KR820002014B1 - Integrated coal liquefaction gasfication plant - Google Patents

Abstract

Bituminous coal is gasified and liquefied in a combined process that gives increased thermal efficiency and includes the steps of hydroliquefaction, oxidative gasification to make synthetic gas, and use of the shift reaction to produce addnl. H from the synthetic gas. Thus, dry pulverized bituminous coal is mixed with a recycle solvent-contg. slurry from the process and hydrogenated at 820-870≰C. The product is sepd. by atm. and vacuum distn., and the residue from the vacuum distn. is gasified with O to give synthetic gas (H/CO=0.6:1). The synthetic gas is passed through a shift reactor to produce addnl. H, and the gas after purifn. is reaycled to the liquefaction step.

Description

통합된 석탄 액화-기화장치Integrated coal liquefaction-vaporizer

제1도는 병합된 석탄 액화-기화 공정의 열 효율곡선.1 is the thermal efficiency curve of the coal coal liquefaction-gasification process.

제2도는 본 발명을 수행하기 위한 공정도.2 is a process diagram for carrying out the present invention.

본 발명은 석탄 액화와 산화 기화장치가 함께 협동적으로 병합되어 상승된 열효율을 제공하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus in which coal liquefaction and oxidizing vaporizers are cooperatively merged together to provide increased thermal efficiency.

본 장치의 공급탄은 역청탄, 아역청탄 또는 갈탄을 함유한다.The feed coal of this apparatus contains bituminous coal, sub-bituminous coal or lignite coal.

본 발명 장치의 액화대(liquefaction zone)는 흡열의 예열단계와 발열의 용해단계를 제공한다. 용해기의 온도는 용해기에서 발생하는 수소첨가 반응과 수소첨가 분해 반응 때문에 최대 예열온도보다 높다. 액체 및 보통 고체성의 융해된 석탄(normally solid dissolved coal)과 현탁된 광물 잔류물을 함유하는 공정에서 용해기 또는 기타 장소에서 생성되는 잔류 슬러리(residue slurry)는 예열기 및 용해기 단계를 통하여 재순환된다. 기체탄화수소와 액체 탄화수소질 증류물은 액화대의 생성물 분리장치로부터 회수된다.The liquefaction zone of the device of the present invention provides a preheating step of endotherm and a dissolving step of exotherm. The temperature of the dissolver is higher than the maximum preheating temperature due to the hydrocracking and hydrocracking reactions occurring in the dissolver. In processes containing liquid and normally solid dissolved coal and suspended mineral residues, the residual slurry produced in the dissolver or elsewhere is recycled through the preheater and dissolver stages. Gaseous hydrocarbons and liquid hydrocarbonaceous distillate are recovered from the product separator of the liquefaction zone.

용해기로부터 재순환되지 않는 희광물질 함유 잔류 슬러리부분은 대기탑 및 진공 증류탑으로 통과된다. 보통 모든 액체 및 기체물질은 본탑의 상부에서 제거되며 따라서 이들 물질은 실질적으로 무(無) 광물질이며, 반면에 농축 광물질-함유 잔류 슬러리는 진공탑 하부(VTB)에서 회수된다.Part of the residual slurry containing the rare substance which is not recycled from the dissolver is passed to the atmospheric column and the vacuum distillation column. Normally all liquid and gaseous material is removed from the top of the main tower and therefore these materials are substantially mineral free, while the concentrated mineral-containing residual slurry is recovered from the bottom of the vacuum tower (VTB).

농축된 슬러리는 모든 무기 광물질과 용해되지 않은 유기물질(UOM)을 함유하며 여기에서 이들을 함께 "광물잔류물"로 불리워진다. UOM량은 항상 공급탄(feed coal)량의 10 또는 15중량 퍼센트보다 적다.The concentrated slurry contains all inorganic minerals and undissolved organics (UOM), which together are referred to herein as "mineral residues". The amount of UOM is always less than 10 or 15 weight percent of the feed coal.

또한 농축된 슬러리는 54℃의 용해된 석탄을 함유하며 이는 상온에서 고체이고 여기서는 "보통 고체성의 용해된 석탄"으로 불리워진다. 상기 슬러리는 여과단계 또는 기타의 고체-액체 분리단계 없이 그리고 본 슬러리를 파괴하는 코우크스 단계 또는 기타의 단계없이, 합성기체로 전환시키기 위해 공급된 슬러리를 받아들이기에 적합한 부분적 산화 기화대로 완전히 통과되며, 본 합성 기체는 일산화탄소와 수소의 혼합 기체 이다.The concentrated slurry also contains dissolved coal at 54 ° C., which is solid at room temperature and is referred to herein as “usually solid dissolved coal”. The slurry is passed through a partially oxidized gaseous phase suitable to receive the supplied slurry for conversion into the synthesis gas, without a filtration step or other solid-liquid separation step and without the coke step or other step of destroying the slurry, This synthesis gas is a mixture of carbon monoxide and hydrogen.

본 슬러리는 기화대로 제공된 유일한 탄소질 공급물이다.This slurry is the only carbonaceous feed provided in the vaporization stage.

산소장치는 기화장치로 제공된 산소로부터 질소를 제거하기 위해 제공되며 생성된 합성기체는 완전히 질소가 없다.An oxygen device is provided to remove nitrogen from the oxygen provided to the vaporizer and the resulting synthesis gas is completely nitrogen free.

일부분의 합성기체는 이것을 수소와 이산화탄소로 전환시키기 위해 쉬프트반응을 시킨다. 황화수소와 함께 이산화탄소는 산기체 제거장치에서 제거된다. 이같이 생성된 모든 수소 기체-풍부한 유체(stream)는 근본적으로 액화공정에 사용된다. 본 발명의 중요한 특정은, 본 장치가 적합하여서 수소-풍부한 유체로 전환된 과잉의 양으로 생성된 합성 가스의 최소 60,70 또는 80에서 100몰 퍼센트까지의 연소열용량이, 메탄 첨가 단계 또는 기타의 수소첨가 전환예로써 메탄올로의 전환없이 본 장치내에서 연소를 통하여 회수되는 것이다.Some syngas shifts to convert it into hydrogen and carbon dioxide. Together with hydrogen sulfide, carbon dioxide is removed in an acid gas removal unit. All hydrogen gas-rich streams thus produced are essentially used in liquefaction processes. An important particular of the present invention is that the heat capacity of combustion of at least 60,70 or 80 to 100 mole percent of the syngas produced by the apparatus in such a way that it is converted into a hydrogen-rich fluid is suitable for the methane addition step or other. As a hydrogenation conversion, it is recovered through combustion in the apparatus without conversion to methanol.

본 공정내의 연료로써 사용되지 않는 과잉의 합성가스는 항상 이 기체의 40, 30 또는 20몰 퍼센트보다 적으며 메탄 첨가단계 또는 메탄올 전환단계에 노출될 수 있다. 메탄첨가는 일산화탄소를 메탄으로 전환시켜 합성기체의 발열량을 증가하도록 보통 적용되는 공정이다.Excess syngas not used as fuel in the process is always less than 40, 30 or 20 mole percent of the gas and may be exposed to the methane addition step or the methanol conversion step. Methane addition is a commonly applied process to increase the calorific value of the synthesis gas by converting carbon monoxide to methane.

본 발명에 따라 VTB 이상에서 기화장치로 들어가는 탄화수소질 물질양은 부분적 산화반응과 쉬프트 전환반응에 의해 액화때에 필요한 건공정의 수소요구량을 생성하기 위한 적정수준으로 뿐만이 아니라 합성가스를 생성하기 위한 충분량의 수준으로 조절되며, 이 합성가스의 총 연소 발열량은 본 공정에서 요구되는 총 에너지의 5-100퍼센트간의 기본 열량으로 공급하기에 적절하여 이와같은 에너지는 장치내에서 생성되는 또는 도입 되는 전력 등으로 예열기에서는 연료 형태로 펌프에서는 증기형태로 요구된다.The amount of hydrocarbonaceous material entering the vaporizer above VTB in accordance with the present invention is not only at an appropriate level for generating the hydrogen demand of the dry process required for liquefaction by partial oxidation and shift conversion but also a sufficient amount to generate syngas. The total combustion calorific value of this syngas is adequate to provide 5-100 percent of the baseline calorific value of the total energy required by the process, and this energy is preheated by the power generated or introduced in the unit. In the form of fuel and in the form of steam in the pump.

본 발명과 관련하여 기화장치대의 피압(confines of the gasifier zone proper)내에서 소요되는 에너지는 에너지 소비공정으로 생각되지 않는다. 본 기화장치에 공급되는 모든 탄소물질은 연료라기보다는 기화장치 공급물이다. 기화장치 공급물이 부분적 산화에 노출된다 할지라도 이 산화 기체는 기화장치의 반응 산물이며, 연료 기체가 아니다.In the context of the present invention, the energy consumed within the pressures of the gasifier zone proper is not considered an energy consumption process. All carbon material supplied to the vaporizer is a vaporizer feed rather than a fuel. Although the vaporizer feed is exposed to partial oxidation, this oxidizing gas is the reaction product of the vaporizer and not the fuel gas.

물론 기화장치의 증기를 생성하기 위해 요구되는 에너지는 이 에너지가 기화장치의 피압 외부에서 소비되기 때문에 에너지 소비공정으로 생각된다. 본 발명은 기화 장치의 증기요구량이 다음에 표시되는 이유 때문에 비교적 낮으므로 이점이 있다.Of course, the energy required to produce vapor in the vaporizer is considered an energy consuming process because this energy is consumed outside the pressure of the vaporizer. The present invention is advantageous because the vapor demand of the vaporization apparatus is relatively low for the following reason.

기화장치에서 생성된 합성가스로부터 유래하지 않는 공정 에너지는, 액화대내에서 생성된 선택된 비 프레미엄(non-premium) 기체 및 액체 탄화 수소질 공급물로 부터 또는 전기 에너지와 같은 공정의 외부 공급원으로부터 얻어진 에너지로부터 또는 이들 양쪽원으로부터 직접적으로 공급된다.Process energy not derived from the syngas produced in the vaporizer is from selected non-premium gas and liquid hydrocarbonaceous feeds generated in the liquefaction zone or from external sources of the process, such as electrical energy. From or directly from both sources.

기화대는 전적으로 액화장치로 통합되며, 이는 기화대에 공급되는 전체 탄화 수소질 물질은 액화대에서 연유되기 때문이며, 기화대에서 생성된 거의 모든 기체 생성물은 액화대에 의해 반응물 또는 연료로써 소비되기 때문이다.The vaporization zone is fully integrated into the liquefaction unit, since the entire hydrocarbonaceous material supplied to the vaporization zone is condensed in the liquefaction zone, and almost all gaseous products produced in the vaporization zone are consumed as reactants or fuel by the liquefaction zone. .

액화대의 용해 단계에서 일어나는 수소첨가 반응 및 수소 첨가열분해반응은, 선행기술의 물질수지 장치와 비교할 때 열효율을 기본으로 하여 본 병합공정을 적정화하는 본 발명에 따라 다양하게 분리된다. 용해단계의 분리는 온도, 수소압, 잔류시간 및 광물잔류물의 재순환율로 설정된다. 본 병합 공정을 물질수지를 기본으로 하여 작동시키는 것은 작동 개념과는 전적으로 다르다.The hydrogenation reaction and the hydrocracking reaction occurring in the dissolution stage of the liquefaction zone are variously separated according to the present invention which optimizes the present merging process on the basis of thermal efficiency as compared with the mass balance apparatus of the prior art. Separation of the dissolution stage is set by temperature, hydrogen pressure, residence time and recycle rate of mineral residues. The operation of this merging process on the basis of mass balance is entirely different from the concept of operation.

기화장치로의 공급물의 탄화수소물 물질양이 결정되어서 기화장치의 총합성 가스생성물이 쉬프트 전환을 하여 병합 공정의 정확한 공정수소 요구량을 함유하는 수소 풍부한 기류를 생성할 수 있을때 본 공정은 물질수지를 기본으로 하여 작동된다.When the amount of hydrocarbon material in the feed to the vaporizer is determined so that the total synthesis gas product of the vaporizer can shift shift to produce a hydrogen rich air stream containing the exact process hydrogen demand of the coalescing process, the process is based on the mass balance. It works as

본 공정은 열효율을 기준으로 하여 적정화함은 공정 유동성을 요구하며 이는 기화장치의 배출이 총공정수소 요구량을 제공할 뿐아니라 병합공정의 상당부분 또는 모든 에너지 요구량을 제공할 수 있도록 하기 위해서이다. 쉬프트 반응을 통하여 총 공정 수소 요구량을 제공하는 것 외에도 기화장치는 충분량의 합성기체를 생성하며, 직접적으로 태울 때는 공정의 총 에너지 필요량을 기본으로 하여 최소 약 5, 10, 20 또는 50에서 100퍼센트까지를 공급하며 이는 기화장치에서 생성되는 열을 제외하고 전기 에너지 또는 구입에너지를 함유한다. 이 과잉의 합성가스와 H₂와 CO의 총 용량의 최소 60, 70, 80 또는 90몰 퍼센트, 그리고 H₂와 CO의 분취량(aliquot) 또는 비-분취량(non-aliquot)을 기본으로 하여서는 100퍼센트까지가 본 공정에서 메탄 첨가 반응 및 수소 첨가 전환 반응없이 연료로 연소된다.Optimizing on the basis of thermal efficiency of the process requires process fluidity, in order to ensure that the evaporator emissions not only provide the total process hydrogen demand, but also provide much or all of the energy requirements of the combined process. In addition to providing the total process hydrogen demand through the shift reaction, the vaporizer also produces a sufficient amount of syngas, and when burned directly, at least about 5, 10, 20, or 50 to 100 percent based on the total energy requirements of the process. It contains electrical energy or purchased energy except heat generated by the vaporizer. Hayeoseoneun aliquots (non-aliquot) by default - at least 60, 70, 80 or 90 mole percent, and the H ₂ and CO aliquot (aliquot), or the ratio of the total capacity of the synthesis gas and the H ₂ and CO in excess Up to 100 percent are burned as fuel in this process without the addition of methane and hydrogenation.

이 기체가 공정에서 연료로 요구되지 않는다면 이 기체의 40퍼센트보다 적은 양이 메탄 첨가되어 피펠린 기체로 사용될 수 있다.If this gas is not required as fuel in the process, less than 40 percent of it can be added to methane and used as a pipelin gas.

비록 본 액화공정이 일반적으로 기화공정보다 효율이 있다할지라도, 하기의 실시예로 보아 메탄올 생성하기 위해 액화대에서 기화대로 일부분의 공정물을 이동시킴으로써 기대하였던 바 공정효율이 감소되며, 더욱 놀랍게도 본 공정내의 연소용 합성기체를 생성하기 위해 액화대에서 기화대로 일부분의 공정물을 이동시켜 우연히 병합공정의 열효율이 증가됨을 알 수 있다.Although the present liquefaction process is generally more efficient than the vaporization process, the following examples show that the efficiency of the process is reduced as expected by moving a portion of the process from the liquefaction zone to the vaporization zone to produce methanol. In order to generate the synthesis gas for combustion in the process it can be seen that by moving a part of the process from the liquefaction zone to the vaporization zone, the thermal efficiency of the merge process is increased by chance.

선행기술은 석탄 액화와 기화의 병합을 수소물질 수지를 기본으로 하여 이미 나타내었다. 제목은 "SRC-Ⅱ 공정-이는 피츠버그 대학에서 석탄 기화와 액화에 대한 제3차 애늄열 인터내쇼날 컨퍼런스에 기재"이며 1976년 8월 3-6일에 비·케이 스미드 및 디·엠·잭슨에 의한 것이며, 병합된 석탄 액화-기화장치에서 액화대에서 기화대로 통과된 유기물질양은 본 공정에서 요구되는 수소를 생성하기 위해 충분해야 한다고 강조한다.The prior art has already shown the merging of coal liquefaction and vaporization on the basis of the hydrogen material balance. The title is "SRC-II Process-this is presented at the 3rd ANOC International Conference on Coal Vaporization and Liquefaction at the University of Pittsburgh" and was presented to B-Kesmead and D.M. Jackson on 3-6 August 1976. It is emphasized that the amount of organic matter passed from the liquefaction zone to the vaporization stage in the coal liquefaction-vaporizer combined should be sufficient to produce the hydrogen required for this process.

