專利名稱：液化可燃性礦物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制備合成液體燃料的技術(shù)，并可用于將褐煤(brown coal)和煙煤、頁巖油和其他腐泥煤、以及褐煤(lignite)、泥煤、煙煤和次煙煤和其他類型的化石發(fā)電礦物 (power-generating minerals)力口工為合成石油產(chǎn)物。
背景技術(shù)：
已知在低級脂族醇的介質(zhì)中液化煤炭的方法(參見如Author' s Certificate of the USSR No. 997441)。根據(jù)該方法，將初始的干燥原料研磨，與醇混合，將所得懸浮體加熱至所需溫度，并在升高的壓力下進(jìn)行煤炭液化，隨后從剩余未液化的固體殘余物中分離出液相。但是，所述方法的特點(diǎn)是相對低的煤炭液化效率和大量非生產(chǎn)性的醇消耗，這是因?yàn)樵诟邷叵潞蜕叩膲毫ο麓即罅棵撍Ｔ诩夹g(shù)思路和所達(dá)到的效果上最接近本發(fā)明的可燃性礦物的液化方法包括預(yù)先研磨初始的發(fā)電原料，隨后與制膏物質(zhì)(其為源自石油或煤炭的產(chǎn)物)混合，加熱以此方法制備的均勻的膏，并且通過在催化劑存在下，在升高的壓力和高溫下將其與氫氣相互作用而使煤物質(zhì)氫化，以形成部分經(jīng)加工的可燃性礦物。然后從以固體狀態(tài)剩余的惰性殘余物中分離出經(jīng)反應(yīng)的混合物，并將所得人造石油精餾制成餾分，由此生產(chǎn)多種液體燃料和其他礦物油產(chǎn)物。鐵、鎳、鈷、鉬、鋁、硅的各種氧化物、鈉、鎳和鐵與加入的硫元素的硫化物、以及基于它們和其他化合物的各種組合物可用作根據(jù)上述方法的可燃性礦物液化的催化劑(參見書籍 Goikhrakh LM.禾口 Pinyagin N. B. ‘ Chemistry and Technology of Synthetic Liquid Fuel‘，Moscow,Gostoptekhizdat,1950，pp.306-345)。盡管通過所述方法實(shí)現(xiàn)初始化石發(fā)電原料的更充分的加工，但是因?yàn)樵诟稍锏拿貉心サ倪^程中，當(dāng)其暴露新固體表面時，甲烷和充滿煤的其他氣態(tài)易燃烴釋放入氣相中，所以其使用是復(fù)雜的。它們產(chǎn)生不可逆的、揮發(fā)入大氣中的損失，并且還破壞平流臭氧層。另外，利用所述方法的發(fā)電原料的液化效率隨著其煤灰水平增大而顯著下降。這導(dǎo)致為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)方法大量過度消耗能量，并且對于快速增大的、不可利用的浸漬合成石油的污泥體積的氫化步驟產(chǎn)率，這需要額外的能量消耗。從細(xì)分散的固相中完全分離合成石油的必要性進(jìn)一步降低了該生產(chǎn)方法的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效率上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是確保初始發(fā)電原料的綜合利用以強(qiáng)化其加工，降低合成液體燃料生產(chǎn)的能量消耗，并且減輕該技術(shù)方法對自然環(huán)境的有害影響。根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過以下描述實(shí)現(xiàn)。在氫化之前，初始原料處理開始時在礦物鹽溶液中在兩階段中進(jìn)行預(yù)先研磨。