DE588156C - Process for smoldering bituminous substances with simultaneous splitting of smoldering vapors - Google Patents

Description

Verfahren zum Schwelen bituminöser Stoffe unter gleichzeitiger Spaltung entstandener Schweldämpfe Bei dem vorliegenden Verfahren handelt es sich um die Verschwelung .bituminöser Stoffe, z. B. von Braunkohlen oder Ölschiefer, unter gleichzeitiger Spaltung eines Teiles der entstandenen dampfförmigen Schwelprodukte zwecks Gewinnung niedrigsiedender, benzinartiger Koblenwasserstoffe. Verfahrensgemäß werden die für eine solche Aufspaltung ungeeigneten Schwelprodukte, z. B. Harze, Pech, Phenole u. dgl., vorher aus dem weiteren Verfahrensgange ausgeschieden und lediglich die für die Spaltung geeigneten Anteile einer mit heißem Schwelkoks beschickten, der Schwelvorrichtung angegliederten Spaltzone zugeführt, aus der die erhaltenen Spaltprodukte ohne Vermischung. mit den Schweldämpfen abgezogen werden. Als Spaltmittel dient ein Teil des eigenerzeugten Schwelkokses, der auf irgendeine bekannte Weise aus der Schwelvorrichtung entfernt wird.Process for smoldering bituminous substances with simultaneous splitting Smoldering vapors produced The present process is the Carbonization of .bituminous substances, e.g. B. of lignite or oil shale, while at the same time Cleavage of part of the resulting vaporous carbonization products for the purpose of recovery low-boiling, gasoline-like hydrocarbons. According to the procedure, the for such a breakdown unsuitable carbonization products, e.g. B. resins, pitch, phenols and the like, previously withdrawn from the further course of proceedings and only the for the cleavage suitable proportions of a charged with hot low-temperature coke, the Smoldering device attached to the cleavage zone, from which the cleavage products obtained without mixing. be withdrawn with the smoldering vapors. Serves as a splitting agent a part of the self-produced coke, which in some known way from the smoldering device is removed.

Es sind Schwelverfahren bereits bekannt, bei denen man einen Teil des Kokses durch Zwischenentnahme abzieht, während der verbleibende Anteil restlos vergast wird; hierbei wird der entnommene Koks nach Wasserablöschung als solcher gewonnen, nicht aber, wie im vorliegenden Falle, noch heiß als Spaltmittel in einem erweiterten Arbeitsgange verwandt. Es ist ferner bekannt, die gewonnenen dampfförmigen Schwelprodukte in ihrer Gesamtheit über heißen Schwelkoks zu leiten; dabei legte man indessen ausschließlich auf die Gewinnung einer möglichst hohen Ausbeute an heizkräftigem (karburiertem) Gas Wert. Auch Ölgas als solches ist auf diesem Wege schon hergestellt worden. Es sind auch Gaserzeuger bekannt, bei denen unter Rückführung teerhaltiger Gase oder nach Einspritzen von Teeren- oder Ölen in das glühende Koksbett leuchtkräftige Gase erzeugt werden, die pyrogengewonnene, aber unter üblichen technischen Bedingungen nicht kondensierbare Kohlenwasserstoffe enthalten, Alle diese Ent-und Vergasungsverfahren bezwecken die Erzeugung großer Gasmengen, nicht aber die Gewinnung leicht siedender, benzinartiger Kohlenwasserstoffe, die in bekannter Weise kondensierbar sind, wobei verfahrensgemäß die Spaltgasbildung im Gegensatz zu den bisher bekannten Verfahren möglichst vermieden oder auf ein Mindestmaß heruntergedrückt wird. Diese bekannten Verfahren haben mit dem Vorliegenden ebensowenig gemeinsam wie die sogenannten Spülgasverfahren, bei denen restlos entteertes Schwelgas über heißen Schwelkoks geleitet wird, um das gasförmige Spülmittel für die Durchführung des Verfahrens mit der nötigen Wärme aufzuladen. Bei Spülgasschwelungen ist ferner schon vorgeschlagen worden, zur Erhöhung der Gasölausbeute,- also zur Gewinnung hochsiedender Treibstoffe, die Gesamtheit aller durch die Schwelung gewonnener Produkte über glühenden Schwelkoks zu führen, gegebenenfalls unter Zusatz von hydrierenden Gasen. Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei dem neuen Verfahren um die Gewinnung von niedrigsiedenden, benzinartigen Treibstoffen, die nur aus den für deren Herstellung besonders geeigneten Anteilen der dampfförmigen -Schwelprodukte über einen regelbaren Teil des gewonnenen Schwelkokses als Kontaktstoff erzeugt werden sollen.Smoldering processes are already known in which one part of the coke is withdrawn by interim removal, while the remaining portion is completely is gassed; in this case, the coke removed becomes as such after the water has been quenched won, but not, as in the present case, still hot as a splitting agent in one related to extended work processes. It is also known, the obtained vapor To pass the whole of smoldering products over hot smoldering coke; thereby put however, the sole aim is to obtain the highest possible yield high-temperature (carburized) gas value. Oil gas as such is also on the way has already been made. There are also known gas generators in which under recirculation tar-containing gases or after injection of tar or oils into the glowing bed of coke Luminous gases are generated, the pyrogen-derived, but under usual technical Conditions contain non-condensable hydrocarbons, all of these ent and Gasification processes aim to generate large amounts of gas, but not extraction low-boiling, petrol-like hydrocarbons which can be condensed in a known manner are, according to the method, the cracked gas formation in contrast to the previously known Procedure is avoided if possible or kept to a minimum. These known methods have just as little in common with the present as the so-called Purging gas processes in which completely de-tared carbonization gas is poured over hot carbonization coke is passed to the gaseous flushing agent for carrying out the process to charge with the necessary warmth. In the case of flushing gas swellings, it has also already been proposed to increase the gas oil yield - i.e. to obtain high-boiling fuels, the totality of all products obtained through the smoldering to lead glowing coke, if necessary with the addition of hydrogenating gases. In contrast to this, the new process involves the extraction of low-boiling, gasoline-like fuels that are only used for their manufacture particularly suitable proportions of the vaporized carbonized products via a controllable one Part of the extracted coke is to be produced as a contact substance.

Während nun für die Spaltung von Erdölen eine große Anzahl technisch brauchbarer Verfahren vorhanden ist, bereitet die Spaltung von Schwelteeren, besonders von solchen mit hohem Harz-, Pech- und Phenolgehalt, große Schwierigkeiten, weil sich die genannten, häufig in überwiegendem Maße darin vorhandenen Stoffe wenig oder gar nicht für eine Aufspaltung eignen. Werden solche Stoffe mit in den Spaltprozeß eingeführt, so bedeutet dies eine unnötige Belastung der Apparatur, da sich diese meist hochmolekularen Körper in unerwünschter Weise in Kohlenstoff und Spaltgas statt in benzinartigeKohlenwasserstoffeumsetzen. Eskommt hinzu, daß man bei der an sich bekannten Anwendung von Schwelkoks als Kontaktstoff das au spaltende dampfförmige Gut bisher durch die Gesamtmenge des erzeugten Kokses schickte, wodurch die Spaltung unter Bildung von störendem Kohlenstoff und von Spaltgas zu weit getrieben wurde.While now for the splitting of petroleum a large number technically The splitting of smoldering serums prepares particularly well of those with high resin, pitch and phenol content, great difficulty because the substances mentioned, which are often predominantly present in them, do not change much or not at all suitable for a split. Are such substances included in the cleavage process introduced, this means an unnecessary burden on the apparatus, since this mostly high molecular weight bodies in undesirable ways in carbon and fission gas instead of converting into gasoline-like hydrocarbons. In addition, the known application of low-temperature coke as a contact substance, the splitting vaporous Well so far sent by the total amount of coke produced, causing the split has been driven too far with the formation of disruptive carbon and fission gas.