여기에서는 통과되는 에너지를 액화대와 기화대 사이의 연료로 제시하지 않았으므로, 제1도에서 설명되고 다음에서 논의되는 바 효율의 적정 가능성을 결코 알지 못했다. 제1도의 설명으로 보아 적정효율은 통과되는 에너지를 두대 사이의 연료로써 요구하며 에너지의 통과 없이는 수소 수지를 통하여 얻어질 수 없음을 알 수 있다.Since the energy passed here is not presented as a fuel between the liquefaction zone and the vaporization zone, we never knew the feasibility of efficiency as described in FIG. 1 and discussed below. From the description of FIG. 1, it can be seen that the optimum efficiency requires the energy to be passed between the two fuels and cannot be obtained through the hydrogen resin without passing the energy.

VTB는 본 공정에서 생성되는 모든 보통 고체성의 용해된 석탄과 함께 이상으로써 광물 잔류물을 모두 함유하기 때문에, 그리고 모든 양의 VTB가 직접적으로 기화장치대로 통과되기 때문에 용해된 석탄에서 광물잔류물의 분리단계 즉, 여과, 침적, 용매-의론침적, 광류 잔류물 함유하는 수소-풍부한 화합물의 용매추출, 원심분리, 또는 이와 유사한 단계가 본 공정에서 필요하지 않다. 또한 광물잔류물 건조, 일반적으로 고체성의 용해된 석탄 냉각 및 처리단계, 또는 지연되는 코우크스단계 또는 유액 코우크스 단계가 병합공정의 장치에 요구되지 않는다. 각각의 이들 단계를 제거하거나 회피하므로써 본 공정의 열효율을 상당히 충진시킨다.Separation step of mineral residues from dissolved coal because VTB contains all mineral residues as anomalies with all the usual solid dissolved coals produced in this process, and because all amounts of VTB are passed directly to the vaporizer. That is, no filtration, deposition, solvent-based deposition, solvent extraction of hydrogen-rich compounds containing mineral flow residues, centrifugation, or similar steps are necessary in this process. Also mineral residue drying, generally solid dissolved coal cooling and treatment steps, or delayed coke stages or latex coke stages are not required for the apparatus of the coalescing process. Eliminating or avoiding each of these steps significantly fills the thermal efficiency of the process.

일부분의 광물 잔류물-함유하는 슬러리의 액화대를 통하여 재순환되므로써 용해기단계에서 광물 잔류물의 농도를 증가시킨다. 광물 잔류물안에 있는 무기 광물질이 용해기단계에서 일어나는 수소첨가 반응 및 수소 첨가 분해 반응의 촉매이기 때문에, 그리고 황이 황화수소로의 전환 및 산소가 물로의 전환에 대한 촉매이기 때문에, 용해기 크기와 잔류시간은 광물 재순환에 의하여 감소되므로써 본 공정이 높은 효율을 만들 수 있다.Partial mineral residue-containing slurry is recycled through the liquefaction zone of the slurry, thereby increasing the concentration of mineral residues in the dissolver stage. Dissolver size and residence time because the inorganic minerals in mineral residues are catalysts for the hydrocracking and hydrocracking reactions occurring in the dissolving stage, and because sulfur is a catalyst for the conversion of hydrogen sulphide and oxygen to water. Silver is reduced by mineral recycling, making the process highly efficient.

이들 광물 잔류물의 재순환으로 보통 고체성의 용해된 석탄의 수율을 약

정도로 유리하게 감소시킬 수 있으므로 더욱 유용한 액체 생성물과 탄화수소 기체 생성물의 수율을 증가시키며 기화장치대에 대한 공급율을 감소시킨다. 광물질 재순환 때문에 본 공정은 자동촉매로 불려지며 외부 촉매가 필요없고, 더 나아가서는 공정 효율을 증가시킨다.Recycling these mineral residues usually results in poor yields of solid dissolved coal.

It can be advantageously reduced to a degree, thus increasing the yield of more useful liquid and hydrocarbon gas products and reducing the feed rate to the vaporizer stage. Because of the mineral recycling, this process is called autocatalyst and requires no external catalyst, further increasing process efficiency.

본 발명의 특징은 재순환 용매가 이의 수소-공여능력을 부활하기 위해 외부촉매 존재하에 수소 첨가를 필요로 하지 않는다.A feature of the present invention is that the recycle solvent does not require hydrogenation in the presence of an external catalyst to revive its hydrogen-donating ability.

용해기에서 발생하는 반응은 발열반응이기 때문에 높은 공정 효율은 용해기 온도를 최소 약 20, 50, 100 또는 일층 200℉로(11.1, 27.8, 55.8 또는 일층 111.1℃) 또는 최대 예열기 온도 이상으로 올리기를 요구한다.Because the reactions occurring in the dissolver are exothermic, high process efficiencies may increase the dissolver temperature to at least about 20, 50, 100 or 200F (11.1, 27.8, 55.8 or 111.1 ° C) or above the maximum preheater temperature. Require.

이같은 온도차를 방지하기 위해 용해기를 냉각시키는 것은 쉬프트 반응에서 첨가되는 급냉수소의 생성을 필요로 하며, 양쪽대(Zones) 사이의 온도차를 제거하기 위해 예열단계로 첨가되는 열이 필요하다. 이들 양쪽에서 더욱 많은 양의 석탄이 공정에서 소비되며 따라서 본 공정의 열효율을 감소시키는 경향이 있다.Cooling the melter to prevent this temperature difference requires the production of quenching hydrogen, which is added in the shift reaction, and the heat added to the preheating step to eliminate the temperature difference between the zones. In both of these, more coal is consumed in the process and therefore tends to reduce the thermal efficiency of the process.

병합공정에 제공되는 모든 공급탄은 액화대로 공급되며 직접적으로 기화대로 공급되는 것은 없다.All feed coal supplied to the merger process is supplied to the liquefaction zone and not directly to the vaporization zone.

광물잔류물-함유 VTB 슬러리는 기화장치대로 공급되는 모든 탄화수소질 물질을 함유한다. 액화공정은 보통 수율로 고체성의 용해된 석탄 생성물을 올리는 기화공정보다 높은 열 효율로 작동될 수 있다.The mineral residue-containing VTB slurry contains all hydrocarbonaceous material fed to the vaporizer. The liquefaction process can be operated with higher thermal efficiency than the vaporization process, which usually raises the solid dissolved coal product in yield.

기화공정이 보다 낮은 효율을 갖는 부분적 이유는 부분적 산화의 기화공정이 합성 가스(CO와 H₂)를 생성하기 때문이며, 수소가 최후의 기체 생성물이라면 일산화탄소에 수증기를 가하여 수소로 전환시키는 일련의 쉬프트 반응단계를 필요로 하거나, 또는 피펠린 기체가 최후의 기체 생성물이라면 일련의 쉬프트 반응 단계와 메탄 첨가단계를 필요로 하기 때문이다.Part of the reason that the vaporization process has lower efficiency is that the partial oxidation vaporization process produces syngas (CO and H ₂ ), and if hydrogen is the last gas product, a series of shift reactions that convert water to carbon monoxide and convert it to hydrogen. This is because it requires a step, or if the pipelin gas is the last gas product, it requires a series of shift reaction steps and methane addition steps.

쉬프트 반응단계는, 메탄첨가용 기체를 만들기 위해 H₂대 CO 비율을 약 0.6에서 3으로 증가시키기 위해 메탄 첨가 단계전에 요구된다. 모든 원료 급탄이 액화대를 통과하므로써 일부 석탄 구성물을 액화대의 더 높은 효율의 프레미엄 생성물(Premium products)로 전환시키며, 이것은 보다 낮은 효율로 전환시키기 위해 비-프레미엄의 보통 고체성의 용해된 석탄이 기화대로 통과하기 전이다.A shift reaction step is required before the methane addition step to increase the H ₂ to CO ratio from about 0.6 to 3 to make the gas for methane addition. All raw coals pass through the liquefaction zone to convert some coal constituents into the liquefaction zone's higher-efficiency premium products, which are converted into a non-premium, usually solid, dissolved coal to vaporize. Before passing.

상기 인용된 선행기술인 병합된 석탄 액화-기화 공정장치에서 생성된 모든 합성기체는 쉬프트 반응기를 통과하여 요구되는 공정수소의 정확한 양을 생성한다. 따라서 선행 기술공정은 견고한 물질수지 피압에 노출된다. 그러나 본 공정은 기화장치에 공정수소를 생성하는데 요구되는 양보다 많은 탄화 수소물질을 공급하므로써 정확한 물질수지를 조절하는 공정을 나타낸다.All syngas produced in the prior art coal liquefaction-gasification process cited above passes through a shift reactor to produce the exact amount of process hydrogen required. Therefore, the prior art process is exposed to solid mass balance pressure. However, this process represents a process of controlling the correct mass balance by supplying more than the amount of hydrocarbons required to produce process hydrogen in the vaporizer.

본 발명의 장치에서 도관장치가 제공되어 수소 생성에 요구되는 과잉의 양으로 생성되는 합성가스는 기화장치, 예로써 부분적 산화대와 쉬프트 반응대 사이에서 제거될 수 있다.In the apparatus of the present invention, a conduit device is provided so that the syngas produced in the excess amount required for hydrogen production can be removed between the vaporization device, for example between the partial oxidation zone and the shift reaction zone.

산 기체를 제거하기 위해 처리한 후에 연소 발열량을 기본으로 하여 제거된 부분의 최소 60퍼센트는 메탄첨가 단계나 수소첨가 단계없이 본 장치의 연료로 사용할 수 있다. 항상 제거된 부분의 40퍼센트 이하의 양은 쉬프트 반응기를 통과하여 판매용 공정수소를 생성하며, 메탄 첨가되어 피펠린 기체로 사용될 수 있으며, 그러므로 거의 모든 기화장치의 생성물은 본 장치내에서 반응물 또는 에너지원으로 소비된다. 장치의 잔여연료 필요량은 액화 장치에서 생성된 연료와 공정의 외부원으로부터 제공된 에너지로 공급된다. 본 공정대의 연료로써 합성기체나 일산화탄소-풍부한 유체를 이용하는 것이 본 발명의 중요한 특징이며, 따라서 본 공정의 높은 효율에 기여한다. 합성가스나 일산화탄소-풍부한 유체는 상업 연료로써 시장성이 없으며, 이는 일산화탄소 함유로 독성이 있고 메탄보다 낮은 발열량을 갖기 때문이다. 그러나 연료로써 합성 기체나 일산화탄소의 상업적 이용에 대한 이러한 반대이유는 본 발명의 장치에 적용되지 못한다.At least 60 percent of the removed portion, based on the calorific value of the combustion heat after treatment to remove the acid gases, can be used as fuel for the unit without a methane or hydrogenation step. Always less than 40 percent of the amount removed is passed through the shift reactor to produce process hydrogen for sale, which can be added to methane to be used as pipelin gas, and therefore almost all vaporizer products are used as reactants or energy sources within the unit. Consumed. The remaining fuel requirement of the device is supplied by the fuel produced in the liquefaction device and the energy provided from external sources of the process. The use of synthetic gas or carbon monoxide-rich fluid as a fuel for the process zone is an important feature of the present invention, thus contributing to the high efficiency of the process. Syngas or carbon monoxide-rich fluids are not marketable as commercial fuels because they contain carbon monoxide, which are toxic and have lower calorific values than methane. However, this objection to the commercial use of synthetic gas or carbon monoxide as fuel does not apply to the device of the present invention.

첫째, 본 장치는 이미 합성가스 장치를 함유하기 때문에 일산화탄소의 독성을 방어하기 위한 장치가 설치된다. 이런 방어장치는 합성 가스를 생성하지 않는 장치에는 유용하지 않을 것이다.First, since the device already contains a syngas device, a device is installed to defend against the toxicity of carbon monoxide. Such a defense would not be useful for a device that does not produce syngas.

둘째, 합성가스가 본 장치 부위에서 연료로써 적용되기 때문에 이는 원거리 장소로의 운반을 필요로 하지 않는다. 피필린 기체의 압송비용(pumping costs)은 기체용량에 근거를 두며 열용량에 근거를 두지 않는다.Secondly, since syngas is applied as fuel at the site of the device, it does not require transportation to a remote location. The pumping costs of the pipilin gas are based on the gas capacity and not on the heat capacity.

그러므로 발열량에 근거하여 합성가스나 일산화탄소를 운반하기 위한 압송비용은 메탄을 운반하기 위한 압송 비용보다 높다. 그러나 합성가스나 일산화탄소가 본 발명에 따른 장치 위에서 연료로 사용되기 때문에 운반비 비용은 중요하지 않다. 본 장치는 메탄 첨가단계 또는 수소 첨가단계 없이 합성가스나 일산화탄소를 연료로써 사용하는 부위에 설치되기 때문에 열효율을 증진시킬 수 있다.Therefore, the cost of transporting syngas or carbon monoxide based on the calorific value is higher than the cost of transporting methane. However, the cost of transportation costs is not critical since syngas or carbon monoxide is used as fuel on the device according to the invention. The device can be installed at a site using syngas or carbon monoxide as a fuel without a methane addition step or a hydrogenation step, thereby improving thermal efficiency.

과잉의 합성가스가 메탄 첨가되어 피펠린 기체로 이용된다면 달성된 열효율 증가의 이점이 감소되거나 손실된다는 것이 다음에 예시된다. 합성가스가 공정수고에 요구되는 과잉의 양으로 기화장치에 의해 생성되고 과잉의 합성 가스 모두가 메탄에 첨가된다면 액화공정과 기화공정을 병합함으로써 열효율에 감소 효과를 가져온다는 것이 또한 다음에 예시된다.It is illustrated next that if excess syngas is added to the methane and used as the pipelin gas, the benefits of the increased thermal efficiency achieved are reduced or lost. It is also exemplified next that if syngas is produced by the vaporizer in the amount of excess required for process labor and all of the excess syngas is added to methane, combining the liquefaction and vaporization processes results in a reduction in thermal efficiency.

연료와 전기에너지를 함유하는 본 장치의 총 에너지 요구량의 5-100퍼센트는 기화대에서 생성되는 합성가스를 직접 연소시켜 얻을 수 있기 때문에 본 장치의 열효율이 증가된다. 액화대내에서 보통 고체성의 용해된 석탄을 전환시키기 보다는 액화대에서 얻어진 상기의 석탄을 기화시킴으로써 액화공정의 열효율이 증가될 수 있음은 매우 놀라운 일이며, 이는 석탄 기화가 석탄액화보다 효율이 적은 석탄 전환의 방법으로 알려져 있기 때문이다. 따라서 공정수소외에 공정에너지를 생성하기 위해 첨가물을 필요로 하기 때문에 기화대에 이 첨가물을 가함으로써 병합공정의 효율이 감소됨을 기대할 수 있다. 더우기 기화장치에 이미수소첨가에 노출된 석탄을 공급하는 것이 원료급탄과 비교하여 특히 비효율적임을 기대할 수 있으며 이는 기화장치대의 반응은 산화 반응이기 때문이다.The thermal efficiency of the device is increased because 5-100 percent of the total energy requirement of the device, which contains fuel and electrical energy, can be obtained by direct combustion of the syngas produced in the vaporization zone. It is surprising that the thermal efficiency of the liquefaction process can be increased by vaporizing the coal obtained from the liquefaction zone rather than converting the solid dissolved coal, usually in the liquefaction zone, which means that coal vaporization is less efficient than coal liquefaction. Because it is known by the way. Therefore, since additives are required to generate process energy in addition to process hydrogen, it can be expected that the efficiency of the merging process is reduced by adding these additives to the vaporization zone. Moreover, it can be expected that the supply of coal already exposed to hydrogenation to the vaporizer is particularly inefficient compared to the raw feed coal, since the reaction of the vaporizer is an oxidation reaction.