只有催化氫化步驟，并且在水中具有高溶解性的無機(jī)化合物可用作該礦物鹽，這是因?yàn)楦鶕?jù)本發(fā)明的初始原料研磨在飽和至大于可燃性礦物密度的密度，但小于廢石料密度的溶液中進(jìn)行。這樣，除了簡單的尺寸下降之外，將初始原料的礦物組分分離，也就是說，代表可燃性礦物的輕產(chǎn)物從研磨體的撞擊區(qū)域中上浮，而主要由廢石礦物構(gòu)成的重產(chǎn)物在該介質(zhì)中下沉。在尺寸減小的同時，甲烷從分解材料中釋放入氣相中；捕集甲烷用于外部消費(fèi)者，并用作制備氫化步驟中將使用的氫氣的原料。在第二研末階段前加熱第一研末階段的輕產(chǎn)物的懸浮體，并且在熱狀態(tài)下進(jìn)行該材料的重復(fù)研磨。第二加熱研磨階段中的輕產(chǎn)物在與制膏劑脫水后進(jìn)行混合，使用稀釋劑稀釋所得混合物，將該膏料的固相磨細(xì)至膠體尺寸，并進(jìn)料進(jìn)行氫化。其后，使用有機(jī)稀釋劑清洗未液化的固體殘余物，干燥并與第一研磨階段的經(jīng)脫水的重產(chǎn)物混合。用水清洗所得的惰性材料的混合物，并從生產(chǎn)回路中移去。將清洗該生產(chǎn)廢料后剩余的洗滌水蒸發(fā)至初始密度，并將再生的水溶液返回第一研磨階段中。從過量的液相中提取第二研磨階段的重產(chǎn)物，冷卻并返回工藝起點(diǎn)。只有水溶性無機(jī)化合物可用作催化根據(jù)本發(fā)明的氫化過程的礦物鹽，所述水溶性使得可以制備密度足以使初始原料的可燃性組分上浮的水溶液。兩種都具有充分高的水溶性的礦物鹽，如鋅或錫氯化物、銨鉬酸鹽或鐵硫酸鹽及它們的各種混合物可用作催化氫化過程的水溶性化合物。這些氫化催化劑的水溶性足以制備基于它們的水溶液，其密度足以使初始原料的可燃性組分漂浮。各種由油精煉產(chǎn)物、副產(chǎn)物煉焦工業(yè)的產(chǎn)物或精煉有機(jī)合成物組成的組合物可用作實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的制膏物質(zhì)，所述精煉有機(jī)合成物含有在加熱時能夠作為氫原子供體的芳族有機(jī)物質(zhì)(例如，經(jīng)異丙醇稀釋的四氫化萘和蒽油)對照使用干式研磨的合成液體燃料制備領(lǐng)域中的已知方案，根據(jù)本發(fā)明的初始原料的初步兩階段濕式研磨，在密度介于可燃性礦物和其非可燃性組分之間的水性礦物介質(zhì)中氫化之前，使得可燃性礦物在與研磨體的撞擊下自動滑動，由此減少磨機(jī)的球體負(fù)載。通過縮窄加熱至反應(yīng)溫度的、進(jìn)料至氫化階段的工藝流體并最小化來自氫化步驟中的固體雜質(zhì)所進(jìn)行的液體產(chǎn)物與固體雜質(zhì)的后續(xù)分離相關(guān)的輸入能量的組合，本發(fā)明方法的實(shí)現(xiàn)確保了該工業(yè)方法的能量消耗的顯著下降。因此，本發(fā)明的所有特征是有機(jī)地相互聯(lián)系的，并且只有通過所述特征的該組合才能確保實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。在科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)中描述的已知技術(shù)方法的特征、以及所公開的形成在專利檢索過程中所發(fā)現(xiàn)的發(fā)明基礎(chǔ)的工業(yè)解決方案的要點(diǎn)分析表明了本發(fā)明對于可燃性礦物燃料液化所提出的方法和已知方法的特征之間完全沒有任何方法學(xué)上的相似性。