Получение синтетической нефти из смеси бурого угля и растворителя

Преимущества ЭР процессов

• Основное достоинство преобразовании энергии в условиях низкотемпературной плазмы (НТП) состоит в больших скоростях протекания реакции крекинга. Интенсификации процессов крекинга происходит под кратковременным действием высокой температуры и большой удельной мощности плазмы, которая приводит к образованию высокой концентрации активных радикалов, ионов и электронов.
• Энергия электронов при НТП около 10 эВ, что позволяет расщеплять слабые связи органической массы угля в том числе С-С (6,2 эВ) и С-Н (5,5 эВ).
• Воздействие НТП на углеводороды вызывает множество химических реакций, приводящих к деструкции высокомолекулярных их соединений, что повышает КПД по сравнению с термическим крекингом.

Схема реактора для ЭР обработки смеси бурого угля и растворителя

Электроразрядная зона непосредственно контактирует с обрабатываемой УВ смесью, которая подаётся непрерывно. Под воздействием высокоэнергетичных электронов и ионов плазмы, молекулы УВ, входящие в состав сырья, подвергаются деструкции и делятся на более низкомолекулярные соединения.

Эффективное время нахождения УВ в электроразрядной зоне 12 микросекунд.

Схема ЭР установки

Установка работает при температуре сырья 100-160ºС, потребляемая электроэнергия реакторами 6.2-12.5 кВт*ч, занимаемая площадь около 5 кв.м. Производительность около 1 т/ч.

1- источник питания;

2- высоковольтные провода;

3- реакторы электроразрядные;

4- насос нш-100;

5- ёмкость для исходного продукта;

6- ёмкость для обработанного продукта;

7- вытяжка для газов.

Блок-схема ЭР обработки смеси бурого угля и растворителя

Порядок переработки

• Процесс ЭР переработки смеси бурого угля (усредненного качества, влажность 30-40%, зольность 15-25%) и растворителя проходит при температуре 20-30℃. На выходе из реактора температура около 50℃.
• Первый этап: 600 кг бурого угля смешивают с 400 кг накопленного растворителя. Смесь поступает в реактор, а затем на разгонку. В процессе разгонки получают 615 кг растворителя, 35 кг газа, 330 кг твердого остатка и 20 кг воды. 400 кг растворителя отправляют в рецикл. Товарный продукт 215 кг синтетической нефти и 2 кг воды.
• Второй этап: 600 кг бурого угля смешивают с 400 кг полученного растворителя. Смесь поступает в реактор, а затем на разгонку. В процессе разгонки получают 615 кг растворителя, 35 кг газа, 330 кг твердого остатка и 20 кг воды. 400 кг растворителя отправляют в рецикл. Товарный продукт 215 кг синтетической нефти и 2 кг воды.

Продукты переработки и энергетический баланс

• Из 1000 кг бурого угля, измельченного до 0.6 мм, получается 359 кг растворителя (н.к.-360℃), 556 кг остатка, 58.4 кг газа и 33.4 кг воды.
• Твердый остаток имеет низшую и высшую теплоту сгорания соответственно 6860 и 8150 ккал/кг. Его можно использовать в качестве минеральных порошков в дорожном строительстве, для изготовления топливных пеллет и как компонент шихты в металлургии.
• Суммарный расход электроэнергии на работу ЭР реактора составляет около 11 кВт на тонну бурого угля. В расчет не входят энергозатраты на конденсацию жидких фракций и выделение твердого остатка из обработанного сырья.

Примерный экономический расчет проекта по производству синтетической нефти (СН) из смеси бурого угля и растворителя (3 960 т/год)

2-е ЭР установки в 20-ти футовом контейнере (2-е линии)

Технические характеристики опытно-промышленной установки