이럼에도 불구하고 기화 장치는 공정수소 뿐만 아니라 모든 양의 또는 상당양의 장치 연료를 생성할 때에 본 병합공정의 열효율이 증가됨을 기대하지 않았다. 본 발명에서 시사하건대, 석탄 액화 기화 병합공정에서 효율이 높은 액화대에서 효율이 낮은 기화대로 이미 기술된 방법과정도로 일부의 공정물을 이동시킴으로써 더 효율적인 병합공정의 제공을 기대할 수 없다.Nevertheless, the vaporizer did not expect to increase the thermal efficiency of the combined process when producing not only process hydrogen but also all or a significant amount of device fuel. As suggested in the present invention, it is not expected to provide a more efficient coalescing process by moving a part of the process by the method described previously in the coal liquefaction gasification process in the high efficiency liquefaction zone in the low efficiency vaporization zone.

본 발명에서 발견된 열효율 증가의 이점을 실시하기 위해, 석탄 액화-기화 병합장치는 부분적 산화대에서 생성된 일부의 합성기체를 본 공정내의 합성가스의 연소장치가 제공된 하나 또는 그 이상의 연소대로운반하기 위한 도관 장치가 제공되어 있어야 한다.In order to realize the advantages of the increased thermal efficiency found in the present invention, coal liquefaction-vaporization coalescing apparatus is used to replace some of the synthesis gas produced in the partial oxidation zone with one or more combustion units provided with the combustion apparatus of syngas in the process. Conduit arrangements should be provided.

우선, 본 합성가스는 산기체 제거장치를 통과하여 여기서 생성된 황화수소와 이산화탄소가 제거된다. 환경적 이유때문에 황화수소의 제거가 요구되며, 반면에 이산화탄소의 제거로, 합성가스의 발열량을 증가시키며, 합성 가스를 연료로 사용하는 버너에서는 미세한 온도 조절을 가능케한다. 시사된 바와같이 열효율을 증잔시키기 위해 합성가스는 중간의 합성가스의 메탄첨가 단계나 수고 첨가단계 없이 연소대로 통과되어야만 한다.First, the syngas passes through an acid gas removing apparatus to remove hydrogen sulfide and carbon dioxide. For environmental reasons, removal of hydrogen sulfide is required, while removal of carbon dioxide increases the calorific value of syngas and enables fine temperature control in burners using syngas as fuel. As suggested, syngas has to pass through the furnace without the methane addition step or the labor addition step of intermediate syngas.

1,204-1,982℃의 범위로 고온의 기화장치가 적용되는 것이 본 발명의 특징이다. 이 고온으로 인해, 기화장치에 공급되는 근본적인 모든 탄소질 공급물의 기화를 촉진시킴으로써 공정효율을 증진시킨다. 기화장치에 수증기와 산소의 투입율을 적절히 조정하고 제어함으로써 기화장치의 고온을 만들 수 있다. 수증기 투입율은 CO와 H₂를 생성하기 위한 수증기와 탄소의 흡열반응에 영향을 미치며 반면에 산소투입율은 CO를 생성하기 위한 탄소와 수소의 발열 반응에 영향을 미친다. 상기 지시된 고온 때문에 본 발명에 따라 생성된 합성가스는 CO때 H₂의 몰 비율이 1이하이며 심지어는 0.9, 0.8 또는 0.7이하이다.It is a feature of the present invention that a high temperature vaporization device is applied in the range of 1,204-1,982 ° C. Due to this high temperature, process efficiency is enhanced by promoting the vaporization of all essential carbonaceous feeds to the vaporizer. The high temperature of the vaporizer can be achieved by appropriately adjusting and controlling the rate of introduction of water vapor and oxygen into the vaporizer. The steam input rate affects the endothermic reaction of water vapor and carbon to produce CO and H ₂ , while the oxygen input rate affects the exothermic reaction of carbon and hydrogen to produce CO. Because of the high temperatures indicated above, the syngas produced according to the invention has a molar ratio of H ₂ at CO to 1 or less and even 0.9, 0.8 or 0.7.

그러나 H₂와 CO의 동일 연소열 때문에 생성된 합성가스의 연소열은 CO대 H₂의 비율이 높은 합성가스의 연소열보다 낮지 않을 것이다. 그러므로, 본 발명의 기화장치의 고온은 본 기화장치내의 거의 모든 탄소질 물질을 가능하게 산화시킴으로써 높은 열효율에 기여하는데에 유리하다. 그러나 이같은 고온은 연료로써 많은 양의 합성가스를 사용하기 때문에 H₂와 CO 비율에 관하여 볼 때 뚜렷한 단점을 제시하지 않는다. 모든 합성가스가 진행되어 수소첨가 전환을 하는 공정에서 CO대 H₂의 낮은 비율은 상당한 단점이 있다.However, the combustion heat of syngas produced by the same combustion heat of H ₂ and CO will not be lower than the combustion heat of syngas with high CO to H ₂ ratio. Therefore, the high temperature of the vaporizer of the present invention is advantageous for contributing to high thermal efficiency by possibly oxidizing almost all the carbonaceous material in the vaporizer. However, these high temperatures do not present any significant disadvantages in terms of H ₂ and CO ratios because they use large amounts of syngas as fuel. The low ratio of CO to H ₂ in the process where all syngas proceeds to hydrogenation conversion has significant disadvantages.

H₂와 CO 함량의 분취량 또는 비-분취량 분배를 기본으로 하여 본 공정내에서 합성가스를 분할할 수 있다. 합성가스가 비-분취량에 기본하여 분할된다면 일부의 합성가스는 수소에서 일산화탄소를 분리해내기 위해 냉동분리기 또는 흡착기로 통과될 수 있다.Syngas may be split within this process based on aliquots or non-fractional distributions of H ₂ and CO content. If the syngas is split based on non-fractions, some syngas can be passed through a freeze separator or adsorber to separate carbon monoxide from hydrogen.

수소-풍부한 유체가 회수되어 액화대로 가는 이미 만들어진 수소 유체에 함유된다. 일산화탄소-풍부한 유체가 회수되어 H₂와 CO의 분취량을 함유하는 모든 합성가스 연료와 혼합되거나 또는 독자적으로 공정 연료로써 적용된다.The hydrogen-rich fluid is recovered and contained in the already produced hydrogen fluid that goes to the liquefaction stand. The carbon monoxide-rich fluid is recovered and mixed with all syngas fuels containing aliquots of H ₂ and CO or applied as a process fuel on its own.

일산화탄소에서 수소를 분리해내기 위해 냉동기, 흡착기 또는 기타 장치를 적용하므로써 공정효율에 기여하고 이는 수소와 일산화탄소가 동일연소열을 나타내기 때문이지만, 수소는 연료로써 보다는 반응물로써 더욱 유용하다.Applying a chiller, adsorber or other device to separate hydrogen from carbon monoxide contributes to process efficiency because hydrogen and carbon monoxide exhibit the same heat of combustion, but hydrogen is more useful as a reactant than as a fuel.

일산화탄소에서 수소를 제거하는 것은, 적절한 일산화탄소가 대부분의 공정연료 요구량을 충족시키기에 유용한 공정에서는 특히 유리하다. 합성가스 연료에서 수소를 제거함으로써 잔여의 일산화탄소-풍부한 기류의 발열량을 실질적으로 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.Removing hydrogen from carbon monoxide is particularly advantageous in processes where the appropriate carbon monoxide is useful to meet most process fuel requirements. It can be seen that by removing hydrogen from the syngas fuel, the calorific value of the remaining carbon monoxide-rich air stream can be substantially increased.

발열량 300BTU/SCF(2,670cal, kg/M³)을 갖는 합성가스 유체는 이의 수소함량을 게거시킴으로 증가된 발열량 321 BTU/SCF (2,357cal, kg/M³)을 나타낸다.Indicates the amount of heat generated 300BTU / SCF (2,670cal, kg / M 3) the synthesis gas stream has an increased heating value thereof sikimeuro gegeo the hydrogen content of 321 BTU / SCF (2,357cal, kg / M 3) having.

공정연료로써 모든 합성가스 또는 일산화탄소-풍부한 유체를 상호 교환하여 이용할 수 있는 본 공정에 의해 잔여의 일산화탄소-풍부한 유체를 감소시키기 위해 패널티(penulty)을 유입하지 않고서 합성가스중 더욱 유용한 수소물질을 유리하게 회수할 수 있다. 그러므로, 그 이상의 개선된 단계없이 공정연료로써 잔여의 일산화탄소-풍부한 기류를 직접적으로 사용할 수 있다.This process, which allows the use of all syngas or carbon monoxide-rich fluids interchangeably as process fuel, advantageously allows more useful hydrogen material in syngas without introducing a penalty to reduce residual carbon monoxide-rich fluids. It can be recovered. Therefore, the remaining carbon monoxide-rich air stream can be used directly as process fuel without further improved steps.

기대하지 않은 본 발명의 열효율의 이점을 병합된 석탄액화-기화장치에서 성취하는 방법이 제1도의 도면적 예시와 관련하여 다음에서 상세히 설명된다. 제1도는 단지 액체와 기체연료만을 생성하는 병합된 석탄액화-기화공정의 열효율은 액화공정자체만의 열효율보다 높음을 나타낸다. 이러한 우수성은 액화대가 보통 고체성의 용해된 석탄을 중간수율로 생성할 때에 최대이며, 이들 모두는 기화대에서 소비된다. 보통 고체성의 용해된 석탄의 중간수율은, 재순환되는 슬러리내의 광물질의 촉매효과와 재순환되는 용해된 석탄을 계속하여 반응시킴에 따라 슬러러 재순환을 적용함으로써 매우 쉽게 얻을 수 있다.A method of achieving the unexpected benefits of thermal efficiency of the present invention in an integrated coal liquefaction-vaporizer is described in detail below in connection with the drawing illustration of FIG. 1 shows that the thermal efficiency of the combined coal liquefaction-gasification process, which produces only liquid and gaseous fuels, is higher than that of the liquefaction process itself. This excellence is maximal when the liquefaction zone usually produces solid dissolved coal in medium yield, all of which are consumed in the vaporization zone. The medium yield of solid dissolved coal, which is usually solid, can be very easily obtained by applying the slurry effect as the catalytic effect of the minerals in the slurry being recycled and the continued reaction of the recycled dissolved coal.

그러므로 병합공정의 열효율은 액화조작 분리정도가 너무 낮고 기화장치로 통과하는 고체석탄양이 매우 높아서 본 장치가 소비할 수 있는 양보다 많은 양의 수소와 합성가스를 생성한다면, 기화공정 자체만의 열효율보다 낮을 것이머, 이는 석탄을 직접적으로 기화시키는 것과 유사하기 때문일 것이다.Therefore, the thermal efficiency of the coalescing process is too low for liquefaction operation and the amount of solid coal passing through the vaporizer is so high that it produces more hydrogen and syngas than the unit can consume, so that the thermal efficiency of the vaporization process itself It will be lower, because it is similar to vaporizing coal directly.

또 다른 극단 외면에서 보면 액화공정의 분리 정도가 너무 높고 기화장치로 통과하는 고체석탄양이 너무 적어서 기화장치가 본 공정의 수소 요구량 조차 생성할 수 없다면(수소 생성은 기화의 최우선적이다), 기타 물질공급원에서 수소 부족을 보충해야만 할 것이다.On the other extreme, if the separation of the liquefaction process is too high and the amount of solid coal passing through the vaporizer is so small that the vaporizer cannot produce even the hydrogen demand of the process (hydrogen production is the first priority of vaporization), etc. Hydrogen shortages will have to be compensated for in the material supply.

본 장치의 유일한 실용적인 수소 공급원은 메탄과 같은 가벼운 기체나 가벼운 액체를 액화대에서부터 재형성시키는 수증기일 것이다. 그러나 이것으로 인해 총효율의 감소를 초래할 것이며, 현저한 정도로 메탄을 수소로 전환시키고 다시 메탄으로 돌아오기 때문에 위의 방법은 불가능하며 또한 성취시키기에 어렵고 비실용적일 수 있다.The only practical source of hydrogen in the device would be water vapor, which regenerates light gases such as methane or light liquids from the liquefaction zone. However, this will result in a reduction in total efficiency, and the above method is impossible and difficult to achieve and impractical because of the significant conversion of methane to hydrogen and back to methane.

본 발명의 병합장치로 인한 열효율은 본 장치의 입력과 출력에너지로 산출된다. 출력에너지는 본 장치로부터 회수된 생성물인 모든 연료의 높은 발열량(칼로칼로리)에 해당된다. 입력에너지는 급탄의 높은 발열량과 외부 공급원에서 본 장치로 공급된 모든 연료의 발열량과, 구입된 전력을 만들기에 요구되는 열량을 합한 양에 해당된다. 전력생성에서 34퍼센트 효율을 가정하면, 구입되는 전력을 생성하기에 요구되는 열량은 구입된 전력을 0.34로 나눈 열량과 동일하다. 공급탄의 높은 발열량과 본 공정의 생성물인 연료는 계산에 사용된다.Thermal efficiency due to the merging device of the present invention is calculated from the input and output energy of the device. The output energy corresponds to the high calorific value (calorie calorie) of all fuels which are products recovered from the device. The input energy corresponds to the sum of the high calorific value of the coal supply, the calorific value of all fuels supplied to the device from an external source, and the heat required to produce the purchased power. Assuming 34 percent efficiency in power generation, the heat required to generate the power purchased is equal to the power purchased divided by 0.34. The high calorific value of the feed coal and the fuel which is the product of this process are used in the calculations.

이같이 높은 발열량으로 보아 본 연료가 건조하고, 수소와 산소의 반응으로 생성되는 물의 열용량은 축합반응을 통하여 회수됨을 추정할 수 있다. 열효율은 하기와 같이 계산될 수 있다.In view of the high calorific value, the fuel is dried, and the heat capacity of water generated by the reaction of hydrogen and oxygen is estimated to be recovered through the condensation reaction. Thermal efficiency can be calculated as follows.

본 장치에 공급된 모든 불순한 석탄은 분쇄되고, 건조되어 뜨거운 용매-함유한 재순환되는 슬러리와 혼합된다. 재순환되는 슬러리는, 처음에 진공 증류되지 않고 용매작용을 수행하는 193-454℃의 상당량의 증류액을 함유하기 때문에 기화장치대로 통과하는 이상보다 상당히 희석된다. 중랑을 기본으로 하여 재순환되는 슬러리의 4부대 1부가 바람직하게는 2.5부대 1.5부가 원료탄1부에 적용된다. 재순환되는 슬러리, 수소 및 원료 석탄은 화영의 관상(管狀) 예열대로 통과하며 다음에는 반응기 또는 용해기대로 통과한다. 원료탄이 대한 수소 비율 범위는 20,000-30,000이며 톤당 30,000-60,000 SCF가 바람직하다(0.62-2.43이며 kg당 0.93-1.36M³가 바람직하다).All impure coal fed to the apparatus is crushed, dried and mixed with a hot solvent-containing recycled slurry. The recycled slurry is considerably diluted more than it passes through the vaporizer because it contains a substantial amount of distillate at 193-454 ° C. that does not first vacuum distillate but performs the solvation. 1 part of 4 bags of the slurry recycled based on the middle trench is preferably applied to 1 part of raw coal. The recycled slurry, hydrogen, and raw coal pass through Huawei's tubular preheater and then through the reactor or the dissolver. The proportion of crude coal to hydrogen ranges from 20,000-30,000, preferably 30,000-60,000 SCF per tonne (0.62-2.43 and preferably 0.93-1.36M ³ per kg).

예열기이서 반응물의 온도는 점차 증가하여 예열기 배출온도의 범위는 360-438℃로 되며, 바람직한 온도로는 약 371-404℃이다.Preheater The temperature of the reactants is gradually increased so that the preheater discharge temperature ranges from 360-438 ° C, with a preferred temperature of about 371-404 ° C.