因此，本發(fā)明不但具有新穎性，而且必要技術(shù)特征賦予本發(fā)明的方法很多明顯的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)點(diǎn)，這有利地將本發(fā)明的方法與合成液體燃料制備領(lǐng)域中的已知工業(yè)方案相區(qū)別。該方法通過連續(xù)進(jìn)行以下的主要操作而實(shí)現(xiàn)-通過初步將催化氫化步驟的礦物鹽溶于水中而制備用于初始原料的水性介質(zhì)， 以使所制備的水溶液的密度介于可燃性材料和污染性礦物雜質(zhì)的密度之間；-第一(低溫)步驟，在常溫下，在飽和至介于可燃性和非可燃性礦物組分的密度之間的密度的水溶液中研磨初始新開采(或通過水力運(yùn)輸新輸送至加工地)的發(fā)電原料塊，同時捕集釋放入氣相中的甲烷，并隨后分別從該過程回收輕研磨產(chǎn)物和重研磨產(chǎn)物；
-在不使水溶液沸騰的溫度下加熱第一研磨階段的輕產(chǎn)物的懸浮體；-在經(jīng)加熱的水溶液中進(jìn)行第二研磨階段，其中分別同時(如在第一研磨階段中) 回收在經(jīng)研磨材料的尺寸減小過程中釋放的甲烷，并隨后分離回收隨后引入膏料制備的輕產(chǎn)物，并將重產(chǎn)物返回第一研磨階段；-從過量的水性-鹽介質(zhì)中提取第二研磨階段的輕產(chǎn)物，并將其與熱制膏劑混合， 同時從固相去除潮濕殘余物，并隨后使用有機(jī)稀釋劑稀釋所得混合物；-將所制備的膏料的固相進(jìn)一步研磨至膠體粒徑；-將經(jīng)均化的膏料加熱至反應(yīng)溫度，然后將其進(jìn)料進(jìn)行氫化；-在升高的壓力下，通過與氫氣相互作用將膏料的煤成分熱催化氫化；-從經(jīng)反應(yīng)混合物的液相中分離蒸氣/氣相，然后冷凝輕的氫化產(chǎn)物，并通過冷卻重氫化產(chǎn)物將未冷凝的氣體再循環(huán)入氫化系統(tǒng)中，并將氫化的液體產(chǎn)物單獨(dú)節(jié)流 (throttling)。-從剩余的固體雜質(zhì)中分離重氫化產(chǎn)物，并將其進(jìn)料進(jìn)行后續(xù)加工；-使用有機(jī)稀釋劑清洗來自浸漬液相的重氫化產(chǎn)物中提取的固體殘余物，然后從該過程中將其干燥和回收；-將干燥的固體氫化殘余物與第一初始原料研磨階段的經(jīng)脫水重產(chǎn)物混合；-用水清洗所得的惰性非可燃性礦物的潮濕機(jī)械混合物，并從過量的液相中提取不可利用的產(chǎn)物；-在洗滌不可利用的固體產(chǎn)物之后蒸發(fā)剩余的洗滌水，直至經(jīng)蒸發(fā)的溶液的密度達(dá)到介于可燃性礦物和礦物雜質(zhì)的密度之間，并將再生的水性/礦物介質(zhì)返回至該方法的起點(diǎn)。


通過圖1所示的根據(jù)本發(fā)明的液相煤炭氫化設(shè)備的技術(shù)示意圖說明本發(fā)明的思路。發(fā)明詳述將新開采(或通過水力運(yùn)輸輸送至加工地)的煤塊原料加入滾轉(zhuǎn)式球磨機(jī)1中， 所述滾轉(zhuǎn)式球磨機(jī)中充入氫化催化劑水溶液，其為密度為1. 417g/cm3的40%氯化鋅水溶液。在此，未受廢石料污染、并且沒有混入廢石料的可燃性礦物的最細(xì)顆粒不下沉，并保持漂浮在該液體介質(zhì)表面，而初始原料礦物的其他組分沉入研磨體撞擊的區(qū)域。因此，由于通過始終在磨機(jī)轉(zhuǎn)鼓中滾動的鋼球精煉初始原料，按該方法，無論所達(dá)到的精煉程度，在該過程中暴露的煤塊漂浮在該液體表面而自動避免了對其額外精煉所需的過度能量消耗。同時，釋放入氣相的甲烷(以及其他的氣態(tài)烴)通過水性/鹽溶液的層體鼓泡，然后通過歧管 2進(jìn)料進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化以得到氫化階段的氫氣，或作為可燃?xì)怏w向外部客戶輸送。