DE1135435B - Verfahren zur mehrstufigen Druckhydrierung von Kohle - Google Patents

Verfahren zur mehrstufigen Druckhydrierung von Kohle

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DE1135435B
DE1135435B DEH37657A DEH0037657A DE1135435B DE 1135435 B DE1135435 B DE 1135435B DE H37657 A DEH37657 A DE H37657A DE H0037657 A DEH0037657 A DE H0037657A DE 1135435 B DE1135435 B DE 1135435B
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Percival Cleveland Keith
Friedrich Ringer
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/006Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  • Verfahren zur mehrstufigen Druckhydrierung von Kohle Zur Herstellung von Benzin und anderen flüssigen Erzeugnissen auf dem Wege der Kohlehydrierung wurden zahlreiche Vorschläge gemacht. Diese Vorschläge stießen jedoch auf technische Komplikationen und hohe Betriebskosten. So bestand beispielsweise eins der schwierigen Probleme der früheren Verfahren in der Abtrennung der flüssigen Hydrierungsprodukte aus dem festen, nach der Hydrierung der Kohle anfallenden Rückstand. Die mehrstufige Durchführung der Druckhydrierung der Kohle ist bekannt. Eine Schwierigkeit dieser Arbeitsweise ist, daß die letzten Stufen der Kohlehydrierung sehr langsam vonstatten gehen, so daß die Hydrieranlage nur einen geringen Gesamtdurchsatz hat, wenn eine hohe Ausbeute an flüssigen Produkten verlangt wird.
  • Erfindungsgemäß wird in erster Stufe die Hydrierung der Kohle in Suspension in einem Kohlenwasserstofföl nach bekannten Verfahren ausgeführt, bis 60 bis 85'% der Kohle in flüssige und gasförmige Produkte umgewandelt worden sind; daraufhin wird nach an sich bekannter Abtrennung der gasförmigen und der niedrigsiedenden flüssigen Anteile des Reaktionsgemisches das restliche Gemisch der flüssigen und festen Produkte in zweiter Stufe bei 650 bis 760° C und unter 10 bis 56 at Druck sowie unter Zusatz von Wasserstoff in tiefersiedende Produkte und einen kohlenstoffhaltigen Rückstand umgewandelt. Anschließend kann der kohlenstoffhaltige Rückstand in dritter Stufe mit Sauerstoff und Dampf vergast werden, um den in der ersten und zweiten Stufe des Verfahrens benötigten Wasserstoff zu erzeugen.
  • Im einzelnen geschieht die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung in der Weise, daß eine pulverisierte bituminöse Kohle mit einer Ölfraktion angeteigt und diese Kohlepaste oder -suspension hydriert wird, wobei zwischen 60 und 85'% des Kohlenstoffgehalts der Kohle in flüssige und gasförmige Produkte umgewandelt werden. Im allgemeinen ist es ratsam, annähernd 75 % des Kohlenstoffgehalts der Kohle in dieser Stufe der partiellen Hydrierung umzusetzen. Die Hydrierungsbedingungen für die im Öl suspendierte Kohle sind bekannt und können in der ersten, partiellen Hydrierungsstufe der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann bei einer Temperatur von 315 bis 538° C und einem Druck von 70 bis 840 kg/cm2 gearbeitet werden. Die Reaktionszeit hängt von den angewendeten Bedingungen ab, unter welchen die Kohlehydrierung ausgeführt wird, ist jedoch begrenzt durch den geforderten Umsetzungsgrad zwischen 60 und 85% des Kohlenstoffgehalts der Kohle. Bekanntlich läßt sich die Kohlehydrierung vorteilhaft mit Hilfe von Katalysatoren wie Eisenoxyd und Zinnverbindungen ausführen, und für die erfindungsgemäße erste Stufe der partiellen Hydrierung kommt die Verwendung derartiger Katalysatoren in Betracht.
  • Aus dem partiell hydrierten Gemisch werden flüchtige Reaktionsprodukte, bestehend aus nichtumgesetztem Wasserstoff sowie entstandenem NH3, Hz S, C H4 und normalerweise flüssigen tiefersiedenden Verbindungen, entfernt. Das verbleibende Gemisch flüssiger Hydrierungsprodukte und fester Rückstände wird in einer Wasserstoffatmosphäre in der zweiten Stufe der Crackung unterworfen.