석탄은 이 온도에서 부분적으로 용해되어 발열의 수소첨가 및 수소 첨가 분해반응이 시작된다. 교반되고 일정 온도로 유지되는 용해기내에서 이들 발열반응에 의해 생성되는 열로 반응물의 온도가 점차 427-482℃로 증가되며 바람직하게는 449-466℃이다.Coal is partially dissolved at this temperature to initiate hydrogenation and hydrocracking of the exotherm. The heat produced by these exothermic reactions in the melter, which is stirred and maintained at a constant temperature, gradually increases the temperature of the reactants to 427-482 ° C., preferably 449-466 ° C.

용해기대 내의 잔류시간은 예열기대에서보다 길다. 용해기의 온도는 예열기의 출력 온도보다 최소 20, 50, 100 또는 200℉가(11.1, 27.3, 55.5 또는 111.1℃) 높다.The residence time in the melt zone is longer than in the preheat zone. The temperature of the melter is at least 20, 50, 100 or 200 ° F. (11.1, 27.3, 55.5 or 111.1 ° C.) above the output temperature of the preheater.

예열 및 용해 단계의 수소압의 범위는 1,000-4,000psi이며, 바람직하게는 1,500-2,500psi이다(70-280이며, 바람직하게는 105-175kg/m²)이다. 수소는 하나 또는 그 이상의 시점에서 슬러리에 첨가된다. 최소한 일부분의 수소가 예열기의 입구전에 슬러리에 첨가된다. 예열기와 용해기 사이에서 수소를 첨가할 수 있으며, 또는 용해기 자체내에서 급냉수소로써 첨가될 수 있다. 급냉수소는 현저한 코우크스 반응을 회피하는 정도로 반응온도를 유지시키기 위해 본 용해기내의 다양한 지점에서 사출된다.The hydrogen pressure in the preheating and dissolution steps ranges from 1,000-4,000 psi, preferably 1,500-2,500 psi (70-280, preferably 105-175 kg / m ² ). Hydrogen is added to the slurry at one or more time points. At least a portion of the hydrogen is added to the slurry before the inlet of the preheater. Hydrogen may be added between the preheater and the dissolver, or may be added as quench hydrogen in the dissolver itself. The quench hydrogen is injected at various points in the present melter to maintain the reaction temperature to the extent that it avoids significant coke reactions.

기화장치가 바람직하게 압축되어 슬러리 공급물을 받고 처리하기에 적합하기 때문에 진공탑 하부물질은 이상적인 기화장치의 공급물을 구성하며, 기화장치로 가기전에 슬러리를 방지하는 탄화수소 전환단계 또는 기타의 공정단계에 노출시켜서는 안된다.Since the vaporizer is preferably compressed and suitable for receiving and processing the slurry feed, the bottom of the vacuum column constitutes an ideal vaporizer feed, and a hydrocarbon conversion or other process step that prevents the slurry before going to the vaporizer. Do not expose to

예로써, VTB는 코우크스 장치로부터의 코우크스 증류물을 생성하기 위하여 기화장치로 가기전에 지연되는 또는 유동성의 코우크스 장치로 통과되어서는 안되며, 이는 생성된 코우크는 이를 기화장치에 공급하기에 허용 가능한 조건으로 돌리기 위해 물속에서 반죽시킴을 필요로 하기 때문이다.By way of example, the VTB should not be passed through a delayed or flowable coke unit before going to the vaporizer to produce coke distillate from the coke unit, which allows the resulting coke to feed it to the vaporizer. This is because it requires kneading in water to return to possible conditions.

고체 공급물을 받아들이기에 적합한 기화장치는 로그-호퍼(1ock-hopper) 공급기구를 필요로 하며, 따라서 슬러리 공급물을 받아들이기에 적합한 기화장치보다 더욱 복잡하다. 받아들이고 압송되는 코우크스 이상을 만들기 위해 요구되는 물의 양은 본 발명의 기화장치로 공급되어야만 하는 물의 양보다 더욱 많다.Vaporizers suitable for receiving solid feeds require a log-hopper feed mechanism and are therefore more complex than vaporizers suitable for receiving slurry feeds. The amount of water required to make more of the coke that is accepted and sent is greater than the amount of water that must be supplied to the vaporizer of the present invention.

비록 조절된 물 또는 수증기양은, 흡열반응에 의해 CO와 H₂를 생성하기 위한 슬러리 공급물을 독자적으로 필요로 하는 본 기화장치에 요구되지만 본 발명의 기화장치로 공급되는 슬러리는 물이 없어야 한다.Although a controlled amount of water or water vapor is required for the present vaporizer, which requires its own slurry feed to produce CO and H ₂ by endothermic reaction, the slurry supplied to the vaporizer of the present invention must be free of water.

이 반응은 열을 소비하는 반면 CO를 생성하기 위해 탄소질 공급물과 산소를 반응시킴으로써 열이 생성된다. H₂가 CO보다는 바람직한 기화장치 생성물이고, 쉬프트 반응, 메탄 첨가반응 또는 메탄올 전환 반응이 계속되는 기화 공정에 있어서, 많은 양의 물을 도입함이 유익할 것이다.This reaction consumes heat while heat is produced by reacting oxygen with the carbonaceous feed to produce CO. H ₂ is a preferred vaporizer product rather than CO, and in vaporization processes in which a shift reaction, a methane addition reaction or a methanol conversion reaction continues, it would be beneficial to introduce a large amount of water.

그러나 상당량의 합성가스가 공정 연료로써 사용되는 본 발명의 공정에서, 수소 생성은 CO 생성과 비교하여 이점이 감소되며, 이는 H₂와 CO가 대략 동일한 연소열을 갖기 때문이다. 그러므로 본 발명의 기화장치는 다음에 지시된 상승된 온도에서 작동할 수 있으며, 이는 비록 이러한 고온에서의 작용으로 CO대 H₂의 1보다 적은 몰비율로, 바람직하게는 0.8 또는 0.9보다 적게 더 더욱 바람직하게는 0.6 또는 0.7보다 적은 몰비율로 합성기체 생성물을 유도한다 할지라도 탄소질 공급물의 거의 완전한 산화를 증진시키기 위함이다.However, in the process of the present invention where a significant amount of syngas is used as process fuel, hydrogen production is reduced compared to CO production because H ₂ and CO have approximately the same heat of combustion. The vaporizer of the present invention can therefore be operated at elevated temperatures as indicated below, which, although at this high temperature, has a molar ratio of less than 1 of CO to H ₂ , preferably even more than 0.8 or 0.9. Preferably to promote almost complete oxidation of the carbonaceous feed, even if it leads to synthesis gas products at molar ratios less than 0.6 or 0.7.

일반적으로 기화장치는 이에 공급된 모든 탄화수소질 연료를 산화시킬 수 없고 일부 연료는 제거되는 슬랙(slag)에서 코우크스로 손실되는 것은 피할 수 없기 때문에, 기화장치는 코우크스로 손실되는 것은 피할 수 없기 때문에, 기화장치는 코우크스 같은 고체 탄소질물질 보다는 액체상태의 탄화수소질 물질과 더 높은 효율로 작동하는 경향이 있다.In general, vaporizers are inevitably lost to coke, because vaporizers cannot oxidize all hydrocarbonaceous fuels supplied to them and some fuels are lost to coke in the slag being removed. Because of this, vaporizers tend to operate at higher efficiency with liquid hydrocarbonaceous materials than solid carbonaceous materials such as coke.

코우크스가 고체의 분해된 탄화수소이기 때문에, 액체 탄화수소질 공급물 같이 거의 100퍼센드 효율로 기화될 수 없으며, 기화장치의 액체 공급물의 경우에서 보다 기화장치에서 헝성된 용해된 슬랙에서 더욱 많이 손실되며 이는 장치에서부터 불필요한 탄소질 물질의 손실을 가져온다.Because coke is a solid, decomposed hydrocarbon, it cannot be vaporized at nearly 100 percent efficiency, such as a liquid hydrocarbonaceous feed, and more lost in dissolved slag formed in the vaporizer than in the liquid feed of the vaporizer. This leads to the loss of unnecessary carbonaceous material from the device.

기화장치에 어떤 물질이 공급되든지간에 이 장치의 강화된 산화작용은 증가하는 기화장치 온도의 영향을 받는다. 그러므로 본 발명의 높은 공정열 효율을 올리기 위해 기화장치의 고온을 필요로 한다.Whatever material is supplied to the vaporizer, its enhanced oxidation is affected by increasing vaporizer temperatures. Therefore, in order to increase the high process heat efficiency of the present invention, a high temperature of the vaporization apparatus is required.

본 발명의 기화장치의 최대온도 범위는 일반적으로 1,204-1,932℃이고 바람직하게는 1,260-1,760℃이고, 가장 바람직하게는 1,316℃ 또는 1,371-1,760℃이다.The maximum temperature range of the vaporizer of the present invention is generally 1,204-1,932 占 폚, preferably 1,260-1,760 占 폚, most preferably 1,316 占 폚 or 1,371-1,760 占 폚.

이들 온도에서 광물 잔류물은, 본 기화장치의 하부로부터 제거되는 용해된 슬랙으로 전환된다.At these temperatures the mineral residue is converted to dissolved slack that is removed from the bottom of the vaporizer.

용해기대와 기화장치대 사이에 코우크스 장치를 적용함으로써 병합 공정의 효율을 감소시킨다. 코우크스 장치는 보통 고체성의 용해된 석탄을 코우크스의 실질적 수율로 증류물 연료와 탄화수소 기체로 전환시킨다.The application of coke units between the melt and vapor stages reduces the efficiency of the coalescing process. The coke unit usually converts solid dissolved coal into distillate fuel and hydrocarbon gas in substantial yield of coke.

용해기대 또한 보통 고체성의 용해된 석탄을증류물과 탄화수소 기체로 전환시키지만 보다 낮은 온도에서는 최소의 코우크스 수율을 갖는다. 용해기대 만으로는 본 발명의 병합공정에서 적정효율을 얻기에 필요한 보통 고체성의 용해된 석탄의 수율을 생성할 수 있기 때문에 액화대와 기화대 사이에서 코우크스 단계가 필요없다. 최소의 코우크스 수율을 갖는 단일 공정 단계에서 필요한 반응을 수행하는 것은 2단계 공정을 사용하는 것보다 효율적이다.Melting zones also usually convert solid dissolved coal into distillate and hydrocarbon gas, but at lower temperatures have minimal coke yield. The dissolution stage alone does not require a coke stage between the liquefaction and vaporization stages because it can produce the yield of the normally solid dissolved coal that is needed to obtain the optimum efficiency in the coalescing process of the present invention. Performing the required reaction in a single process step with minimal coke yield is more efficient than using a two step process.

본 발명에 따르면 코우크스 총수율은 용해기내에서 단지 소량의 석출물의 형태로써 발생하며, 급탄량에 기본하여 1중량퍼센트보다 적으며 보통 1중량퍼센트의

보다 적다.According to the present invention, the coke yield is produced in the form of only a small amount of precipitate in the melter, which is less than 1% by weight and usually 1% by weight based on the amount of coal.

Less than

액화공정은 판매용으로 상당량의 액체연료와 탄화수소 기체를 생성한다. 총 공정 열효율은, 독점적으로 탄화수소 기체나 액체의 생성을 강화시키기에 적합한 공정조건에 비교하여, 상당량의 탄화수소 기체와 액체연로를 생성하기에 적합한 공정조건을 적용함으로써 경화된다. 예로써 액화대는 최소 8 또는 10중량퍼센트의 C₁-C₄기체연료를 생성해야 하머 급탄량에 기본하여 최소 15-20중량 퍼센트로서 193-454℃의 증류물 액체 연료를 생성해야 한다.The liquefaction process produces a significant amount of liquid fuel and hydrocarbon gas for sale. Total process thermal efficiency is cured by applying process conditions that are suitable for producing a significant amount of hydrocarbon gas and liquid flue, as compared to process conditions that are exclusively suitable for enhancing the production of hydrocarbon gases or liquids. For example, the liquefaction zone should produce at least 8 or 10 percent by weight of C ₁ -C ₄ gaseous fuel and produce a distillate liquid fuel at 193-454 ° C. as a minimum of 15-20 percent by weight based on hammer feed.

메탄과 에탄의 혼합물이 회수되어 피펠린 기체로 판매된다. 프로판과 부탄의 혼합물은 회수되어 LPG로 판매된다. 이들 두가지 생성물은 프레미엄 연료이다. 본 공정에서 회수되어 380-850℉(193-454℃) 범위로 비등시킨 기름연료는 프레미엄 보일러 연료이다.A mixture of methane and ethane is recovered and sold as pipelin gas. The mixture of propane and butane is recovered and sold as LPG. These two products are premium fuels. The oil fuel recovered in this process and boiled in the range of 380-850 ° F. (193-454 ° C.) is a premium boiler fuel.

이것은 근본적으로 무광물질이며, 약 0.4 또는 0.5중량퍼센트보다 적은 양의 황을 함유한다.It is essentially matte and contains less than about 0.4 or 0.5 weight percent sulfur.

380℉(193℃)의 나프타기류로는 전처리하고 재생성하여 프레미엄 가솔린 연료로 개선될 수 있다. 황화수소는 산기체 제거장치내의 용출 공정에서부터 회수되어 원소황으로 전환된다.The naphtha stream at 380 ° F. (193 ° C.) can be pretreated and regenerated to be upgraded to premium gasoline fuel. Hydrogen sulfide is recovered from the elution process in the acid gas removing apparatus and converted to elemental sulfur.

도면 1은 800-960℉(427-460℃)의 용해기 온도와 1700psi(119kg/cm²)의 용해기 수소압을 사용하여 켄터기 역청탄으로 수행되는 병합된 석탄액화-기화공정의 열효율 곡선을 나타내므로써 본 발명의 이점을 설명할 수 있다. 용해기 온도는 예열기 최대온도보다 높다. 액화대는 고정율로 원료급탄이 제공되며 광물잔류물은, 공급되는 슬러리의 총고체함량을 48중량퍼센트로 고정적으르 유지하기 위한 비율로 증류물인 액체용매와 보통의 고체성의 용해된 석탄과 함께 슬러리내에서 재순환되며, 상기의 총 고체합량은 압송하기 위해 제한된 고체 수준양과 밀접하여, 이는 약 50-55중량 퍼센트이다.Figure 1 shows the thermal efficiency curves of a combined coal liquefaction-vaporization process performed with candite bituminous coal using a melter temperature of 800-960 ° F (427-460 ° C) and a melter hydrogen pressure of 1700 psi (119 kg / cm ² ). By showing the advantages of the present invention can be described. The melter temperature is higher than the preheater maximum temperature. The liquefaction zone is provided with raw feed coal at a fixed rate and the mineral residue is contained in the slurry together with the distillate liquid solvent and ordinary solid dissolved coal at a rate to maintain a fixed total solids content of 48% by weight. Recycled at and the total amount of solids above is close to the amount of solids level limited to the pressure, which is about 50-55 weight percent.

도면 1은 병합공정의 열효율과 850℉+(454℃+)의 용해된 석탄 수율을 연관시키며, 용해된 석탄은 상온에서 고체이고 광물 잔류물을 함유하고 용해되지 않은 유기물질을 포함하고 액화대로부터 얻어진 진공탑 하부물질을 함유한다. 이 물질은 기화대로 공급되는 유일한 탄소물질이며 중간처리 단계없이 직접적으로 기화대로 통과한다. 진공탑 하부 물질내의 보통의 고체성의 용해된 석탄양은 용해기대내의 온도, 수소압 또는 잔류시간을 변화시킴으로써 다양할 수 있으며, 또는 재순환되는 광물잔류물 대 급탄 비율을 변화시킴으로써 다양할 수 있다. 진공탑 하부 물질의 454℃+의 용해된 석탄양을 변화시킬때, 재순환되는 슬러리의 조성은 자동적으르 변화된다. 곡선 A는 병합된 액화-기화 공정의 열효율 곡선이며, 곡선 B는 전형적인 기화공정만의 열효율이고, 점 C는 병합공정의 최대 열효율의 일반 영역을 나타내며 예시되는 실시예에서 약 72.4퍼센트를 나타낸다.Figure 1 correlates the thermal efficiency of the coalescing process with a yield of dissolved coal of 850 ° F. + (454 ° C.), wherein the dissolved coal is solid at room temperature, contains mineral residues, contains undissolved organics, and The obtained vacuum column bottoms are contained. This material is the only carbon material supplied to the vaporizer and passes directly to the vaporizer without the intermediate treatment step. The amount of normal solid dissolved coal in the bottom material of the vacuum column may vary by changing the temperature, hydrogen pressure, or residence time in the melt zone, or by varying the ratio of recycled mineral residue to coal. When the amount of dissolved coal at 454 ° C. + in the bottom of the vacuum column is changed, the composition of the recycled slurry is automatically changed. Curve A is the thermal efficiency curve of the merged liquefaction-vaporization process, curve B is the thermal efficiency of a typical vaporization process only, point C represents the general range of the maximum thermal efficiency of the merge process and represents about 72.4 percent in the illustrated example.

