan va issiqlik qiymati 23 MJ/kg boʻlgan yuqori kulli (30% gacha) bitumli koʻmirni gazlashtirish bosim ostida ishlaydigan “Lu” gaz generatorlarida amalga oshiriladi. Asosiy texnologiya tizimi BOTTOM rasmda keltirilgan. 3.6. Bu erda ikkita konstruktsiyali reaktorlar qo'llaniladi: katalizatorning statsionar va suyuq qatlamli (boshqa zavodlarda - faqat suyuq qatlamli reaktorlar). Har bir qattiq qatlamli reaktorda katalizator quvurlarga joylashtiriladi (uzunligi 12 m va ichki diametri 50 mm 2000 dan ortiq). Gaz quvurlar orqali yuqori chiziqli tezlikda o'tadi, bu esa reaktsiya issiqligini tezda olib tashlashni va quvurlarning deyarli butun uzunligi bo'ylab izotermikga yaqin sharoitlarni yaratishni ta'minlaydi. Reaktorda 2,7 MPa ish bosimi va taxminan 230 ° S haroratda alkanlarning maksimal rentabelligiga erishiladi.

Guruch. 3.6. ZABOI zavodining sxemasi:

1 - kislorod ishlab chiqarish; 2 - gaz generatorlari 3 - elektr stantsiyasi; 4 - “Fenosolvan” jarayoni; 5 - ajratish; 6 - qatronlar va moylarni qayta ishlash; 7 - "Rektizol" jarayoni; 8, 9 - mos ravishda katalizatorning statsionar va suyuq qatlamli Fisher-Tropsh sintez reaktorlari; 10 - konvertatsiya qilish; 11 - kislorod o'z ichiga olgan birikmalarning chiqarilishi; 12 - parafinlarni tozalash; 13 - suyuq mahsulotlarni qayta ishlash; 14 - olefinlarning oligomerizatsiyasi; 15 - kriyojenik ajratish; 16 - ammiak sintezi;

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

XXII - NNz; XXIII - (MVDgBO

Suyuq katalizatorli (diametri 2,2 m va balandligi 36 m) reaktorlarda sintez 300-350 ° S haroratda va 2-3 MPa bosimda amalga oshiriladi, reaktorga gaz oqimi 100 ming m ga etadi. 3 / soat. Reaktsiya mahsulotlari cho'kma qismiga, so'ngra ushlangan katalizator changini ajratish uchun siklonlarga kiradi. Xom sintez gazida Hg: CO nisbati 2,4-2,8 ni tashkil qiladi, hosil bo'lgan suyuq mahsulotlar olefinlarning yuqori miqdori bilan ajralib turadi. BABOB korxonalarida barcha turdagi reaktorlarda ishqorli temir asosidagi katalizatorlar qo'llaniladi; bu katalizatorlar arzon va past metan rentabelligini ta'minlaydi; 1 tonna suyuq mahsulot ishlab chiqarish uchun ko'mir sarfi 5,6-6,4 tonnani tashkil etadi.Neftdan yoqilg'i uchun standartlar talablariga javob beradigan motor yoqilg'ilarini olish uchun hosil bo'lgan mahsulotlar yangilanadi: benzin fraktsiyalari - tozalash va isloh qilish, propilen va butenlar - polimerizatsiya. . Issiqlik samaradorligi Fisher-Tropsch sintezi yordamida ko'mirni motor yoqilg'ilariga qayta ishlash kompleksi 35-40% ni tashkil qiladi. Har xil turdagi reaktorlarda olingan benzin va dizel fraktsiyalarining xossalari sezilarli darajada farqlanadi (3.9-jadval). Bu korxonalarda motor yoqilgʻisi bilan bir qatorda ammiak, oltingugurt va boshqa kimyoviy mahsulotlar ishlab chiqariladi.

Boshqa suyultirish jarayonlari singari, ko'mirni gazlashtirish yo'li bilan qayta ishlash, keyin esa motor yoqilg'ilarini sintez qilish katta kapital va operatsion xarajatlarni talab qiladi. Masalan, ZABOB-P zavodini qurish uchun kapital qo'yilmalar taxminan 4 milliard dollarni tashkil etdi (1980 yil narxlarida). 8000 soatlik ish bilan ushbu korxonaning umumiy operatsion xarajatlari yiliga 987 million dollarni tashkil etadi (1980 yil narxlarida), shu jumladan:

Ko'mir narxi 125
Xodimlar tarkibi 80
Elektr 80
Katalizatorlar va reaktivlar 24
Suv 2
80 ta yordamchi materiallar va ta'mirlash
Yuqori xarajatlar 80
Amortizatsiya to'lovlari 520

Gidrogenlash jarayonlari bilan solishtirganda, Fisher-Tropsh sintezi orqali ko'mirni suyultirish usuli asbob-uskunalar va ish sharoitlari nuqtai nazaridan sodda, ammo uning issiqlik samaradorligi past. taxminan 15% past.