Способ переработки углеродсодержащего и углеводородсодержащего сырья


 


Владельцы патента RU 2534618:

Баев Владимир Сергеевич (RU)
Юрочкин Сергей Викторович (RU)

Изобретение относится к способу переработки углеродсодержащего и углеводородсодержащего сырья, включающему измельчение сырья, добавление жидкости, перемешивание, нагревание, отделение жидкой фракции от твердой фракции, извлечение полезного компонента из жидкой фракции, возвращение жидкой фракции в технологический процесс на этап добавления жидкости. При этом измельчение углеводородсодержащего и углеродсодержащего сырья осуществляют раздельно, причем измельчение углеродсодержащего сырья осуществляют одновременно с механоактивацией до размеров не более 10 микрон, после измельчения к углеродсодержащему и углеводородсодержащему сырью и жидкости добавляют углеводородные добавки, перемешивают и осуществляют гидродинамическую обработку и нагревание за счет гидродинамической обработки, электрохимическую обработку и электрофизическую обработку, отделяют из полученной смеси энергетическое топливо, а оставшуюся жидкую часть разделяют на жидкую фракцию и твердую фракцию с разделением твердой фракции на зольный остаток и углеродсодержащую массу, углеродсодержащую массу возвращают в технологический процесс на этап измельчения, из жидкой фракции отделяют высококалорийное топливо, а оставшуюся жидкую фракцию подвергают повторной гидродинамической, электрофизической и электрохимической обработке, затем часть жидкой фракции возвращают в технологический процесс на этап добавления жидкости, а оставшуюся часть подвергают ректификации для разделения на солярное топливо, полезный компонент, углеродсодержащую массу и жидкую фракцию, затем жидкую фракцию возвращают в технологический процесс на этап добавления жидкости, а углеродсодержащую массу - в начало технологического процесса, далее технологический цикл повторяют. Настоящий способ расширяет области применения при снижении затрат и повышении эффективности производства. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к переработке каменных, бурых углей или углеродсодержащих отходов, отходов нефтепереработки, органических отходов сельскохозяйственной деятельности, хозяйственно-бытовых органических отходов и может быть использовано для производства энергетического и моторного топлива, топливных смесей специального назначения, концентратов полиметаллов, тепловой энергии, стройматериалов, чистой воды и т.д.

Известен способ термической переработки низкосортных твердых топлив (патент на изобретение РФ 2320699, МПК С22В 11/00, опубл. 27.06.2005), включающий измельчение, сушку, пиролиз совместно с углеводородными отходами с получением парогазовой смеси и твердого углеродного остатка, очистку и конденсацию парогазовой смеси с получением ценных жидких и газообразных продуктов, сжиганием твердого углеродного остатка. В качестве углеводородных отходов в известном способе используют жидкие углеводороды, битумы, гудроны и нефтяные отходы, которые добавляют на стадию пиролиза в реактор.

Способ по патенту РФ №2320699 позволяет увеличить выход малосернистых углеводородных, в том числе моторных топлив.

Недостатком способа по патенту РФ №2320699 является ограниченная область применения, не позволяющая осуществлять переработку органических отходов, например отходов сельхозпроизводства. Кроме того, данный способ технологически сложен и требует больших энергетических затрат.

Известен также способ переработки жидких органических веществ (патент РФ №2227153, МПК С10В 53/00, опубл. 20.04.2004), заключающийся в подаче в активную зону органических веществ и термохимической переработке органического вещества без доступа кислорода с последующей конденсацией продуктов термохимической переработки в жидкое топливо. Термохимическую переработку органического вещества осуществляют при температуре 350-700°C путем создания в потоке жидкости кольцевого плазменного разряда реактивной плазмы мощностью 0,05-0,5 кВт·ч на 1 кг перерабатываемой органической жидкости. При этом вещество раскручивают в центрифуге, создавая интенсивный турбулентный поток, и в объеме вращающегося потока формируют кольцевой реактивный плазменный разряд. Известный способ позволяет увеличить скорость переработки жидкого органического вещества и обеспечить выход газообразного и жидкого топлива из органического вещества до 95%, а также снизить энергозатраты на 1 кг получаемого газообразного и жидкого топлива.