곡선 B의 기화장치는 합성기체를 생성하기 위한 산화대 일부분의 합성기체를 수소-풍부한 기류로 전화시키기 위한 언결된 쉬프트 반응기와 산기체 제거장치, 기타 일부분의 합성가스를 연료로 사용하기 위해 정제시키기 위한 분리된 산기체 제거장치 및 잔여의 합성가스를 피팰린 기체로 전환시키기 위한 연결된 쉬프트 반응기와 메탄화기를 함유한다.The vaporizer of curve B is designed for the use of frozen shift reactors for the conversion of a portion of the oxidizing zone to produce a hydrogen gas to a hydrogen-rich air stream, an acid gas eliminator, and a portion of the synthesis gas for purification. A separate acid gas remover and a connected shift reactor and methanator for converting the remaining syngas to pipelin gas.

산화대와 연결된 쉬프트 반응기와 메탄화기를 함유하는 기화장치의 열효율은 일반적으로 50-65퍼센트 범위이며, 보통 수율의 고체성의 용해된 석탄을 갖는 액화공정의 열효율보다 낮다.The thermal efficiency of vaporizers containing shift reactors and methanators in conjunction with oxidation zones is generally in the 50-65 percent range, which is usually lower than the thermal efficiency of liquefaction processes with solid dissolved coal in yield.

기화장치내의 산화기는 제1단계로 합성 기체를 생성한다.The oxidizer in the vaporizer produces the synthesis gas in a first step.

진술한 바와 같이 합성기체는 일산화탄소를 함유하기 때문에 합성기체는 시장성 있는 연료가 아니며 시장성 있는 연료로 개량하기 위해 메탄 첨가단계 같은 수소첨가 전환 또는 메탄올 전환을 필요로 한다.As stated, because synthesis gas contains carbon monoxide, synthesis gas is not a marketable fuel and requires a hydrogenation conversion or methanol conversion, such as a methane addition step, to make it a marketable fuel.

일산화탄소는 독성 뿐만 아니라 낮은 발열량을 갖기 때문에 발열량에 기본하여 합성기체의 운반비용을 허용할 수 없다.Since carbon monoxide has a low calorific value as well as toxicity, the transport cost of the synthesis gas cannot be allowed based on the calorific value.

본 공정은, 수소첨가 전환없이 본 장치내에서 연료로써 생성된 합성가스의 H₂와 CO의 합한 용량의 연소 발열량을 모두 또는 최소 60퍼센트를 사용할 수 있으므로, 본 병합공정의 상승된 열효율에 기여한다.This process contributes to the increased thermal efficiency of the merging process since it can use all or at least 60 percent of the combined capacity of H ₂ and CO in the combined capacity of H ₂ and CO of the syngas produced as fuel in the apparatus without hydrogenation conversion. .

합성기체를 본 발명에 따른 장치내에서 연료로 사용하기 위해서 도관장치가 합성기체 또는 비분취된 합성기체의 CO 용량을 액화대로 운반시키기 위해 제공되어야 하며, 이는 산기체 제거를 시키며, 액화대는 합성기체 수소첨가 장치를 거치지 않고 합성기체 또는 합성기체의 일산화탄소 풍부한 부분을 연료로써 연소시키기에 적합한 연소장치가 설치되어야만 한다.In order to use the synthesis gas as fuel in the apparatus according to the invention, a conduit device must be provided to carry the CO capacity of the synthesis gas or unfractionated synthesis gas to the liquefied bed, which removes the acid gas and the liquefied zone is the synthesis gas. Combustion apparatus suitable for the combustion of syngas or carbon monoxide-rich portions of the syngas as a fuel must be provided without going through the hydrogenation system.

만일 합성기체양이 본 공정의 총 연료 요구량을 제공하기에 충분하지 못하면, 도관장치는 용해기대에서 생성된 연료, 즉 나프타, LPG 또는 메탄, 에탄과 같은 기체 연료들, 이들 연료를 연소시키기에 적합한 공정내의 연소장치로 운반시키기 위해 또한 제공되어야 한다.If the amount of syngas is not sufficient to provide the total fuel requirements of the process, the conduit may be suitable for combusting these fuels, such as naphtha, LPG or gaseous fuels such as methane, ethane, and fuels produced in the melter. It should also be provided for transport to the combustion apparatus in the process.

도면 1이 제기하는 바, 병합공정의 열효율이 454℃+의 용해된 석탄 수율이 약 45퍼센트로 낮아서 보통의 고체성의 용해된 석탄을 이같이 높은 수율로 병합공정을 진행시키는데에 있어서 기화대 자체와 관련된 효율의 이점이 없다.As Figure 1 suggests, the thermal efficiency of the coalescing process is low at about 45 percent of the molten coal yield of 454 ° C +, which is related to the vaporizer itself in proceeding the coalescing process with such high yields of ordinary solid molten coal. There is no advantage of efficiency.

도면 1에서 지지하는 바와 같이 액화공정에서 액화반응을 촉진시키기 위해 재순환되는 광물 잔류물이 존재하지 않으므로 454℃+의 용해된 석탄을 급탄량에 기본하여 60퍼센트 범위로 수율을 올린다.As shown in Figure 1, there is no mineral residue recycled to promote the liquefaction in the liquefaction process, so the yield is raised to 60 percent based on the amount of coal supplied at 454 ° C +.

도면 1이 나타내는 바, 광물 잔류물의 재순환으로 454℃+의 용해된 석탄 수율은 20-25퍼센트 범위로 감소되며 이는 본 병합공정의 최대 열효율 범위에 해당된다. 광물 잔류물의 재순환으로, 공급된 슬러리내의 고체물을 일정수준으르 유지시키는 반면 온도, 수소압, 잔류시간과 또는 급탄대 재순환 슬러리의 비율을 변화시킴으로써 열효율을 적정화하기 위해 454℃+의 용해된 석탄의 수율을 미세하계 조절할 수 있다.As shown in FIG. 1, the recycle of mineral residues reduced the melt coal yield at 454 ° C. to 20-25 percent, which corresponds to the maximum thermal efficiency range of the present coalescing process. Recirculation of mineral residues maintains the solids in the supplied slurry at a constant level, while 454 ° C. + of dissolved coal at 454 ° C. + to optimize thermal efficiency by varying the temperature, hydrogen pressure, residence time and / or ratio of the feed to recycle slurry. Yield can be fine tuned.

곡선 A상의 김 D₁은 병합공정의 화학적 수소 수지점을 나타낸다. 454℃+의 공해된 석탄의 15퍼센트수율(점 D₁)에서 기화장치는 액화공정의 정확한 화학적 수소 요구량을 생산한다. 점 D₁의 454℃+의 용해된 석탄 수율에서 열효율은, 점 D₂의 454℃+의 용해된 석탄의 더 많은 수율에서의 효율과 동일하다.Kim D ₁ on curve A represents the chemical hydrogen balance point of the merging process. At a 15 percent yield (point D ₁ ) of polluted coal at 454 ° C +, the vaporizer produces the exact chemical hydrogen demand of the liquefaction process. In dissolved coal of 454 ℃ + yield of point D ₁ is the thermal efficiency is the same as the efficiency at the point D ₂ of 454 ℃ + More of the dissolved coal yield.

보다 낮은 수율의 점 D₁영역에서 본 공정을 수행할 때에 용해기대의 크기는 요구되는 수소첨가 분해정도를 성취시키기에 비교적 클 것이며, 기화장치대는 이곳으로 공급되는 비교적 적은 양의 탄소질 물질 때문에 비교적 적을 것이다.When performing this process in the region of lower yield point D ₁ , the size of the dissolution zone will be relatively large to achieve the required degree of hydrocracking, and the vaporization zone is relatively small due to the relatively small amount of carbonaceous material supplied to it. Will be less.

점 D₂영역에서 본 공정을 수행할 때에, 용해기대의 크기는 점 D₂에서 요구되는 수소 첨가 분해 정도의 감소 때문에 비교적 적을 것이나, 기화장치대는 비교적 클 것이다. 점 D₁과 D₂상의 영역에서 용해기대와 기화장치대는 비교적 균형을 이루어서 열효율은 거의 최대로 될 것이다.When performing this process in the point D ₂ region, the size of the dissolution zone will be relatively small due to the reduction in the degree of hydrocracking required at point D ₂ , but the vaporization stage will be relatively large. In the regions of points D ₁ and D ₂ , the melting and vaporizing zones will be relatively balanced so that the thermal efficiency will be near maximum.

곡선 A상의 점 E₁은 공정수소 수지점을 나타내며, 이는 본 공정에서 수소손실을 함유한다. 점 E₁은 454℃의 용해된 석탄양을 나타내며 이는 생성되어, 본 공정의 화학적 수소 요구량과 생성물 액체 및 기체 유체내의 기체수소의 손실을 합한 양을 총족시키기 위해서 충분한 기체수소를 생성하기 위해 기화장치대로 통과되어야 한다. 점 E₂에서 생성된 비교적 다량의 454℃+의 용해된 석탄은 점 E₁에서 성취된 것과 같은 열효율을 성취할 것이다. 점 E₁조건에서 용해기 크기는 비교적 커서 이점에서 요구되는 보다 큰정도의 수소첨가 분해를 성취시킬 것이며 따라서 기화장치 크기는 비교적 적을 것이다. 반대로 점 E₂조건에서 용해기 크기는 보다 낮은 정도의 수소첨가 분해 때문에 비교적 적을 것이며 반면에 기화장치 크기는 비교적 클 것이다. 용해기와 기화장치대는 점 E₁과 E₂상의 중간에서 크기에 있어 비교적 균형을 이룰 것이며(예로써 454℃+의 석탄 수율의 약 17.5와 27중량퍼센트상의 중간에서), 열효율은 이 중간대에서 최고이다.Point E ₁ on curve A represents the process hydrogen balance, which contains hydrogen losses in this process. Point E ₁ represents the amount of dissolved coal at 454 ° C., which is produced to evaporate to produce sufficient gaseous hydrogen to meet the sum of the chemical hydrogen demand of this process plus the loss of gaseous hydrogen in the product liquid and gaseous fluid. It must be passed as it is. A relatively large amount of dissolved coal at 454 ° C. + produced at point E ₂ will achieve the same thermal efficiency as achieved at point E ₁ . At point E ₁ conditions, the dissolver size is relatively large and will achieve the greater degree of hydrocracking required at this point and therefore the vaporizer size will be relatively small. In contrast, at point E ₂ conditions, the dissolver size will be relatively small due to the lower degree of hydrocracking, while the vaporizer size will be relatively large. The dissolver and vaporizer stages will be relatively balanced in size in the middle of the points E ₁ and E ₂ phases (for example between about 17.5 and 27 weight percent of the coal yield of 454 ° C +), and the thermal efficiency is the best in this zone. .

선 E_lE₂상의 점 X에서 454℃+의 용해된 석탄 수율은 모든 공정 수소 요구량과 모든 공정 연료 요구량을 공급하기에 매우 적당할 것이다.The dissolved coal yield of line E _l E ₂ 454 ℃ in that on the + X will be very adequate to supply all process hydrogen requirements and all process fuel requirements.

점 E₁과 X 사이의 454℃+의 용해된 석탄 수율에서 공정 수소에 요구되지 않는 합성기체를 본 공정내에서 연료로써 사용하므로 합성기체의 수소첨가 전환을 필요로 하지 않고 열효율이 높다.The synthesis gas which is not required for process hydrogen at 454 ° C. + dissolved coal yield between points E ₁ and X is used as fuel in the process, thus the thermal efficiency is high without requiring hydrogenation conversion of the synthesis gas.

그러나, 점 X와 E₂사이의 영역의 454℃+의 용해된 석탄 수율에서 과잉의 점 X로 생성된 850℉+(454℃+)의 용해된 석탄은 본 공정내에서 소비될 수 없으므트 피펠린 기체로 판매하기 위해 더 나아가 메탄첨가와 같은 전환을 요할 것이다.However, at 454 ° C. + dissolved coal yield in the region between points X and E ₂ , the 850 ° F. + (454 ° C.) dissolved coal produced as excess point X cannot be consumed within the process. It will require further conversion, such as methane addition, to sell as eppelin gas.

도면 1이 나타내는 바 연료로 유용한 합성기체량을 증가시키는 병합공정의 열효율은 증가하여 점 Y의 영역의 최고점에 달하며, 여기에서 생성된 합성기체는 전 공정 연료 요구량을 공급한다. 공정에서 장치연료로 사용할 수 있는 것보다 더 많은 합성기체가 생성되기 때문에, 바로 점 Y에서 과잉의 합성 기체를 피펠린 기체로 전한시키기 위해 메탄 첨가 장치를 필요로 하기 때문에, 본 효율은 점 Y에서 감소하기 시작한다. 도면 1이 나타내는 바 생성된 454℃+의 용해된 석탄양이 적절하여 임의의 양, 예로써 약 5, 10또는 20에서 90 또는 100퍼센트에 이르기까지 공정 연료 요구량을 생성할 때에 본 발명의 열효율을 증가시킬 수 있다. 그러나 도면 1이 지시하는 바 본 발명의 열효율 증가의 이점은, 대개의 생성된 합성기체를 메탄 첨가없이 공정 연료 필요량을 공급하기 위해 사용할 때에, 제한된 과잉의 합성가스가 생성되어 이것을 시장성 있도록 하기 위해 메탄 첨가를 필요로 할지라도, 감소된 정도에도 불구하고 여전히 널리 사용된다.As shown in Figure 1, the thermal efficiency of the coalescing process, which increases the amount of synthetic gas useful as a fuel, increases to reach the highest point of the region of point Y, where the synthesized gas supplies the total process fuel demand. Since the process produces more synthetic gas than can be used as equipment fuel, this efficiency is needed at point Y, because a methane addition device is required to transfer excess synthesis gas to pipelin gas at point Y. Begins to decrease. 1 shows that the amount of dissolved coal produced at 454 ° C. + is adequate to produce the thermal efficiency of the present invention when generating process fuel demands in any amount, such as from about 5, 10 or 20 to 90 or 100 percent. Can be increased. However, as Figure 1 indicates, the advantage of the thermal efficiency increase of the present invention is that when using the resultant syngas to supply the process fuel requirement without adding methane, a limited excess of syngas is produced to make it marketable. Although addition is required, it is still widely used despite its reduced degree.

메탄 첨가를 필요로 하는 생성된 합성가스가 과잉일 때에 점 Z에서 지시하는 바와 같이 본 발명의 효율 이점은 손실된다. 본 발명의 상업적 크기의 장치에서 1퍼센트의 효율 증가로 매년 약 1000만달라 절약에 영향을 미칠 수 있다.The efficiency advantage of the present invention is lost, as indicated by point Z, when the resulting syngas that requires methane addition is excess. An efficiency increase of 1 percent in a commercial sized device of the present invention can affect the savings of about $ 10 million annually.

본 액화공정은 분리하여 수행되어야 하며, 따라서 건조급탄을 기본으로 하여 454℃+의 보통 고체성의 용해된 석탄의 중량 퍼센트는 광범위하게는 15-45퍼센트, 보다 좁게는 15-30퍼센트, 더욱 좁게는 17-27퍼센트 사이의 임의의 값이며 이는 본 발명의 열효율의 이점을 제공한다.This liquefaction process should be carried out separately, so that the weight percent of moderately solid dissolved coal at 454 ° C + on a dry coal basis is broadly 15-45 percent, narrower 15-30 percent, and even narrower. Any value between 17 and 27 percent, which provides the benefit of the thermal efficiency of the present invention.

