Способ подземной переработки угля

Способ подземной переработки угля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПОДЗЕМНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ УГЛЯ, включающий бурение одной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачку через скважину алифатических спиртов при повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целыо снижения затрат на переработку угля путем повторного использования алифатических спиртов и повышения степени превращения угля в жццкость и газ, алифатические спирты закачивают в скажину в суперкритическом состоянии при 350-450°С. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что BI скважину закачивают смесь алифатических спиртов с водой в суперкритическом состоянии. 3.Способ по П.1, отличаю- j щ и и с я тем, что в скважину зака:чивают смесь алифатических спиртов в . суперкритическом состоянии.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ м aBTOPallaalV СВМДВТВ В САВВ)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3585355/22-03 (22) 03.05.83 (46) 07.02.85. Бюп. Ф 5 (72) В.М.Кирилец, А.С.Успенский, В.Д.Буткин, Ю.В.Демидов и Г.Г.Вруер (71) Научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (53) .622 234 4 с 662 747 6(088 8) (56) 1. Патент США В 4059151, кл. Е 21 В 43/24, опублик. 1979.

2. Патент США В 4197911, .кл. 166-26, опублик. 1980. ,(54)(57) 1. СПОСОБ ПОДЗЕИНОЙ НЕРЕРАБОТКИ УГЛЯ, включающий бурение одной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачку через,.SU„„1138484 А

-4(51) Е 21 В 43/28; С 10 J 5/00;

Е 21 С 43/00 скважину алифатических спиртов при

f повышенных температуре и давлении, отличающийся тем, что, с целью снижения затрат на переработку угля путем повторного использования алифатических спиртов и повышения степени превращения угля в жидкость и газ, алифатические спирты закачивают в скажнну в суперкритическом состоя нии при 350 450 С.

2. Способ о п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в скважину закачивают смесь алифатических спиртов с водой в суперкритическом состоянии.

3. Способ по и.1, о т л и ч а юшийся тем, что в скважину зака- ® .чивают смесь алифатических спиртов в .суперкритическом состоянии.

t 11384

Изобретение относится к подземной переработке угля, более конкретно к терморастворению подземного угольного пласта за счет создания нагрева и давления, обеспечивающих протекание соот-5 ветствующих химических процессов в угле таким образом, что становится возможным добыча его из-под земли в виде газа и жидкости,и может быть использовано для отработки глубокоза- !О легающих маломощных угольных пластов е целью получения жидкого и газообразного топлива, а также химического сырья.

Известен способ сжижения углей 15 под землей гидрогенизацией под давлением при высокой температуре, согласно которому разработка угольного пласта идет в два этапа: сначала уголь газифицируется, после чего ох- 2б лаждается водой. Затем в охлажденный угольный канал закачивается растворитель и продукты сжижения в виде синтетической сырой нефти вместе с газами откачиваются на поверхность j1J, Недостатки данного способа — низкая степень превращения угля в жидкие продукты, невозможность повышения выхода жидких продуктов в связи с происходящей при высоких температурах значительной карбонизацией не превращенной в газ органической массы угля, многостадийность процесса.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому

35 результату является способ подземной переработки угля, включающий бурение одной или нескольких скважин с .поверхности до угольного пласта, закачку через скважину алифатических спиртов при повышенных температуре и давлении P2).

Однако известный способ не дает практически возможности получить уголь в виде жидкого топлива и, кроме того, при использовании алифатических спиртов Ilo известной технологии весь спирт тратится в одноцикличной переработке и не может быть регенерирован и вновь возвращен в техно50 логический цикл.

Целью изобретения является снижение затрат на переработку угля путем повторного использования алифатических спиртов и повышения степени пре- 55 вращения угля в жидкость и газ.

Цель достигается тем, что согласно способу подземной переработки угля, 84 2 вкЛючающему бурение одной или нескольких скважин с поверхности до угольного пласта, закачку через скважину алифатических спиртов при повышенных температуре и давлении, алифатические спирты закачивают в скважину в суперкритическом состоянии при 350450 С.

Причем в скважину закачивают смесь алифатических спиртов с водой в суперкритическом состоянии.

Кроме тоге, в скважину закачивают смесь алифатических спиртов в суперкритическом состоянии.

На чертеже приведена принципиальная схема односкважинного способа подземной переработки угля.

Двойная трубчатая система 1 располагается в скважине. Система 1 состоит из трубы 2, предназначенной для закачки растворителя внутрь, и концентрической выводной трубы 3. Труба

3 должна иметь такой диаметр, чтобы площадь между ее стенками и внутренней трубой 2 значительно превышала площадь поперечного сечения внутренней трубы, поскольку сжиженный уголь более холодный и более вязкий (по сравнению с подаваемым растворителем).

Для предотвращения закупорки углем система двойных труб на конце снабжена перфорацией или системой сит. Кроме того, возможную закупорку перфорации и сит можно ликвидировать путем создания противотока жидких фаз в системе двойных труб, когда меняется направление движения жидкости в каждой трубе. Выводная труба 3 имеет теплоизоляционное покрытие.

