Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11178
.pdf
Схемы включения повышающих нагрузок для двигателей регулирования нагрузки 116 и 117 генераторных
установок B и C в точности аналогичны схеме, только что показанной для двигателя 63 генераторной
установки A, поэтому подробное их описание здесь не будет приведено.
В действительности, при работе системы описанные выше действия не обязательно будут иметь место,
поскольку увеличение суммарной нагрузки, инициировавшее описанные выше операции регулирования,
обычным образом привело к пропорциональному увеличению выходной мощности всех генерирующих
установок, что, в свою очередь, нарушило баланс, существовавший при первоначальном значении суммарной
нагрузки, и воздействовало на регуляторы нагрузки установок. Следовательно, первоначально все
регуляторы нагрузки будут иметь тенденцию к тому, чтобы активировать двигатели, регулирующие работу
регулятора, в направлении снижения нагрузки. Однако из-за демпфирующих средств 87 срабатывание
регуляторов от этих начальных импульсов изменения нагрузки может быть отложено до тех пор, пока датчики
управляющего усилия не сработают.
Таким образом, тем временем все датчики управляющей силы быстро приводятся в действие под
воздействием главного управляющего оборудования 36, так что управляющие токи, воздействующие на
регуляторы нагрузки агрегата, вскоре увеличиваются описанным ранее способом. Это увеличение 70
противодействует корректирующему действию по снижению нагрузки, которое первоначально было
установлено регуляторами нагрузки энергоблоков в связи с увеличением спроса на нагрузку, и заставляет
каждый из этих регуляторов осуществлять конкретное включение своего двигателя регулирования нагрузки
75, необходимое для изменения распределения нагрузки между несколькими генерирующими установками в
соответствии с заранее определенным желаемым образом.
При таком включении 80 двигателей, регулирующих нагрузку, воздействуют на соответствующие механизмы
калибровки регуляторов, обеспечивая перераспределение общей нагрузки между несколькими
генерирующими установками, которое определяется относительными изменениями тока управляющей силы,
осуществляемыми передатчиками. Таким образом, в случае блока А двигатель 63 регулирует клапан
первичного двигателя 51 до тех пор, пока выходная мощность генераторного блока не изменится до значения,
при котором 90-градусное нисходящее усилие на сердечнике 68 регулятора нагрузки блока 25 компенсирует
усилие, оказываемое управляющей обмоткой 84 на сердечник 9. Когда это равновесие восстанавливается,
контактный несущий элемент 70 регулятора перемещается в нейтральное положение, показанное на чертеже,
и двигатель 63 обесточивается.
Следует понимать, что аналогичное действие происходит в случае регуляторов 100, 26 и 27 и двигателей
регулирования нагрузки 116 и 117, связанных с генераторными установками B и C соответственно, так что
достигается желаемая перенастройка распределения нагрузки в установке. 1005 [аналогичным образом,
уменьшение общей потребности в нагрузке силовой цепи 18 сначала вызывает практически равномерное или
пропорциональное уменьшение выходной мощности всех генераторных установок A, B и C обычным, хорошо
известным способом. Это общее уменьшение приводит к снижению крутящего момента, создаваемого
элементами баланса Кельвина главного управляющего оборудования 36, так что противодействующая сила,
создаваемая обмоткой 172 элемента баланса тока 1t5, вызывает движение контактного элемента 174 вверх и
его зацепление с контактным элементом 176.
Это замыкает цепь питания двигателя 178, управляющего реостатом, которая проходит от проводника
положительного управления 44 через проводник 200, зацепляя контактные элементы 174 и 176, проводник
235.
обмотки возбуждения и якоря 181 и
182 двигателя 178 и проводников 202 и 25 203 обратно к отрицательному управляющему проводнику t25 45.
Таким образом, под напряжением двигатель 178 вращается в направлении повышения сопротивления,
перемещая контакт 183 реостата 179 вниз (j.yji 414,444) для увеличения эффективного сопротивления
контактов 84, 218 и 219 реостата единичной нагрузки и уменьшения значения тока, при этом цепи питания
этих контактов протекают через обмотку баланса тока 172, обмотки которой были предварительно
прослеживаны.
В ходе исследования цепи, которая была прослежена, было обнаружено уменьшение тока в указанной выше
нагрузке. Эта операция продолжается до тех пор, пока ток, действующий в обмотке 172, не уменьшится до
значения, соответствующего уменьшенной суммарной выходной мощности генератора. В этот момент
контактные элементы, регулирующие двигатели в направлениях понижения нагрузки 174 и 176, отключаются.
