Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_6007
.pdf
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_287381.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=287381&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB287381A
[]
[Второе издание.] ]
1
ПАТЕНТ
СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявки: декабрь. 4, 1926. № 19619 J27.
1 - 11 февраля. 21, 1927. № 4342127.
11 11 18 мая 1927 года. № 13419/27.
«Один полный левый»: сентябрь. 22, 11927.
Полный текст принят к публикации: 5 марта 1928 года.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
№ 19619, 1027 г. н.э.
Усовершенствования в процессе дистилляции углеродсодержащих материалов или связанные с ним.
Мы, Харальд Нийельсен, инженер-строитель, подданный короля Дании, проживающий по адресу: 13, Фирс
Авеню, Масвелл Хилл, обнаружили, что это трудноокисляемый материал, который в значительной степени
снижает его горючесть, а также реакционную способность. Также крайне важно, чтобы ERRATA.
Спецификация № 287,381. (2-е издание).
Страница 4, строка 72, вместо «be also» читать «also be». Страница 11, строка 102, вместо «5» читать «R6».
Патентное ведомство, 16 августа 1928 г.
Д Г 1424. 125 H1 H как можно больше.
Мы обнаружили, что для получения свободно горящего твердого углеродистого остатка крайне важно удалять
летучие масла из реторты без растрескивания, поскольку в противном случае на твердом материале
осаждается графитовый углерод, покрывающий микро- и субмикроскопические клетки и клеточные стенки
высоконепроницаемой углеродной пленкой, которая [Цена 1 /-] в предварительном растворе содержит
достаточное количество окисляющих компонентов, свободного кислорода и тому подобного в такой степени,
что это предотвратит плавление и агломерацию.
Предварительная обработка может заключаться в сушке и/или предварительном нагреве угля или
углеродистого материала в так называемой угольной сушилке, роторной или иной. В ходе этих операций
углеродистый материал подвергается воздействию горячего газа, например, w 287,381 [Второе издание. ]
СПЕЦИФИКАЦИЯ ПАТЕНТА
Дата подачи заявки: декабрь. 4, 1926. № 19619/27. 28' Февраль. 21, 1927. № 4842127.
18 мая 1927 года. № 13,410127.
Один полный левый: сентябрь. 22) 11927.
Корнплете. Принято к публикации: 5 марта 1928 г.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 19619, A.iD. 1927.
Усовершенствования в процессе дистилляции углеродсодержащих лютериальных соединений или связанные
с ним.
Мы, Иэнальд Нильсен, инженер-строитель, подданный короля Дании, проживающий по адресу: Фирс-авеню,
13, Масвелл-Хилл, графство Лондон, и Брайан Лэйнг, директор компании, подданный короля Великобритании,
проживающий по адресу: Виктория-стрит, 100, Вестминстер, графство Лондон, настоящим заявляем, что
сущность данного изобретения заключается в следующем:
Настоящее изобретение относится к процессам перегонки углеродсодержащих материалов, в которых
перегонная среда, такая как вода, генераторный газ или газ сгорания (при необходимости перегретый),
пропускается через аппарат, например, реторту, находящийся в непосредственном контакте с твердыми
углеродсодержащими материалами и в противоточном направлении к ним, так что так называемая явная
теплота перегонной среды используется для отгонки содержащихся в ней летучих и конденсируемых масел.
Согласно настоящему изобретению, температурные зоны по всей длине реторты градуированы или
регулируются таким образом, чтобы указанные масла отгонялись при температурах, при которых они
испаряются, а затем отводились из аппарата в одном направлении вместе с нагревательной средой либо с
одного конца, либо в разных точках по всей его длине и при температурах, при которых не может произойти
крекинг, в то время как объем инертного газа, теплота которого используется в качестве перегонной среды,
регулируется таким образом, чтобы максимально снизить давление паров испаряемых масел.
Мы обнаружили, что для получения свободно горящего твердого углеродистого остатка крайне важно удалять
летучие масла из реторты без растрескивания, поскольку в противном случае на твердом материале
осаждается графитовый углерод, покрывающий микроскопические и субмикроскопические клетки и стенки
клеток высоконепроницаемой углеродной пленкой, которая трудно окисляется и которая в значительной
степени снижает готовность к горению, а также реакционную способность получаемого топлива. Также крайне
важно, чтобы маслосодержащие и летучие компоненты удалялись из твердого материала при как можно
более низкой температуре, то есть при температурах от 185°C до 580°C. Мы обнаружили, что твердый
остаток, полученный в результате данного процесса, может сжигаться в открытых бытовых каминах и
воспламеняется легче, чем обычный полукокс, получаемый любым из обычных процессов
низкотемпературной дистилляции, и гораздо легче воспламеняется, чем обычный газовый кокс или кокс для
газовых печей.
