116
низких температурах из этих ТГИ извлекают битумоидную часть, разделяемую
затем на смолы и воски. Количество жидких продуктов, извлекаемых из углей,
возрастает при использовании веществ - доноров водорода, кипящих при
высоких температурах (фенантрен, антрацен, антраценовое масло, пек). При
повышенной температуре и давлении весьма эффективен тетралин,
обладающий высокой гидрирующей способностью. Применение
водорододонорных растворителей увеличивает выход растворимых веществ из
угля за счет деструкции макромолекул неподвижной фазы. В данном случае
речь идет уже не только о собственно экстракции, а о более глубоком
превращении угольного вещества, сближающемся по получаемым жидким и
газообразным продуктам и механизму с процессами гидрокрекинга
углеводородов. Высокотемпературная экстракция углей под давлением
является неотъемлемой частью деструктивной переработки углей в
присутствии восстановителей.
Деструктивная гидрогенизация и термическое растворение углей
При разработке способов ожижения углей первоначально были предложены
два пути гидрогенизаций угольного вещества: газообразным водородом и
связанным водородом, содержащимся в составе жидкого в условиях реакции
восстановителя. Первый способ был назван деструктивной гидрогенизацией,
второй - термическим растворением. Эти два процесса проводят в
присутствии растворителя (пастообразователя), и, как правило, катализатора.
В качестве катализаторов применяют чаще всего оксиды и сульфиды металлов
переменной валентности, стойкие к отравлению соединениями серы, которые
могут содержаться в заметных количествах в углях. К таким катализаторам
можно отнести оксиды и сульфиды молибдена и вольфрама, однако они
дороги и дефицитны. В этой связи чаще всего используют хотя и
малоактивные, но дешевые железные катализаторы. Их не подвергают
регенерации, т.е. они являются катализаторами одноразового использования.
В дальнейшем оба процесса стали осуществляться в атмосфере водорода. В
качестве пастообразователя начали использовать вещества, обладающие
свойствами доноров водорода и эффективных экстрагентов угля, и граница
между деструктивной гидрогенизацией и термическим растворением
практически исчезла.
Процесс деструктивно-гидрогенизационной переработки угля всегда
сопровождается экстракцией подвижной фазы исходного вещества и про-
дуктов реакции, облегчая перераспределение связанного и газообразного
водорода.
Типичные условия терморастворения в промышленности: 320-420 °C,
давление водорода 5-15 МПа. Реакция проводится в многофазной системе,
включающей в себя твердые, жидкие и газообразные компоненты, поэтому
уголь требуется размельчить до частиц размером не более 100 мкм. Это
обеспечивает достаточную поверхность контакта фаз.