  • Diese Hydrocrackung wird bei 650 bis 760° C, vorzugsweise zwischen 650 und 700° C, und bei einem Druck zwischen 10 bis 56 kg/cm2, vorzugsweise zwischen 18 und 46 kg/cm2, ausgeführt. Es wurde festgestellt, daß sich die Unterdrückung der Koksbildung im Verlauf der Hydrocrackung in wesentlichem erreichen läßt, wenn der Partialdruck des Wasserstoffs innerhalb der zweiten Stufe mindestens 2,5 kg/cm2 beträgt, vorzugsweise aber im Bereich von 5,3 bis 10,5 kg/cm2 liegt. Besondere Vorteile ergeben sich bei Wasserstoffpartialdrücken von weniger als 14 kg/cm2, höhere Wasserstoffpartialdrücke als 14 kg/cm2 sind kaum erstrebenswert. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Crackung ausgeführt, indem man das Gemisch der flüssigen Produkte und der festen Rückstände aus der ersten, partiellen Hydrierungsstufe in ein Fließbett aus den festen Rückständen des Verfahrens (Kohleasche usw.) einspritzt. Wird in der ersten Stufe ein Hydrierungskatalysator wie Eisenoxyd verwendet, so enthält das Fließbett in der Crackungsvorrichtung der zweiten Stufe ebenfalls den Hydrierungskatalysator. Weitere Feststoffe wie Bauxit können in der Crackungsvorrichtung dem Fließbett zur Verbesserung seiner Fließeigenschaften zugesetzt werden. Mit Hilfe des durch die Crackungsvorrichtung geführten Wasserstoffstroms wird das eingespritzte Hydrierungsgemisch in ein gasförmig entweichendes Produkt und einen im wesentlichen trockenen kohlenstoffhaltigen Rückstand umgewandelt. Das vom trockenen kohlenstoffhaltigen Rückstand leicht abtrennbare gasförmige Produkt wird zur Aufbereitung auf seine Bestandteile mittels üblicher Verfahren, wie der Rektifizierung, abgetrennt. Der im wesentlichen trockene kohlenstoffhaltige Rückstand mit der Kontaktbeimischung wird aus der zweiten Stufe in die als Vergasungs- oder Regenerationsstufe betriebene dritte Stufe des Verfahrens gebracht, wo ein aus überwiegend Dampf und einem geringeren Anteil Sauerstoff von hoher Reinheit bestehendes Regenerationsgas die Vergasung des Kohlenstoffs unter Bedingungen bewirkt, welche die Entstehung von Wasserstoff und Kohlenmonoxyd begünstigen. Ein molares Verhältnis von Dampf zu Sauerstoff im Bereich von 1,5:1 bis 5:1 genügt im allgemeinen zur Aufrechterhaltung einer Vergasungstemperatur im erforderlichen Bereich zwischen 870, insbesondere 925 und 1370° C. Bevorzugt werden molare Verhältnisse von Dampf zu Sauerstoff von 2:1 bis 3:1 und Vergasungstemperaturen von 920 bis 1100° C. Die Vergasungsstufe arbeitet im wesentlichen bei dem gleichen Druck, wie er in der zweiten Stufe besteht. Der Sauerstoff hohen Reinheitsgrades kann auf dem Wege der Luftverflüssigung und Rektifizierung gewonnen werden; er soll mindestens 90 Volumprozent Sauerstoff enthalten, vorzugsweise jedoch mindestens 950/0.