Это свойство твердого углеродистого остатка, полученного в результате вышеописанного процесса,
по-видимому, обусловлено тем, что исходная структура ячейки 65 исходного материала остается
неповрежденной, и предотвращается осаждение инертной углеродной пленки на остаточном топливе, при
этом сохраняется тонкость стенок ячейки, так что очень большая поверхностная поверхность становится
доступной для воздействия кислорода как в связанном, так и в свободном состоянии.
Мы также обнаружили, что плавкий или коксующийся уголь, который при перегонке проходит через так
называемое пластичное состояние, может обладать той же степенью реакционной способности и т. д., что и
так называемый некоксующийся уголь, то есть, может сохранять свою первоначальную клеточную структуру
путем предварительной термической обработки газами, содержащими достаточное количество окисляющих
компонентов, свободного кислорода и тому подобного в такой степени, которая предотвратит плавление и
агломерацию.
Предварительная обработка может заключаться в сушке и/или предварительном нагреве угля или
углеродистого материала в так называемой угольной сушилке, роторной или иной. В ходе этих операций
углеродистый материал подвергается воздействию горячего газа, например, продуктов сгорания, содержащих
определенный процент свободного кислорода, достаточный для окисления некоторых так называемых
коксовых компонентов до желаемой степени S и, таким образом, влияния на их коксовую способность.
Например, при осуществлении настоящего процесса битуминозный уголь перегоняли с помощью инертной
газообразной среды в вращающейся реторте, подобной той, что описана в наших предыдущих патентах №№.
162,459, 192,515, 207,623, 212,961, 223,3002, 227,880 и 243 857, причем содержание летучих веществ в сыром
угле составляло 300%. Было замечено, что нефть начала отгоняться при 2100 °C вместе с небольшим
объемом газа, а при 5700 °C все углеводороды, содержащие нефть или способные к конденсации, были
удалены из материала, подвергавшегося перегонке.
Количество продукции, полученной из тонны сырья при данной температуре (5700 °C), составило:
галлонов нефти.
галлонов аммиачного раствора.
2500 кубических футов газа.
Содержание летучих веществ, все еще присутствующих в твердом материале, было снижено до 10%.
Микроскопические исследования показали отсутствие отложений графитового углерода.
Также было установлено, что, поскольку крекинг не происходил из-за того, что масло, выделяющее летучие
компоненты, уносилось однонаправленно с нагревающими газами, было получено первичное масло,
содержащее большой процент более ценных высококипящих фракций или смазочных масел, богатых
водородом, то есть масло смазочных свойств, которое при нормальных температурах, т.е. от 12°C до 18°C,
имеет так называемый статический коэффициент трения от 0,1 до 0,185.
Поскольку получаемое топливо чрезвычайно реакционноспособно и легко окисляется либо свободным
кислородом, либо связанным кислородом, присутствующим в металлических рудах, таких как оксиды железа
или меди, или в паре, оно имеет большую ценность для бытового использования или промышленных
процессов, чем сравнительно нереактивный углеродный материал, который до сих пор использовался лишь с
незначительным успехом.
Полученный кокс имеет рыхлую структуру и после измельчения, благодаря высокой реакционной способности
и способности к легкому горению, идеально подходит для использования в качестве порошкообразного
топлива.
Подходящей формой аппарата является длинная вращающаяся реторта, которая может быть изготовлена из
металла или металла с огнеупорной облицовкой и содержать полукруглые перегородки из металла или
огнеупорного материала, которые выступают внутрь из диаметрально противоположных точек корпуса
реторты на соответствующих расстояниях друг от друга по всей его длине, как в спецификации №.
212,961, Вместе, при желании, с одной или несколькими перегородками, расположенными по диаметру
реторты, как указано в Спецификации №.
202,7308. Инертный или относительно инертный газ может представлять собой продукты сгорания или,
предпочтительно, генераторный газ или водяной газ, который, поскольку он образуется в генераторе,
отгоняется от него и, после необходимого перегрева, пропускается через близлежащую вращающуюся
реторту, находящуюся в непосредственном контакте с углеродсодержащими материалами, с целью
использования его так называемой явной теплоты для отгонки при низких или умеренных температурах из
исходных углеродсодержащих материалов, проходящих через реторту, содержащих летучие и
конденсируемые масла; при этом инертный нагревающий газ, содержащий летучие масла, впоследствии
пропускается через конденсаторы, скрубберы, маслопромывочные устройства и т. д., с целью конденсации и
извлечения в жидкой форме указанных конденсируемых масел. Так называемый «отфильтрованный» газ,
представляющий собой смесь реторты и воды или генераторного газа, остающегося после конденсации
масел, является насыщенным газом, пригодным для целей освещения, но при желании отфильтрованный газ
может быть использован после перегрева в качестве дистилляционной среды и рециркулирован через
реторту в непосредственном контакте с обрабатываемыми в ней углеродистыми материалами.
