DE3322784A1 - Verfahren zur behandlung von prozessabwaessern und abwaessern bei der hydrierung von kohle - Google Patents
Verfahren zur behandlung von prozessabwaessern und abwaessern bei der hydrierung von kohleInfo
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Description
Verfahren zur Behandlung von Prozefywässern und Abwässern bei der Hydrierung von Kohle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Prozeßwässern
und Abwässern bei der Hydrierung von Kohle.
Unter der Kohlehydrierung wird üblicherweise die Anlagerung von molekularem Wasserstoff an Kohle unter Druck und unter
spaltenden Bedingungen verstanden, wobei im allgemeinen Katalysatoren anwesend sind.
In der Kohle enthaltener Sauerstoff wird bei der Hydrierung zum Teil in Teersäuren, d.h. Phenole, Cresole und Xylenole
umgewandelt. Ein weiterer Sauerstoffanteil führt zur Bildung von Reaktionswasser.
Der Hydrierung nachgeschaltet sind Abscheider, in denen die Hydrierprodukte aufgetrennt werden. Im sogenannten Kaltabscheider
erfolgt die Separierung von KOHLEÖL und wässriger Phase.
Um in den dem Kaltabscheider vorgeschalteten Rohrleitungen Verstopfungen durch Ansalzungen zu vermeiden, wird Quenchwasser
eingespritzt. Dieses bildet zusammen mit dem Reaktionswasser im Kaltabscheider die vorgenannte wässrige Phase.
Bei den Teersäuren handelt es sich um sehr gut wasserlösliche Produkte. Ein Teil von ihnen geht in das Reaktionsund
Quenchwasser über.
Weitere Mengen teersäurehaltiger Abwässer fallen in der unter Zugabe von Wasserdampf durchgeführten atmosphärischen Destillation
des in der Hydrierung gewonnenen Kohleöls sowie im Kondensat der Treibdampfstrahler der Vakuumdestillation des
Hydrierrückstandes an.
Die aufgeführten Abwässer können wegen des Teersäuregehaltes
und des weiterhin in ihnen enthaltenen Schwefelwasserstoffs
und Ammoniaks aus Umweltschutzgründen nicht in öffentliche
Gewässer abgegeben werden. Stand der Technik ist, sie nach Abtrennung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak einer Phenolgewinnungsanlage mit einer nachgeschalteten Abwasserbehandlung
zuzuführen. Das so gereinigte Abwasser kann dann mit einem verbliebenen zulässigen Restgehalt an Phenolen abgeleitet werden.
und des weiterhin in ihnen enthaltenen Schwefelwasserstoffs
und Ammoniaks aus Umweltschutzgründen nicht in öffentliche
Gewässer abgegeben werden. Stand der Technik ist, sie nach Abtrennung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak einer Phenolgewinnungsanlage mit einer nachgeschalteten Abwasserbehandlung
zuzuführen. Das so gereinigte Abwasser kann dann mit einem verbliebenen zulässigen Restgehalt an Phenolen abgeleitet werden.
Ein älter Vorschlag (DE - 30 36 259 A 1 sieht zur Lösung der Abwässerprobleme eine Verwendung der teersäurehaltigen Wässer
in einer mit der Hydrieranlage verbundenen Texaco-Vergaser-Anlage vor. Die Texaco-Anlage dient der Erzeugung von Wasserstoff
aus Vakuumrückstand bzw. Kohle, wobei der Vakuumrückstand bzw. die Kohle in einer Wassersuspension in den Reaktor
eingetragen wird. Die Suspension entsteht aus den teersäurehaltigen
Wässern. Die damit gegebene Entsorgungsmöglichkeit
erfordert keine Zwischenschaltung von Reinigungsstufen für
die Wässer.
erfordert keine Zwischenschaltung von Reinigungsstufen für
die Wässer.
Dort, wo keine Texaco-Vergaser-Anlage vorgesehen ist, ist man bisher weiter auf die oben beschriebene Aufbereitung der Prozeßabwässer
angewiesen. Das erfordert einen erheblichen apparativen und energetischen Aufwand, der umso größer wird, je größer
die zu reinigende Wassermenge ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in derartigen Fällen die Behandlung der Prozeßwässer und Abwässer zu vereinfachen.
Nach der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß die teersäurehaltigen Abwässer der atmosphärischen Destillation und/
oder der Vakuumdestillation als Quenchwasser zu verwenden und damit die notwendige, zuzuführende entmineralisierte Wassermenge zu
verringern. Gleichzeitig wird die anfallende Gesamtabwassermenge der Hydrieranlage um den rückgeführten Betrag vermindert. Verbunden
damit ist schließlich eine Erhöhung der ausgebrachten Kohleölmenge
durch Verringerung der in die wässrigen Phase übergehenden
Teersäuremenge als Folge der bereits im Rückführwasser enthaltenen
Teersäure-Anfangskonzentration.
In der Zeichnung ist die erfindungsgemäße Verfahrensweise
in Form eines Fließschemas schematisch dargestellt.