  • Wie die Hydrocrackung läßt sich die Vergasung im Fließbett ausführen, wobei beide Arbeitsstufen vorzugsweise im selben Reaktionsgefäß ausgeführt werden. Das Kontaktmaterial zirkuliert dabei durch Crackungs- und Vergasungszonen, und es strömt zum mindesten ein Teil der wasserstoffhaltigen Produkte der Vergasungsstufe, im folgenden als »Regeneratgas« bezeichnet, durch die Crackungszone. Beim Vergasungsvorgang entstehen große Mengen Wasserstoff, die sich noch vermehren lassen, indem das im Regeneratgas enthaltene Kohlenmonoxyd mit überschüssigem Dampf nach der Wassergas-Reaktion C O -I- Hz O --#- C 0., -t- H2 umgesetzt wird. Auf diese Weise läßt sich durch geeignete Behandlung ein Wasserstoffstrom hoher Reinheit aus dem Regeneratgas erhalten, wobei diese Wasserstoffgewinnung bei ungefähr dem gleichen Druck wie in der Crackungszone ausgeführt werden kann. Die Menge des hergestellten Wasserstoffs hängt von der Menge des bei der Crackung anfallenden kohlenstoffhaltigen Rückstandes ab; dieser Rückstand ist umgekehrt eine Funktion des Kohlenstoff-Umsetzungsgrades in der vorhergehenden ersten Stufe der partiellen Hydrierung. Zur Kohlehydrierung werden große Wasserstoffmengen verbraucht, die jedoch fast ausschließlich, d. h. zu über 80 % bei einem Hydrierungsgrad von etwa 85'% des Kohlenstoffgehalts der Kohle zu flüssigen und gasförmigen Produkten, aus dem Regeneratgas gewonnen werden. Ein Hydrierungsgrad von etwa 75 bis 8011/o führt letzlich zu genügend kohlenstoffhaltigem Rückstand für den Vergasungsprozeß, um den benötigten Wasserstoff zu 100% aus dem Regeneratgas gewinnen zu können.
  • Eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage wird in der beigefügten Zeichnung schematisch wiedergegeben.
  • Aus einer Zuführung 11 gelangt Kohle, aus der Leitung 12 ein Kohlenwasserstoflöl zum Anteigen und, falls erforderlich,einKatalysatorineinemMischer 13, wo sie zur Bildung einer Paste vermischt werden, welche durch Leitung 14 abfließt. Eine Pumpe 15 komprimiert die Paste auf den Betriebsdruck der partiellen Hydrierungsstufe, d. h. auf 70 bis 840 kg/cm2. Aus Leitung 17 kommt komprimierter Wasserstoff und aus Leitung 14 die Paste in das Hydriergefäß 16, in welchem eine Temperatur von etwa 315 bis 540° C herrscht. Die Hydrierungsreaktion als solche und die zur Hydrierung erforderliche Ausrüstung ist dem Fachmann bekannt, es wird hierzu auf den Artikel »Liquid Fuel from Coal« in Industrial and Engineering Chemistry, Mai 1949 (vol. 41), S. 870 bis 885, verwiesen. Es genügt die Angabe, daß die Hydrierung im Hydriergefäß 16 so ausgeführt wird, daß 60 bis 85'% des Kohlenstoffgehalts der Kohle zu flüssigen und gasförmigen Produkten umgesetzt werden. Bevorzugte Hydrierungsbedingungen sind annähernd 700 kg/crn2, 469° C und 75o/oige Umsetzung.
  • Die hydrierte Paste wird aus dem Hydriergefäß 16 entfernt, nach Wunsch im Wärmeaustauscher 18 abgekühlt und in den Abscheider 19 übergeführt. Nichtumgesetzter Wasserstoff, H.S, NHs, Wasserdampf, Kohlenwasserstoffgas und niedrigsiedende normalerweise flüssige organische Verbindungen werden dampfförmig durch Leitung 20 abgezogen. Die normalerweise flüssigen Komponenten des Dampfes werden im Abscheider 21 kondensiert, um Gas und flüssige Produkte zu trennen, welche durch Leitung 22 bzw. 23 abgezogen werden. Falls gewünscht, kann ein wasserstoffhaltiges Gas abgetrennt und vom Abscheider 21 zum Hydriergefäß 16 zurückgeleitet werden. Die Temperatur, bei welcher die gasförmigen Produkte aus der hydrierten Paste abgetrennt werden, kann recht unterschiedlich sein. Im allgemeinen wird eine Abtrennungstemperatur zwischen etwa 204 und 316° C bevorzugt. Unterhalb 204° C verbleiben bei der Abtrennung mehr Liefersiedende flüssige Produkte in der hydrierten Paste zurück, was deren Flüssigkeit vorteilhaft beeinflußt, andererseits aber auch das Materialvolumen vergrößert, welches anschließend die Crackungsvorrichtung passieren muß. Oberhalb 316° C werden bei der Abtrennung im wesentlichen alle tiefersiedenden flüssigen Produkte wie auch einige der höhersiedenden flüssigen Produkte aus der hydrierten Paste entfernt; letztere sollten vorteilhafterweise in der anschließenden Crackungsstufe in tiefersiedende Produkte umgewandelt werden.