В случае регулятора 25 из 75, уменьшение тока, эффективное в генерирующем блоке А, двигатель 63
получает питание, балансировочная обмотка 172 оборудования 36, для вышеуказанного предположения,
через цепь, также эффективную в обмотках 102, 145 и 146, которая простирается от положительного
управления передатчиками управляющей силы и, как проводник 44 через проводники 220, в результате
контактные плечи 282, обмотки якоря и возбуждения 64 80 этих передатчиков смещены в направлении
вращения по часовой стрелке и 6G двигателя 63, проводник 237, так что левые контактные элементы 74 и 72
регулятора 25, а также наборы контактных элементов возвращаются в отрицательное зацепление и
связанный с ним рео-регуляторный проводник 45.
Приводные двигатели 92, 133 и 134, отвечающие за снижение нагрузки, питают цепи двигателей 116 и 85, все
они находятся под напряжением в направлении снижения сопротивления 117, установленном регуляторами
26 и 27. Схема включения точно такая же, как и у двигателя 92 регулятора 30, поэтому подробное описание
проводника положительного управления 44 через них здесь даваться не будет.
Как уже указывалось, такое действие, как описано выше, не обязательно произойдет из-за уменьшения
выходного напряжения всех генераторных установок. В частности, это происходит за счет включения, которое
приводит к снижению общей нагрузки на цепи двигателей 133 и 134, первоначально осуществляемому в
более низких режимах. Поэтому сначала, 95-кратное изменение сопротивления в передатчиках 31, все
регуляторы нагрузки могут стремиться к тому, чтобы быть смещенными в направлении повышения нагрузки,
однако подробного описания их действия здесь не приводится. Таким образом, при включении двигателей 92,
13' и 184, работа которых фактически продолжается до тех пор, пока преобразователь управляющей силы не
переместит контактные элементы 104, 136 и передатчики не успеют сработать.
137 Реостаты передатчика понижают сопротивление. После небольшой задержки эти сопротивления
резисторов 90, 139 и 140 уменьшаются, как уже было объяснено, для восстановления баланса токов,
действующих на нагрузку устройства. Регуляторы 216 и 102, 145 и 146 соответственно воздействуют на
соответствующий регулятор. Для этого условия необходимо включить контактные рычаги двигателя
регулировки нагрузки передатчиков, чтобы изменить распределение нагрузки между несколькими
генерирующими блоками и обеспечить дальнейшую работу реостатных двигателей в соответствии с
заданными параметрами.
производство прекращено. Таким образом, по сути, при включении реостаты регулировки нагрузки
передатчиков 830, 31 и 32, упомянутые двигатели, действуют для перекалибровки всех смещенных вниз в
соответствии с соответствующим управляющим механизмом первичного двигателя, осуществляя смещение
вниз главных управляющих элементов таким образом, чтобы желаемое перераспределение нагрузки
осуществлялось, как было указано ранее, прекращение подачи питания на двигатель. Активное
сопротивление цепи, когда выходы соответствующих генераторных блоков перенастраиваются в
соответствии со значениями, необходимыми для восстановления сбалансированного 120 изменения нагрузки,
для которого заданы новые значения токов балансирующего элемента A, B и C. В соответствии с арендной
платой.
Два описанных выше изменения общей нагрузки, показанные на рис. 6, представляют собой пример того, как
изменение общей нагрузки в зависимости от конкретного номинала резистора 142 будет во время работы
энергосистемы, питающей переменную нагрузку, и, как предполагается, наглядно иллюстрируют 143. В любом
случае, эффект заключается в уменьшении способа распределения нагрузки14.65 тока, действующего в
сбалансированной системе регулирования обмоток, показанной на рис.
Ток, действующий в балансировочных обмотках, приводит к тому, что пружины 260 и 261, соединяющие
нагрузку в соответствии с изменениями в стержневых элементах 262 и 263, воздействуют на общую
потребность, пластины 264 и 265 передатчиков 311 и 265 соответственно. В системе на рис. 6 управляющая
сила 32', соответственно, воздействует на устройство регулирования нагрузки, а нижние края шаблонов 254,
264 и 265 имеют форму, соответствующую кривой, вдоль которой необходимо изменить регулируемый
электрический ток. P - регулировка нагрузки соответствующего генератора. Другие формы управляющей силы
также могут быть использованы для изменения общей нагрузки 1O, используемой в системе данного
изобретения, в соответствии с требованиями. При такой компоновке можно получить эквивалентное
распределение нагрузки, если не учитывать уравновешивающую силу на пульте управления, например,
механическую силу. В варианте осуществления изобретения на генераторном блоке, как показано на фиг. 7
чертежей, может использоваться механическая управляющая сила, позволяющая регулировать нагрузку по
определенной кривой, определяемой формой пластины.