Nach dem neuen Verfahren werden diese Mängel dadurch beseitigt, daß zur Gewinnung von benzinartigen Kohlenwasserstoffen nur die für eine Spaltung geeigneten Anteile der dampfförmigen Schwelerzeugnisse verwandt werden, während die gas- und koksbildenden, schwer oder nicht spaltbaren Anteile von vornherein ausgeschieden und gar nicht in den Spaltprozeß eingebracht werden. Ein weiterer Fortschritt des neuen Verfahrens besteht darin, daß die die Spaltung bewirkende Koksschicht in beliebiger Weise eingestellt und den Erfordernissen des Spaltvorganges, der Spaltzeit sowie der Eigenart des zu behandelnden Gutes angepaßt werden kann. Diese Regelbarkeit der Spaltzone, deren Temperatur auf etwa 5oo° gehalten wird, ermöglicht es auch, die Spaltreaktion im geeigneten Augenblick zu beenden, bevor die unerwünschte und zu weit gehende pyrogene Zersetzung der Kohlenwasserstoffe in Kohlenstoff und nicht kondensierbare Gase eintritt. Hierbei ist es für das Wesen der Erfindung gleichgültig, ob die Schweldämpfe vorher kondensiert und fein verteilt in die Spaltzone eingeführt werden. Es kann auch von Vorteil sein, gemäß der Erfindung den Wassergehalt der der Spaltzone zugeführten Schwelprodukte vor ihrem Eintritt in die Spaltzone ganz oder teilweise zu entfernen. Durch diese Maßnahme verringert sich der Anfall an Gas, weil sich Wasserdampf z. B. über hochreaktionsfähigem Braunkohlenschwelkoks bereits bei niedrigen Temperaturen nach den bekannten Wassergasgleichungen umsetzt. Andererseits kann bei der Spaltung wasserstoffarmer Schwelprodukte die Gegenwart von 'wasserstoffhaltigen Gasen günstig sein. Deshalb können auch erforderlichenfalls wasserstoffhaltige Gase in die Spaltzone eingeführt werden. Ebenso können die an sich bekannten und nachgewiesenen katalytischen Eigenschaften des zur Spaltung benutzten Schwelkokses durch geeignete andere Zusatzstoffe erhöht werden, wobei gleichzeitig auch eine Veredlung der Spaltprodukte, z. B. `Entschwefeln, Platz greifen kann.According to the new method, these deficiencies are eliminated in that to obtain petrol-like hydrocarbons only those suitable for splitting Parts of the vaporous carbonization products are used, while the gas and coke-forming, difficult or non-cleavable parts are eliminated from the start and not be brought into the splitting process at all. Another advance of the new process is that the cracking causing the coke layer in any Way adjusted and the requirements of the splitting process, the splitting time as well can be adapted to the nature of the item to be treated. This controllability of the cleavage zone, the temperature of which is kept at around 5oo °, also enables to terminate the cleavage reaction at the appropriate moment, before the undesired and Too far-reaching pyrogenic decomposition of the hydrocarbons into carbon and not condensable gases enter. Here it is irrelevant for the essence of the invention, whether the smoldering vapors condensed beforehand and finely distributed and introduced into the cleavage zone will. It can also be advantageous, according to the invention, the water content of the the carbonization products supplied to the cleavage zone before they enter the cleavage zone or partially remove it. This measure reduces the seizure Gas, because water vapor z. B. on highly reactive lignite coke already implemented at low temperatures according to the well-known water gas equations. On the other hand, in the cleavage of low-hydrogen carbonization products, the presence of 'hydrogen-containing gases. Therefore can also if necessary hydrogen-containing gases are introduced into the fission zone. Likewise, the known and proven catalytic properties of the used for cleavage Smoldering coke can be increased by suitable other additives, at the same time also a refinement of the cleavage products, z. B. `` Desulfurization, can make room.

An Hand der schematischen Zeichnung wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert.On the basis of the schematic drawing, the invention is illustrated in an exemplary embodiment explained.