Дата: 23 июля 1927 года.
Компания HASELTINE, LAKE & Co., расположенная по адресу: Southampton Buildings, 28, Лондон, Англия, и
West 44th Street, 19-295, Нью-Йорк, США, является агентом заявителей.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 4842, 1927 г.
Усовершенствования в процессе дистилляции твердых углеродистых материалов или относящиеся к нему.
Мы, Х. Анал Нильсери, подданный Масвелл-Хилла, графство Лондон, король Дании, проживающий по адресу:
13, Фирс-авеню, гражданский инженер, и Б. Р. А. Лэйнг, подданный № 287 381, согласно одной из
особенностей настоящего изобретения, объем газа, используемого для целей дистилляции, имеет такую
величину (например, от 35 000 до 100 000 кубических футов), что парциальное давление паров или так
называемое парциальное давление наиболее тяжелых нефтяных фракций, присутствующих в углеродистых
материалах, снижается достаточно, чтобы позволить таким маслам высвобождаться в парообразном виде из
углеродистых материалов при температурах, не превышающих 4500–500 °C. 50 Например, было установлено,
что, осуществляя процесс указанным выше способом, можно получить из битуминозного угля нейтральное
масло, значительно более богатое водородом, чем то, которое можно получить другими 55 методами
дистилляции угля, а также смазочные основы с удельной плотностью выше, чем у воды. В результате
внутреннего нагрева среднемассового битуминозного угля с помощью водяного газа, который был приведен в
прямой контакт с углем и подавался в противоположном направлении, при этом объем газа, используемого
для дистилляции, составлял порядка 55 000 кубических футов и поступал в реторту при температуре 7500 °C
и давлении 1, измеренном по водяному манометру, было получено нейтральное масло, обладающее
следующими характерными свойствами:
Содержание водорода по массе составляло от 9,5% до 11,5%, тяжелые смазочные основы, содержащие
более 9% водорода по массе и имеющие удельную плотность от 0,95 до 1,080 при 150 °C. Общий выход
дистиллятов из битуминозного угля, обработанного данным процессом после фракционной перегонки и
рафинирования, был следующим:
Представитель Королевского колледжа Великобритании, проживающий по адресу: Виктория-стрит, 100,
Вестминстер, графство Лондон, настоящим заявляет, что сущность данного изобретения заключается в
следующем: Данное изобретение относится к способу дистилляции твердых углеродсодержащих материалов
с использованием инертной теплоносителя, такого как пар, продукты сгорания, вода или генераторный газ,
подобного описанному в нашей находящейся на рассмотрении патентной заявке №.
6337 от 1926 г. (Серийный номер 276407). В процессах такого рода инертная теплоносительная среда, после
перегрева, если необходимо, пропускается через аппарат, такой как вращающаяся реторта, находящаяся в
непосредственном контакте с исходными углеродсодержащими материалами и навстречу им, так что ее так
называемая явная теплота используется для отгонки при низких или умеренных температурах летучих и
конденсируемых масел, содержащихся в углеродсодержащих материалах, при этом инертный
теплоносительный газ, содержащий летучие масла, впоследствии пропускается через конденсаторы,
скрубберы, маслопромывочные устройства и т. д., с целью извлечения указанных конденсируемых масел в
жидком виде.
Мы обнаружили, что при условии обработки углеродсодержащих материалов таким образом и использования
достаточного количества или объема инертного нагревательного газа, способного передавать в виде явной
теплоты все тепловые потребности процесса дистилляции, можно путем точного регулирования температуры
получить выход как более легких, так и более тяжелых масел, обладающих свойствами и составом, ранее
недостижимыми при низкотемпературных процессах дистилляции. С этой целью, а именно: нефтяной эфир,
нефтяной нафта, нефтяной бензол, керосин, смазочные масла, парафин, Б. П.
70- 900 90-1200 120-1500 150-3000 300-4200 М. П.