80 На рис. 7 показана энергосистема, являющаяся точной копией изображенной на рис. 1 и 6. Фактическая
конструкция этой механической системы и модификация управляющей силы регулятора распределения
нагрузки могут варьироваться в зависимости от условий. Например, если блоки f, B и C, расположенные
рядом с реостатами 240, 241 и 242, относятся к силовой цепи 18, которая питает переменный роторный тип,
то шаблоны, показанные на рис.
нагрузка. Нагрузочное суммирующее оборудование 36, 7, предназначенное для линейного перемещения,
которое также было подробно описано, может быть заменено кулачками, прикрепленными к реосервам для
управления положением валов управления реостатами, причем эти кулачки 240, 241 и 242 имеют такую
форму, чтобы имитировать желаемую нагрузку 90, а также конкретную настройку кривых реостата 179.
В системе, изображенной на рис. 7, шаблоны преобразователей управляющей силы имеют такую форму, что
они приблизительно соответствуют кривым распределения нагрузки, которые, за исключением наличия
механического элемента с градуированным откликом, аналогичны преобразователям 30, 31 и 32 системы,
изображенной на рис. 6. Реостаты, названные в честь преобразователей управляющей силы 30', 31P и 321,
являются частью системы, изображенной на рис. 5, хотя и будут иметь форму элемента с градуированным
откликом. Понятно, что другие формы распределения нагрузки также могут быть использованы, если это
необходимо. При таком расположении.
Аналогично, регуляторы нагрузки 251, показанные на рис. 7, демонстрируют, что регулирующие регуляторы
261 и 271 аналогичны регуляторам 25, 26 и 27, показанным на рис. 6, за исключением того, что вместо
использования управляющего элемента может быть реализована система, показанная на рис. 6.
Форма магнитного сердечника. В процессе работы системы, показанной на рис. 7, и связанной с ней обмотки
используется механическая пружина. Предположим, что нагрузка на элемент j5, включающий регулируемую
цепь питания натяжения 18, имеет промежуточное значение. Увеличение нагрузки приводит к тому, что
элементы баланса Кельвина, непосредственно связанные с генератором 36, приводят в действие контактный
элемент 174 блока А. Рассматривая сначала регулирующее устройство, регулятор нагрузки блока 251,
соединенный с контактным элементом 175, и, таким образом, осуществляя механическое соединение с
двигателем управления реостата, включающим пружину натяжения 250, соединенную с 178, перенастраивает
реостат 179 в направлении повышения сопротивления, при этом контактный элемент 251 регулятора 251 и
контактный элемент 183 этого реостата перемещаются вверх, передавая сигнал посредством стержневого
элемента.
252, С помощью шаблона 254, как показано на рис. 6, специально разработанного элемента управления,
например, для обеспечения работы преобразователей 301, 31 и 321 в соответствии с характеристиками
эффективности, соответствующими регулировкам их реостатного блока А. Как показано на рис. 7, шаблон 254
механически смещается в горизонтальном направлении в соответствии с изменениями направления реостата
240, 241 и 120, перемещая контактные рычаги этих реостатов вправо, как показано на рисунке, посредством
соответствующего ролика 256, чтобы с помощью этого ролика восстанавливать баланс тока элемента 252
вниз на величину, соответствующую новому состоянию полной нагрузки.
что соответствует величине изменения выходного сигнала шаблонов управления нагрузкой 254,2, которое
желательно, чтобы 264 и 265, будучи механически конгенерирующими блоками, принимали на себя.
Подключенные к реостатам, таким образом, также перемещаются вправо, и соответствующие торцы 261 и 271
снабжены натяжными стержнями 252, 262 и 263, которые оттягиваются вниз на расстояния, определяемые
формой шаблонов. Таким образом, натяжение пружин 250, 260 и 261 соответственно увеличивается, и
нагрузки, воспринимаемые генерирующими установками A, B и C, соответственно корректируются в
соответствии с увеличением натяжения пружин регулятора нагрузки установки.
Аналогичным образом, увеличение нагрузки de-10 mand приводит к тому, что элементы баланса Кельвина
главного управляющего оборудования 36 замыкают контактные элементы 174 и 176, обеспечивая работу
реостата 179 в направлении повышения сопротивления, перемещая контактный элемент 183 реостата вниз в
новое положение. Контактные элементы передающих реостатов 240, 241 и 242 соответственно
перемещаются влево, как показано на чертежах, в аналогичные новые положения, и шаблоны 254, 264 и 265,
под воздействием этого перемещения, позволяют стержням управления силой 252, 262 и 263 подниматься
вверх на расстояния, соответствующие форме шаблонов.