將磨機(jī)1的排出物進(jìn)料至裝配有攪拌器的水池3中，其中通過泵4將其進(jìn)料至水力旋流器5，在水力旋流器5中更劇烈地從污染礦物雜質(zhì)(其為初始發(fā)電原料的較重組分) 中分離煤炭(在磨機(jī)1研磨之后)。使用通過蒸氣加熱的攪拌器將從水力旋流器5的筒部件中排出的第一研磨階段的輕產(chǎn)物進(jìn)料至容器6中。由于加熱，該懸浮體的液相密度從 1. 417g/cm3(20°C )下降至1. 344g/cm3(100°C )。為了使聚集體更完全的分開，將該熱工藝流體進(jìn)料至第二研磨階段，其在滾轉(zhuǎn)式球磨機(jī)8中，在加熱的氯化鋅水溶液(未達(dá)到其沸點(diǎn)溫度)中進(jìn)行，其還通過端表面與甲烷歧管2連接，并包覆有隔熱厚層。同時，在離心過濾器7中從過量的液相中提取從水力旋流器5的錐部件排出的第一研磨階段的重產(chǎn)物，并進(jìn)料至混合器35中以與在流程圖末端中從重氫化產(chǎn)物中提取出的剩余固相混合。將離心器 7的離出物(fugate)返回至第一研磨回路中以與進(jìn)料至磨機(jī)1的新接收初始煤炭混合。與磨機(jī)1的排出物相似，對從磨機(jī)8排出的流體也進(jìn)行分離。但是，后者在沉降離心器9 (不是在水力旋流器中)中進(jìn)行，沉降離心器9如磨機(jī)8 一樣進(jìn)行隔熱以防止液相密度返回初始值，在其中進(jìn)行第一研磨階段。由此，與沉降離心機(jī)9的離出物一起得到為第二研磨階段的輕產(chǎn)物的高純度煤材料，其完全不含可見的機(jī)械雜質(zhì)。同時，將為第二研磨階段的重產(chǎn)物，并包括可燃性物質(zhì)殘余物的經(jīng)排出的濾餅返回磨機(jī)1中以便在初始密度的冷鹽水溶液中再研磨，其通過裝配有冷卻夾套并由風(fēng)扇吹風(fēng)的升降機(jī)10將輸送的材料冷卻至常溫。通過將沉降離心器9的離出物進(jìn)料至離心過濾器11中進(jìn)行第二研磨階段的輕產(chǎn)物的最終深度提取。其后，通過泵13從水池12中將所得的透明的水-礦物介質(zhì)返回磨機(jī) 8中，同時將浸漬于氯化鋅水溶液中的濕煤餅進(jìn)料至用間接蒸氣加熱的螺桿混合器14中以與熱制膏劑混合。所述制膏劑為混合有蒽油的四氫化萘(1，2，3，4_四氫化萘CltlH12M沸點(diǎn)在270至360°C的范圍內(nèi)的煤炭-焦油樹脂餾分)。在該階段，不僅形成膏料，而且從濕殘余物進(jìn)行深度煤炭干燥，并因此，混合器14在稀疏條件(rarefaction conditions)下操作。 將在所述過程中釋放的水蒸氣轉(zhuǎn)移用于冷凝，并且隨后將在螺桿混合器14中得到的均勻的膏狀塊體在螺桿混合器15 (裝配有冷卻夾套)中使用稀釋劑(其為異丙醇(CH3CH0HCH3)) 進(jìn)行稀釋，并進(jìn)料至分散器16中。在分散器16中，將該經(jīng)稀釋的膏料的固相在強(qiáng)離心場下分散至膠體粒徑。通過裝配有液壓驅(qū)動的柱塞泵17將從礦物雜質(zhì)中高度純化并在分散器16中粉碎至超細(xì)狀態(tài)的煤炭作為液體均化膏料進(jìn)料至回?zé)崾綗峤粨Q器18中。在該熱交換器的進(jìn)口處，將加熱器20中預(yù)熱的氫氣加入進(jìn)料至用以加熱的所述熱交換器的膏料中。將最終加熱至400°C的經(jīng)加熱的反應(yīng)混合物進(jìn)料至通過氣體燃燒器加熱的高壓管爐21中。