45- 650 Согласно еще одной особенности настоящего изобретения, контролируемый объем свободного
кислорода добавляется к инертным нагревательным газам или к комбинированным газам реторты и
нагревательных газов до, во время или после того, как они были приведены в контакт с твердым
углеродистым материалом, подвергающимся дистилляции, с целью полимеризации или облегчения
полимеризации смолистых веществ, до конденсации или во время конденсации, когда масла все еще
полностью или частично находятся в парообразном состоянии. Мы обнаружили, что при добавлении
определенного количества кислорода к дистилляционным газам или к парам масла (C5H12--C0H14)
(06H147-C8H18) (C8H18-C9gH20) (C9'H20--C17HE36) (C18H38--C21H44) (C'22Ei496C32H66) 3,0% 3,0% 6,0%
40,0% 30,0% 4,0% (например, приблизительно от 3% до 7% кислорода), масла, полученные после
фракционной дистилляции и очистки первичного продукта, более стабильны и дольше сохраняют свой цвет и
ценные свойства, чем другие масла, в которых полимеризация происходит только после очистки или после
длительного хранения.
Дата: 21 февраля 1927 года.
IIASELTINE, LAKE & Co., 28, Southampton Buildings, Лондон, Англия, и 15, Park-Row, Нью-Йорк, США, агенты
заявителей.
287,381 4 287,381 - ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
№ 13410, 1927 г. н.э.
Усовершенствования в процессе дистилляции твердых углеродсодержащих материалов или относящиеся к
нему.
Мы, ИАРАЛЬД НИЛЬС, подданный короля Дании, проживающий по адресу: Фирс-авеню, 13, Масвелл,
графство Лондон, гражданский инженер, и БРАТ ЯН ЛЕЙНГ, подданный короля Великобритании,
проживающий в Йорк-Мэншн, Петти-Франс, Вестминстер, графство Лондон, настоящим заявляем, что
сущность данного изобретения заключается в следующем:
Данное изобретение относится к дистилляции твердых углеродсодержащих материалов, таких как уголь,
лигнит, бурый уголь, торф, древесина, сланец и тому подобное, и, в частности, к процессам дистилляции, в
которых газообразная дистилляционная среда находится в непосредственном контакте с обрабатываемым
материалом.
Для перегонки углеродистых материалов с целью извлечения нефти хорошо известно количество тепла,
необходимое на единицу веса для осуществления необходимых тепловых изменений, которое варьируется от
1 до 300 кг. кал. на кг сухого угля. Однако, если проанализировать или рассчитать эту величину, становится
очевидно, что количество тепла, необходимое для проникновения от периферии к центру каждой частицы или
куска угля, или через любую толщину топливного слоя, чтобы вызвать необходимые тепловые изменения,
фактически зависит от следующих основных факторов или соображений: (1) средняя разница температур,
существующая на любом этапе процесса нагрева между теплоносителем и обрабатываемым материалом; (2)
общая площадь поверхности материала, подверженного воздействию нагревающих газов; (3) коэффициент
теплопередачи, включающий временной фактор; и (4) расстояние, на которое должно проникнуть тепло.
Следовательно, общая совершаемая тепловая работа является функцией этих четырех факторов.
Однако, поскольку масляные пары очень чувствительны к температурам выше тех, при которых они
выделяются из углеродистого материала, необходимо, чтобы, если следует избежать крекинга или
разложения указанных паров, эти пары после выделения при определенной температуре, при которой они
образуются, не попадали в зоны с более высокими температурами и не контактировали с сильно нагретыми
поверхностями, поскольку, если происходит крекинг, выход масел снижается, а полученные в результате
процесса тяжелые масла непригодны для смазочных целей. Для уменьшения или устранения растрескивания
необходимо изменить один или несколько из четырех вышеупомянутых факторов, но это должно быть
сделано таким образом, чтобы общая совершаемая тепловая работа оставалась неизменной. Например,
площадь поверхности, подверженной воздействию нагревающих газов или теплоносителя, может быть
увеличена за счет очень мелкого измельчения угля, так что расстояние, на которое тепло должно пройти от
центра к периферии каждой угольной частицы, значительно уменьшается, но в таких случаях необходимо
также принимать определенные меры предосторожности, такие как использование устройств для
перемешивания и взбалтывания, чтобы поддерживать топливо в виде тонких слоев и предотвращать
образование плотного или толстого слоя материала.
Однако не всегда целесообразно измельчать уголь, подлежащий перегонке, особенно так называемый
некоксующийся уголь, который не образует комков, и в таких случаях временной фактор может увеличиться.