전술한 바와 같이 이들 기화장치 공급양에서 생성된 합성가스로부터 얻어진 본 공정의 총 에너지 요구량의 발열량을 기본으로 한 퍼센트는 발열량을 기본으로 하여 최소 5, 10, 20 또는 30퍼센트 또는 더욱 100퍼센트까지이며, 잔여의 공정에서는 액화대에서 직접적으로 생성된 연료 및 전기에너지 같은 공정의 외부원에서 공급된 에너지에서 얻어진다.As described above, the percentage based on the calorific value of the total energy requirements of this process, derived from the syngas generated from these vaporizer feed quantities, is at least 5, 10, 20 or 30 percent or even more than 100 percent based on the calorific value. In the rest of the process, it is derived from energy supplied from external sources of the process, such as fuel and electrical energy produced directly from the liquefaction zone.

합성기체가 아닌 본 장치 연료는 불순한 석탄 보다는 액화공정에서 얻어지는 것이 유리하며, 이는 액화공정에서 석탄을 전처리하므르써 여기에서 유용한 분획을 본 병합공정의 상승된 효율로 추출시킬 수 있기 때문이다.The device fuel, not synthetic gas, is advantageously obtained in the liquefaction process rather than impure coal, since the pretreatment of the coal in the liquefaction process allows the fractions useful here to be extracted with the increased efficiency of the present coalescing process.

전술한 바와 같이 높은 열효율은 적절한 수율의 보통 고체성의 용해된 석탄과 관련되며, 따라서 적절한 액화조건과 관련된다. 적절한 조건에서, 상당한 수율의 탄화 수소 기체와 액체 연료가 액화대에서 생성되며 매우 높고 낮은 수율의 보통 고체성의 용해된 석탄은 감소된다. 지시한 바와 같이, 적절한 조건의 결과로 탄화수소, 기체, 액체 및 고체 석탄 액화대 생성물의 비교적 균헝있는 혼합물이 생성되며, 이 적절한 조건은 용해기대와 기화장치대의 크기가 합리적으로 균형잡혀 이을대가 증간 크기를 갖는 장치를 필요로 한다.As mentioned above, high thermal efficiencies are associated with moderate yields of normally solid dissolved coal, and therefore with appropriate liquefaction conditions. Under appropriate conditions, significant yields of hydrocarbon gas and liquid fuel are produced in the liquefaction zone and very high and low yields of moderately solid dissolved coal are reduced. As indicated, the appropriate conditions result in a relatively homogeneous mixture of hydrocarbon, gas, liquid, and solid coal liquefaction zone products, which are reasonably balanced in size for the dissolution zone and the vaporization zone, resulting in increased size. It needs a device having.

용해기대와 기화장치대가 합리적으로 균형잡힐 때에 기화장치는 공정수소 요구량이 요구되는 양보다 많은 합성기체를 생성할 것이다. 그러므로 균형된 공정은 다음과 같은 장치를 필요로 하며 이들 장치는 본공정에서 산기체 제거 후에 합성기체 기류를 하나 또는 2 이상의 장치부위의 액화대 또는 그 외의 장소로 통과시키기 위해 제공되며, 이들 장치는 장치연료(plant fuel)로써 생성된 상기 합성가스 또는 일산화탄소-풍부한 부분의 연소를 위해 버너장치로 제공된다.When the dissolved and vapor stages are reasonably balanced, the vaporizer will produce more synthesis gas than the required amount of process hydrogen is required. Therefore, a balanced process requires the following devices, which are provided to pass synthetic gas streams to the liquefaction zone or one or more places of one or more device sections after the removal of the acid gases in this process. A burner device is provided for the combustion of the syngas or carbon monoxide-rich portion produced as plant fuel.

일반적으로 탄화수소 기체의 연소에 요구되는 버너와는 다른 형의 버너가 합성가스의 연소에 필요한 것이다. 이같은 장치에서만이 적정 열효율을 얻을 수 있다. 그러므로 본 발명의 적정열효율을 발견할 수 있다면 이같은 장치의 특징은 중요하다.In general, a burner of a different type from that required for combustion of hydrocarbon gas is required for combustion of syngas. Only in such devices can this thermal efficiency be achieved. Therefore, the features of such a device are important if the proper thermal efficiency of the present invention can be found.

제한된 반응 또는 과잉의 반응을 가하지 않고 용해기로써 쉽게 이룰 수 있는 반응 평행을 얻으므로써, 상기한 적절하고 비교적 균형된 작동을 매우 쉽게 얻을 수 있다. 예로써 수소 첨가 분해 반응이 과잉으로 진행되어서는 안되며, 이때는 보통 고체성의 용해된 석탄이 거의 또는 전혀 생성되지 않는다.By obtaining a reaction parallel that can be easily achieved with a dissolver without adding limited or excess reactions, it is very easy to obtain the appropriate and relatively balanced operation described above. As an example, hydrocracking reactions should not proceed excessively, with little or no solid dissolved coal usually produced.

반면에 수소첨가 분해 반응은 지나치게 제한하여서 안되며, 이는 지나치게 감소된 효율로 매우 높은 수율의 보통 고체성의 용해된 석탄을 생성하기 때문이다.Hydrocracking reactions, on the other hand, should not be overly limited, because they produce very high yields of normally solid dissolved coal with excessively reduced efficiency.

수소첨가 분해 반응은 발열반응이기 때문에 용해기내의 온도를 예열기 온도 이상으로 당연히 올려야 한다. 전술한 바와 같이 이같은 온도 증가의 억제로써, 이같은 온도 증가에 요구되는 양보다 상당히 많은 급냉수소의 도입을 필요로 한다. 이것은, 위와는 다른 경우에 요구되는 양보다 많은 수소의 제조를 필요로 함으로써 열효율을 감소시키며, 또한 과잉의 수소를 압축시키기 위해 첨가된 에너지 소비를 필요로 한다. 예열기대와 용해기대 사이에서 전개되는 온도 차이를 제거하기 위해 예열기대의 온도를 증가시켜 양쪽 대 사이에 전개되는 온도차이를 피할 수 있으나 예열기대 내의 과잉의 연료 사용이 요구된다. 그러므로 보통의 예열기와 용해기 온도를 유지하는 편리한 방법은 액화반응의 자연적 경향에 반대하여 작동하며 본 공정의 열효율을 감소시킨다.Since hydrocracking reactions are exothermic, the temperature in the melter must be raised above the preheater temperature. As mentioned above, the suppression of such temperature increases requires the introduction of quench hydrogen significantly more than the amount required for such temperature increases. This reduces the thermal efficiency by requiring the production of more hydrogen than is required in the case different from the above, and also requires the energy consumption added to compress the excess hydrogen. The temperature difference between the two stages can be avoided by increasing the temperature of the preheating stage to eliminate the temperature difference developed between the preheating stage and the dissolving stage, but the use of excess fuel in the preheating stage is required. Therefore, a convenient way of maintaining normal preheater and dissolver temperatures works against the natural tendency of liquefaction and reduces the thermal efficiency of the process.

본 공정에서 생성된 광물 잔류물은 이의 농도를 증가시키기 위해 본 공정내에서 이것을 수소첨가, 수소첨가 분해 촉매 및 재순환시키며 결과로 자연적으로 발생하는 반응율의 증가를 가져오고 따라서 용해기내의 요구되는 잔류시간을 감소시키고(또는) 용해기대의 요구되는 크기를 감소시킨다. 본 광물 잔류물은 생성물인 슬러리에서 매우 적은 입자 1-20마이크론의 크기를 갖는 형태로 현탁되며 작은 입자 크기로 이들의 촉매 작용을 증가시킬 것이다. 촉매 물질의 재순환으로 요구되는 용매의 양을 매우 감소시킨다.The mineral residues produced in this process are hydrogenated, hydrocracked catalyst and recycled in this process to increase their concentration, resulting in an increase in the naturally occurring reaction rate and thus the required residence time in the melter. And / or reduce the required size of the dissolution zone. The present mineral residues are suspended in the form of very small particles 1-20 microns in the slurry as a product and will increase their catalysis with a small particle size. Recirculation of the catalyst material greatly reduces the amount of solvent required.

그러므로, 증류물인 액체 용매를 갖는 슬러리에서 적절한 평형 촉매 작용을 제공하기 위한 적절한 양으로 공정 광물 잔류물을 재순환시킴으로써 본 공정의 열효율을 증가시키는 경향이 있다.Therefore, there is a tendency to increase the thermal efficiency of the process by recycling the process mineral residues in an appropriate amount to provide adequate equilibrium catalysis in the slurry with distillate liquid solvent.

공정광물 잔류물의 재순환에 기인하는 촉매 및 기타 효과는, 황과 산소제거를 증가시킬 뿐만 아니라 수소첨가 분해 작용을 통하여 본 액화대에서 보통 고체성의 용해된 석탄 수율을 약 1/2 또는 그 이상으로 감소시킬 것이다. 제1도에서 나타나는 바와 같이 20-25퍼센트의 454℃+ 석탄수율은 본질적으르 병합된 액화-기화 공정내의 최대 열효율을 제공한다. 과잉의 코우크스가 생기기 때문에 용해기 내에서 발생하는 발열 반응을 통하여 제한시키지 않고 용해기 온도를 증가시킴으로써 위와 유사한 정도의 수소 첨가 분해를 만족하게 성취할 수 있다.Catalysts and other effects due to the recycling of process mineral residues not only increase sulfur and oxygen removal, but also reduce the yield of solid dissolved coal, typically solids, in the liquefaction zone to about 1/2 or more through hydrocracking. I will. As shown in FIG. 1, 454 ° C + coal yield of 20-25 percent provides essentially maximum thermal efficiency in the combined liquefaction-vaporization process. Since excessive coke is produced, a hydrolysis decomposition similar to the above can be satisfactorily achieved by increasing the melter temperature without limiting through exothermic reactions occurring in the melter.

본 액화공정에서 외부 촉매를 사용하는 것은, 토착적인 또는 시험관내 촉매를 사용함과 비교하여, 외부촉매의 도입으로 공정비용을 증가시키고 공정을 더욱 복잡하게 만들므로 공정 효율을 감소시키기 때문에 광물 잔류물을 재순환시키는 것과 동일한 가치를 갖지 못한다.The use of external catalysts in this liquefaction process reduces mineral residues, as the introduction of external catalysts increases process costs and makes the process more complex, as compared to using indigenous or in vitro catalysts. It does not have the same value as recycling.

이미 전술한 바와 갈이, 제1도의 열효율 적정 곡선은 적정 열효율과 특별히 보통 고체성의 용해된 석탄수율과 관련되며, 얻어진 모든 보통 고체성의 용해된 석탄이 액체석탄 또는 탄화수소 기체 없이 기화장치로 통과되어야 함을 요구한다. 그러므로 상기 기술된 효율 적정 곡선을 실시하는 장치는, 액체 석탄과 탄화수소 기체로부터 보통 고체성의 용해된 석탄을 완전히 분리하기 위해, 바람직하게는 대기압(atmospheric tower)과 관련된 진공증류탑을 적응하는 것이 중요하다. 대기압만으로는 보통 고체성의 용해된 석탄에서 증류물인 액체를 완전히 제거할 수 없다. 실제로 대기탑은 필요하다면 본 공정에서 생략될 수 있다. 만약 액체석탄이 기화장치로 통과한다면, 보통 고체성의 용해된 석탄과 달리 액체석탄은 프레미엄 연료이기 때문에 결과로써 효율이 감소될 것이다. 액체석탄은 보통 고체성의 용해된 석탄이 소비하는 것보다 많은 양의 수소를 소비한다. 액체 석탄에 함유된 증가된 수소는 산화대에서 소비되며 이 소비로 인해 공정효율을 감소시킨다.In contrast to the foregoing, the thermal efficiency titration curve of FIG. 1 relates to the appropriate thermal efficiency and the yield of dissolved coal, particularly solid, in general, and that all of the obtained solid dissolved coal must be passed through the vaporizer without liquid coal or hydrocarbon gas. Requires. Therefore, it is important for a device to implement the efficiency titration curve described above to adapt a vacuum distillation tower, preferably associated with an atmospheric tower, to completely separate the solid dissolved molten coal from liquid coal and hydrocarbon gas. Atmospheric pressure alone does not completely remove distillate liquid from solid dissolved coal. In practice, the atmospheric tower can be omitted in the process if necessary. If the liquid coal passes through the vaporizer, the efficiency will be reduced as a result of liquid coal being a premium fuel, unlike solid dissolved coal. Liquid coal usually consumes more hydrogen than solid dissolved coal consumes. The increased hydrogen contained in the liquid coal is consumed in the oxidizing zone, which reduces the process efficiency.

본 발명의 병합공정을 수행하기 위한 공정도가 제2도에서 설명된다. 건조되고 분쇄된 원료탄은 본 공정의 공급되는 총 원료탄이며 선(10)을 통하여 슬러리 혼합탱크(12)로 통과하며 여기에서 석탄은 뜨거운 용매를 함유하는, 선 (14)로 흐르는 공정에서부터 재순환되는 슬러리와 혼합된다. 선(16)에서 용매-함유하는 재순환 슬러리 혼합물(석탄 1부에 대해 슬러리 중량당 1.5-2.5부의 범위로 혼합된)은 왕복 펌프(18)에 의해 압송되며 선(20)을 통하여 들어가는 재순환 수소와 혼합되며, 선 (24)를 통하여 용해기 (26)으로 운반되는 것으로부터 관상 예열기 노(22)로 통하기 전에 선 (92)를 통하여 들어가는 이미 만들어진 수소와 혼합된다. 급탄대 수소 비율은 약 1.24M³/kg이다.A flowchart for carrying out the merging process of the present invention is described in FIG. The dried and pulverized raw coal is the total raw coal supplied in this process and passes through the line 10 to the slurry mixing tank 12 where the coal is recycled from the process flowing to the line 14 containing hot solvent. Mixed with The solvent-containing recycle slurry mixture (mixed in the range of 1.5-2.5 parts per slurry weight per coal part) in line 16 is recycled by reciprocating pump 18 and with recycle hydrogen entering through line 20 And is mixed with the already produced hydrogen entering through line 92 before being passed through line 24 to dissolver 26 from the tubular preheater furnace 22. The feed to hydrogen ratio is about 1.24 M ³ / kg.

예열기 출구의 반응물 온도는 약 371-404℃이다. 이 온도에서 석탄은 재순환 용매에서 부분적으로 용해되며 발열성의 수소 첨가 반응과 수소 첨가 분해 작용은 곧 시작된다. 온도가 예열기관 길이를 따라 점차 증가되기 때문에 용해기는 대체로 철저하게 획일성의 온도를 갖으며 용해기내에서 수소첨가 분해 작용에 의해 생성된 열은 반응물의 온도를 449-466℃ 범위로 증가시킨다.The reactant temperature at the preheater outlet is about 371-404 ° C. At this temperature, the coal is partially dissolved in the recycle solvent and the exothermic hydrogenation and hydrocracking begin soon. As the temperature gradually increases along the length of the preheater, the dissolver is generally of a fairly uniform temperature and the heat generated by hydrocracking in the dissolver increases the temperature of the reactants in the range of 449-466 ° C.

선 (28)로 통과하는 급냉 수소는, 반응 온도를 조절하고 발열 반응의 충격을 완화시키기 위허 여러 점에서 용해기내로 사출된다.The quench hydrogen passing through line 28 is injected into the dissolver at several points to control the reaction temperature and mitigate the impact of the exothermic reaction.