從該爐中， 將其進(jìn)料至氫化反應(yīng)器22中，其中部分形成初始原料的含碳物質(zhì)與從外部(從在初始原料研磨過程中得到的甲烷的轉(zhuǎn)化裝置)進(jìn)入系統(tǒng)的普通氫分子發(fā)生化學(xué)作用，同時通過氫原子發(fā)生煤物質(zhì)的氫化反應(yīng)，所述氫原子斷裂自制膏劑組分，并因此表現(xiàn)出增大的反應(yīng)活性。 它們在390-425°C的溫度下，在10-12MPa的壓力下，在氯化鋅的催化參與下產(chǎn)生。通過位于不同層的多個連接管將新的冷氫氣額外進(jìn)料以細(xì)微調(diào)節(jié)氫化反應(yīng)的熱環(huán)境。離開氫化反應(yīng)器22的混合物通過熱分離器23，其中蒸氣/氣相從帶有固相殘余物的液體反應(yīng)產(chǎn)物中分離。從以上的熱分離器23中除去蒸氣/氣態(tài)混合物，然后將其進(jìn)料至熱交換器18和20以回收熱量。其后，將它進(jìn)料至用于冷卻的冷凝器M中，并進(jìn)料至冷卻分離器25以進(jìn)行后續(xù)分離，釋放出返回入所述步驟的回路氣體和經(jīng)冷凝的輕氫化產(chǎn)物。同時，受固體顆粒殘余物污染的高沸點(diǎn)液體氫化產(chǎn)物的混合物從熱分離器23的低部位進(jìn)入冷凍器觀中，在閥四中節(jié)流，并在膨脹器30中釋放最終壓力后匯集在增稠器31中。將經(jīng)增稠的泥料從增稠器31進(jìn)料至間歇式離心分離機(jī)32中以從浸滲液相中深度提純。使用有機(jī)溶劑，如輕質(zhì)石油(輕質(zhì)烴，主要是具有5和6個碳原子的石蠟烴)從重氫化產(chǎn)物的浸滲殘余物中清洗在離心機(jī)32中提取的濾餅，使其通過干燥器33，并再加入至將該工業(yè)廢料輸送至混合器35的帶式輸送機(jī)34，用于與從已在第一研磨階段中的初始發(fā)電原料除去的潮濕重產(chǎn)物混合。同時，將增稠器31的排出物與冷凝器32的離出物合并，并將完全不含固體顆粒的所得重氫化產(chǎn)物進(jìn)料以在合成石油加工系統(tǒng)中進(jìn)行后續(xù)加工。轉(zhuǎn)移從干燥器33釋放的由干燥濾餅失去的有機(jī)稀釋劑蒸汽，以與離開冷分離器 25的氣相混合。然后，與總循環(huán)氣流合并，將它們進(jìn)料至壓縮器19的吸入口，用以與初始?xì)錃饨^熱壓縮。在渦輪膨脹機(jī)36中實(shí)現(xiàn)離開冷分離器25的氣體的完全膨脹。將從冷分離器25的低部位得到的、由合成石油的低沸點(diǎn)餾分組成的未冷凝氣體分離出的輕氫化產(chǎn)物在閥沈中節(jié)流，通過膨脹器27，然后與重氫化產(chǎn)物一起進(jìn)料，以進(jìn)行后續(xù)蒸餾而再加工成不同種類的汽油和其他的合成性油品。在帶式真空過濾器37上，通過逆流多級清洗用熱水將在混合器35中得到的固體工業(yè)廢料的濕混合物從在工藝過程中得到的氯化鋅殘余物中清洗出，并從制備回路中分離出以儲存或使用。通過泵39將從逆流洗滌過程中得到的含有稀釋的氯化鋅水溶液的洗滌水從水池 38進(jìn)料至用于蒸發(fā)的蒸發(fā)系統(tǒng)40。將蒸發(fā)過程中該溶液失去的水蒸氣冷凝于冷凝器41 中，并且在帶式真空過濾器37中將所得的新冷凝物返回固體工業(yè)廢料的第一逆流洗滌步驟中。通過泵41將按該方法再生至所需的初始密度1. 417g/cm3的氯化鋅水溶液從內(nèi)循環(huán)回路中排出至該工藝的起點(diǎn)，將其在熱交換器42中同時冷卻，并進(jìn)料至球磨機(jī)1的進(jìn)口。由此，用作催化氫化步驟的礦物鹽的氯化鋅的制備回路是完全閉合的，并且在適當(dāng)?shù)闹苽錁?biāo)準(zhǔn)下，氯化鋅實(shí)際是無損耗的。實(shí)施例1將新開采的粗煤(煤灰水平8.9%，揮發(fā)物含量45. 