Однако по практическим соображениям возможно лишь незначительное сокращение временного фактора,
поскольку существенное снижение скорости нагрева не только уменьшает производительность аппарата и
увеличивает стоимость процесса, но и негативно сказывается на свойствах получаемого кокса. Кроме того,
при работе с так называемыми коксующимися углями, которые агломерируются и образуют крупные куски при
нагревании, становится ясно, что, хотя они и были помещены в перегонный аппарат в виде мелкого порошка,
такая агломерация приведет к значительному увеличению расстояния от края до центра массы.
Настоящее изобретение основано на открытии того, что если разница температур, существующая между
температурой в центре и на внешней стороне куска угля, или его агломерации, или слоя, превышает заданное
значение, то происходит крекинг масляных паров, выделяющихся в центре угольной частицы или куска, или
его агломерации, или плотного слоя топлива, когда пары достигают более горячей поверхности угольной
частицы, агломерации или слоя топлива. Этот факт подтверждается данными, полученными при
использовании внешнего отопления или его комбинации. В случае внутреннего нагрева теплоноситель
предпочтительно движется противотоком к углю и поступает в реторту при температуре 6500 °C, а выходит из
нее при температуре от 1000 °C до 1100 °C.
При условии, что процесс проводится указанным выше способом, то есть таким образом, чтобы разница
температур, превышающая 120–150 °C, между центром и периферией любого угольного куска или частицы
заданного размера или любой заданной толщины топливного слоя не существовала, крекинг нефтяных паров
не происходил, и мы смогли получить из так называемых сырых нефтей, полученных из битуминозного угля,
смазочное масло, по качеству эквивалентное маслу, получаемому из лучших скважинных нефтей.
Определение длины используемой реторты и продолжительности процесса нагрева — это простые расчеты,
которые, естественно, зависят от природы, размера и характеристик перегоняемого материала.
Процесс дистилляции может осуществляться внутри вращающейся реторты с внутренним нагревом, которая
может быть футерована огнеупорным кирпичом и снабжена подъемными полками из металла, огнеупорного
материала или того и другого, при условии, что реторта имеет подходящую форму, включающую
полуцилиндрические вертикально расположенные полки, простирающиеся по диаметру реторты от разных
участков ее периферии, а также, при необходимости, одну или несколько полок, простирающихся вдоль
реторты.
Дата: 18 мая 1927 года.
Дж. Макклири, дипломированный патентный поверенный, Йорк Мэншн, Петти Франс, Вестминстер,
Юго-Западный 1, представитель заявителей.
Это является основной причиной растрескивания, несмотря на другие меры предосторожности, которые могут
быть приняты для его предотвращения, и мы обнаружили, что главная причина, по которой
высококачественные смазочные масла с высоким содержанием серы до сих пор не были получены в процессе
дистилляции угля, заключается в средней разнице температур, существующей между температурой, которая
преобладает в центре, и температурой, которая существует за пределами поверхности или периферии куска
угля, или между внешней поверхностью и внутренними частями топливного слоя любой заданной толщины.
Согласно настоящему изобретению, процесс дистилляции твердых углеродсодержащих материалов
осуществляется таким образом, что для любого заданного размера частиц или кусков углеродсодержащего
материала или для заданной толщины топливного слоя период или временной фактор дистилляции
контролируется таким образом, чтобы разница температур превышала 1200 °C.
Температура не должна превышать 150°C в диапазоне температур, преобладающих в центре и на периферии
частиц или фрагментов заданного размера, а также в толщине топливного слоя. Например, при перегонке
битуминозного каменного угля с размером частиц менее 2 дюймов в сетке или кубе, мы обнаружили, что для
поддержания разницы температур в 100 °C между температурой внутри и снаружи угольных частиц
продолжительность перегонки должна составлять около двух часов. Сырой уголь поступает в реторту при
температуре 150 °C, если он предварительно нагрет и/или высушен, или при 15 °C, если он не нагрет, а
твердый остаток после перегонки выходит из реторты при температуре 550 °C.
В качестве теплоносителя, который может представлять собой продукты сгорания, генераторный газ, водяной
газ или любой нагретый и инертный или относительно инертный газ, предпочтительно подводят его в прямой
контакт с углеродсодержащим материалом. ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в процессе дистилляции твердых углеродсодержащих материалов или относящиеся к
нему.
Мы, Хараилд Нильсен, подданный короля Дании, проживающий по адресу: Фирс-авеню, 13, Масвелл-Килл,
графство Лондон, гражданский инженер, и Брэвин Лейнгл, подданный короля Великобритании, проживающий
в Йорк-Мэншн, Петти-Франс, ранее по адресу: Виктория-стрит, 100, Вестминстер, графство Лондон,
настоящим заявляем о характере данного изобретения и о том, каким образом оно должно быть реализовано,
что будет подробно описано и установлено в следующем заявлении:
Данное изобретение относится к дистилляции твердых углеродсодержащих материалов, таких как уголь,
лигнит, бурый уголь, торф, древесина, сланец и тому подобное, с выделением побочных продуктов.
