CS200175B2 - Process for preparing synthetic fuel from coal free from ash - Google Patents
Process for preparing synthetic fuel from coal free from ash Download PDFInfo
- Publication number
- CS200175B2 CS200175B2 CS748518A CS851874A CS200175B2 CS 200175 B2 CS200175 B2 CS 200175B2 CS 748518 A CS748518 A CS 748518A CS 851874 A CS851874 A CS 851874A CS 200175 B2 CS200175 B2 CS 200175B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- coal
- solvent
- fraction
- liquid
- ash
- Prior art date
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 44
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 10
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 6
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 abstract description 19
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- NLPVCCRZRNXTLT-UHFFFAOYSA-N dioxido(dioxo)molybdenum;nickel(2+) Chemical compound [Ni+2].[O-][Mo]([O-])(=O)=O NLPVCCRZRNXTLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 5
- KYYSIVCCYWZZLR-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+);dioxido(dioxo)molybdenum Chemical compound [Co+2].[O-][Mo]([O-])(=O)=O KYYSIVCCYWZZLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 abstract description 4
- XOROUWAJDBBCRC-UHFFFAOYSA-N nickel;sulfanylidenetungsten Chemical compound [Ni].[W]=S XOROUWAJDBBCRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 abstract description 3
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 abstract description 3
- XCUPBHGRVHYPQC-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenetungsten Chemical compound [W]=S XCUPBHGRVHYPQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 66
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 43
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 24
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 16
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 7
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 7
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 7
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 4
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 4
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N Hydrogen atom Chemical compound [H] YZCKVEUIGOORGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N tetralin Chemical compound C1=CC=C2CCCCC2=C1 CXWXQJXEFPUFDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical group CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 2
- DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N hexadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC DCAYPVUWAIABOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N tridecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCC IIYFAKIEWZDVMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004996 alkyl benzenes Chemical class 0.000 description 1
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004380 ashing Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010883 coal ash Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N dodecylbenzene Chemical compound CCCCCCCCCCCCC1=CC=CC=C1 KWKXNDCHNDYVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 1
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000003077 lignite Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- MOWMLACGTDMJRV-UHFFFAOYSA-N nickel tungsten Chemical compound [Ni].[W] MOWMLACGTDMJRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940078552 o-xylene Drugs 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000010690 paraffinic oil Substances 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- -1 polycyclic aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N tungsten disulfide Chemical compound S=[W]=S ITRNXVSDJBHYNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007738 vacuum evaporation Methods 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
- C10G1/045—Separation of insoluble materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
(54) Způsob výroby syntetického paliva z . uhlí zbaveného popele
Vynález se týká způsobu výroby syntetického paliva, zejména pak způsobu výroby syntetického paliva z uhlí.
Uhlí se může přeměnit v cenné produkty tím, že se podrobí extrakci rozpouštědlem, popřípadě za použití vodíku, čímž se získá směs uhelného· extraktu a nerozpuštěného uhelného zbytku.
Pokusy nalézt účinný způsob pro přeměnu uhlí v produkty typu ropy nebyly obecně úspěšně vzhledem k potížím s účinným a hospodárným oddělováním nerozpustných zbytků a účinným a hospodárným přidáváním vodíku k uhlí, obsahujícímu malé množství vodíku. Tak například pro přeměnu živičného· uhlí nízké hustoty v syntetické palivo· se atomový poměr vodíku k uhlí musí zvýšit z asi 0,79 na přibližně 1,8.
Účelem vynálezu proto· je poskytnout nový a zlepšený způsob výroby syntetického paliva.
Jiným účelem vynálezu je poskytnout nový a· zlepšený způsob výroby syntetického paliva z uhlí.
Tyto· i další cíle vynálezu vyplynou z dále uvedeného· popisu vynálezu.