В результате натяжение пружин 250, 260 и 261 уменьшается, и регуляторы нагрузки энергоблока 251, 261 и
271 обеспечивают соответствующие корректировки распределения нагрузки генерирующего энергоблока.
Описанные выше операции достаточны для иллюстрации того, что система регулирования, представленная
на фиг. 7, способна распределять нагрузку между множеством генерирующих установок заданным образом
при изменении общей потребности в нагрузке на все установки. Хотя конкретный заранее определенный
способ, показанный и описанный на рисунке, предполагает приближение к наиболее эффективной работе
генерирующей системы во всем диапазоне изменений общей нагрузки, следует понимать, что система
данного изобретения, как в модификациях, показанных на рисунках 6 и 7, также способна работать с другими
заранее определенными распределениями нагрузки, которые могут быть не напрямую связаны с
характеристиками эффективности управляемых генерирующих установок.
Очевидно, что вместо единого суммирующего устройства управления нагрузкой, изображенного на рисунке
36, каждый из нескольких генерирующих агрегатов при желании может быть снабжен собственным
оборудованием управления, реагирующим на нагрузку. В этом случае выходные цепи всего этого
оборудования могут быть соединены параллельно для воздействия на преобразователи управляющего
усилия, связанные с генерирующими агрегатами, и, таким образом, для обеспечения желаемых импульсов,
пропорциональных суммарной нагрузке. Аналогичным образом, другие эквивалентные комбинации,
обеспечивающие необходимые импульсы, пропорциональные суммарной нагрузке, для воздействия на
датчики силы управления, также могут быть использованы без выхода за рамки данного изобретения.
Кроме того, станет очевидно, что в системе, показанной на рис. 6, вместо того, чтобы снабжать каждый из
специально градуированных резисторов 86, 142 и 143 отдельным реостатом с электроприводом 70,
управляемым главным управляющим оборудованием, как показано на рис. 6, при желании можно
использовать механическое соединение от контактного элемента 183 реостата 179, суммирующего нагрузку, к
каждому из подвижных контактных элементов 104, 1-36 и 137 датчиков управляющей силы. В такой
упрощенной системе преобразователи эффективности могут быть значительно упрощены, поскольку
резисторы с равномерным шагом 90, 139 и 140, реостат 80, управляющий двигателями 92, 133 и 184, а также
элементы управления балансировкой тока для этих двигателей могут быть исключены в системе, в которой
реостаты с неравномерным шагом 85 управляются механически группой с помощью главного управляющего
устройства.
Аналогичным образом, средства изменения механической силы, показанные в системе на рис. 7, при желании
также могут управляться группой устройств суммирования нагрузки 36 вместо отдельных реостатов с
электроприводом, которые показаны как часть датчиков управляющей силы 301, 311 и 321. Эти две последние
упомянутые модификации, которые, как станет ясно, желательны главным образом тогда, когда все
управляемые блоки находятся на одной станции, обеспечивают необходимое условие, что различные
средства управления, изменяющие силу тока, должны аналогичным образом работать в соответствии с
изменениями общей нагрузки, обеспечиваемой всеми управляемыми генерирующими блоками.
Следует также отметить, что система регулирования распределения нагрузки, описанная в изобретении №
105, не ограничивается применением только к генерирующим установкам, входящим в состав одной
электростанции, поскольку она в равной степени применима к любой электрической системе, в которой
множество источников энергии обеспечивают переменную суммарную нагрузку. Таким образом, например,
генерирующие установки, управляемые системой регулирования, могут располагаться на разных станциях,
которые удаленно друг от друга и которые соединены между собой соответствующими силовыми цепями для
питания общей системы. На схемах на рис. 1, 6 и 7 пунктирные участки силовой цепи 18 между
генерирующими установками призваны показать тот факт, что эти установки могут быть как разделены, так и
расположены близко друг к другу, например, на одной электростанции.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_414445.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=414445&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB414445A
[]
[Второе издание.] ]
ПАТЕНТНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Дата подачи заявок! Февраль. 24, 1933. № 5721/33.
414,445 > Полная спецификация слева: январь.
2,
1934.
м м Полная спецификация принята: август. 9, 1934.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования в обработке углеродистых материалов восстанавливающими газами или относящиеся к
ней.
Я, Генри Дрейфус, гражданин Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Celaense House, 22 & 23,
Hanover Square, London, W.1, настоящим заявляю, что данное изобретение имеет следующий характер:
данное изобретение относится к усовершенствованию производства органических соединений из
углеродсодержащих материалов, и в частности к производству углеводородных масел и других веществ
путем обработки угля и подобных материалов водородом или другими восстанавливающими газами.