Es stellt i einen Schachtschweler beliebigen Systems dar, in dem keilförmige Einbauten 28, 29 (Koksabscherer) einen Teil des heißen Kokses in seitliche Taschen 18 und i9 abführen. Diese teilweise Koksabführung kann auch in mehr als zwei Taschen erfolgen, ringförmig oder in jeder anderen Weise ausgebildet sein. Der Koksabzug aus den Taschen wird durch die Zellenräder 25 und 26 oder ähnliche Vorrichtungen geregelt, wobei der Spaltkoks in dauernder Bewegung gehalten wird, während der Koksabzug aus dem zentralen Mittelschacht durch Vorrichtung bewerkstelligt wird. Aus dem Schweler i treten die Schwelgase durch Leitung 2 in den Konus 3 des Vakuumverdampfers 8 und kondensieren hier teilweise unter Wärmeabgabe. Nichtkondensierbare Gase und Dämpfe sowie flüssige Kondensate treten durch Leitung in den Teer und Wasserscheider 6, aus dem das Wasser durch Leitung 7a abläuft, während der zu spaltende Teer durch Leitung 7b vermittels Vakuum nach Verdampfer 8 und durch den ringförmigen Teerverteiler 9 auf die Oberfläche des beheizten VerdampferkOnus 3 gefördert wird. Durch Leitung wird ein im Spaltprozeß nicht verwendbarer Teeranteil abgezogen. Die Beheizung des Verdampferkonus 3 kann entweder ausschließlich durch heiße Schwelgase, durch Schwel- und Blasegase oder durch Blasegase allein erfolgen. Blasegase stehen beispielsweise dann zur Verfügung; wenn der Schweler als Schwelgenerator ausgebildet ist. Nichtverdampfbare Peche, Harze u. dgl. fließen aus 3 durch Leitung 5 ab, während leichte Teer- und Oldämpfe durch Leitung ii über Vakuumpumpe io und Druckleitung 15 nach den Verteilungsleitungen.16 und 17 geführt werden. Von hier treten die zur Spaltung bestimmten Teerdämpfe unten in die Taschen 18 und i9 ein und durchstreichen zwecks Spaltung deren heiße Koksfüllung. Die gas-und dampfförmigen Spaltprodukte treten durch die Leitungen 2o und 2i nach Kühler 22, aus dem bei 23 flüssige, bei 24 gasförmige Krackprodukte abgenommen werden können. Diese Gase aus 24 können in den Kreislauf, z. B. in Leitung i i, wieder hereingebracht werden; dies empfiehlt sich besonders dann, wenn die Spaltung unter Zusatz von Fremdgas erfolgt. Beim Übergang des Schwelhauptschachtes i in' die Spalträume z8 und i9 können automatisch gesteuerte Sperrvorrichtungen @ vorgesehen werden, die, mit Koksaustrag 25 und 26 zwangsläufig gekuppelt, Menge, Geschwindigkeit und Höhe des in die Taschen einzuführenden Kokses regeln. Die Spaltung der in die Taschen abgeführten Teer- und Öldämpfe kann entweder ausschließlich durch die im abgezogenen Koks aufgespeicherte Wärmemenge erfolgen oder es können die Kokstaschen wechselweise durch zusätzliches Einblasen von Luft auf die gewünschte Kracktemperatur gebracht werden, wobei entstehende Blasegase die erwähnte Verwendung finden können. Durch Leitung 12 kann teerfreies Schwelgas abgeführt oder über Leitung 13 dem Vakuumverdampfer zugeführt werden, aus dem es gemeinsam mit zu spaltenden Dämpfen und mit fremdem Zusatzgas durch Leitung i i über Vakuumpumpe io in den Kreislauf eintritt. Durch Leitung 12 kann aber auch teerfreies Schwelgas über Leitung 14 unmittelbar in Druckleitung 15 eingeleitet und auf diese Weise in den Prozeß zurückgeführt werden.It represents a shaft turret of any system in which the wedge-shaped Internals 28, 29 (coke shearers) put part of the hot coke in side pockets 18 and i9. This partial coke discharge can also be in more than two pockets take place, be annular or in any other way. The coke outlet from the pockets is made by the cell wheels 25 and 26 or similar devices regulated, whereby the cracked coke is kept in constant motion while the coke is withdrawn is accomplished from the central shaft by device. From the Schweler i enter the carbonization gases through line 2 in the cone 3 of the vacuum evaporator 8 and partially condense here, giving off heat. Non-condensable gases and vapors as well as liquid condensates enter the tar and water separator 6 through pipes, from which the water runs off through line 7a, while the tar to be split through Line 7b by means of vacuum to evaporator 8 and through the annular tar distributor 9 is conveyed onto the surface of the heated evaporator cone 3. By line a proportion of tar that cannot be used in the splitting process is withdrawn. The heating of the Evaporator cone 3 can either be produced exclusively by hot carbonisation gases, by and blowing gases or by blowing gases alone. Bubble gases are available for example then available; if