Podle vynálezu se syntetické palivo· vyrobí z uhlí nejprve hydrogenací uhlí v přítomnosti rozpouštědla pro zkapalnění uhlí k dosažení jeho· zkapalnění, přičemž pouze část celkového · množství vodíku, potřebného· k vyrobení syntetického paliva, se spotřebuje při této· počáteční hydrogenací. Účelem počáteční hydrogenace je zkapalnění uhlí a/ /nebo dosažení optimálního odpopelení. Kapalný uhelný produkt z počáteční hydrogenace se potom zbaví popelov'n a kapalný uhelný produkt, prakticky prostý popelovin, se pak podrobí druhé hydrogenací, při níž se použije dostatečného· množství vodíku k získání syntetického surového paliva. Celkové množství vodíku, potřebné pro výrobu syntetického paliva z uhlí, se tedy přidá ve dvou stupních, přičemž se zkapalněný uhelný produkt zbaví popelovin mezi oběma těmito stupni a v prvém stupni se provede hydrogenační zkapalnění uhlí.
Je tedy předmětem vynálezu způsob výroby syntetického· paliva z uhlí, zbaveného popelovin, zahrnující první a druhý hydrogenační stupeň v přítomnosti rozpouštědla za zvýšené teploty a tlaku, kterýžto· způsob se vyznačuje tím, že se hydrogenace v prvém stupni provádí za spotřeby vodíku · v množství od 154 do· 468,5 m3/t, tuhé podíly se mezi oběma stupni oddělí od kapalných podílů gravitačním usazováním v přítomnosti pomocného· kapalného rozpouštědla o charakterlzačním faktoru Kwn v rozmezí od 9,75 do 12,5, o 5% obj. destilační teplotě v roz200175 mezí 121 až 315,5 °C a o 95% obj. destilační teplotě v rozmezí 176,5 až 454,5 °C za tlaku 0,1 MPa, načež se kapalné podíly přivádějí do druhého hydrogenačního stupně.
Počáteční hydrogenace uhlí v přítomnosti rozpouštědla pro zkapalnění uhlí může být katalytická nebo nekatalytická; výhodně se používá katalytického hydrogenačního zkapalňování. Jako příklad vhodných katalyzátorů je možno uvést molybdenan kobaltu, molybdenan niklu, sirník wolframu-niklu, sirník wolframu atd., obvykle nanesený na kysličníku hlinitém nebo na směsi kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého, přičemž výhodným katalyzátorem je molybdenan kobaltu nebo niklu nanesený na kysličníku hlinitém nebo na směsi kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého. Katalytické zkapalnění se může provádět kterýmkoliv ze známých postupů, včetně postupů, při nichž se katalyzátor přidává v práškové formě, v podobě pevného lože, v podobě fluidního lože nebo v podobě vířivého lože. Výhodně se používá vzhůru strhávaného fluidního nebo vířivého lože.
Počáteční hydrogenační zpracování se obvykle provádí při teplotě v rozmezí od asi 343 do asi 482 CC, s výhodou od 399 do 453 stupňů Cels/a a za přetlaku od asi 3,43 do asi 27,40 MPa, při parciálním tlaku Vodíku od asi 3,43 do 20,59 MPa a při prosazení kapaliny v rozmezí od 0,5 do 4,0 za 1 hodinu. Výše uvedené podmínky jsou uvedeny pouze jako příklad a volba optimálních podmínek se bude řídit stavem při praktickém provozu.
Jak výše uvedeno, je účelem počáteční hydrogenace zkapalnění uhlí a proto je spotřeba vodíku omezena v prvém stupni na 154,3 až 468,5 m3/t uhlí (počítáno bez vlhkosti a popelovin), výhodně na nanejvýš 375 m3/t uhlí, počítáno bez vlhkosti a popelovin. Obvykle bývá spotřeba vodíku v prvém stupni v rozmezí 12'5 až 375 m3/t uhlí, počítáno bez vlhkosti a popelovin.
Nerozpustné podíly se od zkapalněného uhelného produktu výhodně oddělí použitím pomocného kapalného rozpouštědla, u něhož je obsah aromátů nižší než u zkapalňovacího rozpouštědla, aby se usnadnilo oddělení nerozpustných podílů a aby se získal kapalný uhelný extrakt, prakticky prostý nerozpustných podílů.