Прежде чем начать гидрогенизацию систему прогревают прокачкой растворителя, нагретого теплообменником 4 в течение нескольких дней, пока температура труб и образовавшейся исходной пустоты в угольном пласте не станет достаточно высокой, чтобы поддерживать растворитель в суперкритическом состоянии. После этого начинается собственно гидрогенизация °

Гидрогенизация угля — это экзотермический процесс с тепловым эффектом порядка 50 ккал на моль добавляемого водорода, следователЬно, спустя какое-то начальное время большое количество тепла поступает за счет реакции гидрирования, нежели теряется за счет теплопереноса. 1:огда тепловой эффект реакции превысит потери тепла, 4 а. В табл.1-3 представлены зкспериентальные данные по конверсии орга-. ической массы угля (ОИУ) в жидкую и азообразную фазы на чистом раствори-! еле, на водно-спиртовой смеси, на меси спиртов соответственно.

Предлагаемый способ обеспечивает олучение ценного химического сырья угольный мазут), служащего основой для получения светлых моторных топив и других химических продуктов, ысокую степень конверсии ОИУ в жидкую азу; низкую потерю экстрагента в роцессе суперкритического растворения угля, отсутствие необходимости интеза алифатического спирта из кстрагированных продуктов для вто,ричного использования. Таблица 1 Растворитель (али-! ,фатический

:спирт) Конверсия

ОИУ в газовую фазу, мас.Ж

МесторожпеКоличестКонверсия

ОИУ в жидкую фазу

К, мас.Х

Параметры процесса

Весовое соотношеКонверсия ОИУ, мас.Ж ние, с котово

Р, Т,ос

ИПа угля, зание рого взят растворитель гружаемого уголь в автоклав,r уголь зопропи,ловый

Бере- 13, 1 3,9 7 350 47 зовское

10

410 56

450 60

12,2

12

16

То же

Назаровское

16,5

350 56

160 3 0 9 410 67

13

15,1

20,0

450 70

350 61

53

18

19 3 3,0 11 410 73

14

18 3

450 74, 59

ИршаБородинское

16,9

350 56

47,12

16 4 30 9 410, 68

13

450 69

14,5

15

3 . 1138484 обусловленные теплопереносом, это з тепло может быть утилизировано для м подогрева растворителя, следователь- н но, расход тепла на подогрев раство- г рителя должен со временем падать. т

Откаченную пульпу разделяют на сена- с раторе 5, после чего нерастворенный уголь, угольный мазут и газы посту- п пают на склад 6, а растворитель после ( прохождения теплообменника 4 циркули-1ц рует до тех пор, пока не прекратит л извлекать из угольного пласта его в органическую часть. Ф

Предлагаемый способ можно рассмат- и ривать, главным обр зом,как способ подземного сжижения угля, так как с основную часть получаемого органичес- э кого продукта составляет жидкая фа1138484

Продолжение табл.1 нверия ОМУ с.й

Растворитель (алифатический спирт) Конверсия

ОМУ в жидкую фазу

К, иас.X ес о

ГЛЯ

Метиловый Березовское 9, 1

10

8,3 3,0 9

8,0

13,3

3THJIOBhIH

12,1 30 9 410

55

450

Табли

РастКонверсия ОМУ в газовую фазу, мас.Ж

Конверсия ОМУ

Конверсия ОМУ, мас.7

Коли- Коли- Бесо- Бесо- Параметры процесса чест- чест- вое вое соот- соотноше- ношение ние во во

Т, С

Р, MIIa угля, спирта загру- загруженно- женнорастворирастворитель+ го в го в авто- авто- тель клав,г клав,г — — - +вода вода уголь

Изопропиловый

350

11, 1 25,0 спирт

10,1 22,8 3,0 3,0 9 410

10

450

9,6

Метиловый

15 0 спирт

350

6,8

13 6 30 30 9 410

10

6,4

450

22

Этиловый

10,0 22,4 спирт

350

20

9 1. 204 30 30 9 410 41 30

86 193

450 43 29

П р и м е ч а н и е. Месторождение, с которого взят уголь, — Березовское. воритель (алифатический спирт) 350 39

410 47

450 49

350 44 в жидкую фазу Кж мас.X

Конверсия

ОМУ в ге9овую ф&»

Вуу иасап

)138484

7 Табли

Конверсия ОМУ

Конверсия ОМУ

ВесоКоли- Количест- честКонверсия ОМУ, мол.Х

Весовое

Параметры процесса вое в хидкую фазу К,„, мас.X в газовую фазу, мас.X соотсоотво угля, загружаемоес ношение растваритель ношего в антоклав,r раствори» тель (2) 20,0 30,О

350

20,0 21,0 . 3,0 9 410

53

13,2 19,8

450

42 (2) 9

12,3 !8,4 350

33

11 2 168 3,0 9 410

10

10,6 15,8

450

16,6 350

101 15 2 3 0 9 410

44 34 12

51 33 19

9 5 14,3 450

П р и м е ч а н и е. иесторозфение, из которого взят уголь, — Березовское.

Составитель Н.Руденко

Редактор н.диугаи Ъехред М.Кузьма Корректор В.Бутяга

Заказ 10649/72 Тиран 540 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, И-35, Раущская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.Умгород, ул.Проектная, 4

Растворитель (смесь алифатических спир тов) Изопропиловьят (1)+, +этиловый (2) Изо» прони" ловый (1i+

+метиловый

Этиловый (1)+

+метиловый (2) во растворителя (1), sirpy ваемо го в автоклав,г раст нори тель . ;(1)+

+растворитель (2) уголь