Я обнаружил, что углеводородные масла и другие вещества могут быть получены весьма
удовлетворительным способом путем воздействия на уголь водорода или других восстанавливающих газов в
присутствии катализатора, включающего оксикислоту фосфора или его соль, и особенно в присутствии
катализатора, включающего фосфорную кислоту или фосфат.
Очень удобным способом реализации изобретения является пропитка угля, который предпочтительно
предварительно мелко измельчают или растирают в порошок, водным раствором фосфатной или фосфорной
кислоты, например, водным раствором ортофосфорной кислоты, или растворами ортофосфатов аммония,
натрия или кальция, или растворами, содержащими более одного такого соединения.
Хотя использование водорастворимых катализаторов, и особенно катализаторов, сохраняющих
растворимость после прохождения через зону реакции, очень удобно, поскольку обеспечивает простой способ
пропитки угля катализатором и удаления катализатора из золы в конце реакции, при желании можно
использовать и другие фосфаты. Такие фосфаты могут, например, использоваться в безводной или твердой
форме. Таким образом, их можно измельчить в мелкий порошок и добавить к углю в сухом состоянии или в
виде суспензии в воде или другой подходящей жидкой среде, такой как мазут или подобное вещество, с
которым измельченный уголь при желании можно смешать, чтобы сделать его более текучим.
Для пропитки угля целесообразно использовать растворы или суспензии умеренной концентрации, а также
[Price Is.] применять значительный объем раствора или суспензии: часто уголь можно смешать примерно с его
собственным весом в растворе, что дает отличные результаты.
Концентрацию и объем используемого раствора можно выбрать таким образом, чтобы уголь сохранял от 5 до
40%, а особенно 60% от своей массы катализатора. В целом, предпочтительнее использовать более низкую
концентрацию и больший объем раствора, чем более высокую концентрацию и меньший объем, поскольку
таким образом легче достичь тщательного и равномерного распределения катализатора по всему углю.
Уголь, пропитанный катализатором или смешанный с ним, а также с его раствором или суспензией, может
быть высушен до любой желаемой степени перед подачей в камеру гидрирования или восстановления, но
такая сушка не является обязательной для процесса.
Гидрирование или восстановление может быть удобно осуществлено при таких температурах, при которых
уголь практически полностью превращается в обычные жидкие или газообразные продукты до достижения
выходного конца аппарата, так что зола, которая, смешанная с катализатором, выводится, практически не
содержит углеродсодержащих веществ. Обычно температура колеблется от 3000 до 4000 или 500 °C.
Эти значения вполне удовлетворительны, но при температурах, выходящих за пределы этого диапазона,
также можно использовать значения выше 85 градусов. Как, например, при использовании молибденовой
кислоты в качестве катализатора, как описано в моей спецификации.
В патенте № 406986 восстановительный газ используется при давлении, не существенно отличающемся от
атмосферного.
Гидрирование или восстановление может быть осуществлено в любом удобном реакционном сосуде или
аппарате, например, таком, как описано в моей Спецификации 95.
№ 406,986. Таким образом, измельченный уголь, при желании смешанный с маслом и содержащий
катализатор, может подаваться в печь практически горизонтального типа, через которую его можно
перемещать любым удобным способом, например, с помощью шнекового конвейера или вращающейся печи,
наклоненной под небольшим углом к горизонтали. В качестве альтернативы может быть использована
вертикальная печь, так что уголь перемещается вниз по печи под действием собственного веса.
Водород или другие восстановительные газы могут подаваться на выходе из печи или вблизи него, либо в
различных точках печи, и их поток должен быть направлен в противоположную сторону от направления
движения угля. Оставшиеся после реакции газы, а также газообразные или парообразные продукты реакции,
могут быть удобно отведены из аппарата вблизи точки входа угля. В топку целесообразно установить
перегородки, расположенные таким образом, чтобы улучшить контакт угля с восстановительными газами.
Если условия выбраны таким образом, что уголь практически полностью превращается в газообразные или
жидкие продукты, то последние могут быть эффективно удалены в парообразном состоянии.
Для обеспечения экономичности процесса катализатор предпочтительно извлекают из золы, выбрасываемой
из печи, и повторно используют в процессе. Таким образом, например, если в золе остается водорастворимый
фосфат или фосфорная кислота, их можно извлечь путем тщательного промывания золы водой, а
полученный раствор можно использовать для пропитки новой партии угля катализатором. Если используемый
катализатор нерастворим в воде или превращается в водонерастворимую форму в процессе восстановления
угля, его часто можно растворить из золы с помощью кислот. Однако могут быть использованы и другие
методы, например, процессы, основанные на разнице удельной плотности фосфатов и золы.