Недостатком способа по патенту РФ №2227153 также является ограниченная область применения, не позволяющая осуществлять переработку твердых органических веществ и топлив.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ переработки органических отходов (патент на изобретение РФ №2408649, МПК С01В 53/00, опубл. 10.01.2011). Способ по патенту РФ №2408649 позволяет перерабатывать бытовые, сельскохозяйственные и промышленные жидкие и твердые органические отходы. Для этого органические отходы измельчают, в размельченную массу добавляют воду и перемешивают так, чтобы концентрация воды в образовавшейся пульпе находилась в пределах 30-99%. Затем образовавшуюся пульпу подают в термохимический реактор для осуществления пиролиза органических отходов с образованием твердой фракции, воды и газовой фракции. Газовую фракцию отделяют от жидкой фазы и направляют в камеру сгорания или на химическую переработку в синтетическое топливо. Из жидкой фазы извлекают полезные продукты, а затем возвращают ее в технологический цикл на этап добавления воды.

Данный способ позволяет перерабатывать как твердые, так и жидкие органические отходы.

Недостатком способа по патенту РФ №2408649 является невозможность переработки твердых угольных топлив и их отходов, высокая энергоемкость и низкая производительность, поскольку для пиролизных и газогенераторных технологий требуются предварительная сушка сырья, а при использовании термохимического реактора необходимо создание высокого давления и температуры, что усложняет аппаратурное оформление и делает технологический процесс периодическим, уменьшая тем самым его производительность.

Техническая задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в расширении области применения при снижении затрат и повышении эффективности производства.

Поставленная задача решается тем, что способ переработки углеродсодержащего (например, каменный или бурый угли, или углесодержащие отходы, или углеродсодержащие отходы от обогащения антрацитовых углей) и углеводородсодержащего сырья (например, продукты, производимые из нефти - бензин, керосин, масла, битумы, мазут, бензин, керосин, солярка; или растительные отходы т.д.), как и прототип, включает измельчение сырья, добавление жидкости, перемешивание, нагревание, отделение жидкой фракции от твердой фракции, извлечение полезного компонента из жидкой фракции, возвращение жидкой фракции в технологический процесс на этап добавления жидкости. В отличие от прототипа измельчение углеводородсодержащего и углеродсодержащего сырья осуществляют раздельно, причем измельчение углеродсодержащего сырья осуществляют одновременно с механоактивацией до размеров не более 10 микрон. После измельчения к углеродсодержащему и углеводородсодержащему сырью и жидкости добавляют углеводородные добавки (то есть какое-то углеводородсодержащее сырье в заданном количестве), перемешивают и осуществляют гидродинамическую обработку и нагревание за счет гидродинамической обработки. Затем отделяют из полученной смеси энергетическое топливо, а оставшуюся жидкую часть разделяют на жидкую фракцию и твердую фракцию с разделением твердой фракции на зольный остаток и углеродсодержащую массу. Углеродсодержащую массу возвращают в технологический процесс на этап измельчения, из жидкой фракции отделяют высококалорийное топливо, а оставшуюся жидкую фракцию подвергают повторной гидродинамической, электрофизической и электрохимической обработке. Затем часть жидкой фракции возвращают в технологический процесс на этап добавления жидкости, а оставшуюся часть подвергают ректификации для разделения на солярное топливо, полезный компонент, углеродсодержащую массу и жидкую фракцию. Затем жидкую фракцию возвращают в технологический процесс на этап добавления жидкости, а углеродсодержащую массу - в начало технологического процесса, далее технологический цикл повторяют.

Раздельное измельчение углеводородсодержащего и углеродсодержащего сырья обеспечивает эффективную начальную обработку сырья при оптимальных энергозатратах.