2 %，硫含量0.8%)加入充滿密度為1. 417g/cm3的40%氯化鋅水溶液的鋼研缽容器中。然后在初始原料中最干凈的、未受廢石料污染的煤顆粒在該液體介質(zhì)中保持漂浮，同時剩余的石塊沉入所述容器的底部。 使用鋼搗棒將下沉的材料手動磨碎至較小的碎片。同時，將不溶于所述水性介質(zhì)的甲烷氣泡通過氯化鋅溶液層連續(xù)鼓泡，并且當(dāng)煤炭從其與廢石料的積聚物釋放時，該可燃性礦物的純顆粒在與所述研磨體的撞擊下自動滑動，并漂浮在液體表面，由此避免了用于它們的后續(xù)粉碎的不合理的額外能量消耗。越來越少的固體材料剩余在研缽容器的底部，并且每次粉碎操作盡量最輕。當(dāng)密度小于1. 417g/cm3的可燃性礦物不再出現(xiàn)(emersion)于液體介質(zhì)表面時， 將研缽容器的內(nèi)容物倒入配有攪拌器的容器中。利用離心泵，經(jīng)攪拌的懸浮體從所述容器中通過水力旋流器，其中煤炭從廢石料中更快速地分離。第一研磨階段的重產(chǎn)物，即廢石材料的混合物在離開水力旋流器的錐部件后在Nutsch過濾器中脫水。同時，將收集在水力旋流器的筒體出口處的桶中的第一研磨階段的輕產(chǎn)物懸浮體加熱至100°C，并進(jìn)料至在兩個輥道的輥機(jī)上旋轉(zhuǎn)的隔熱球磨機(jī)中，所述磨機(jī)裝配有端表面密封的去除甲烷的歧管，并且充有熱的(100°040%氯化鋅水溶液。由此，在濕式研磨的第二步驟中，甚至更純化的煤炭從其與廢石料的聚集體中釋出(其還伴隨甲烷的釋放)，這是因?yàn)橹挥袑?shí)際不含任何礦物雜質(zhì)的煤炭能夠漂浮在隔熱磨機(jī)中所包含的液體介質(zhì)表面，并且所述液相的密度下降。然后在快速沉降離心機(jī)(4000rpm)中分離從隔熱球磨機(jī)倒出的經(jīng)細(xì)研磨的煤炭的熱懸浮體。通過離心力將沉積物壓向旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子的內(nèi)表面，其通過旋轉(zhuǎn)螺桿從離心機(jī)中排出，冷卻并返回鋼研缽容器中用以與下一批次的初始石塊混合。同時，在離心過濾器中分離離出物，離出物為從氯化鋅水溶液中精細(xì)清洗的礦物雜質(zhì)的煤炭懸浮體。在將離心過濾器中深度提取的濕濾餅冷卻之前，取出108g該材料，其相當(dāng)于凈重 IOOg的干燥、去礦物化(即不含SiCl2)的固體煤炭物質(zhì)，并與200ml的熱(160°C )制膏劑混合，所述制膏劑為四氫化萘和蒽油的混合物(體積比90 10)。在所述混合過程中，通過從真空泵中抽吸出的水蒸氣實(shí)際全部來自所制備的膏料。然后將IOOml異丙醇加入至冷卻至80°C的經(jīng)制備的膏料中，并在快速混合器中使用該稀釋劑稀釋所得混合物。然后將用異丙醇稀釋的膏料進(jìn)料至離心分散器中，其中該體系的固相額外地分散至膠體粒徑。其后，將分散器的內(nèi)容物再加入至鋼壓熱器中，然后將其安裝在具有加壓氫氣的切線進(jìn)口(為了更有效的混合)的馬弗爐中，并且煤炭的氫化在該介質(zhì)中進(jìn)行。為此，在壓熱器中的混合物從80°C和2MPa的初始?xì)錃鈮毫ο轮鸩郊訜嶂?05°C的溫度和IlMPa的壓力。在氫化2小時后，從馬弗爐中取出壓熱鍋，冷卻，減壓，并在離心分離器中將其中所形成的合成性油從固體顆粒中分離。通過用輕質(zhì)石油清洗從所述液體中提取的固體沉積物，用熱空氣干燥，然后用大量溫?zé)岬恼麴s水清洗，干燥并稱重。所得干燥殘余物的重量為 2. 74g。在nutsch過濾器中將該材料與通過提取第一研磨階段的重產(chǎn)物所得的濾餅混合。 