Kapalinou, které se používá к usnadnění oddělování nerozpustných podílů od zkapalněného uhelného produktu, je obvykle uhlovodíková kapalina mající charakterizační faktor KWN v rozmezí od asi 9,75 do 12,5, přičemž charakterizační KWN je dán vztahem
KWN = --x 1,216, kde
TB znamená molární průměrnou teplotu varu kapaliny (К) a
G znamená specifickou hmotnost kapaliny (15CC/15°C).
Charakterizační faktor (KWN) je kriteriem poměrného ohsahu aromatických a parafických uhlovodíků v ropných frakcích, jak je to popsáno Watsonem a Nelsonem v časopisu Ind. Eng. Chem., 25, str. 880 (1933), přičemž směsi s větším obsahem nasycených uhlovodíků mají vyšší hodnotu charakter izačního faktoru KWN. Pomocným kapalným rozpouštědlem, kterého se při tomto způsobu používá, je kapalina, jejíž charakterizační faktor KWN je vyšší než 9,75 a která má též menší obsah aromatických uhlovodíků než zkapalňovací rozpouštědlo; Například charakterizační faktor KWN pomocného· kapalného rozpouštědla má hodnotu, která je zpravidla nejméně o 0,25 vyšší, než hodnota charakter i začni ho faktoru KWN zkapalňovacího rozpouštědla.
V následující tabulce jsou uvedeny charakterizační faktory různých látek:
Tabulka
| Anthracen | 8,3 |
| naftalen | 8,4 |
| destilát kamenouhelného' | |
| dehtu s destilačním rozmezím | |
| 218 až 260 °C | 8,8 |
| 287,5 až 482 CC | 9,1 |
| 315,5 až 482 °C | 9,0 |
| 205 až 232 °C | 9,4 |
| benzen | 9,8 |
| tetrahydronaftalen | 9,8 |
| o-xylen | 10,3 |
| dekahydronaftalen | ίυ,ΰ |
| cyklohexan | 11,0 |
| petrolej s destilačním | |
| rozmezím 218 až 260 °C | 11,9 |
| n-dodecylbenzen | 12,0 |
| oligomery propylenu | |
| (pentamer) | 12,2 |
| ceten | 12,8 |
| tridekan | 12,8 |
| n-hexan | 12,9 |
| hexadekan nebo cetan | 13,0 |
Kapalina, které se používá к usnadnění oddělení nerozpustných podílů, je dále charakterizována 5% obj. destilační teplotou nejméně asi 121 °C a 95% obj. destilační teplotou nejméně asi 176,5 °C a nanejvýše asi 399 °C. Pomocné kapalné rozpouštědlo má 5% obj. destilační teplotu s nejméně 155 °C a s výhodou nejméně 205 °C. 95% obj. destilační teplota je s výhodou nanejvýš asL.315,5 stupňů Celsia. Velmi výhodné pomocné kapalné rozpouštědlo má 5% obj. destilační teplotu nejméně asi 218 CC a 95'% obj. destilační teplotu nejvýše asi 260 °C. Pomocným kapalným rozpouštědlem může být uhlovodík, například tetrahydronaftalen, v kterémžto případě jsou 5% obj. a 95% obj. destilační teploty shodné, to jest, uhlovodík má jedinou teplotu varu. V takovém případě musí být teplota varu uhlovodíku nejméně asi 176.5 °C, ahy byl splněn požadavek, že 5% obj. destilační teplota má být nejméně asi
S
121 °C a 95% obj. destilační teplota nejméně asi 176,5 °C. Výhodně je však pomocným kapalným rozpouštědlem směs uhlovodíků, v kterémžto případě 5% obj. a 95% obj. dest? lační teploty nejsou shodné.
51% obj. a 95% obj. destilační teploty se mohou vhodně stanovit postupem podle ASTM č. D 86-67 nebo D 1160, přičemž postup podle D 86-67 je výhodný u kapalin, jejichž 95% obj. destilační teplota je pod 315,5 CC a poštup podle D 1160 je výhodnější pro kapaliny, jejichž 95o/o obj. destilační teplota je nad 315,5 °C. Metody stanovení těchto teplot jšoiu známé a není třeba podrobnějších údajů к plnému porozumění vynálezu. Uvedené teploty jsou přepočteny na atmosférický tlak.