Очень полезным применением изобретения является пропитка угля водным раствором фосфата аммония, и
особенно вторичного фосфата аммония. В условиях реакции эта соль, по меньшей мере частично,
разлагается, образуя смесь фосфорных кислот, главным образом метафосфорной кислоты, и аммиака, или,
при желании, уголь, пропитанный солью, может быть нагрет до такой степени, чтобы вызвать образование
фосфорных кислот, прежде чем он попадет в зону реакции. Какой бы метод ни был выбран, выделяющийся
аммиак может быть регенерирован, например, с помощью подходящего процесса промывки, и может быть
повторно соединен с фосфорными кислотами, которые после реакции могут быть получены из золы,
например, путем экстракции водой, и таким образом как аммиак, так и фосфорные кислоты могут быть снова
использованы в процессе.
При желании аммиак может быть абсорбирован в воде, и полученный таким образом раствор может быть
использован непосредственно для извлечения фосфорных кислот из золы.
Продукты реакции, состоящие в основном из углеводородов, находящихся в жидком или газообразном
состоянии при нормальных условиях, при желании могут быть удалены из аппарата в газообразном или
парообразном виде вместе с любыми восстановительными газами, оставшимися неразрушенными после их
контакта с углем, а также с газами или парами, образующимися из масел, если они используются совместно с
углем. Такие газы или пары могут содержать аммиак, например, из азотистых веществ 75, содержащихся в
угле, и/или из разложения катализатора, содержащего соль аммония. Предпочтительно после удаления
аммиака, например, путем промывки, продукты реакции могут быть сконденсированы или собраны в
газгольдерах. При желании продукты реакции могут быть подвергнуты процессу крекинга либо
непосредственно, либо после конденсации, другого разделения или хранения. Подобный крекинг может
происходить в жидкой или паровой фазе и может приводить к образованию углеводородов с более низкой
молекулярной массой, и особенно олефинов, таких как этилен и пропилен.
Крекинг может быть осуществлен любым удобным способом; например, простым нагревом газов или паров в
присутствии или отсутствии инертных или разбавляющих газов или паров, таких как азот или пар, а также
катализаторов. Теплота 95, необходимая для процесса крекинга, может частично обеспечиваться за счет
теплоты самих газов или паров, особенно когда последние подвергаются крекингу практически сразу после
выхода из зоны реакции 100. В таких случаях аммиак может быть удален из газов или паров либо до, либо
после процесса крекинга.
В качестве восстановительных газов для процесса, описанного в изобретении, могут использоваться водород,
углеводородные газы или пары, особенно низшие парафины или другие алифатические углеводороды, или
монооксид углерода, или смеси, содержащие такие газы, например, водяной газ, городской газ, газ Монд,
нефтяной газ, генераторный газ и т. д. Более того, часть или все восстанавливающие газы могут фактически
образовываться в реакционном сосуде или аппарате; например, метан и пар могут вводиться в сосуд или
аппарат 115 в условиях, при которых происходит взаимодействие с образованием смеси, включающей
водород и монооксид углерода.
Водород или другие восстанавливающие газы 120 при необходимости могут быть нагреты перед их
поступлением в реакционный сосуд или аппарат, например, путем теплообмена с горячими газами и парами,
выходящими из зоны реакции. Кроме того, часть или вся теплота, необходимая для реакции (125 единиц),
может быть обеспечена поступающими восстановительными газами.
Последний может вводиться полностью в конце аппарата, предназначенном для выгрузки золы, или с
интервалами вдоль всей его длины. 130 4141,445 может приводить к образованию различных продуктов при
различных условиях реакции.
Согласно изобретению, можно использовать любой вид угля, включая бурый уголь и лигнит, а также другие
углеродистые материалы, такие как торф и тому подобное.
При желании уголь перед гидрогенизацией или восстановлением, и предпочтительно перед пропиткой или
смешиванием с катализатором, может быть промыт или обработан иным способом для снижения содержания
золы.
При желании или необходимости продукты реакции могут быть обработаны для удаления фенолов, например,
путем промывки щелочью, или же они могут быть подвергнуты дальнейшей обработке для восстановления
таких фенолов до углеводородов или нейтральных масел. Например, их можно подвергнуть дальнейшему
гидрированию или восстановлению, предпочтительно при атмосферном давлении, и при желании в
присутствии катализаторов, таких как молибденовая кислота, фосфаты или фосфорная кислота. В описанном
выше комбинированном процессе дальнейшее гидрирование может быть целесообразно проведено между
основным гидрированием и крекингом.
Дата: 23 февраля 1933 года.
Стивенс и Аллен, дипломированные патентные поверенные, Селанезе Хаус, 22 и 23, Гановер-сквер, Лондон,
Западный 1.
