Были разработаны и подготовлены для опытно-промышленной проверки технологические схемы гидрогенизации и комплексной переработки угля и смол угольного происхождения с целью получения главным образом ценных химических продуктов. Был внесен ряд усовершенствований, позволивших сократить число ступеней процесса, снизить давление и расход водорода и тем самым повысить экономическую эффективность гидрогенизационной переработки топлив.
Для переработки коксовой смолы были опробованы два варианта. По первому варианту поглотительную фракцию (230— 300°С) смолы коксования подвергали гидрогенизации под давлением водорода ≈ 4 МПа при 550°С в присутствии алюмо-кобальт-молибденового катализатора с целью получения ценных ароматических углеводородов, прежде всего нафталина, выход которого составил 55% [21]. По другому варианту дистилляты поглотительной фракции, легкого и среднего масла с т. кип. 230—260 °С гидрировали при 370°С и ≈10 МПа в присутствии вольфрам-никель-сульфидного катализатора. В результате были получены (с выходом 87—88%) растворители, пригодные для лакокрасочной промышленности, в том числе 67—69% растворителей типа тетралина [22].
Была разработана принципиальная технологическая схема гидрогенизационной переработки антраценовых фракций (сырая и откристаллизованная) в химические продукты и в сырье для их производства. Гидрогенизацию осуществляли при ≈ 15 МПа и 520—550 °С в присутствии оксидного алюмо-кобальт-молибденового катализатора. При этом из сырой антраценовой фракции 260—380°С получено 10% бензола, 5,5% толуола, 5,7% ксилолов, 30,6% растворителей, 11,7% нафталина, 5,5% тетралина и 11% нафтенов с т. кип. 60—120 С (для платформинга) [23].
Для переработки смол, получаемых полукоксованием черемховских углей, были предложены две схемы. Первая схема включала жидкофазную гидрогенизацию остатка смолы (т. кип. выше 320 °С) при ≈30 МПа, выделение фенолов и азотистых оснований из дистиллятов смол и жидкофазного гидрогенизата; высокотемпературную гидрогенизацию нейтрального дистиллята при 520 — 550 °С и 7,5—10 МПа в присутствии алюмо-молибденового катализатора. Из гидрогенизата выделяли нафталин (кристаллизацией) и ароматические углеводороды С6—С8 (экстракцией) [24, 25]. Во второй схеме жидкофазная гидрогенизация была заменена дистилляцией смолы и коксованием остатка; дистиллятные фракции перерабатывали в основном по первой схеме [26, 27]. Основными продуктами переработки являлись ароматические углеводороды С6—С8, нафталин, растворители и фенолы С6—С8; общее количество этих продуктов составляло 50—64% от переработанной смолы.
Гидрогенизация углей в этот период являлась предметом поисковых исследований. Была показана возможность интенсификации процесса при помощи нового метода нанесения катализатора [28] и за счет подбора углей [29]. Работы, проведенные по гидрогенизации каменных и высокообуглероженных углей (тощие,
Таблица 78. Характеристика углей, применяемых для гидрогенизации
Разрез, шахта, месторождение | Технический анализ, % | Содержание группы фюзи-нита, % | ||||||
Ас | Wp | Vг | Cг | Hг | Nг | So6щ | ||
Каменные угли | ||||||||
Грамотеинский разрез, | 3,86 | 2,60 | 42,72 | 79,86 | 5,24 | 2,42 | 0,29 | 10 |
Красноорловский пласт |
|
|
|
|
|
|
|
|
Колмогоровский разрез, | 3,80 | 6,80 | 44,50 | 74,14 | 5,86 | 1,98 | 0,28 | 15 |
пласт Полысаевский II |
|
|
|
|
|
|
|
|
Шахта Полысаевская I | 10,84 | 2,38 | 41,61 | 81,50 | 5,62 | 2,42 | 0,43 | to |
Шахта им. 7 ноября | 5,65 | 2,35 | 42,0 | 81,95 | 5,53 | 2,40 | 0,33 | 9 |
Шахта Байдаевские уклоны | 2,67 | 1,38 | 33,30 | 80,91 | 5,47 | 2,66 | 0,29 | 8 |
Бурые угли | ||||||||
Ирша-Бородинское | 7,30 | 33,00 | 43,00 | 71,38 | 4,40 | 0,76 | 0,19 | 2 |
Назаровское | 8,25 | 39,00 | 44,81 | 73,34 | 4,36 | 0,75 | 0,22 | 3 |
Таблица 79. Характеристика пастообразователя
Нефтепродукт | Фракционный состав, % | Элементный состав, % | Содержание асфальтенов, % | |||||
до 300 С | 300-350 °С | выше 350 °С | С | Н | N | s | ||
Остаток |
|
|
|
|
|
|
|
|
арланской | 9,5 | 18,0 | 72,5 | 84,56 | 11,13 | 0,34 | 2,88 | 9,3 |
нефти |
|
|
|
|
|
|
|
|
тюменской | 24,4 | 17,1 | 58,5 | 83,01 | 11,37 | 0,30 | 1,41 | 3,5 |
нефти |
|
|
|
|
|
|
|
|
нефти Татарии | 10,9 | 16,9 | 72,2 | 85,90 | 11,90 | 1,86 | 0,29 | 3,3 |
Смесь 1 (рецир- | 9.0 | 18,4 | 72,6 | 86,32 | 11,75 | 1,24 | 1,44 | 6,0 |
кулят 1 + 30% |
|
|
|
|
|
|
|
|
остатка нефти) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Смесь 2 (рецир- | 11,0 | 17,4 | 71,6 | 86,62 | 11,43 | 0,60 | 1,25 | 6,6 |
кулят 2 + 30% |
|
|
|
|
|
|
|
|
остатка нефти) |
|
|
|
|
|
|
|
|
полуантрацит, антрацит) [30, 31] под давлением водорода 100— 200 МПа, не имели практического значения, однако позволили сделать важные обобщения о структуре органических веществ углей.