Перемешивание углеродсодержащего, углеводородсодержащего сырья, жидкости и углеводородных добавок с последующей гидродинамической обработкой и нагревание за счет гидродинамической обработки позволят снизить затраты на производство и повысить его эффективность, поскольку из технологического процесса фактически исключается отдельная операция нагревания.

Отделение из полученной смеси энергетического топлива, разделение оставшейся жидкой части на жидкую фракцию и твердую фракцию с разделением твердой фракции на зольный остаток и углеродсодержащую массу позволяют выделить начальный полезный продукт и обеспечить наиболее эффективную дальнейшую переработку каждой фракции с учетом ее особенностей.

Возвращение оставшейся углеродсодержащей массы в технологический процесс на этап измельчения обеспечит наиболее полное извлечение из нее полезных компонентов.

Отделение из жидкой фракции высококалорийного топлива и повторная гидродинамическая, электрофизическая и электрохимическая обработка оставшейся жидкой фракции позволят выделить полезный продукт, полученный на данной стадии технологического цикла, и обеспечить экономичную обработку оставшегося сырья.

Возвращение части жидкой фракции в технологический процесс на этап добавления жидкости позволит снизить затраты на производство, поскольку для дальнейшей обработки сырья не потребуется добавление воды, а используются фактически отходы одного из этапов технологического цикла.

Ректификация оставшейся части для разделения на солярное топливо, полезный компонент, углеродсодержащую массу и жидкую фракцию позволят выделить полезный продукт, полученный на данной стадии технологического цикла, и обеспечить экономичную обработку оставшегося сырья. Из полезного компонента, полученного на данном этапе технологического процесса, после доводки получают автомобильное топливо.

Возвращение жидкой фракции в технологический процесс на этап добавления жидкости, а углеродсодержащей массы - в начало технологического процесса также позволят снизить затраты на осуществление предлагаемого способа и обеспечить наиболее полное извлечение полезных компонентов.

При необходимости получения в качестве полезного продукта очищенной воды целесообразно углеродсодержащую массу, полученную после разделения твердой фракции, смешивать с жидкостью и сжигать, а продукты сгорания подать на конденсатор. При этом получают очищенную воду, осуществляя при этом наиболее полное извлечение и других полезных компонентов.

Таким образом, предлагаемая совокупность отличительных признаков заявляемого способа позволит обеспечить эффективную переработку любых углеродсодержащих и углеводородсодержащих отходов без высоких энергетических затрат, за счет замены пиролизной или газогенераторной стадий обработки на гидродинамическую обработку, а также за счет того, что полупродукты или отходы одной операции являются готовым товарным продуктом, который можно исключить из переработки, или сырьем для следующей операции переработки.

Пример реализации способа.

Пример 1.

Отдельно измельчают: растительные отходы 15% вес.; органические отходы от переработки сельскохозяйственной продукции - 15% вес.; бурый уголь марки Б2 - 40% вес. механоактивируют и измельчают до размеров не более 10 микрон в дезинтеграторе, после чего все измельченные компоненты смешивают с добавлением хозфекальных стоков - 25% и отработанного автомобильного масла - 5%, перемешивают и нагревают под воздействием гидродинамической обработки до температур 20-30°C. Гидродинамическая обработка может быть проведена с помощью оборудования типа РПА, РТА-3-160/5, изготавливаемого в г. Волжск, НПО «ХИММАШ». Осуществляют электохимическую обработку, например, на оборудовании типа ЭУ-108, изготавливаемом в г. Новосибирск, завод «Трудмаш», или на оборудовании типа СЭУ-40 - СЭУ-20, изготавливаемом в г.Екатеринбург, ОАО «Уралхиммаш». Отделяют 10-15% полученной жидкой смеси как энергетическое топливо, а из оставшейся части выделяют твердую часть, которую разделяют на углеродсодержащий компонент и зольную часть в соотношении 10:1. Углеродсодержащий компонент возвращается в начало процесса производства энергетического топлива. После выделения зольной части, от жидкости отделяют 20% высококалорийного энергетического топлива, а от оставшейся части отделяют 10%, которые направляют на повторную гидродинамическую, электрофизическую и электрохимическую обработки, а 90% направляют на ректификацию, после которой получают 40% дизельного топлива и после доработки - 25% автомобильного топлива, а оставшиеся 35% кубового остатка возвращают в начало процесса в качестве углеводородной добавки.