Для перегонки углеродистых материалов с целью добычи нефти хорошо известно количество тепла,
необходимое на единицу массы в 100 единиц для осуществления необходимых тепловых изменений, и оно
варьируется от 200 до 300 килограммовых калорий на килограмм сухого угля. Однако, если проанализировать
или расшифровать эту цифру 287,381 j i i i i, становится очевидно, что количество тепла, необходимое для
проникновения за определенное время от периферии к центру каждой частицы или куска угля или через
любую толщину топливного слоя для осуществления необходимых тепловых изменений, фактически зависит
от следующих основных факторов или соображений: (1) средняя разница температур, существующая на
любом этапе процесса нагрева между теплоносителем и обрабатываемым материалом; (2) общая площадь
поверхности материала, подверженного воздействию нагревающих газов; (3) коэффициент теплопередачи,
включающий временной фактор; и (4) расстояние, на которое должно проникнуть тепло.
Следовательно, общая совершаемая тепловая работа является функцией этих четырех факторов. Однако,
поскольку масляные пары очень чувствительны к температурам выше тех, при которых они выделяются из
углеродистого материала, необходимо, чтобы для уменьшения или практически полного исключения крекинга
или разложения указанных паров, чтобы пары, после выделения при определенной температуре, при которой
они образуются, не попадали в зоны с более высокими температурами или не контактировали с сильно
нагретыми поверхностями, поскольку, если происходит крекинг в какой-либо степени, выход масел снижается,
а полученные в результате процесса тяжелые масла непригодны для смазочных целей. Для уменьшения или
устранения растрескивания мы обнаружили, что необходимо изменить один или несколько из четырех
вышеупомянутых факторов, но это должно быть сделано таким образом, чтобы общая совершаемая тепловая
работа оставалась неизменной. Например, площадь поверхности, подверженной воздействию нагревающих
газов или теплоносителя, может быть увеличена за счет очень мелкого измельчения угля, так что расстояние,
на которое тепло должно пройти от центра к периферии каждой угольной частицы, значительно уменьшится.
Однако в таких случаях необходимо также принимать специальные меры предосторожности, такие как
использование перемешивающих устройств, чтобы поддерживать топливо в виде тонких слоев и
предотвращать образование плотного или толстого слоя материала.
Однако не всегда целесообразно измельчать уголь, который необходимо перегнать, особенно так
называемый некоксующийся уголь, который не агломерируется, и в таких случаях временной фактор может
увеличиться. Однако по практическим соображениям возможно лишь незначительное сокращение временного
фактора, поскольку существенное снижение скорости нагрева приводит не только к уменьшению
производительности аппарата и увеличению стоимости процесса, но и к ухудшению свойств получаемого
кокса.
Кроме того, при работе с так называемыми коксующимися углями, которые агломерируются и образуют
крупные куски при нагревании, становится ясно, что, хотя они и были помещены в перегонный аппарат в виде
мелкого порошка, такая агломерация приведет к значительному увеличению расстояния от края до центра
массы.
Одна из особенностей настоящего изобретения основана на открытии того, что если разница температур
между температурой в центре и на внешней стороне куска угля, его агломерации или слоя превышает
заданное значение, то происходит крекинг масляных паров, выделяющихся в центре угольной частицы или
кусков, их агломерации или плотного слоя топлива, когда пары достигают более горячей внешней
поверхности угольной частицы, агломерации или слоя топлива. Мы считаем, что этот факт является основной
причиной чрезмерного растрескивания, несмотря на другие меры предосторожности, которые могут быть
приняты для его предотвращения, и мы обнаружили, что главная причина, по которой высококачественные
смазочные масла до сих пор не были получены с помощью процессов дистилляции угля, заключается в том,
что как временной фактор, так и средняя разница температур, существующая между температурой в центре и
температурой на поверхности или периферии куска угля, или же между внешней поверхностью и внутренними
частями топливного слоя любой заданной толщины, не контролировались должным образом, чтобы
обеспечить получение первичного масла, богатого водородом, из которого можно получить
высококачественное смазочное масло.