  • Nach Abtrennung der dampfförmigen Anteile aus der hydrierten Paste wird das verbleibende Gemisch flüssiger Hydrierungsprodukte und fester Rückstände durch Leitung 25 der Crackungszone 28 des Gefäßes 27 zugeführt. Aus Leitung 26 kann ein Transportgas oder Öl zugesetzt werden, um die Einspritzung der verbliebenen Paste in Zone 28 zu erleichtern. Das Reaktionsgefäß 27 enthält ein Fließbett von feinverteilten, die Reaktion fördernden Feststoffen, welches von der Crackungszone 28 abwärts durch eine Hitzeschranke 31, wozu sich ein mit Raschig-Ringen od. dgl. vollgepackter Abschnitt eignet, in die Vergasungszone 30 gelangt. Ein Transportgas wie etwa Dampf, welches durch Leitung 39 eintritt, trägt die Feststoffe durch das nach oben verlaufende Rohr 33 zurück in die Crackungszone 28. Das Gemisch aus flüssigen Hydrierungsprodukten und festem Rückstand wird nach Erreichen der Crackungszone 28 in dampfförmige Produkte und einen im wesentlichen trockenen kohlenstoffhaltigen Rückstand bei einer Temperatur von 650 bis 770° C, vorzugsweise bei 650 bis 700° C, unter Zusatz von wasserstoffhaltigem Regeneratgas umgewandelt. Der kohlenstoffhaltige Rückstand verbleibt im Katalysatorfließbett und gelangt mit ihm zusammen durch die Hitzebarriere 31 herab zur Vergasungszone 30, wo er bei einer Temperatur zwischen 870 und l370° C durch Sauerstoff und Dampf vergast wird, welche in der Nähe des Bodens der Zone 30 durch die Leitung 29 eingeleitet werden. Die Asche, deren Kohlenstoffgehalt einige Gewichtsprozente oder weniger beträgt, wird durch Leitung 35 in dem Maß abgezogen, daß das Reaktionsgefäß 27 eine im wesentlichen konstante Menge an Feststoffen enthält. Das Regeneratgas, das überwiegend aus Wasserstoff, Kohlenmonoxyd und überschüssigem Dampf besteht, durchströmt das Kontaktmaterial, während es von Zone 30 aus aufwärts durch die Hitzebarriere 31 in die Crackungszone gelangt, wobei es gleichzeitig in der Crackungszone 28 die erforderliche wasserstoffhaltige Atmosphäre liefert. Das Regeneratgas und die gasförmigen Crackprodukte werden oberhalb der Crackungszone 28 durch die Leitung 45 abgezogen und in den Fraktionierturm 46 geleitet. Der Turm 46 kann so eingerichtet sein, daß nach oben durch Leitung 47 alle Gase und flüssigen Produkte einschließlich der Benzinkohlenwasserstoffe bis zu einem Siedepunkt von 205° C abgeleitet werden. Höhersiedende Bestandteile, wie z. B. Dieselöl, können über Leitung 49 abgezogen werden, während eine schwere Bodenfraktion durch Leitung 48 entnommen und zweckmäßigerweise über die Leitung 12 zum Mischer 13 als Öl zum Anteigen zurückgeleitet wird. Vorteilhafterweise wird der Bedarf an Öl zum Anteigen gedeckt, indem die gesamten Bodenfraktionen von Turm 46 verwendet und mit einer genügenden Menge Öl aus dem Abscheider 19 (über Leitung 24) ergänzt wird, um den nötigen Ausgleich herbeizuführen. Es versteht sich jedoch, daß diese im Verfahren anfallenden Produkte auch durch ein fremdes Kohlenwasserstofföl zum Anteigen ersetzt werden können. Wird durch Leitung 24 aus dem Abscheider 19 Öl entnommen, so wird vorzugsweise dessen Gehalt an suspendierten Feststoffen durch Absitzenlassen, Zentrifugieren oder eine ähnliche Operation vermindert: umgekehrt besitzt der Anteil des Öls, der durch Leitung 25 zur Crackungszone 28 fließt, dann eine höhere Konzentration an Feststoffen.