Пример 2.

Все операции аналогичны приведенным в примере 1. Дополнительно в отобранную часть высококалорийного энергетического топлива - 20% вводят загрязненную воду в соотношении 1:1, перемешивают и сжигают, парообразные продукты сгорания подают в конденсатор и получают 95% очищенной воды от объема введения загрязненной воды.

1. Способ переработки углеродсодержащего и углеводородсодержащего сырья, включающий измельчение сырья, добавление жидкости, перемешивание, нагревание, отделение жидкой фракции от твердой фракции, извлечение полезного компонента из жидкой фракции, возвращение жидкой фракции в технологический процесс на этап добавления жидкости, отличающийся тем, что измельчение углеводородсодержащего и углеродсодержащего сырья осуществляют раздельно, причем измельчение углеродсодержащего сырья осуществляют одновременно с механоактивацией до размеров не более 10 микрон, после измельчения к углеродсодержащему и углеводородсодержащему сырью и жидкости добавляют углеводородные добавки, перемешивают и осуществляют гидродинамическую обработку и нагревание за счет гидродинамической обработки, электрохимическую обработку и электрофизическую обработку, отделяют из полученной смеси энергетическое топливо, а оставшуюся жидкую часть разделяют на жидкую фракцию и твердую фракцию с разделением твердой фракции на зольный остаток и углеродсодержащую массу, углеродсодержащую массу возвращают в технологический процесс на этап измельчения, из жидкой фракции отделяют высококалорийное топливо, а оставшуюся жидкую фракцию подвергают повторной гидродинамической, электрофизической и электрохимической обработке, затем часть жидкой фракции возвращают в технологический процесс на этап добавления жидкости, а оставшуюся часть подвергают ректификации для разделения на солярное топливо, полезный компонент, углеродсодержащую массу и жидкую фракцию, затем жидкую фракцию возвращают в технологический процесс на этап добавления жидкости, а углеродсодержащую массу - в начало технологического процесса, далее технологический цикл повторяют.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что углеродсодержащую массу, полученную после разделения твердой фракции, смешивают с жидкостью и сжигают, а продукты сгорания подают на конденсатор.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки отходов. Способ переработки отходов переработки нефти включает подачу отходов переработки нефти и пластмасс в котел и нагрев объединенных отходов переработки нефти и пластмасс, используя дальнее инфракрасное излучение, таким образом, чтобы выделить летучие углеводороды, где выделенные летучие углеводороды собирают для последующего использования.

Изобретение относится к области нефтепереработки. Изобретение касается установки комплексной переработки нефти, включающей в себя взаимосвязанные конвертер газообразных углеводородов, реактор паровой конверсии оксида углерода, влагоотделитель, совмещенный аппарат гидрирования и сероочистки, блок очистки синтез-газа от диоксида углерода, средство перекачивания жидких сред, теплообменник.

Изобретение относится к способу крекинга нефти и нефтепродуктов и может использоваться в нефтеперерабатывающей промышленности. .

Изобретение относится к нефтехимии. .

Изобретение относится к нефтехимии, в частности к области переработки углеводородов, и может быть использовано в химической и нефтехимической промышленности для получения различных нефтепродуктов, в том числе высококачественного топлива.

Изобретение относится к области термохимической переработки высокомолекулярного углеродсодержащего сырья. .

Изобретение относится к области нефтепереработки, а именно к способам крекинга нефтесодержащих фракций с использованием физических методов воздействия на сырье в ходе осуществления процесса разделения сложных молекул исходного сырья на более простые.

