Помимо прямой гидрогенизации угля в СССР прорабатывался дру­гой вариант ожижения угля, основанный на его термическом рас­творении в органических растворителях. Исследования по терми­ческому растворению углей и других твердых топлив были начаты в нашей стране в конце 30-х годов и проводились до середины 50-х годов в ИГИ под руководством М. К. Дьяковой и А. В. Лозо­вого и во ВНИГИ (ныне ВНИИ НП) под руководством И. Б. Рапопорта и М. С. Судзиловской. Результаты разработки научных основ этого процесса и его технологического оформления обобще­ны в работах [1—6]. В 1951 г. в Минске было начато строитель­ство опытно-промышленной установки, однако по экономическим причинам оно не было завершено. В 1976 г. эти исследования были продолжены в ИГИ [7].

Процесс термического растворения позволяет переводить от 60 до 90% органической массы каменных углей (ОМУ) и горючих сланцев (ОМС) в газообразные и жидкие продукты.

Термическое растворение твердых топлив проводили на про­точной лабораторной установке (объем реактора 3 л) при 410— 430°С, ≈5 МПа и объемной скорости подачи пасты 1—6 ч-¹. В качестве растворителя применяли дистиллятные продукты; це­левым продуктом являлся беззольный высококипящий экстракт или экстракт, содержащий нерастворившуюся органическую массу твердого топлива и его минеральную часть (рис. 209).

В случае термического растворения обогащенного и рядового прибалтийских сланцев процесс ведут при 410—430 °С и 3— 3,5 МПа; время контакта 10—15 мин. Выход жидких и газообраз­ных продуктов составляет ≈ 90% от органического вещества слан­ца. В процессах термического растворения сланцев основное вни­мание уделяется отработке наиболее простого варианта, когда сы­рой бензин и регенерированные растворители выделяют атмосферно-вакуумной дистилляцией продуктов растворения, а главным целевым продуктом является высококипящий зольный экстракт, содержащий нерастворившиеся органические вещества сланца и его минеральную часть (рис. 209, схема I). Этот экстракт может найти широкое промышленное применение (компонент пластиче­ских масс, битум для дорожного строительства и т. д.), что позво­лит увеличить ресурсы важных народнохозяйственных продуктов и тем самым высвободит большие количества нефтяного сырья для производства энергоносителей.

Технико-экономические расчеты показали, что при переработке 300 тыс. т обогащенного прибалтийского сланца в год затраты на производство I т экстракта (компонент пластических масс и би­тум) в настоящее время ниже, чем затраты на выработку этой продукции из нефтяного сырья.

Рис.   209.   Схема   получения   и   переработки   жидких   продуктов   термического растворения углей и горючих сланцев.

Материальный баланс термического растворения сланца и дистилляции продуктов растворения приводится ниже (в % на сланец, без учета потерь):

Таким образом, при термическом растворении обогащенного сланца получают (без учета потерь) 10,6% сырого бензина и 82,5% зольного экстракта. Испытания этого экстракта показали пригодность его как компонента пластических масс; установ­лено также его соответствие требованиям на вязкие сланцевые битумы.

По аналогичной технологии можно перерабатывать рядо­вой прибалтийский сланец [≈60% (А^с + СО₂(мин))] и рядовой сернистый сланец [≈50% (А^с+ СО₂(мин)] Волжского бассей­на.

В лабораторных условиях разработаны варианты технологии, . позволяющие получать моторные топлива путем гидрогенизационной переработки беззольных жидких продуктов термического рас­творения сланцев при невысоком (≈10 МПа) и высоком (≈30 МПа) давлении [6].

Результаты термического растворения бурых и каменных углей на проточной лабораторной установке показали техническую осу­ществимость термического растворения бурого угля Ирша-Бородинского месторождения Канско-Ачинского бассейна и каменного угля Г₆ Грамотеинского разреза Красноорловского пласта (харак­теристика этих углей дана в табл. 78, стр. 558) при использовании дистиллятного растворителя, содержащего донор водорода, и ка­тализатора (десятые доли процента).

Процесс проводили при 420°С, ≈5 МПа и объемной скорости подачи пасты 1 ч-¹ (1 масс. ч. угля и 1,8 масс. ч. растворителя); в пасту вводили 0,15% катализатора. Катализатор предотвращает образование «коксообразных» продуктов, снижает газообразова­ние, повышает выход жидких продуктов и обеспечивает хорошее разделение их при фильтровании на жидкую и твердую фазы. Суммарный выход жидких и газообразных продуктов составляет 60-70%.

Схема получения жидких продуктов из углей включает терми­ческое растворение угля, разделение полученных жидких продук-

Таблица 83. Выход продуктов термического растворения углей в присутствии дистиллятного растворителя, содержащего донор водорода, и катализатора

*Водород передан углю от донора водорода.

тов на твердую и жидкую фазы фильтрованием (см. рис. 209, схе­ма II), атмосферно-вакуумную дистилляцию жидких продуктов для выделения сырого бензина, регенерированного растворителя и высококипящего беззольного экстракта; получение донора водо­рода.

Основным целевым продуктом является высококипящий экс­тракт, который можно гидрокрекингом переработать в моторные топлива, применить в качестве энергетического топлива, использо­вать в дорожном строительстве, в электродном производстве и для других целей.

Материальные балансы переработки бурого и каменного углей приведены в табл. 83 (без учета потерь).

Процессы термического растворения в схемах переработки уг­лей и сланцев могут иметь самостоятельное значение или допол­няться гидрогенизацией получаемых экстрактов.