  • Die aus dem Turm 46 durch Leitung 47 abgetrennten Gase und tiefsiedenden Produkte werden im Wärmeaustauscher 50 gekühlt und in einen Separator 51 geleitet, wo die an Benzinkohlenwasserstoffen reichen flüssigen Produkte kondensiert und durch Leitung 53 abgezogen werden, während die Gase durch Leitung 52 den Separator 51 verlassen. Diese Gase können durch Leitung 38 einer Gasaufbereitungsanlage 37 zugeführt werden, wo Komponenten wie H, S, N H." , CO, und C H4 abgetrennt werden, womit das Restgas im wesentlichen aus Wasserstoff und Kohlenmonoxyd besteht. Das Kohlenmonoxyd im Restgas kann konvertiert werden, wobei zusätzlicher Wasserstoff und Kohlendioxyd entsteht, welches sich leicht entfernen läßt, womit ein hochprozentiger Wasserstoff, d. h. mindestens etwa 90 Volumprozeni, erhalten wird.
  • Ein wünschenswertes Mittel zur leichteren Gewinnung hochprozentigen Wasserstoffs besteht in der Entnahme eines Seitenstroms von Regeneratgas aus der Vergasungszone 30, ohne daß es mit Crackprodukten in Zone 28 vermischt wird. Es wird eine Scheidewand 34 in den oberen Teil des Gefäßes 27 eingebaut, der vom oberen Ende bis unter den gepackten Abschnitt 31 herabreichi. Die Scheidewand 34 teilt die aufsteigenden Regeneratgase, so daß ein Teil in die Crackungszone 28 eintritt und diese mit den Crackprodukten wieder verläßt, während der Rest ohne weiteres durch Zone 30a aufsteigen kann und durch Leitung 36 als von Kohlenwasserstoffen im wesentlichen freies Gas entnommen werden kann. Dieser Seitenstrom von Regeneratgas kann durch Leitung 38 in die Gasaufbereitungsanlage 37 übergeführt werden. Die Abnahme eines Seitenstroms durch Leitung 36 vermindert vorteilhaft die Belastung der aus dem Turm 46 und dem Separator 51 bestehenden Aufbereitungsanlage. Darüber hinaus ist die Aufbereitung des Seitenstroms 36 zu hochprozentigem Wasserstoff einfacher als die Aufbereitung des Gases aus Leitung 52, da das Regeneratgas im wesentlichen nur H2, CO, CO, und Hz O enthält.
  • In jedem Fall wird über 90volumprozentiger Wasserstoff gewonnen, der bei etwa dem gleichen erhöhten Druck die Gasaufbereitungsanlage verläßt, wie er in der zweiten und dritten Stufe des Verfahrens besteht. Dieser Wasserstoff wird durch den Kompressor 42 weiterkomprimiert und durch Leitung 17 dem Hydriergefäß 16 zugeführt. Weiterer Wasserstoff, beispielsweise das wasserstoffhaltige Gas aus Leitung 22, kann über Leitung 43 zugesetzt werden, wobei eine Zwischenbehandlung des Gases erfolgt sein kann oder nicht. Das Gas aus Leitung 22 kann zwar gesondert behandelt werden, es kann aber auch dem Gas in Leitung 38 zugesetzt und durch die Aufbereitungsanlage 37 durchgeleitet werden.
  • Gasförmige Produkte des Verfahrens lassen sich durch Leitung 52a und/oder als Nebenproduktstrom 40 von der Gasaufbereitungsanlage 37 abziehen, ebenso wie aus Leitung 22. Aus diesen Gasströmen läßt sich ein verflüssigtes Erdölgas gewinnen. Diese Gase enthalten ebenfalls gewisse Mengen H., S, N H3 und C 0z, nach deren eventueller Entfernung ein wertvolles Treibgas von hohem Heizwert hinterbleibt.
  • Das flüssige Produkt des Verfahrens besteht in erster Linie aus Benzinkohlenwasserstoffen (Siedepunkt bis zu 204° C). Ein geringerer Teil dieses Benzins entsteht bei der ersten Stufe der Hydrierung und wird am Abscheider 21 durch Leitung 23 entnommen. Die Hauptmenge des Benzins entsteht in der Crackungszone 28, wird im Separator 51 isoliert und durch Leitung 53 entnommen.