용해기의 용출물은 선 (29)를 통하여 증기-액체 분리장치 (30)으로 간다. 이들 분리기로부터 상부의 뜨거운 증기 기류는 일련의 열교화기내에서 그리고 증기-액체 분리단계를 첨가하여 냉각되며, 선 (32)를 통하여 제거된다. 이들 분리기로부터 액체증류물은 선 (34)를 통하여 대기분획기(atmospheric fractionator)(36)으로 간다. 선 (32)내의 비-응축된 기체는 반응하지 않는 수소, 메탄 및 기타 가벼운 탄화수소, 게다가 H₂S와 CO₂를 함유하며, H₂S와 CO₂의 제거를 위해 산 기체 제거장치로 통과한다. 회수된 황화수소는 선(40)을 통하여 본 공정에서 제거되는 원소황으로 전환된다. 일부분의 정제된 기체는, 많은 양의 에탄과 에탄올 선(46)을 통과하는 필펠린 기체로 제거하기 위해, 프로판과 부탄을 선(48)을 통과하는 LPG로 제거하기 위해, 냉각장치(44)내에서 더 계속하여 처리하기 위해 선 (42)로 통과된다.The eluate of the dissolver goes to the vapor-liquid separator 30 via line 29. The upper hot steam stream from these separators is cooled in a series of heat exchangers and by the addition of a vapor-liquid separation step and removed via line 32. Liquid distillates from these separators go through line 34 to an atmospheric fractionator 36. Ratio in the line 32-condensed gas is passed to a non-reaction of hydrogen, methane and other light hydrocarbons, plus contains an H ₂ S and CO _2, acid gas removal for the removal of H ₂ S and CO ₂ device . The recovered hydrogen sulfide is converted to elemental sulfur removed in the present process through the line 40. A portion of the purified gas is chiller 44 to remove propane and butane with LPG passing through line 48 to remove large amounts of ethane and ethanol through the pellelin gas passing through line 46. Is passed by line 42 to continue further processing within.

선(50)에서 정제된 수소(90퍼센트 순도)는 선(52)의 산기체처 리단계로부터 남아있는 기체와 혼합되며, 본 공정의 재순환 수소를 함유한다.Purified hydrogen (90 percent purity) in line 50 is mixed with the gas remaining from the acid gas treatment step of line 52 and contains recycled hydrogen in the process.

증류-액체 분리기 (30)으로부터 액체 슬러러는 선(56)을 통과하며 2가지 주요 기류, (58)과 (60)으로 분리된다. 기류 (58)은 재순환 슬러리를 포함하며 이는 용매, 보통 용해된 석탄 및 촉매 성광물 잔류물을 함유한다. 재순환되지 않는 슬러리는 본 공정의 주요 생성물의 분리를 위해 선(60)을 통하여 대기 분획기(36)으로 간다.From the distillation-liquid separator 30 the liquid sludge passes through line 56 and is separated into two main streams, 58 and 60. Air stream 58 includes a recycle slurry, which contains a solvent, usually dissolved coal and catalytic deposit residue. The slurry that is not recycled goes to line fraction 36 through line 60 for separation of the main product of the process.

분획기(36)에서 슬러리는, 선(62)를 통하여 상부의 나프타기류를 선(64)를 통하여 중간 증류물 기류를 그리고 선(66)을 통하여 하부 유체를 제거하기 위해 대기압에서 증류된다. 선(66)의 하부 유체는 진공 증류탑(68)로 통과한다. 분획장치로의 공급물의 온도는, 시동작동을 위해서라기 보다 예열기 첨가를 필요로하지 않는 충분히 높은 수준으로 일반적으로 유지된다. 선(64)의 대기탑으로 부터 연료 기름과 선(70)을 통하여 진공탑으로부터 회수되는 중간 증류물을 혼합함으로써 본 공정의 주요 연료기름 생성물을 만들며 선(72)를 통하여 회수된다.In fractionator 36, the slurry is distilled at atmospheric pressure to remove the upper naphtha stream via line 62, the middle distillate stream through line 64, and the bottom fluid through line 66. The bottom fluid of line 66 passes through vacuum distillation tower 68. The temperature of the feed to the fractionator is generally maintained at a sufficiently high level that does not require preheater addition rather than for start-up operation. Mixing the fuel oil from the atmospheric tower of line 64 with the intermediate distillate recovered from the vacuum tower via line 70 makes the main fuel oil product of the process and is recovered via line 72.

선(72)의 기류는 증류물인 380-850℉(193-454℃)의 연료기름 생성물을 함유하며 이의 일부분은, 공급되는 슬러리의 고체 농도와 석탄-용매 비율을 조절하기 위해 선(73)을 통하여 슬러리 혼합 탱크(12)로 공급하기 위해 재순환될 수 있다.The air stream of line 72 contains fuel oil products of distillate 380-850 ° F. (193-454 ° C.), a portion of which is directed to line 73 to control the solid concentration and coal-solvent ratio of the slurry supplied. May be recycled to feed through to the slurry mixing tank 12.

재순환 유체(73)은, 재순환되는 슬러리에 대한 용매비율을 다양하게 함으로써 본공정에 유동성을 주며, 따라서 선(58) 내의 일반적안 비율로 본 공정의 이러한 비율을 고정시키지 않는다.The recirculating fluid 73 gives fluidity to the process by varying the solvent ratio to the slurry to be recycled, and therefore does not fix this ratio of the process to the general eye ratio within line 58.

이것은 또한 슬러리의 압송을 개선시킬 수 있다. 진공탑 하부물질은 모든 보통 고체성의 용해된 석탄, 용해되지 않은 유기물질 및 광물질을 함유하며, 증류액체 또는 탄화수소 기체없이 선(74)를 통하여 부분적 산화 기화장치대(76)으로 간다. 기화장치(76)은 탄화수소질 슬러리공급 기류를 받고 진행시키기에 적합하기 때문에, 진공탑(68)과 기화장치(76) 사이에 코우크스 장치 같은 탄화수소 전환단계가 필요없으며 이는 슬러리를 파괴하고 물에서 슬러리의 재순환을 필요로 할 것이다.This can also improve the feeding of the slurry. The bottom of the vacuum column contains all normally solid dissolved coal, undissolved organics and minerals, and goes to the partial oxidizing vapor stage 76 via line 74 without distillate or hydrocarbon gas. Since the vaporizer 76 is suitable for receiving and running a hydrocarbonaceous slurry feed stream, there is no need for a hydrocarbon conversion step such as a coke unit between the vacuum tower 68 and the vaporizer 76, which destroys the slurry and removes it from the water. Recirculation of the slurry will be required.

코우크스를 슬러리로 만들기에 필요한 물의 양은 일반적으로 기화장치에 의해 요구되는 물의 양보다 많으며 따라서 기화장치의 효율은 과잉의 물을 증발시키기에 소비되는 열의 양으로 감소될 것이다.The amount of water needed to slurry the coke is generally greater than the amount of water required by the vaporizer, so the efficiency of the vaporizer will be reduced to the amount of heat consumed to evaporate excess water.

기화장치(76)의 무질소 산소(nitrogen-free oxygen)는 산소장치(78)에서 만들어져서 선(80)을 통하여 기화장치로 간다. 수증기는 선(82)를 통하여 기화장치에 공급된다. 선(10)을 통하여 공급되는 급탄의 광물 총 함량은 불활성 슬랙으로써 선 (48)를 통하여 본 공정에서부터 제거되며, 이는 기화장치(76)의 하부로부터 방출된다.Nitrogen-free oxygen of the vaporizer 76 is produced in the oxygen device 78 and goes through the line 80 to the vaporizer. Water vapor is supplied to the vaporizer through line 82. The mineral content of the coal feed supplied through line 10 is removed from this process via line 48 as inert slag, which is discharged from the bottom of vaporizer 76.

합성 기체는 기화장치(76)에서 생성되며 이의 일부는, 수증기와 CO가 H₂와 CO₂로 전환되는 쉬프트 반응에 의해 전환시키기 위해 선(68)을 통하여 쉬프트 반응기대(88)로 가며, H₂S와 CO₂제거를 위해 산기체제거대(89)로 이어진다. 얻어진 정제된 수소(90-100퍼센트 순도)는 압축기(90)으로 압력을 처리하기 위해 압축되며, 예열기대(22)와 용해기(26)에 이미 만들어진 수소를 제공하기 위해 선(92)를 통하여 공급된다. 상기 설정된 바와 같이 기화 장치대(76) 내에서 생성된 열은 본 공정내 에너지 소비로 생각되지 않고 단지 합성가스 반응 생성물을 생성하기 위해 요구되는 반응열로 생각된다.Synthesis gas is produced in the vaporizer 76, a portion of which goes to the shift reactor stage 88 via line 68 to be converted by a shift reaction in which water vapor and CO are converted to H ₂ and CO ₂ . _It is followed by an acid gas removal zone (89) for ₂ S and CO ₂ removal. The resulting purified hydrogen (90-100 percent purity) is compressed to treat pressure with a compressor 90 and through line 92 to provide hydrogen already produced in preheater 22 and in dissolver 26. Supplied. As set forth above, the heat generated in the vaporization stage 76 is not considered to be energy consumption in the present process but only the heat of reaction required to produce the syngas reaction product.

기화장치(76)에서 생성된 합성가스 양은 본 공정에 의해 요구되는 모든 수소 분자를 공급하기에 충분할뿐만 아니라, 메탄첨가 단계없이 5-100퍼센트 사이의 본 공정의 열과 에너지 총 요구량을 공급하기에 충분한 것이 본 발명의 중요한 특징이다. 이것 때문에, 이동 반응기로 흐르지 않는 합성가스 부분은 선(94)를 통하여 CO₂+H₂S가 제거되는 산기체 제거장치로 통과한다.The amount of syngas produced in the vaporizer 76 is not only sufficient to supply all the hydrogen molecules required by the process, but also sufficient to supply the total heat and energy requirements of the process between 5-100 percent without a methane addition step. It is an important feature of the present invention. Because of this, the portion of the syngas not flowing to the mobile reactor passes through the line 94 to the acid gas removal device from which the CO ₂ + H ₂ S is removed.

H₂S의 제거로 합성기체가 연료로 요구되는 외부 표준량을 충족시킬 수 있으며, CO₂제거로는 합성가스열 용량을 증가시켜 이를 연료로 사용할 때에 더욱 미세한 열조절을 성취할 수 있다. 정지된 합성가스 유체는 선(98)을 통하여 보일러(100)으로 간다. 보일러(100)은 합성 기체를 연료로써 연소시키는 장치가 제공된다.The removal of H ₂ S allows the synthesis gas to meet the external standards required for fuel, and the CO ₂ removal increases syngas heat capacity and achieves finer thermal control when used as fuel. The stopped syngas fluid goes to boiler 100 via line 98. Boiler 100 is provided with an apparatus for burning synthesis gas as fuel.

물은 선(102)를 통하여 보일러(100)으로 가며 여기서 물은 수증기로 전환되며 수증기는 신(104)를 통해 흘러 공정 에너지를 공급하며 이는 왕복 펌프(18)을 통과하는 것과 같다. 산 기체 제거장치(96)으로 부터 합성기체의 분리된 기류는 선(106)을 통과하여 예열기(22)로 가며 여기에서 연료로 사용된다. 본 합성기체는 연료를 요구하는 본 공정의 기타의 모든 시점에서 위와 유사하게 사용될 수 있다.Water goes to the boiler 100 via line 102 where water is converted to water vapor and water vapor flows through the scene 104 to supply process energy, which is like passing through a reciprocating pump 18. The separated air stream of the synthesis gas from the acid gas removal device 96 passes through the line 106 to the preheater 22 where it is used as fuel. The syngas can be used similarly to the above at all other points in the process requiring fuel.

합성기체가 본 공정에 요구되는 모든 연료를 제공하지 않는다면, 본 공정에서 요구되는 연료와 에너지 나머지 부분은 본 액화대에서 직접적으로 생성된 비-프레미엄 연료기류로부터 공급될 수 있다.If the synthesis gas does not provide all the fuel required for the process, the fuel and the rest of the energy required in this process can be supplied from the non-premium fuel stream generated directly in the liquefaction zone.

이것이 더욱 경제적이라면, 합성 기체에서 유래되지 않는 일부 또는 모든 공정 에너지는 아직 예시되지 않은 전력과 같은 공정의 외부원으로 부터 유래할 수 있다.If this is more economical, some or all of the process energy not derived from the synthesis gas may be from an external source of the process, such as power not yet illustrated.

첨가되는 합성기체는 선(112)를 통하여 쉬프트 반응기(114)로 가며 일산화 탄소에 대한 수소비율은 0.6에서 3으로 증가시킨다. 이 같이 풍부하게 된 수소 혼합물은 선(116)을 통하여 피펠린 기체로 전환시키기위해 메탄첨가 장치(118)로 가며, 선(120)을 통과하며 선(46)내의 피펠린 기체와 혼합된다. 선(120)을 통과하는 발열량에 기본한 피펠린 기체의 양은 선(98)과 (106)을 통과하며 공정연료로 사용되는 합성가스의 양보다 적을 것이며, 따라서 본 발명의 열효율 이점을 보증해 준다.The syngas added is passed to the shift reactor 114 via line 112 and the hydrogen to carbon monoxide ratio is increased from 0.6 to 3. This enriched hydrogen mixture goes through the line 116 to the methane addition unit 118 to convert into pipelin gas, passes through line 120 and mixes with the pipelin gas in line 46. The amount of pipelin gas based on the calorific value passing through line 120 will be less than the amount of syngas passing through lines 98 and 106 and used as process fuel, thus ensuring the thermal efficiency advantages of the present invention. .

일부의 정제된 합성가스 유체는 선(122)를 통하여 냉각 분리장치(124)로 가며 여기에서 수소와 일산화탄소가 각각 분리된다.Some of the purified syngas fluid goes to the cooling separator 124 via line 122 where hydrogen and carbon monoxide are separated respectively.

냉작장치 대신에 흡착장치가 사용될 수 있다. 수소-풍부한 기류는 선(126)을 통하여 회수되며 선(92)대에서 이미 만들어진 수소기류와 혼합되며, 각각 액화대로 통과하거나 본 공정의 생성물로 판매된다. 일산화탄소-풍부한 유체는 선(129)을 통하여 회수되며 선(98) 또는 선(106)에서 공정연료로 적용되는 합성기체와 혼합될 수 있으며, 또는 각각 공정 연료거나 화학적 공급원료로 판매되거나 사용될 수 있다.Adsorption units may be used instead of cold units. The hydrogen-rich air stream is recovered through line 126 and mixed with the hydrogen stream already produced in line 92, each passing through a liquefied bed or sold as a product of the process. Carbon monoxide-rich fluid may be recovered through line 129 and mixed with synthetic gas applied as process fuel in line 98 or line 106, or may be sold or used as process fuel or chemical feedstock, respectively. .

제2도가 나타내는 바 본 공정의 기화장치 부분은 액화장치 부분으로 매우 통합된다. 기화장치 부분으로의 총공급물(VTB)은 액화 부분에서 유래하며 기화장치 부분의 거의 또는 모든 기체 생성물은 본 공정내에서 반응물 또는 연료로써 소비된다.As shown in FIG. 2, the vaporizer portion of the process is very integrated into the liquefaction portion. The total feed to the vaporizer section (VTB) comes from the liquefaction section and almost or all of the gaseous products of the vaporizer section are consumed as reactants or fuels in the process.

[실시예 1]Example 1

켄더키 역청탄을 분쇄하고 건조시켜 본 공정에서부터 재순환되는 뜨거운 용매-함유한 슬러리와 혼합한다. 석탄-재순환 슬러리의 혼합물(석탄 1부에 대해 슬러리 중량당 1.5-2.5부의 범위로)이 수소와 함께 압송되며 화염의 예열기대를 통하여 용해기대로 간다. 석탄대 수소 비율은 약 1.24M³/kg이다.The Kendock bituminous coal is ground and mixed with hot solvent-containing slurry that is recycled from this process. A mixture of coal-recycle slurry (in the range of 1.5-2.5 parts per slurry weight for 1 part of coal) is condensed with hydrogen and passed to the melting stage through the flame preheating zone. The coal-to-hydrogen ratio is about 1.24 M ³ / kg.

예열기 출구에서 반응물의 온도는 약 371-399℃이다. 이점에서 석탄은 재순환 이상에서 부분적으로 용해되며 발열성 수소 첨가반응과 수소 첨가분해 반응이 곧 시작된다.The temperature of the reactants at the preheater outlet is about 371-399 ° C. At this point the coal is partially dissolved above recycle and the exothermic hydrogenation and hydrocracking reactions begin soon.