the Schweler is designed as a Schweler generator. Non-vaporizable Pitch, resins and the like flow from 3 through line 5, while light tar and Oil vapors through line ii via vacuum pump io and pressure line 15 after the Distribution lines 16 and 17 are routed. From here they come to the split certain tar fumes down in pockets 18 and i9 and rule out in order to Splitting their hot coke filling. The gaseous and vaporous cleavage products occur through lines 2o and 2i to cooler 22, from which at 23 liquid, at 24 gaseous Cracked products can be removed. These gases from 24 can be in the circuit, z. B. in line i i, be brought back in; this is particularly recommended when the cleavage takes place with the addition of foreign gas. At the transition from the main shaft i in 'the gap spaces z8 and i9 can be automatically controlled locking devices @ are provided that, with coke discharge 25 and 26 inevitably coupled, amount, Regulate the speed and height of the coke to be introduced into the pockets. The split the tar and oil vapors discharged into the pockets can either be exclusively through the amount of heat stored in the withdrawn coke take place or the coke pockets alternately by additionally blowing in air to the desired cracking temperature are brought, with resulting bubble gases can find the use mentioned. Tar-free carbonization gas can be discharged through line 12 or to the vacuum evaporator through line 13 are supplied, from which it is shared with vapors to be split and with foreign ones Additional gas enters the circuit through line i i via vacuum pump io. By However, line 12 can also supply tar-free carbonization gas directly into the pressure line via line 14 15 and thus returned to the process.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Schwelen bituminöser Stoffe unter gleichzeitiger =Spaltung entstandener Schweldämpfe zur Gewinnung flüssiger, niedrigsiedender Kohlenwasserstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweldämpfe nach Herausfraktionierung der für die Aufspaltung zu flüssigen, leichten Kohlenwasserstoffen ungeeigneten Anteile einer mit heißem Schwelkoks beschickten Spaltzone der Schwelvorrichtung zugeführt werden, aus der die Spaltprodukte ohne Vermischung mit den Schweldämpfen abgezogen werden. PATENT CLAIMS: i. Process for smoldering bituminous substances under simultaneous = cleavage of smoldering vapors to obtain liquid, low-boiling ones Hydrocarbons, characterized in that the smoldering vapors after fractionation those unsuitable for splitting into liquid, light hydrocarbons Parts of a cracking zone of the smoldering device charged with hot low-temperature coke are supplied from which the fission products without mixing with the smoldering vapors subtracted from. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein regelbarer Teil des Schwelkokses, und zwar ein solcher mit Temperaturen über 4o0°, zur Durchführung der Spaltung benutzt und dadurch die Höhe der Spaltzone sowie die Spaltzeit beeinflußt wird. 2. The method according to claim i, characterized in that only an adjustable part of the smoldering coke, namely one with temperatures above 4o0 °, used to carry out the cleavage and thereby the height of the cleavage zone as well the splitting time is influenced. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der Spaltzone zugeführten Schweldämpfe vor ihrem Eintritt in die Spaltzone ganz oder teilweise von ihrem Wassergehalt befreit werden. q.. 3. The method according to claim i and 2, characterized in that that the smoldering vapors supplied to the crevice zone before they enter the crevice zone be wholly or partially freed from their water content. q .. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Spaltung benutzte Schwelkoks nach Verbrauch der für die Spaltung erforderlichen Wärme z. B. durch Einblasen von Luft wieder auf die erforderliche Spalttemperatur hochgeheizt wird. Method according to claim i to 3, characterized in that the smoldering coke used for the cleavage after consumption the heat required for the cleavage z. B. by blowing air again is heated up to the required gap temperature. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit den zu spaltenden Schweldämpfen wasserstoffhaltige Zusatzgase in -die Spaltzone eingeführt werden.5. The method according to claim i to q., characterized in that simultaneously with the smoldering vapors to be split hydrogen-containing additional gases are introduced into the cleavage zone.