Патент 170038

Способ получения летучих продуктов пиролиза твердых топлив

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

l70038

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.11.1963 (№ 818639/23-4) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 09.17.1965. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 12.1Ч.1965

Кл. 1Оа, 22»

МПК С 10Ь

УДК 66.097.3 66,092.14 (088.8) Государственный комитет ло делам изобретений и открытий СССР

Авторы изобретения

Р. Н. Смирнов н Н. А. Пустовалова

Институт горючих ископаемых

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ ПИРОЛИЗА

ТВЕРДЫХ ТОПЛИВ

Подписная группа № 88

Известны способы регулирования состава жидких и летучих продуктов пиролиза твердых топлив изменением состава исходного угля или условий реакции, т. е. температуры и давления, Предлагаемый способ отличается тем, что, с, целью получения продуктов определенного со-, става, в зону пиролиза вводят соединения —, обрыватели цепных радикальных реакций. Состав летучих продуктов пиролиза твердых топлив регулируется по следующим параметрам:

1) состав обрывателя цепи (аналогично реакции теломеризации); 2) состав исходного угля (аналогично известным способам); 3) условия реакции: температура, концентрация обрывателя цепи, давление (аналогично обычным химическим реакциям).

Сущность описываемого способа поясняется приведенными примерами.

Пример 1. Влияние обрывателя цепи.

50 г сухого угля (олонекский богхед), измельченного до 0,5 мм, помещают в кварцевую трубку, через которую пропускают пары СС1,.

Скорость повышения температуры 3 град/мин, конец реакции при 570О С. В реакцию вступает не менее 66% органической массы угля. Образуется около 350% по весу на исходный уголь жидких продуктов пиролиза. Половину этого количества составляют производные Сз, 2

До 145 С выкипает 70% продуктов пиролпза до 210 С (при 12 мм) — более 90%.

Молекулярный вес всех изученных продук тов и фракций находится в интервале 110—

270, причем более 90% приходится на светлы( продукты. Из смеси продуктов с помощью рек тификации были выделены: хлороформ (1%)

1,1-дихлорэтилен (1% ); гексахлорэтан (1,2—

1,5%); 1,1-дихлорпропен-1 (8 — 10%); 1, 1,3 10 трихлорпропен-1 (7 — 10%); 2,2-диэлопропан (1,5 — 24%); 1,1,1,4-тетрахлорбутан (1%); 1,1

1,5-тетрахлорпентан (1%) .

Кроме того, были найдены некоторые жидкие и кристаллические хлорсодержащие угле.

15 водороды, структура которых не установлена.

В высших фракциях обнаружены углеводороды и небольшое количество хлорсодержащих и кислородсодержащих соединений. Во всех фракциях, выкипающих до 170О С (12 мм), со20 держатся в основном полихлоруглеводороды, Аналогично проводят реакцию с SiCI Выход кремнеорганики составил 330 — 375% (пс весу к исходному углю). Органическая масса при этом использована на 59 — 61%. Моле25 кулярный вес всех изученных фракций и продуктов находится в интервале 110 †3. До

70% продуктов выкипает при 230 С и 11 мм рт. ст., причем получается много кристаллических соединений. В составе продуктов пироли30 за найдены: метилтрихлорсилан (3%), три170038

Составитель В. Нохрина

Редактор Л. Герасимова Техред А. А. Камын никова Корректор О. Б, Тюрина

Заказ 62675 Тира;к 750 Формат бум. 60X90 /з Объем 0,21 изд. л. Цена 5 коп, ЦНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2

<лорсилан (1оД,), этилтрихлорсилан (2оД,), ропилбутилтрихлорсиланы (5о/о ), соединения

"з — С.-, содержащие по два атома кремния (20оД,); соединения, содержащие кроме кремния хлор при углероде (15о7, ).

В высших фракциях при гидролизе групп

SiC13 были найдены углеводороды, кислород и хлорсодержащие соединения.

Установлено, что в качестве обрывателей могут быть использованы также НСС1з, РВгз, РС1", С12С СС1 (Сыв) C1CN $ОС1 СОсЛ. и другие известные обрыватели цепных реакций.

Пример 2. С обрывателем цепи CCI> был исследован пиролиз антрацита, кузнецкого длиннопламенного угля, подмосковного богхеда и эстонского сланцевого концентрата в указанных выше условиях. При этом было достигнуто превращение органической массы твердых горючих ископаемых в летучие продукты пиролиза соответственно на 40, 57, 61 и 73о,. Для каменных углей продукты пиролиза на 75 — 85о/о являются непредельными хлорсодержащими соединениями, т. е. по мере метаморфизма исходных углей растет и непредельность получаемых продуктов пиролиза. Молекулярный вес продуктов пиролиза вне зависимости от метаморфизма лежит приблизительно в одном и том же интервале. Этот интервал увеличивается с повышением молекулярного веса обрывателя цепи.

П р и м ер 3. Термографический анализ показал, что реакции между углями и обрывателями цепи начинались при сравнительно низких температурах. Так, реакция с олонекским богхедом и углем начиналась прп температуре 45 С и заканчивалась при 540 — 570 С. Реакции идут быстро. Однако в установках с неподвижным слоем угля условия теплопередачи позволяют работать со скоростью

2 — 8 град/мин.

Размеры горячей зоны позволяют регулировать в случае обрывателей типа СС14 количество концевых СС1в- и СС!в-групп.

Пример 4. Влияние концентрации обрывателя цепи. Опыты с различными углями и обрывателями показали, что в основном при управляющем пиролизе по указанному методу от угля отрывались Св — Са-группы. В соответствии с этим необходимо, чтобы отношение обрывателя к углю было не ниже 1,2 моль, в расчете на количество Св. При более низких значениях вместе протекают управляемый и

>0 обычный пиролиз.

П р и мер 5. Влияние давления, В связи с тем, что получаемые указанным методом соединения обладают небольшой термической устойчивостью, наиболее благоприятные усло15 вия достигаются под вакуумом. Так, олонекский богхед при пиролизе его с обрывателем

СС14 при 60 мм рт. ст. позволил достигнуть превращения огранической массы на 80 — 82 4 (при атмосферном давлении на 65 — 66 /о).

20 При применении давления реакция проходила гладко до 250 С с длительностью контакта реагентов не более 2 мин. При этом получали больше продуктов, молекулярный вес которых 270 — 400, чем продуктов с молекуляр25 ным весом 110 — 270.

Ассортимент твердых топлив намного шире ассортимента нефтей и газов. Кроме того, твердые топлива составляют более 90 /о запасов горючих ископаемых. Широкий выбор об30 рывателей цепи еще более увеличивает возможности пиролиза твердых топлив.

Предмет изобретения

1. Способ получения летучих продуктов пи35 ролиза твердых топлив, отличающийся тем, что, с целью регулирования состава получаемых продуктов, в зону пиролиза вводят химические соединения элементов первого, второго и третьего рядов периодической системы, на40 пример четыреххлористый углерод или пятихлористый фосфор.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что указанные химические соединения вводят в газообразном или жидком виде.