Топливо из угля

Технологии гидрогенизации угля

Гидрогенизационные установки, сооруженные в Германии еще до II мировой  войны  и  имевшие общую  производительность  около 4 млн. т угля в год, были предназначены в первую очередь для получения моторных топлив. В них применяли различные способы гидрогенизации угля при высоком давлении, разработанные Бергиусом и Пиром. Было установлено, что получаемые бензины (осо­бенно из каменного угля) содержат много нафтеновых и аромати­ческих углеводородов. Поэтому при их использовании в качестве автомобильных или авиационных топлив имеются преимущества по сравнению с алифатическими продуктами процесса Фишера — Тропша.

Важное промышленное значение имел процесс DHD, позволя­ющий повысить содержание ароматических углеводородов в бен­зиновых фракциях. Процесс был разработан в 1939 г. и основан на применении алюмо-молибденового катализатора. Эта техноло­гия явилась первоначальной разработкой, на основе которой позд­нее были созданы широко распространенные в настоящее время новые способы риформинга нефтяных бензинов на катализаторах, содержащих металлы группы платины. Эти каталитические спосо­бы можно применить и для переработки бензинов из ступени газо­фазной гидрогенизации, содержащих много нафтенов (т. е. бензи­нов угольного происхождения).

Для ориентировочной оценки возможных направлений гидроге­низации угля можно при расчете исходить из выходов продуктов в процессах DHD и гидрогенизации угля. Для гидрогенизации ка­менного угля при высоком давлении можно принять следующие расходные показатели: 1,6 т угля расходуют в качестве сырья для гидрогенизации, 1,7 т используют в производстве водорода, 1,2 т потребляют для энергетических целей; в сумме это составляет 4,5 т каменного угля на 1 т получаемого бензина.

При риформинге бензина, выкипающего до 175—185°С, по спо­собу DHD на 100 масс. ч. сырья получали 75—88% бензина, со­держащие 50% ароматических углеводородов [10]. В настоящее время ароматические углеводороды С6C8 являются важным хи­мическим сырьем. Если принять средний выход этих углеводоро­дов 35% (в расчете на исходный бензин), то на 1 т вырабатывае­мой смеси углеводородов С6C8 потребовалось бы (при сочетании указанных процессов) 13 т каменного угля. Можно ли применять в качестве химического сырья другие углеводороды, входящие в состав бензина, а также другие побочные продукты перера­ботки угля (сжиженные газы и остаточные газы гидрогенизации), еще не выяснено. Однако все эти продукты можно использовать как энергетическое топливо.

Применение современных методов каталитического риформинга. а также их комбинирование с процессами деалкилирования мо­жет повысить выходы индивидуальных ароматических углеводородов и регулировать их выработку в зависимости от спроса. Существенную часть потребляемого угля (расход на энергетические Цели) можно было бы заменить другими источниками,  к примеру атомной энергией.

 

Потребление ароматических углеводоро­дов в Западной  Европе

Рис. 193. Потребление ароматических углеводоро­дов в Западной  Европе:

1 — сумма ароматических  углеводородов  (фракция   БТК) 2о- и п-ксилолы; 3—толуол; 4—бензол.

 

Новые американские разработки по гидрогенизации угля свидетельствуют о возможности снижения расходных по­казателей. Однако эти разработки на­правлены на получение газообразных углеводородов и котельного топлива для энергетических целей. Поэтому имею­щихся данных недостаточно, чтобы оценить пригодность этих спо­собов для производства того или иного химического сырья.

Согласно разработанному в 1973 г. прогнозу, в Западной Евро­пе суммарное потребление ароматических углеводородов С6C8 в 1975 г. должно было составить 7,7 млн. т, в том числе 4,9 млн. т бензола, 1 млн. т толуола, 0,8 млн. т.  о-ксилола и 1 млн. т.  п-ксило­ла (рис. 193) [11]. Если исходить из указанных ранее расходных показателей производства ароматических углеводородов С6—С8 из угля, то для выработки этого количества углеводородов потребо­валось бы да 100 млн. т угля, т. е. значительно больше, чем для по­лучения других продуктов. Следовательно, если современное нефте­химическое производство ароматических углеводородов (основан­ное частично на жидких продуктах пиролиза на этилен, а частично на риформинге тяжелых бензинов) заменить углехимическим, по­требовался бы большой расход угля.

Производство ароматических углеводородов в ФРГ в 1974 г. составило:

 

 

103 т

%

Бензол

 

 

из угля 

259

15

нефтехимический    

750

45

в сумме

1009

60

Толуол нефтехимический

212

12

Ксилолы нефтехимические

465

28

Сумма ароматических углеводородов C6C8

1686

100