Способ получения жидкого топлива

 

СПОССЖ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА вз углеродистого ма -. Teimana в среде органического растворителя в сверхкритических условиях при псжышенных температуре и давлении, о т ли чающийся тем, что, с целыб расширения сьфьевой базы и увеличения выхода целевого продукта, в качестве углеродистого материала используют тех- . нвчес1Шй лигнин в процесс ведут в среде метанового или этил(%ого или иаопропилового спирта или водко-спартсжой смеси, содержащей О,1-О,33 вес. ч. воды на 1 вес. ч. спирта, при 375-425 С в течение 5 с - ЗО мин.

СОЮЗ. СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ а

Е (2 1 } 3279798/23-04: (22} 11.03.81 (46) 23.10.83, Бюл, М 39 (72) B. М. Кирилец, Е. М. Рыжков, В. И. Меньшов, Б. Е. Когай и Г, С. Тюнева (71} Научно-исследовательский и про ектно-конструкторский институт по проблемам развития Канско-Ачинского угольного бассейна (53) 662.78(088.8) (56) 1. Заявка ФРГ hb 2930032, ко С 10 С, 1/06, оцелик. 1981.

2. Патент. Англии % 1481695, кл. С 5 Е, опублик. 1977 (прототнп).

„.ЯО„„Д27441 А

gyp С 10 5 1/04 С 10 Q 3/(ЭО (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЖИД-

КОГО ТОПЛИВА из углеродистого ма -, териала в среде органического растворителя в сверхкритических условиях прн повышенных температуре и . давлении, . о т ° л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью расширения сырьевой базы и увеличения выхода целевого продукта, в качестве углеродистого материала нспсаьзуют тех- . ннческий лигнин и процесс ведут в среде метииового нлн этилового или изопропнлсэого спирта нли водно-спиртовой смеси, содержащей 0,1-0,33 вес. ч. воды на

1 вес. ч. спирта, при 375-425О С в течение 5 с - 30 мин.

Феноды

Основания

Асфальтены

Не растворимые в бензоле

3,8

0,2

-1,2

40,0

1 9974

Изобретение относится к способу поду: чения жидкого топлива из лигнина и может быть использовано в энергетической и лесохимической промышленности.

Известен способ получения жидкого топ-5 лива иэ угля путем его обработки различными алифатическими спиртами 11).

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения жидкого топлива иэ углеродистого материала в сре- щ де органического растворителя в сверхкритических условиях при повышенных температуре и давлении.

В качестве углеродистых материалов при этом применяют различные марки углей и других твердых горючих ископаемых, а в качестве растворителей — топуод, оксилол и пиридин 2), Однако такой способ получения жидких топдив не позволяет использовать различ- 20 ные углеродистые материалы.

Выход целевого продукта по такому спо-. собу не превышает 30% на органическую массу углеродистого материала.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы и повышение выхода целевого продукта.

Бель достигается тем, что при реализации способа получения жидкого топлива из углеродистого материала в среде органического растворителя в сверхкритических условиях при повышенных температуре и давлении в качестве углеродистого материала используют технический лигнин, и дроцесс ведут в среде метилового или этилового,или изопропилового спирта или

35 ,водно-спиртовой смечи, содержащей 0,1-

0,33 вес. ч, воды на 1 вес. ч. спирта, при 375-425 С в течение 5-30 мин.

Пример 1. Ожижению подвергают

40 лигнин - отход производства Красноярского целлюлозно-бумажного комбината со следукацими характеристиками:

Сг Or Нг 45

60 2ю3% 70% 23t7% 613%

В автоклав объемом 24 см помещают

6глигнина, 12г этилового спирта и наг- 5Q ревают со скоростью 30 С/мин до о

400 С. При этой температуре выдер-. живают автоклав 5 с. Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу . 89,8%, Образовавшийся жидкий 1тродукт 55 дистиллируют на следуюшие фракции; с т. кип. до 500 С 50,6%, выше 500 С

49,4, 41 1

Типичный состав полученного продуктаэ %:

Гаэообраэование в процессе превращения не превышает 10% на органическую массу лигнина.