在nutsch過濾器中用熱自來水洗滌所得的固體礦物的廢物混合物，并從所述步驟中回收為廢棄物。將剩余的洗滌水與將從合成性油提取的固體殘余物洗滌的排出物混合，并蒸發(fā)至相當(dāng)于初始值1. 417g/cm3的氯化鋅水溶液的密度。由于壓熱器中加入了 IOOg形成部分根據(jù)所述步驟制備的膏料的純原料，進(jìn)料的用于氫化的該材料的液化效率達(dá)到97.沈％。實(shí)施例2在40%的水-礦物溶液中攪拌相同的包含8. 9%的非可燃性雜質(zhì)、45. 2%的揮發(fā)性物質(zhì)和0.8%的硫的新開采煤礦，通過將92 8(重量比)的干燥的九水合硫酸鐵 Fe2(SO4)3 · 9H20與仲鉬酸銨(NH4)6Mo7O24 · 4H20溶于水中制備所述水-礦物溶液，并將該介質(zhì)(密度為1. 403g/cm3)輸送至液化地。根據(jù)實(shí)施例1的方法將所述礦物鹽溶液的水溶液中加工的該原料的全部回路完成之后，從壓熱鍋中得到的合成性油提取的干燥的潔凈殘余物的重量為1.39g。由此，在該情況中，在壓熱鍋中氫化前使用硫酸鐵和仲鉬酸銨的混合物浸漬原料的液化效率達(dá)到 98. 61%。實(shí)施例3通過將重量比為84 16的四鉬酸銨(NH4)2 · 4Μο03 · 2H20與鐵礬FeSO4 · 7H20的干燥混合物溶于水中制備混合的水-礦物介質(zhì)。室溫下通過使用上述的礦物鹽組合物將水飽和而使溶液密度達(dá)到1. ^6g/cm3。其后，將如在實(shí)施例1中相同組成的新開采煤炭加入至該溶液中，并根據(jù)實(shí)施例1中所述的方法進(jìn)行液化。由此，在合成性油中剩余的未液化的干燥殘余物產(chǎn)量降至1. ISgo因此，在使用鉬酸的銨鹽的該加工情況中的原料液化效率提高至98. 82%。
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實(shí)施例4用于液化的初始原料和實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1中的相同。但是，將密度為1. 448g/ cm3的40%硫酸鐵(SO4) 3溶液用于煤炭研磨。在此，未轉(zhuǎn)變成合成性油的干燥、潔凈的殘余物產(chǎn)量為3. 12g。因此，在該情況中煤炭加工的效率為96. 88%。實(shí)施例5用于液化的初始原料和實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1中的相同。但是，將密度為1. 414g/ cm3的40%二價錫氯化物SnCl2溶液用作濕法煤炭研磨的介質(zhì)。該加工的結(jié)果為，剩余的未液化的干燥殘余物為2. 89g。因此，在該情況中的煤炭液化效率為97. 11%。實(shí)施例6用于液化的初始原料和實(shí)驗(yàn)條件與實(shí)施例1中的相同。通過將重量比為75 25 的干燥的九水合硫酸鐵I^e2 (SO4)3 · 9H20與五水合四價錫氯化物SnCl4 · 5H20的混合物溶于水中，制備密度為1. 392g/cm3的用于濕法煤炭研磨的溶液。剩余未液化的干燥殘余物重量為2. 41g ；因此，在該情況中的煤炭液化效率為97. 59%。工業(yè)實(shí)用性由此，用于制備合成液體燃料的本發(fā)明方法的使用毫無疑問地有助于化石發(fā)電原料，特別是具有高礦物雜質(zhì)含量的原料的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)效率的顯著提高，并且同時確保了其綜合利用和液化效率的提高，并顯著地減少了合成液體燃料制備對自然環(huán)境的有害影響。
權(quán)利要求