Изобретение относится к области обработки нефти, в частности нефтяного сырья, а также нефтепродуктов с целью улучшения их характеристик преимущественно за счет повышения доли светлых фракций.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности. .

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. .

Изобретение относится к обезвреживанию взрыво- и пожароопасных промышленных отходов нитратов целлюлозы и может быть использовано в химической промышленности. Способ включает сбор содержащих нитраты целлюлозы сточных вод, извлечение из них нитратов целлюлозы и последующее их обезвреживание.

Изобретение относится к способу переработки отходов. Способ переработки отходов переработки нефти включает подачу отходов переработки нефти и пластмасс в котел и нагрев объединенных отходов переработки нефти и пластмасс, используя дальнее инфракрасное излучение, таким образом, чтобы выделить летучие углеводороды, где выделенные летучие углеводороды собирают для последующего использования.

Изобретение относится к комплексному освоению месторождения полезных ископаемых и может быть использовано для получения продуктов подземной газификации горючих сланцев.

Изобретение относится к энергетике, более конкретно к способу переработки золошлаковых материалов (ЗШМ) угольных электростанций, и может найти применение при получении глиноземного концентрата и белитового шлама для целей глиноземной и строительной промышленности.

Изобретение относится к способу переработки сырья - фторопластов и материалов, их содержащих, в том числе производственных и эксплуатационных отходов, с целью получения ультрадисперсного фторопласта и перфторпарафинов.

Изобретение относится к области охраны окружающей среды при разработке нефтяных и газовых месторождений и может быть использовано при утилизации буровых шламов. Буровой шлам удаляется по периметру амбара на всю его глубину, создавая траншею определенной ширины без нарушения гидроизоляционного слоя.

Изобретение относится к способам окомкования кальцийсодержащих шламовых материалов, включая шламовые отходы химводоочистки ТЭЦ, шлаков металлургического производства, и может использоваться для утилизации отходов ТЭЦ, металлургического, камнеобрабатывающего и других производств, которые находят широкое применение в сельском хозяйстве для раскисления подзолистых почв, в качестве флюсов при выплавке чугуна из железных руд и в других сферах.

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности, в частности к разработке реагента для обезвреживания отходов нефтегазовой промышленности, образующихся при аварийных разливах нефтепродуктов, представленных в виде твердых, жидких и пастообразных нефтезагрязненных материалов.

Изобретение относится к переработке органических отходов с использованием биотехнологических процессов и получению биогаза. Способ получения биогаза из экскрементов животных включает предварительную обработку органического субстрата путем доведения его до влажности 90% с последующим измельчением субстрата до размера частиц от 0,5 до 0,7 см.
Изобретение относится к охране окружающей среды и может быть использовано для переработки осадков промышленных предприятий по производству беленой целлюлозы с использованием сульфатного метода.

Изобретение относится к способам обезвреживания и утилизации нефтесодержащих отходов и фильтровочных и поглотительных отработанных масс стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла и может быть использовано на предприятиях нефтегазового комплекса и организациях по переработке отходов. Способ утилизации включает перемешивание нефтесодержащих отходов с обезвреживающими компонентами, одним из которых является негашеная известь (оксид кальция), с введением воды, реагирующей с негашеной известью, количество которой определяют с учетом воды, имеющейся в нефтесодержащих отходах. В качестве второго обезвреживающего компонента используют фильтровочные и поглотительные отработанные массы, являющиеся отходами масложировой промышленности на стадии винтаризации процесса рафинации растительного масла. Причем сначала перемешивают предварительно разогретые до температуры 60-70ºC нефтесодержащие отходы с отходами масложировой промышленности в пропорции 1:(0,2-0,4), затем добавляют порционно при перемешивании негашеную известь в количестве 43-83 мас.% от полученной массы до образования однородного гидрофобного сыпучего мелкодисперсного порошка. Результатом является снижение концентрации вредных веществ в водной вытяжке продукта утилизации. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл., 6 пр.
Наверх