Зольность продукта 0,4%, содержание серы 0,1%.

Пример 2. СЪкижению подвергают лигнин, основные характеристики которого приведены в примере 1. Навеску лигнина

Р г помещают в автоклав и вводят 12 г этилового спирта. Со скоростью 30 о С/мин нагревают автоклав до 400о С и выдерживают при этой температуре 5 с. Нерастворившийся остаток отфильтровывают, сушат в вакууме и взвешивают. Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу 88,6%.

Образовавшийся жидкий продукт дистиллируют на следующие фракции: с т. кип. до 500 С 51%, выше 500 С 49%..

Теплотворная способность жидкого продукта 8800 ккал/кг, Пример 3. В автоклав загружают навеску лигнина 4 r и 12 r этилового спирта. Экстракцию ведут при 400 С в течение 5 с. Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу 88%.

Образовавшийся жидкий продукт дистиллируют на следующие фракции: с т. кип, до 500 С 48%, выше 500 С

52%. Теплотворная способность жидкого продукта 8750 ккал/кг.

Пример 4, В автоклав загружают навеску лигнина 6 г и 12 г метилового спирта. Экстракцию ведут при 400 С в о течение 5 с. Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу составляет 73,6%.

Образовавшийся жидкий продукт дистиллируют на следующие фракции; с т. кип. до 500 С 45%, выше 500 С 55%. Теплотворная способность жидкого продукта 8500 ккал/кг.

Пример 5. В автоклав загружают, навеску лигнина 6 г и 12 r иэоцропилового спирта. Экстрагируют в течение

5 с при 400 С. Степень конверсии лиг»

О нина в расчете на органическую массу 99%, Образовавшийся. жидкий продукт дистилл лируют на следующие фракции: с т, кип.

997441

Метил овый спирт

84,4

83,0

70,1

375

3;1

В4,8

84,5

390, 84 3

93,4

92,1

91,0

425

3 до 500 С 55%, выше 500О С 45%. теплотворная способность жидкого продукта 9450 ккал/кг.

Пример 6. В автоклав загружают навеску лигнина бг и 12 г смеси эти- 5 лового спирта с водой в соотношении 3:1 и экстрагируют 5 с при 400О С. Конверсия лигнина в расчете на органическую массу составляет 68,0%.

Образовавшийся жидкий продукт дистил-10 лируют на следующие фракции с т, кип. до 500 С 40%, выше 500 С 60%.

Теплотворная способность жидкого продукта

8150 ккал/кг.

Пример 7. В автоклав загружают 15 навеску лигнина 4 r и 12 г смеси этилового спирта с водой в соответствии 10:1 и экстракцию ведут в течение 5 с при

400 С. Нерастворившийся остаток от0 фильтровывают, сушат в вакууме и взвеши-20 вают. Степень конверсии mamma в расчете на органическую массу 88%. Образовавшийся жидкий продукт дистиллируют на следукзцие фракции: с. т. кип. до 500О С

48,4%, выше 500 : 51,6%,Теплотворная: 25 способность жидкого продукта 8700 ккал/кг, Пример 8. В автоклав загружают навеску лигнина 4 r и 12 r смеси manoвого спирта с водой в соотношении 5:1 и экстрагируют 5 с при 400 С. Сте- gg о пень конверсии лигнина на органическую массу 77%.

Образовавшийся жидкий продукт дио1тиллируют на следуклцие фракции: с т. кип. до 500 0С 4РК, выше 500 С 52%.

Теплотворная способность жидкого про» дукта 8300 ккал/кг, Пример 9. В автоклав загружают навеску лигнина 4 г и 12 г смеси ме типового спирта с водой в соотношении 40

10:1 и экстрагируют 5 с при 400 С.