  • Bei der Ausführung des Verfahrens in einer typischen Form wurden 100 t Kohle mit 40 Gewichtsprozent an flüchtigen Anteilen und 5 Gewichtsprozent Asche in der Trockensubstanz mit 150 t Kohlenwasserstofföl im Mischer 13 angeteigt. (Die Materialmengen werden auf stündlicher Basis angegeben.) Das Öl wurde aus 26 t Bodenfraktion (Leitung 48) und 124 t Rücklauföl (Leitung 24) gewonnen. Weitere 30 t im Rücklauföl enthaltener Feststoffe wurden in den Mischer 13 zurückgeleitet. Die Paste wurde bei 700 kg/cm2 und 470° C hydriert bei einer Verweilzeit von 30 Minuten. Die Wasserstoffaufnahme betrug 63 700 m3 (91o/oiges Gas). Annähernd 7511/o des Kohlenstoffgehalts der Kohle wurde zu flüssigen und gasförmigen Produkten umgesetzt. Die hydrierte Paste wurde auf 260° C abgekühlt und im Abscheider 19 absitzen gelassen, während die Dämpfe und Gase oberhalb durch Leitung 20 abgezogen wurden. Die Paste wurde in den Rücklaufstrom von 124 t Öl zum Anteigen und 30 t Feststoffen sowie in einen Strom dickerer Konsistenz von 75 t flüssiger Hydrierungsprodukte und 29 t Feststoffen aufgeteilt. Der den Separator 19 über die Leitung 20 verlassende gasförmige Anteil wurde gekühlt und aufgetrennt in: 6,4 t Benzin (keine C3 Kohlenwasserstoffe enthaltend) 4,0 t H2 S und N H3 10,0 t Wasser Nach der Kondensation der flüssigen Produkte und der Entfernung von H2 S und N H3 verbleiben 25 000 m3 Gas von folgender Zusammensetzung:
    Volumprozent
    Hz ................................ 60
    CO ............................... 10
    c02 ..............................- 2
    CH4 .............................. 19
    C.- Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 5
    C3 Kohlenwasserstoffe . . . . . . . . . . . . . . . 4
    Der zur Hydrierung tatsächlich verbrauchte Wasserstoff betrug etwa 42 500 m3.
  • Der dickere Strom (Leitung 25) der hydrierten Paste von insgesamt 104 t flüssiger und fester Stoffe wurde der Crackungszone 28 mit 6500 m3 Transportgas zugeführt. Der Kessel 27 wird mit einem Druck von 28 kg/cm2 und bei 650° C in der Crackungszone 28 betrieben. Die Vergasungszone 30 wurde mit 46,5 t Sauerstoff und 52 t entsprechend vorgeheiztem Dampf gespeist. Die Temperatur in der Vergasungszone 30 betrug etwa 950° C.
  • Das Fließbett von Feststoffen im Reaktor 27 besteht aus der feinverteilten Asche der der Behandlung unterliegenden Kohle. Durch Leitung 35 wurden aus der Vergasungszone 30 etwa 5 t dieser Asche abgezogen, deren Kohlenstoffgehalt 1 Gewichtsprozent nicht überschreitet.
  • Ein wasserstoffreicher (32 Volumprozent Wasserstoff) Nebenstrom von 110 000 m3 an Regeneratgas wird durch Leitung 36 abgezogen und von Dampf und Kohlendioxyd befreit. Das vorhin erwähnte Transportgas (6500 m3) wird diesem so gereinigten Gasstrom entnommen und der Rest bei Gegenwart von zugesetztem Dampf der Kohlenmonoxydkonvertierung zu weiterem Wasserstoff und zu Kohlendioxyd unterworfen. Nach einer weiteren Kondensation und Reinigungsoperation hat das konvertierte Gas einen Gehalt von 91 Volumprozent an Wasserstoff und wird komprimiert und dem Hydriergefäß 16 zugeführt.