по длине или по части длины аппарата, причем последний метод очень полезен для поддержания или
содействия равномерной степени нагрева, особенно когда сами восстанавливающие газы, благодаря своему
содержанию явной теплоты, обеспечивают значительную часть или все тепло, необходимое для реакции.
Фосфаты или фосфорные кислоты могут применяться в сочетании с другими веществами, способными
способствовать гидрированию или восстановлению угля с образованием углеводородных масел и т. д. Таким
образом, например, уголь может быть пропитан водным раствором, содержащим, помимо фосфата аммония
или другого растворимого фосфата или фосфорной кислоты, молибдат аммония, как описано в моей
спецификации № 406986, и могут быть использованы другие катализаторы, такие как вольфрамовая кислота,
оловянная кислота, оксид хрома и хромовая кислота. Кроме того, уголь может содержать оксид железа или
быть смешан с ним, например, в количестве от 3 до 10% от массы угля.
Следует понимать, что изобретение никоим образом не ограничивается использованием в качестве
катализатора для получения какого-либо конкретного продукта или продуктов, которые могут быть
образованы из фосфатов или фосфорных кислот в условиях реакции. Точно определить природу таких
изделий крайне сложно, но при этом необходимо учитывать и ПОЛНУЮ СПЕЦИФИКАЦИЮ исходного
материала;
Усовершенствования в обработке углеродистых материалов восстанавливающими газами или относящиеся к
ней.
Я, Хрисси Дрейфус, гражданин Швейцарской Республики, проживающий по адресу: Celanese House, 22 & 23,
Hanover Square, London, W.1, настоящим заявляю о характере данного изобретения и о способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении.
Данное изобретение относится к усовершенствованиям в обработке углеродсодержащих материалов
восстанавливающими газами, и в частности к производству углеводородных масел и других веществ путем
обработки угля и подобных материалов водородом или другими восстанавливающими газами.
Я обнаружил, что углеводородные масла и другие вещества могут быть получены весьма
удовлетворительным способом путем воздействия водорода или других восстанавливающих газов на
твердые углеродистые материалы, такие как уголь, при повышенной температуре и практически атмосферном
давлении в присутствии катализатора, включающего оксикислоту фосфора или его соль, и особенно в
присутствии катализатора, включающего фосфорную кислоту или фосфат.
Очень удобным способом реализации изобретения является пропитка угля, который предпочтительно
предварительно мелко измельчается или растирается в порошок, водным раствором фосфатной или
фосфорной кислоты, например, водным раствором ортофосфорной кислоты, или растворами ортофосфатов
аммония, натрия или кальция, или растворами, содержащими более одного такого соединения.
Хотя использование водорастворимых катализаторов, и особенно катализаторов 100, которые остаются
растворимыми после прохождения через зону реакции, очень удобно, поскольку обеспечивает простой способ
пропитки угля катализатором и удаления катализатора 105 из золы в конце реакции, при желании можно
использовать и другие фосфаты. Такие фосфаты могут, например, использоваться в безводной или твердой
форме. Таким образом, их можно измельчить в мелкий порошок и добавить к углю в сухом состоянии или в
виде суспензии в воде или другой подходящей жидкой среде, такой как мазут или подобное вещество, с
которым измельченный уголь при желании можно смешать, чтобы сделать его более текучим.
Для пропитки угля целесообразно использовать растворы или суспензии умеренной концентрации, а также
применять значительный объем раствора или суспензии; часто уголь можно смешать примерно с его
собственным весом в растворе, что дает отличные результаты.
Концентрацию и объем используемого раствора можно выбрать таким образом, чтобы уголь сохранял от 5 до
40%, и особенно от 10 до 20% своего веса в катализаторе. В целом, предпочтительнее использовать раствор
с более низкой концентрацией и большим объемом, чем с более высокой концентрацией и меньшим объемом,
поскольку таким образом легче достичь тщательного и равномерного распределения катализатора по всему
углю.
Уголь, пропитанный катализатором или смешанный с ним, а также с его раствором или суспензией, может
быть высушен до любой желаемой степени перед подачей в реакционную камеру, но такая сушка не является
обязательной для процесса.
Реакцию удобно проводить при таких температурах, при которых уголь практически полностью превращается
в обычно жидкие или газообразные продукты до достижения выходного конца аппарата, так что зола,
смешанная с катализатором и выходящая на поверхность, практически не содержит углеродсодержащих
веществ.
Как правило, вполне удовлетворительными являются температуры в диапазоне от 3000 до 400 или 5000 °C,
но можно использовать и температуры за пределами этого диапазона.