Степень конверсии ma нина в расчете на органическую массу 84%, Образовавшийся жидкий продукт дистиллируют на следующие фракции: с т. кнп. до 500 С 14,7%, выше 500 оg 55,3%.:

Теппо1ворная способность жидкого продукта 8200 ккал/кг.

Пример 10. В автоклав загружают навеску лигнина 4 г и 12 г смеси ME. тилового спирта с водой в соотношении

5:1 и экстрагируют 5 с при 400 С.

Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу 52,2%.

Сбразовавшнйся жидкий продукт дистиллируют на следующие фракции: с т. кип. до 500 С 43%, выше 500 С 57%@

Теплотворнаяспособность жидкого продук-, та 8050 ккал/кг.

Пример 11. B автоклав загружают навеску лигнина 4 r и 12 г смеси изопропилового спирта с водой в соотношении 10:1 и экстрагируют 5 с при 400 С. о

Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу 98,8%.

Образовавшийся жидкий продукт дистиллирукл на следуюшие фракции: с т. кип. до 500 С 53%, выше 500 С 47%.-, Теплотворная способность жидкого продукта 93000 ккал/кг, Пример 12. В автоклав загружа от навеску лигнина 4 г и 12 r смеси изОпропилОВОГО спирта с ВОДОЙ В сООтно шенин 5:1 и экстрагируют 5 с при 400пС.

Степень конверсии лигнина в расчете на органическую массу 85,5%.

ОбразоВаВшийся жидкий прОдукт дистиллируют на следуюшне фракции: с т. кип. до 500 С 50,3%, выше 600 С 49,7%.

Теплотворная способность жидкого продукта

9250 ккал/кг.

Результаты других опытов по ожижению технического лигнина приведены в таблице.

997441

Продолжение таблицы

2!1

81,0

ВЭ,О

375

85 1

82,0

73,6

400

425

91,7

85,2

Э:2

83,0

76,4

Э75

83,3

400

73,3

89,4

87,2

84,1, 425

94,8

98,0

98,0

9S 1

425

98,5

94,3

94,3

2:1

96,3

425

97,2

94,0

392

94,1

97,0

96,2

425

96,8

99,0

98,0

375

99,1

99,0

99,0

400

Э:1

99,3

99,2

99,0

425

99,0

98,5

97,3

3.75

Этиловый мирт

Изопрощиаовый спирт

390

375 390, 375р

Э90

71,0

88,5

70,8

88,4

70,5

87,8

94,8

94,8

94,2

94,3

97,5

97,4

97,2

97,3

997441

99,0

99,0

99,0

2:1

400

425

99,0

99,1

99,0

98,2

99,0

96,4 99,0

3:2. 98,8

98,0

400

99,0

99,0

99,0

S2,0

59,0

58,0

375

67,0

69,3

62,3

400

70,4

70,3

70,2

425

56,0

67,1

66,2

375

68,0

7S,1

73,7

400

75,2

75,0

74,0

77,6

76,0

68,0

375

2:1

78,0

78,0

77,8

400

80,3

80,3

425

Смесь метипового спирта с водой (3:1) 2:1

Смесь этилового спирта с водой (3:1) 2:1

СМесь иэопропщповжо спирта с водой (3!1) Продолжение таблицы

Составитель

Редактор 3.Бородкина, Техред M. Tenep

Корректор С. Черни

Заказ 8087/3 Тираж 503 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская- наб., д. 4/5

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

9 997441 10

Из данных, приведенных в примерах воляет добиться высокой степени конвер и таблице, следуе что термоэкстрак- сии лигнина, получить значительное колиция технического лигнина низшими алифа- чество жидкого продукта с высокой теплотическими спиртами и их смесями с водой ° творной способностью, который может быть при температуре выше критической поз- 5 использован в качестве котельного топлива.