용해기내에서 이들 반응에 의해 생성되는 열로 반응물의 온도는 820-870℉ 범위로 더욱 증가된다. 급냉수소는 용해기 내의 여러 점에서 사출되며 본 발열반응의 충격을 감소시킨다.The heat generated by these reactions in the melter further increases the temperature of the reactants in the range of 820-870 ° F. The quench hydrogen is injected at several points in the melter and reduces the impact of this exothermic reaction.

용해기 대에서부터의 용출물은 생성물 분리장치를 통과하며, 이는 대기탑과 진공탑을 포함한다. 진공탑으로 부터의 454의 잔류물은 모든 용해되지 않은 광물 잔류물 및 석탄 액체와 탄화수소 기체가 없는 모든 보통 고체성의 용해되 석탄을 함유하며 산소-송풍의 기화장치로 간다. 기화장치에서 생성된 합성가스는 CO대 H₂의 비율 약 0.6을 갖으며 쉬프트 반응기로 통과하고 여기서 수증기와 일산화탄소는 수소와 이산화탄소로 전환되며 그리그 이산화탄소와 황화수소를 제거하기 위해 산기체 기화단계로 간다. 그리고 수소(94퍼센트 순도)는 압축되며 이미 만들어진 수소로써 예열기-용해기 대로 공급된다.Eluate from the melter stage passes through the product separator, which includes an atmospheric tower and a vacuum tower. The 454 residue from the vacuum tower contains all undissolved mineral residues and all moderately solid dissolved coal without coal liquid and hydrocarbon gas and goes to an oxygen-blowing vaporizer. The syngas produced in the vaporizer has a ratio of CO to H ₂ of about 0.6 and passes through a shift reactor where water vapor and carbon monoxide are converted to hydrogen and carbon dioxide and to the gaseous gas vaporization stage to remove Grig carbon dioxide and hydrogen sulfide. . Hydrogen (94 percent purity) is then compressed and supplied as preheater-melt as hydrogen already produced.

이 실시예에서, 기화대로 공급되는 탄화수소질 물질양은 충분하여서 생성된 합성기체는 공정수소 요구량을 충족시킬 수 있으며, 이는 공정 손실량을 포함하며 그리고 본 공정에서 직접적으로 연소시킬 때에는 본 공정의 총 에너지 요구량의 5퍼센트를 함유한다. 액화대에서 생성되는 가벼운 탄화 수소 기체 또는 나프타를 연소시킴으로써 그리고 구입되는 전력에 의해 본 공정의 잔여 에너지 요구량을 충족시킬 수 있다.In this embodiment, the amount of hydrocarbonaceous material supplied to the vaporization zone is sufficient so that the resultant synthesis gas can meet the process hydrogen demand, which includes process losses and when burned directly in the process, the total energy requirements of the process. Contains 5 percent of The remaining energy requirements of the process can be met by burning light hydrocarbon gas or naphtha produced in the liquefaction zone and by the power purchased.

하기는 급탄의 분석이다.The following is an analysis of the coal supply.

하기는 액화대의 생성물의 목록이다. 여기에서 보면 액화대는 액체 또는 기체 생성물을 생성하고 게다가 454℃의 회분함유 잔류물을 생성한다. 본 공정의 주요 생성물은, 발전소와 산업장치에 유용한 0.3중량 퍼센트의 황을 함유하고 회분이 없는 연로 기름이다.The following is a list of products of the liquefaction zone. Viewed here, the liquefaction zone produces a liquid or gaseous product and further produces ash residues at 454 ° C. The main product of this process is 0.3 percent by weight sulfur-free, flue oil, useful for power plants and industrial equipment.

하기의 수율은 상기한 바와 같이 장치의 연로 요구량을 얻은 후에 판매를 위한 잔여의 생성물을 나타낸다.The yield below shows the residual product for sale after obtaining the fuel's fuel requirement as described above.

하기의 데이타는 본 병합공정의 입력에너지, 출력에너지 및 열 효율을 나타낸다.The following data shows the input energy, output energy and thermal efficiency of this merge process.

열효율 : 퍼센트 71.9Thermal efficiency: percent 71.9

* 34퍼센트의 발전소 열효율을 기본으로 함.* Based on power plant thermal efficiency of 34 percent.

(1) 11,590 Cal.kg/M³ (1) 11,590 Cal.kg/M ³

이 실시예가 나타내는 바 병합된 액화-기화공정이 작동되어서 액화대에서 기화장치대로 통과하는 탄화수소질 물질양이 기화장치로 하여금 충분한 합성가스를 공급하기에 적절하여 공정수고 요구량과 단지 약5퍼센트의 총공정 에너지 요구량을 충족시킬 때에, 본 병합공정의 열 효율은 71.9퍼센트이다.This embodiment shows that the combined liquefaction-gasification process is operated so that the amount of hydrocarbonaceous material passing from the liquefaction zone to the vaporizer is adequate to supply the vaporizer with sufficient syngas, thus requiring only about 5 percent of the total labor effort and total process requirements. When meeting process energy requirements, the thermal efficiency of the combined process is 71.9 percent.

[실시예 2]Example 2

병합된 액화-기화공정은 실시예 1과 유사한 공정으로 수행되며 동일한 켄터키 역청급탄을 사용하지만 하기의 것은 제외한다. 즉 액화대에서 기화대로 통과하는 탄화 수소물질 양이 적절하여 기화대는 공정손실랑을 함유하는 총공정 수소 요구량과, 본 공정에서 직접적으로 연소될 때에 공정의 총 에너지 요구량의 약 70퍼센트를 공고하기에 적합한 합성가스의 양을 생성할 수 있다. 하기는 액화대 생성물의 목록이다.The merged liquefaction-vaporization process is carried out in a similar process as in Example 1, using the same Kentucky bituminous coal, except as follows. In other words, the amount of hydrocarbon material passing from the liquefaction zone to the vaporization zone is adequate, so that the vaporization zone announces the total process hydrogen demand, which includes process losses, and about 70 percent of the process's total energy demand when burned directly in the process. A suitable amount of syngas can be produced. The following is a list of liquefaction zone products.

수율 : 건조석탄의 중량퍼센트Yield: weight percent of dry coal

하기의 수율은, 상기한 바와 같이 장치의 연료 요구량을 얻은 후에 판매를 위한 잔여의 생성물을 나타낸다.The yield below shows the residual product for sale after obtaining the fuel requirement of the device as described above.

하기의 데이타는 본 공정의 입력에너지, 출력에너지 및 열효율을 나타낸다.The following data shows the input energy, output energy and thermal efficiency of this process.

(1) 1,317 BTU/SCF(11,590Cal. kg/M³)(1) 1,317 BTU / SCF (11,590 Cal. Kg / M ³ )

이 실시예의 72.4퍼센트의 열효율은 실시예 1의 71.9퍼센트의 열효율보다 많으며 이 양실시예에는 동일한 켈터키 역청공탄을 사용하며, 이들의 차이는 0.5퍼센트이다.The thermal efficiency of 72.4 percent of this example is greater than the 71.9 percent thermal efficiency of Example 1 and the same Keltucky bituminous coal is used in both examples, with a difference of 0.5 percent.

이것이 나타내는 바, 기화장치가 총 공정수소 요구량과, 5퍼센트 보다는 70퍼센트의 본 공정의 에너지요구량을 공급할 때에 보다 높은 열효율을 성취할 수 있다. 이들 실시예의 급탄공급을 갖는 상업적장치에서 열효율의 0.5퍼센트 차이로 매년 약 5백만달라는 절약할 수 있음은 주지할만하다.This indicates that the vaporizer can achieve higher thermal efficiencies when supplying total process hydrogen demand and energy requirements of the process 70 percent rather than 5 percent. It is noteworthy that in commercial devices with the feed supply of these embodiments, a savings of about $ 5 million annually can be achieved with a 0.5 percent difference in thermal efficiency.

[실시예 3]Example 3

병합된 액화-기화공정은 실시예 2와 유사한 공정으로 수행되며 동일한 켄터키 역청급탄을 사용하며 하기의 것은 제외한다. 즉, 공정수소 요구량을 충족시키기에 요구되는 과잉의 양으로 생성되는 모든 합성가스는 판매를 위해 메탄 첨가된다. 액화단계에서 생성된 C₁-C₄기체로 모든 공정연료를 충족시킨다.The merged liquefaction-vaporization process is carried out in a similar process to Example 2, using the same Kentucky bituminous coal, except as follows. That is, all syngas produced in the excess amount required to meet the process hydrogen demand is methane added for sale. All process fuels are satisfied with the C ₁ -C ₄ gas produced in the liquefaction stage.

하기의 것은 액화대의 생성물의 목록이다.The following is a list of products of the liquefaction zone.

수율 : 건조석탄의 중량 퍼센트Yield: weight percent of dry coal

하기의 수율은 상기한 바와 같이 장치의 연료 요구량을 얻은 후에 판매를 위한 잔여의 생성물을 나타낸다.The yield below shows the residual product for sale after obtaining the fuel requirement of the device as described above.

하기의 데이타는 본 공정의 입력에너지, 출력에너지 및 열효율을 나타낸다.The following data shows the input energy, output energy and thermal efficiency of this process.

(1) 9,205Cal. kg/M³ (1) 9,205 Cal. kg / M ³

실시예 1과 2는, 과잉의 합성가스가 장치 연료로서 직접적으로 사용될 때 공정 수소 요구량을 충족시키기 위해 요구되는 양 이상으로 과잉의 합성기체가 생성될 때에 71.9와 72.4퍼센트의 열효율을 나타내는 반면에, 본 실시예의 70.0퍼센트의 열효율은 과잉의 합성가스가 생성될 때에 열효율 단점을 나타내며, 여기서 과잉의 합성가스는 본 장치에서 직접적으로 연소되는 대신에 수소첨가를 거쳐 상업연료로 개선된다.Examples 1 and 2 show thermal efficiency of 71.9 and 72.4 percent when excess syngas is produced in excess of the amount required to meet the process hydrogen demand when excess syngas is used directly as equipment fuel, The thermal efficiency of 70.0 percent of this embodiment represents a thermal efficiency disadvantage when excess syngas is produced, where the excess syngas is improved to commercial fuel via hydrogenation instead of burning directly in the apparatus.

[실시예 4]Example 4

병합된 액화-기화공정은 급탄이 웨스트 버지니아 피츠버그시임 역청탄인 것을 제외하고 액화대에서 기화대로 통과하는 탄화수소질 물질의 양이 적절하여서 기화대는 공정 손실량을 함유한 총 공정수소 요구량과 본 공정에서 직접적으르 연소될 때에 공정화 총 에너지 요구량의 약 5퍼센트를 공급하기에 적합한 합성가스의 양을 생성할 수 있다.The merged liquefaction-gasification process is suitable for the amount of hydrocarbonaceous material that passes through the vaporization zone in the liquefaction zone, except that the coal is a Pittsburgh seam bituminous coal in West Virginia. When burned, it can produce an amount of syngas suitable to supply about 5 percent of the total energy demand for the process.

하기는 급탄의 분석이다.The following is an analysis of the coal supply.

하기의 수율은 상기한 바와같이 연료요구량을 얻은 후에 판매를 위한 잔여의 생성물을 나타낸다.The yield below shows the residual product for sale after obtaining the fuel demand as described above.

하기의 데이타는 본 공정의 입력에너지, 출력에너지 및 열효율을 나타낸다.The following data shows the input energy, output energy and thermal efficiency of this process.

[실시예 5]Example 5

또 하나의 병합된 액화-기화공정은 실시예 4와 유사한 공정으로 수행되며 동일한 웨스트 버지니아 피츠버그 시임 석탄을 사용하지만 하기의 것은 제외한다. 즉, 액화대에서 기화대로 통과하는 탄화수소질 물질양이 적절하여서 기화대는 총 공정수소 요구량과, 본 공정에서 직접적으로 연소될 때 본 공정의 에너지요구량의 약 37퍼센트를 제공하기에 적절한 합성기체양을 생성할 수 있다.Another merged liquefaction-vaporization process is carried out in a similar process to Example 4, using the same West Virginia Pittsburgh Seam Coal, except as follows. In other words, the appropriate amount of hydrocarbonaceous material in the liquefaction zone passes through the vaporization zone so that the vaporization zone has a suitable amount of synthetic gas to provide about 37 percent of the total process hydrogen demand and the energy requirements of the process when burned directly in the process. Can be generated.

하기는 액화대 생성물의 목록이다.The following is a list of liquefaction zone products.

수율 : 건조석탄의 중량퍼센트Yield: weight percent of dry coal

하기의 수율은 상기한 바와같이 연료요구량을 얻은 후에 판매를 위한 잔여의 생성물을 나타낸다.The yield below shows the residual product for sale after obtaining the fuel demand as described above.

하기의 데이타는 본 병합 공정의 입력에너지, 츨럭에너지 및 열효율을 나타낸다.The data below shows the input energy, the flux energy and the thermal efficiency of this merge process.

본 실시예의 열효율은 실시예 4의 열효율보다 높으며 이들 두 가지 실시예는 동일한 피츠버그 시임 석탄을 사용하며, 열효율 차이는 1.3퍼센트이다.The thermal efficiency of this example is higher than that of Example 4 and these two examples use the same Pittsburgh seam coal, with a thermal efficiency difference of 1.3 percent.

본 실시예의 보다 높은 열효율로 기화장치에 충분한 454℃+의 용해된 석탄을 공급하는 이점을 나타내며, 따라서 기화장치는 총 공정수소 요구량과 합성기체를 직급적으로 연소시켜 5퍼센트 보다는 37퍼센트의 본 공정의 에너지 요구량을 공급할 수 있다.The higher thermal efficiency of this embodiment provides the advantage of supplying enough 454 ° C. + of dissolved coal to the vaporizer, so that the vaporizer burns the total process hydrogen demand and the synthesis gas indirectly, resulting in 37% of this process. It can supply the energy demand of.

Claims (1)

수소와 재순환되는 용해된 석탄 및 광물잔류물의 존재하에 불순한 석탄을 탄화수소 기체 광물잔류물과 함께 용해된 액체 및 보통 고체성의 용해된 석탄으로 전환하는 석탄액화 장치 일부의 용해된 석탄과 광물잔류물을 액화장치로 재순환하며 보통 고체성의 용해된 석탄과 광물 잔류물을 함유하는 슬러리로부터 용해된 액체와 탄화수소 기체를 분리하는 진공 증류장치, 진공증류 장치로부터 슬러리를 합성 기체로 전환시키기 위해 산화장치를 포함하는 기화장치, 이 합성기체의 최초부를 수소-풍부한 기류로 전환하는 쉬프트 반응기, 수소-풍부한 기류를 석탄액화 장치로 운반하는 수소도관, 합성기체의 제2부를 병합장치내의 최소 하나의 연소대로 통과시키는 합성기체도관, 병합장치에 에너지를 공급하기 위해 제2부의 함성기체를 연소시키기 위한 상기 연소대의 버너장치로 구성된 통합된 석탄 액화-기화장치.Liquefaction of some coal and mineral residues in a coal liquefaction unit that converts impure coal into dissolved liquid and usually solid dissolved coal in the presence of dissolved coal and mineral residues recycled with hydrogen. A vacuum distillation unit which separates dissolved liquid and hydrocarbon gas from a slurry containing solid dissolved coal and mineral residues, which is usually recycled to the unit, and vaporization including an oxidizer unit to convert the slurry into a synthesis gas from the vacuum distillation unit. Apparatus, a shift reactor for converting the first part of the synthesis gas into a hydrogen-rich air stream, a hydrogen conduit for transporting the hydrogen-rich air stream to a coal liquefaction device, and a synthesis gas for passing the second part of the synthesis gas to at least one combustor in the coalescing device. For burning the gaseous gases of the second part to supply energy to the conduit and coalescer The integrated coal liquefaction equipment consisting of a single burner combustion exchanger - vaporizer.

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