Переработка горючих сланцев с получением химических продуктов

• Автор: Усова, Татьяна Валентиновна
• Шифр специальности: 02.00.13, 07.00.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ИЗУЧЕНИЕ ГАЗИФИКАЦИИ ГОРЮЧИХ СЛАНЦЕВ

1.1. Газификация горючих сланцев без использования катализатора.

1.2. Каталитическая конверсия горючих сланцев.

ГЛАВА II. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ СЛАНЦЕВОГО ДЕЛА В РОССИИ

2.1. Начало исследовательских работ по изучению горючих сланцев России

2.2. Возникновение сланцеперерабатывающих предприятий.

2.3. Развитие технологии сланцепереработки в СССР в гг

ГЛАВА III. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ

СЛАНЦЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕГО I ПРОИЗВОДСТВА

3.1. Добыча горючих сланцев.
3.2. Экологические проблемы сланцеэнергетики
3.3. Экологические проблемы термической переработки горючих сланцев
3.4. Использование минеральной части горючих сланцев.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Термическое разложение керогена горючих сланцев сложный химический процесс, сопровождающийся выделением газов, содержащих значительные количества СО, С, Н, СН4, Н, а также смолы смеси различных по составу органических продуктов. Такое разнообразие продуктов, получаемых при термической переработке горючих сланцев, создаст трудности в установлении общих закономерностей их пиролиза, его механизма и кинетики 3. Протекающие в процессе пиролиза горючих сланцев реакции крекинга и коксования, понижающие выход смолы, зависят от скорости нагрева, температуры, конструкции реактора, состава газовой среды водяной пар, азот, водород, а также времени нахождения продуктов пиролиза в реакторе. Характер разрушения химических связей при термическом разложении в значительной степени зависит от скорости нагрева. При увеличении скорости нагрева деструкция ускоряется, но темп роста деструктивных превращений отстает от темпа роста температуры, поэтому сдвигается в область более высоких температур, что также приводит к снижению выхода смолы и повышению выхода газообразных продуктов. Протекание реакций крекинга и коксования можно свести к минимуму с понижением температуры и уменьшением времени нахождения смолы в рабочей зоне реактора. Парогазовое дутье или понижение давления также снижают степень коксования при медленном нагреве. Использование водяного пара позволяет увеличить выход смолы по сравнению с обычным пиролизом, более того при использовании водяного пара меняется состав получаемой смолы, в частности, в продуктах увеличивается содержание алифатических углеводородов 4. Вода также является ингибитором коксования гетероатомных соединений 5. В работе был исследован процесс термолиза горючих сланцев Кашпирского и Ленинградского месторождений с определением температуры, при которой достигается максимальный выход газов. В целях повышения эффективности процесса введена стадия каталитической конверсии. Использовали ЫЮ катализатор, нанесенный на носитель Ка1а1со 4. В ходе опыта катализатор сульфидируется. Для проведения эксперимента использовались образцы кашпирских и ленинградских горючих сланцев. Отличительной особенностью волжских сланцев является высокое содержание серы от 2 до 6 , большая часть которой входит в состав органической части. Горючие сланцы Кашпирского месторождения, вследствие большого содержания сернистых соединений, обладают уникальным составом и могут служить сырьем для получения ценных гомологов тиофена. Основные характеристики исследуемых образцов горючих сланцев приведены в табл. Таблица 1. Влажность, мае. Содержание на сухое вещество, мае. Серы общей , мае. Химический состав зольной части, мае. Кашпирского и Ленинградского месторождений в лабораторном реакторе без катализатора в условиях быстрого нагрева Смин с до 0, 0, 0 и 0 С в токе водяного пара. Для каждой температуры продолжительность опыта составляла мин. Использовали фракцию сланца 24 мм массой г, для чего сланец измельчали и рассеивали на сите. Для термической переработки горючих сланцев при атмосферном давлении был использован прямоточный кварцевый реактор 8 внутренний диаметр мм, высота 0 мм рис. Подогрев реактора осуществлялся с помощью внешней электрической печи и регулировался милливольтметром 6, соединенным с термопарой 7. В качества газатеплоносителя применяли водяной пар, образующийся при подаче воды в испаритель 3. Вода подавалась насосом i 2 со скоростью 1,3 млмин. По окончании опыта подача пара прекращалась. Газ и конденсирующиеся пары проходили через абсорбер , заполненный раствором карбоната калия К2СОз с добавлением фенолфталеина для поглощения сероводорода из газовой смеси, и собирали в газометре . Рис. Замеряли начальный и конечный объем воды в мерном цилиндре 1 и количество собранного газа. По разности объемов воды в цилиндре и собранного газа в начале и конце опыта определяли количества пропущенной воды в мл и г. Объем полученного газа приводили к нормальным условиям табл. Анализ газов, полученных в результате экспериментов пиролиза и пиролизакатализа, осуществляли с помощью газовой хроматографии в соответствии с ГОСТ 0 7.