Getrocknete Kohle wird mit Lösungsmittel in einer Anmaischung
1 angemaischt und unter Zugabe von Viasserstoff in einem Reaktor 2 hydriert. In einem dem Hydrierreaktor 1
nachgeschalteten Heißabscheider erfolgt eine Trennung der Reaktionsprodukte. Im Heißabscheider 3 werden Gase und
Dämpfe über Kopf abgezogen; aus dem Sumpf wird eine - die Feststoffe enthaltene Flüssigphase - in die Vakuumdestillation
4 abgeführt.
Das Kopfprodukt des Heißabscheiders 3 wird nach Abkühlung einem nachgeschaltenen Kaltabscheider 5 zugeleitet. Zusammen
mit dem Kohleöl fällt hier als flüssige Phase Wasser an, das teilweise aus dem in der Kohle chemisch gebundenem
Sauerstoff gebildet wird, zu einem anderen Teil aus Einspritzwasser (Quenchwasser) besteht. Dieses Quenchwasser
wird in die Dampfphase hinter dem Heißabscheider 3 eingespritzt, um Verstopfungen durch auskristallisierende Ammoniumsalze
zu vermeiden.
Das Wasser enthält einen Teil der Teersäuren (Phenole,
Cresole, Xylenole), die ebenfalls in der Hydrierung aus dem in der Kohle enthaltenem Sauerstoff gebildet werden.
Das gewonnene Kohleöl wird atmosphärisch unter Zugabe von. Strippdampf in einer atmosphärischen Destillation 6 destilliert.
Die bei der Abkühlung des Kopfproduktes entstehende Wasserphase enthält wiederum Teersäuren. Leicht- und Mittelöl
der atm. Destillation 6 werden einer hydrierenden Stabilisierung 7 unterworfen.
Die über Kopf abgehende Gasphase des Kaltabscheiders 5 wird nach einer unter Prozeßdruck vollzogenen Ölwäsche
in rückgeführtes Kreislauf- und Ausschleusgas aufgeteilt. Das Ausschleusgas wird in einer Gaswäsche 8 gereinigt und
in einer Tieftemperaturzerlegungsanlage 9 in Wasserstoff, Heizgas, SNG und LPG zerlegt.
Der feststoffhaltige Rückstand des Heißabscheiders 3 wird in der Vakuumdestillation 4 getoppt. Das dabei gewonnene
Schweröl wird zusammen mit Schwer- und Mittelöl aus der atm. Destillation als Lösungsmittel in die Anmaischung 1
zurückgefahren. Zur Vakuumerzeugung werden Dampfstrahler
eingesetzt. Im Kondensat des dabei verwendeten Treibdampfes sind Teersäureanteile enthalten.
Aus dem Rückstand der Vakuumdestillation 4 wird in einer
Vergasungsstufe 10 Synthesegas (CO + H2) bzw. in einer Konvertierung
und Gaswäsche 11 Hydrierwasserstoff gewonnen.
Reicht der über Kreislaufgas, Tieftemperaturzerlegung 9
und Rückstandsvergasung 10 rückgeführte Wasserstoff für
Hydrierung und Stabilisierung nicht aus, wird über eine zusätzliche Kohlevergasung 12 mit nachgeschalteter Konvertierung
und Gasreinigung 13 das Defizit gedeckt.
Die erfindungsgemäße Rückführung der teersäurehaltigen Abwasser
der Destillation zum Einspritzwasserstrom nach dem Heißabscheider 3 ist gestrichelt dargestellt. Die Rückführung
erfolgt sowohl aus der atm. Destillation 6 als auch aus der Vakkumdestillation 4. Nachfolgend ist ein Zahlenbeispiel
für die dadurch entstehende Verringerung der Abwasser gegeben.
In einer Kohleverflüssigungsanlage zur Hydrierung einer
im Ruhrgebiet geförderten Gasflammkohle mit einem Durchsatz
von I52 t (waf) Kohle/d, entsprechend einer Stundenleistung
von ca- 6,3 t/h, wurden folgende Abwassermengen und Konzentrationen gemessen:
Menge t/d |
TeerSäuregehalt g/i |
|
Hydrierung Atm. Destillation Vakuumde stillation |
45,7 7,8 22,6 |
9,7 16,5 1,3 |
Ge s amtabwa s s e r | 76,1 | 7,9 |
Das in der Hydrierung anfallende Wasser setzt sich dabei aus der Restfeuchte der Kohle, dem Einspritz- und Bildungswasser
zusammen- Die Einspritzwassermenge beträgt dabei 34,8 t/d, d.h. die Abwässer der Destillationen
30,4 t/d können diesen Wasserbedarf angenähert decken. Um diesen Wert wird vorteilhafterweise der Anfall der
teersäurehaltigen Abwässer geringer. Statt 76,1 t/d fallen nur noch 45,7 t/d an.
Claims (2)
- Patentansprüche( 1.!verfahren zur Behandlung von Prozeßwässern und Abwässern in einer Kohlehydrierungs-Anlage mit nachgeschaltetem Kaltabscheider, in dessen Zuführungsleitungen Quenchwasser zur Vermeidung von Ansalzungen eingespritzt wird, gekennzeichnet durch die Verwendung der in der Kohlehydrieranlage anfallenden teersäurehaltigen Abwässern als Quenchwasser.
- 2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwässer aus der atm. Destillation (6) und der Vakuumdestillation (4) als Quenchwasser verwendet werden.
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