В соответствии с этой особенностью настоящего изобретения 105 процесс дистилляции твердых
углеродсодержащих материалов осуществляется таким образом, что для любого подходящего размера
частиц или кусков углеродсодержащего материала или для подходящей толщины топливного слоя период или
временной фактор дистилляции контролируется таким образом, что на любой стадии процесса дистилляции
не допускается разница температур, превышающая 1200–150 °C, но предпочтительно порядка 1000–1200 °C,
между температурами, преобладающими в центре и на периферии частиц или кусков заданного размера или
любой заданной толщины топливного слоя. Например, при перегонке битумного 120
Для черного угля размером менее 2 дюймов (сетка или кубик) мы обнаружили, что для поддержания разницы
температур приблизительно в 100° между температурами, преобладающими внутри и снаружи угольных
частиц, продолжительность периода дистилляции должна составлять около двух часов; сырой уголь, после
предварительной обработки предварительным нагревом или сушкой, подается в дистилляционный аппарат с
градиентом температуры, например, путем пропускания нагревающих газов при более высоких или более
низких температурах в зависимости от необходимости, что позволяет избежать перегрева материала. Также
может быть предусмотрено устройство 70 для отвода выделяющихся паров при температуре, близкой к
температуре их выделения, или для предотвращения их попадания, например, путем отвода их
однонаправленно с нагревающими газами 75 и противоточно по отношению к твердому материалу, в более
горячие зоны, где может произойти растрескивание, при этом также должны быть приняты меры
предосторожности для предотвращения этого.
перемещаясь в более холодные зоны, где может происходить конденсация.
Еще одна особенность настоящего изобретения относится к процессам перегонки углеродсодержащих
материалов, в которых перегонная среда, такая как вода, генераторный газ или газ сгорания (при
необходимости перегретый), пропускается через аппарат, например, вращающуюся реторту,
непосредственно контактирующую с твердыми углеродсодержащими материалами и находящуюся в
противотоке к ним, так что так называемая явная теплота перегонной среды используется для отгонки
содержащихся в ней летучих и конденсируемых масел, а инертный нагревающий газ, содержащий летучие
масла, впоследствии пропускается через конденсаторы, скрубберы, маслопромывочные устройства и т. д., с
целью извлечения указанных конденсируемых масел в жидкой форме.
Согласно этой особенности настоящего изобретения 100, температурные зоны по всей длине реторты
градуированы или регулируются таким образом, чтобы указанные масла отгонялись при температурах, при
которых они испаряются, а затем отводились 105 из аппарата однонаправленным потоком вместе с
нагревательной средой либо с одного конца, либо в разных точках по всей его длине и при температурах, при
которых не может произойти чрезмерное крекирование, в то время как объем 110 инертного газа, теплота
которого используется в качестве перегонной среды, регулируется таким образом, чтобы максимально
снизить давление паров испаряемых масел.
Мы обнаружили, что при условии обработки углеродистых материалов таким образом и использования
достаточного количества или объема инертного нагревательного газа для передачи в виде явной теплоты
всех потребностей 120 в процессе дистилляции, можно получить повышенный выход более тяжелых и ценных
масел, а при соблюдении вышеупомянутых мер предосторожности для предотвращения перегрева и
обеспечения точного регулирования температуры 125, также можно получить повышенный выход более
тяжелых масел с высокой вязкостью, причем как более легкие, так и более тяжелые масла, полученные этим
процессом, обладают свойствами и составом, которые до сих пор сохранялись в реторте при температуре
1500 °C.
а твердый остаток после дистилляции, выходящий из реторты при температуре 5500 °C. В качестве
теплоносителя, который может представлять собой генераторный газ, водяной газ, любой нагретый инертный
или относительно инертный газ или продукты сгорания, предпочтительно приводится материал в прямой
контакт с углеродистым материалом, хотя может использоваться и внешний нагрев, или комбинация
внутреннего и внешнего нагрева. Объем теплоносителя должен обеспечивать передачу в виде явной теплоты
необходимого количества тепловых единиц для осуществления тепловых изменений в твердом материале в
пределах заданных температурных и временных ограничений. В случае внутреннего нагрева теплоноситель
предпочтительно движется противотоком к углю и может поступать в реторту при температуре
приблизительно 6500 °C и выходить из нее при температуре приблизительно 1000–1100 °C. В случае
внешнего нагрева температура нагревающих газов постепенно повышается от точки поступления
углеродистого материала в реторту до ее выхода, и предпочтительно предусматриваются устройства для
перемешивания или взбалтывания, с помощью которых материал поддерживается в постоянном движении и в
виде тонких слоев, что способствует равномерному нагреву и позволяет удалять пары и газы при
температурах, при которых они выделяются, не переходя в более горячие зоны, а также предотвращает
перегрев частиц угля из-за длительного контакта с нагретым снаружи металлом или кирпичной кладкой
реторты.