1.液化可燃性礦物的方法，其包括將初始原料預(yù)先研磨，然后將經(jīng)研磨的材料與制膏劑混合，通過在催化劑存在下附著氫將它的含碳組分氫化，并從未液化的固體殘余物分離出液體產(chǎn)物，其中確保初始原料的綜合利用，提高液體產(chǎn)物的產(chǎn)量，減少過程的能量消耗， 并減少合成液體燃料制備對自然環(huán)境的有害影響，所述初始原料的預(yù)先研磨在兩階段中進(jìn)行，同時捕集從粉碎材料中釋放的甲烷，在催化氫化反應(yīng)的礦物鹽水溶液中，將所述溶液飽和至密度介于可燃性礦物和廢石料的密度之間的密度，并在各研磨階段之后分離輕產(chǎn)物和重產(chǎn)物的提取物，其中在第二研磨階段之前加熱第一研磨階段的輕產(chǎn)物的懸浮體，并在第二研磨階段之后將第二研磨階段的輕產(chǎn)物脫水，與制膏劑混合，用稀釋劑稀釋，研磨至膠體粒徑，并進(jìn)料進(jìn)行氫化；使用有機(jī)稀釋劑洗滌未液化的氫化殘余物，干燥并與經(jīng)脫水的第一研磨階段的重產(chǎn)物混合，并用水洗滌所制備的混合物，將所剩余的洗滌水蒸發(fā)至初始溶液的初始密度，并返回至第一研磨階段，同時從過量的液相中提取第二研磨階段中的重產(chǎn)物， 冷卻并返回至所述方法的起點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中使用形成密度足以使所加工的原料的可燃性組分漂浮的單獨(dú)無機(jī)化合物和它們的混合物，如鋅氯化物和錫氯化物、鐵硫酸鹽和銨鉬酸鹽作為催化氫化過程的礦物鹽，使用芳族有機(jī)化合物即氫原子供體，如四氫化萘、甲基萘、甲酚和蒽油組分作為制膏劑。
全文摘要
本發(fā)明的液化可燃性礦物方法涉及制備合成液體燃料的技術(shù)，并可應(yīng)用于將任何種類的化石發(fā)電原料加工為多種可燃性液體產(chǎn)物。本發(fā)明的目的是確保初始發(fā)電原料的綜合利用，強(qiáng)化其加工，降低合成液體燃料制備的能量消耗，并且減輕該技術(shù)方法對自然環(huán)境的有害影響。所述方法包括研磨初始原料，在催化劑存在下將其氫化，并從合成性油中分離未液化的固體殘余物。然而，在催化氫化的礦物鹽水溶液中，在兩階段中進(jìn)行初始原料的研磨，所述礦物鹽水溶液飽和至介于可燃性礦物和廢石料密度之間的密度。在研磨過程中伴隨甲烷向氣相的釋放，將其捕集用于后續(xù)利用，從非可燃性的雜質(zhì)中分離從研磨區(qū)域漂浮至表面的可燃性礦物。加熱第一研磨階段的輕質(zhì)產(chǎn)物的懸浮體，并將其進(jìn)料至第二研磨階段。從過量的液相中提取第二研磨階段的輕質(zhì)產(chǎn)物，將其與熱制膏劑混合，用有機(jī)稀釋劑稀釋，研磨至膠體粒徑，并將其進(jìn)料進(jìn)行氫化。其后，使用有機(jī)稀釋劑洗滌未液化的殘余物，干燥并與經(jīng)脫水的第一研磨階段的重質(zhì)產(chǎn)物混合。用水洗滌所得混合物，并從所述方法中回收，將剩余的洗滌水排出物蒸發(fā)，并返回至第一研磨階段。同時，對第二研磨階段的重質(zhì)產(chǎn)物脫水、冷卻并返回所述方法的起點(diǎn)。鋅氯化物、錫氯化物、鐵硫酸鹽、銨鉬酸鹽及它們的各種混合物可用于制備所述溶液，將初始原料研磨于其中，而含有四氫化萘、蒽油、甲基萘、甲酚的各種組合物可用作制膏劑。異丙醇可用作膏料稀釋劑，并且輕質(zhì)石油可用作有機(jī)稀釋劑。
文檔編號C10G1/06GK102203216SQ200980142712
公開日2011年9月28日 申請日期2009年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者A·布羅特, C·恩克博德 申請人:C·恩克博德