Процесс может быть осуществлен в любом удобном реакционном сосуде или аппарате. Таким образом,
измельченный уголь, если это необходимо в смеси с маслом и содержащий катализатор, может подаваться в
печь практически горизонтального типа, через которую его можно перемещать любым удобным способом,
например, с помощью шнекового конвейера или вращающейся печи, наклоненной под небольшим углом к
горизонтали. В качестве альтернативы можно использовать вертикальную печь, в которой уголь
перемещается вниз по топке под действием собственного веса.
Водород или другие восстановительные газы могут подаваться на выходе из печи или вблизи него, либо в
различных точках печи, и их поток должен быть направлен в противоположную сторону от направления
движения угля. Оставшиеся после реакции газы, а также газообразные или парообразные продукты реакции,
могут быть удобно отведены из аппарата вблизи точки входа угля. В топку целесообразно установить
перегородки, расположенные таким образом, чтобы улучшить контакт угля с восстановительными газами.
Если условия выбраны таким образом, что уголь практически полностью превращается в газообразные или
жидкие продукты, то последние могут быть эффективно удалены в парообразном состоянии. 75 Для
обеспечения экономичности процесса катализатор предпочтительно извлекают из золы, выбрасываемой из
печи, и повторно используют в процессе. Таким образом, например, если в золе остается водорастворимый
фосфат или фосфорная кислота, их можно извлечь путем тщательного промывания золы водой, а
полученный раствор можно использовать для пропитки новой партии угля катализатором.
Если используемый катализатор 85 нерастворим в воде или превращается в водонерастворимую форму в
процессе восстановления угля, его часто можно растворить из золы с помощью кислот. Однако могут быть
использованы и другие методы, например, процессы, основанные на разнице удельной плотности фосфатов
и золы.
Очень полезным применением изобретения является пропитка угля водным раствором фосфата аммония, и
особенно вторичного фосфата аммония. В условиях реакции эта соль разлагается, по меньшей мере,
частично, образуя смесь фосфорных кислот, главным образом метафосфорной кислоты, и аммиака, или, при
желании, уголь, пропитанный солью, может быть нагрет до такой степени, чтобы вызвать образование
фосфорных кислот, прежде чем он попадет в зону реакции. Какой бы метод ни был выбран, выделяющийся
аммиак может быть регенерирован, например, с помощью подходящего процесса промывки, и может быть
повторно соединен с фосфорными кислотами, которые после реакции могут быть получены из золы,
например, путем экстракции водой, и таким образом как аммиак, так и фосфорные кислоты могут быть снова
использованы в процессе. 115 При желании аммиак может быть абсорбирован в воде, и полученный таким
образом раствор может быть использован непосредственно для извлечения фосфорных кислот из золы.
Продукты реакции, состоящие в основном из углеводородов, находящихся в жидком или газообразном
состоянии при нормальных условиях, при желании могут быть удалены из аппарата в газообразном или
парообразном виде вместе с любыми восстановительными газами, оставшимися неразрушенными 125 после
их контакта с углем, а также с газами или парами, полученными из масел, если таковые используются
совместно с углем. Такие газы или пары могут содержать аммиак, например, из азотистых веществ в угле
и/или из разложения катализатора, содержащего соль аммония. Предпочтительно после удаления аммиака,
например, путем промывки, продукты реакции могут быть сконденсированы или собраны в газгольдерах. При
желании продукты реакции могут быть подвергнуты процессу крекинга либо непосредственно, либо после
конденсации, другого разделения или хранения. Подобный крекинг может происходить в жидкой или паровой
фазе и может приводить к образованию углеводородов с более низкой молекулярной массой, и особенно
олефинов, таких как этилен и пропилен.
Крекинг может быть осуществлен любым удобным способом; например, простым нагревом газов или паров в
присутствии или отсутствии инертных или разбавляющих газов или паров, таких как азот или пар, а также
катализаторов. Тепло, необходимое для процесса крекинга, может частично обеспечиваться за счет теплоты
самих газов или паров, особенно когда последние подвергаются крекингу практически сразу после выхода из
зоны реакции. В таких случаях аммиак может быть удален из газовых баллонов или паров либо до, либо
после процесса крекинга.
В качестве восстанавливающих газов для процесса, описанного в изобретении, могут использоваться
водород, углеводородные газы или пары, особенно низшие парафины или другие алифатические
углеводороды, или монооксид углерода, или смеси, содержащие такие газы, например, водяной газ, городской
газ, газ Монда, нефтяной газ, генераторный газ и т. д. Более того, часть или все восстанавливающие газы
могут фактически образовываться в реакционном сосуде или аппарате; например, метан и пар могут
вводиться в сосуд или аппарат в таких условиях, что происходит взаимодействие с образованием смеси,
включающей водород и монооксид углерода.
Соседние файлы в папке патенты