При условии, что процесс проводится указанным выше способом, то есть таким образом, чтобы разница
температур, превышающая 1500 °C, не существовала между центром и периферией куска или частицы угля
любого заданного размера или любой заданной толщины топливного слоя, чрезмерное и нежелательное
крекинг нефтяных паров не происходило, и мы смогли получить из так называемых сырых нефтей,
получаемых в результате дистилляции битуминозного угля, смазочное масло, по качеству эквивалентное
тому, которое получают из лучших скважинных нефтей. Определение длины используемой реторты и
продолжительности процесса нагрева являются простыми расчетами и, естественно, варьируются в
зависимости от природы, размера и характеристик перегоняемого материала. В случае ретортов с внешним
нагревом объем и температура газа, необходимые для создания требуемого теплового градиента от входа до
выхода реторты за заданное время, также легко определяются путем увеличения или уменьшения скорости
вращения перемешивающих или мешающих устройств, если таковые используются, или путем изменения
температуры 287,381 7.
получают с помощью низкотемпературных процессов дистилляции. В соответствии с этой особенностью
настоящего изобретения объем газа, используемого для целей дистилляции, имеет такую величину
(например, от 35 000 до 100 000 кубических футов на тонну углеродистого материала), что парциальное
давление паров или так называемое парциальное давление наиболее тяжелых масляных фракций,
присутствующих в углеродистых материалах, снижается достаточно, чтобы позволить таким маслам
высвобождаться в парообразном виде из углеродистых материалов при температурах, не превышающих
приблизительно 4500–550 °C.
При перегонке материалов, содержащих очень большой процент нефти, таких как горючие сланцы или
торбаниты, объем используемой перегонной среды предпочтительно должен быть таким, чтобы после
перегонки материал можно было охладить примерно до 800–100 °C.
без конденсации наиболее тяжелой фракции с самой высокой температурой кипения; другими словами,
объем дистилляционного газа, несущего пары масла, может быть таким большим, что масла не будут
отделяться или конденсироваться внутри дистилляционного аппарата или пылеотсоса при температурах от
800 до 1000 °C.
В общем случае, условия, которые необходимо соблюдать при внутреннем нагреве с помощью инертного
газа, следующие: (1) объем инертного нагревательного газа, хотя и такой, чтобы он переносил через реторту
и обратно пары, выделяющиеся в течение периода дистилляции, не позволяя наиболее тяжелым фракциям
масла достигать так называемой точки росы до тех пор, пока не потребуется фактическая конденсация
конденсируемых летучих продуктов или любой желаемой их фракции, контролируется таким образом, чтобы
парциальное давление летучих масел снижалось, так что наиболее тяжелые фракции масла высвобождаются
в парообразном виде из твердых материалов при температурах, не превышающих приблизительно 4500–5500
°C; и (2) временной фактор и температурный градиент контролируются таким образом, чтобы избежать
разницы температур, превышающей 1500 °C, между температурой, преобладающей в центре и на периферии
материала заданного размера или толщины слоя топлива.
Для поддержания необходимого температурного градиента или увеличения объема W5 нагревающего или
транспортирующего газа на любом этапе термообработки, а также для поддержания любой желаемой
температуры в пылеотсосе или в любом из конденсаторов, на любом этапе процесса к комбинированным
нагревающим и ретортовым газам или парам могут подаваться дополнительные объемы газов с желаемыми
температурами, или же на любом конкретном этапе процесса может применяться теплоноситель или
охлаждающая среда по мере необходимости. Например, реторта, используемая для проведения процесса
дистилляции, может быть того типа, который описан в описании нашего патента № 243857.
Мы также обнаружили, что, контролируя температурный градиент таким образом, чтобы наиболее тяжелые
нефтяные фракции высвобождались в парообразной форме из углеродистых материалов при температурах,
не превышающих 450-550 °C, коксование или агломерация твердых материалов не происходят в той же
степени, как при любом обычном процессе или дистилляции. Например, при перегонке эстонского сланца,
который при обычной обработке плавится до полужидкого или смолистого состояния, мы обнаружили, что
после выделения и удаления паров масла углеродистый остаток выгружается из реторты в твердом виде,
причем кусочки имеют форму и размер, близкие к тем, в которых они были первоначально загружены в
реторту, то есть агломерации не наблюдалось, и отдельные кусочки сохранили свой первоначальный размер
и форму практически без изменений. Таким образом, можно предположить, что благодаря большому объему
Соседние файлы в папке патенты