  • Der gesamte, die Crackungszone 28 durch Leitung 45 verlassende Gasstrom liefert bei der Auftrennung etwa 22000 m3 Gas (trocken), 23;3 t Benzin (Research-Oktanzahl 91 bis 93) und 26 t oberhalb 204° C siedende Kohlenwasserstoffe. Die gesamten oberhalb 204° C siedenden Kohlenwasserstoffe werden als Öl zum Anteigen in das Hydriergefäß zurückgeleitet. Die angenäherte Zusammensetzung des Gasproduktes ist folgende: H2 .......................... 59 500 m3 CO ........................ 51000m3 c02 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 000 m3 C H4 . . . . . . . . ...... . . . . . . . . . . 51000 m3 C2H4 ....................... 17 000 m3 C2HE ***''''***''1* ......... 11400 ms C3H6 ....................... 11400 m3 C3Ha ....................... 2 800 m3 sowie geringere Mengen N2, N H3 und H2 S. Durch Entpropanisierung der den Separator 51 und den Abscheider 21 verlassenden Gase fällt ein Flüssiggasprodukt in einer Menge von 4,3 t an. Insgesamt werden 29,7 t Benzin aus 100 t Kohle mit einem Aschegehalt von 5 t erhalten.
  • Es ist dem Fachmann klar, daß auf der Grundlage der vorliegenden Beschreibung zahlreiche Abwandlungen möglich sind. Beispielsweise können Fremdstoffe, wie Bauxit, Aluminiumoxyd und Quarz, verwendet werden, obwohl in den meisten Fällen die Asche der Kohle und der Hydrierungskatalysator, falls einer verwendet wurde, als Fließbett-Material im Gefäß 27 genügen dürfte. Derartiges zusätzliches Kontaktmaterial kann zusammen mit der durch Leitung 26 fließenden Flüssigkeit in dem Maß zugegeben werden, daß die im Gefäß 27 mit Asche vermischte und aus Leitung 35 abgezogene Menge kompensiert wird.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen durch mehrstufige Druckhydrierung von in Kohlenwasserstoffölen angepasteter Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe der Hydrierung abgebrochen wird, sobald 60 bis 85 0/0 des in der Kohle enthaltenen Kohlenstoffs zu flüssigen und gasförmigen Hydrierungsprodukten umgesetzt sind, worauf nach an sich bekannter Abtrennung der gasförmigen und der niedrigsiedenden flüssigen Anteile des Reaktionsgemisches das restliche, aus flüssigen Hydrierungsprodukten und festem Rückstand bestehende Gemisch in der zweiten Stufe unter Zusatz von Wasserstoff, bei 650 bis 760° C und unter 10 bis 56 at Druck in ein Fließbett aus die Reaktion fördernden Feststoffen eingeführt und dadurch in einen trockenen, kohlenstoffhaltigen Rückstand sowie einen an Benzinkohlenwasserstoffen reichen Gasstrom umgewandelt wird.
  2. 2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kohlenstoffhaltige Rückstand in dritter Stufe mit Dampf und Sauerstoff, insbesondere bei 870 bis 1370° C, zu einem wasserstoffreichen Gas in an sich bekannter Weise umgesetzt wird, welches zur Deckung im wesentlichen des gesamten Wasserstoffbedarfs für die erste und zweite Stufe des Verfahrens verwendet wird.
  3. 3. Verfahren gemäß Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoffpartialdruck in der zweiten Stufe mindestens 2,5 kg/cm2, bevorzugt 5,3 bis 10,5 kg/cm2, beträgt.
  4. 4. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der flüssigen Hydrierungsprodukte der ersten Stufe sowie gegebenenfalls hochsiedende KohlenwasserstofEe aus dem in der zweiten Stufe erhaltenen Reaktionsgemisch mit Kohle vermischt und in das Hydrierungsgefäß zurückgeleitet werden.
  5. 5. Verfahren gemäß Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das den trockenen Rückstand der zweiten Stufe enthaltende Fließbett durch die Crackungszone und eine als Hitzeschranke wirkende Zwischenzone hindurch in eine tiefere Zone absinkt, dort der trockene Rückstand vergast wird und das dabei entstandene wasserstoffhaltige Gas in die Crackungszone hinaufgeleitet wird.
  6. 6. Verfahren gemäß Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der dritten Stufe die Vergasung des trockenen Rückstands mit Dampf und mindestens 90volumprozentigem Sauerstoff bei einem molaren Verhältnis des Dampfs zum Sauerstoff von 1,5: 1 bis 5: 1 erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 501689, 548 711, 882283.
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