Jako příklady těchto kapalin je možno uvést petrolej nebo petrolejové frakce z parafinických rop nebo ze směsí rop z různých zdrojů, střední destiláty, lehké plynové oleje a frakce plynových olejů pocházejících z parafinických rop nebo ze směsi rop z různých zdrojů, alkylbenzeny s postranními řetězci obsahujícími nejméně 10 atomů uhlíku, parafinické uhlovodíky s nejméně 12 atcmy uhlíku, bílé oleje nebo frakce bílého oleje odvozené od surových rop, a-olefiny s nejméně 12 atomy uhlíku, plně hydrogenované naftaleny a substituované naftaleny, oligomery propylenu (pentamer a vyšší oligomery), tetrahydronaftalen, frakce těžkého benzínu atd., nejvýhodnějšími kapalinami jsou petrolejové frakce, bílé oleje, plně hydrogenované naftaleny, substituované naftaleny a terahydronaftalen.
Množství pomocného kapalného rozpouštědla, použitého pro usnadnění oddělení nerozpustných podílů od zkapalněného uhelného produktu, se bude měnit podle druhu použité kapalíny, rozpouštědla pro zkapaliňování uhlí, uhlí použitého jáko výchozí materiál a způsobu, jakým se provede zkapalnění. Jak je odborníkům zřejmé, má být množství použitého pomocného kapalného rozpouštědla co nejmenší, aby se co nejvíce snížily provozní náklady. Bylo zjištěno, že použitím kapaliny o řízeném obsahu aromatických uhlovodíků ve shodě s vynálezem je možno požadované oddělení nerozpustných podílů provést s velmi malým množstvím pomocného kapalného rozpouštědla. Obvykle je hmotnostní poměr pomocného kapalného rozpouštědla к uhelnému roztoku v rozmezí přibližně 0,2 : 1 až asi 3,0 : 1, s výhodou v rozmezí od asi 0,3 : 1 do asi 2,0 : 1, a zejména pak v rozmezí od asi 0,3 : 1 do asi 1,5 : 1. Při použití výhodného pomocného kapalného rozpouštědla, kterým je petrolejová frakce s 5% obj. a 95% obj. destilační teplotou 218 a 260 CC se hmotnostní poměry pomocného kapalného rozpouštědla к uhelnému roztoku v rozmezí od 0,4 : 1 do 0,6 : 1 ukázaly být obzvlášť výhodnými. Je však třeba poznamenat, že je možno použít většího množství pomocného kapalného rozpouštědla, avšak použití takovýchto větších množství není ekonomické. Kromě toho může mít použití nadbytku pomocného kapalného rozpouštědla za následek vysrážení nebo oddělení nadměrného množství žádoucích úhelných derivátů z uhelného extra:ktu. Zejména se při zvýšení použitého množství pomocného kapalného rozpouštědla oddělí od uhelného roztoku větší množství popeloviin, avšak toto větší oddělení popelovin je doprovázeno zvětšeným oddělením požadovaných uhelných produktů z uhelného roztoku, Použití výše popsaných pomocných kapalných rozpouštědel nejen umožňuje použít poměrně malých množství rozpouštědla, avšak kromě toho je možno účinně oddělit popeloviiny od uhelného roztoku, například v množstvích větších než 99 %, aniž dochází к nadměrným ztrátám na požadovaných produktech;
Zejména může uhlí, jako například dehtov té, obsahovat asi 5 až asi 10 % nerozpustného materiálu jako je fusain, počítáno bez vlhkosti a popelovin, takže se při způsobu podle vynálezu ztrácí přibližně 5 až 10 % uhlí, počítáno bez vlhkosti a popelovin. Při získávání uhelných produktů rozpouštěcím postupem se případná ztráta produktu měří množstvím produktu o teplotě varu nad 455 stupňů Ceiisia, které se z uhlí nezíská, poněvadž je to tato frakce, která zahrnuje nerozpustné uhelné látky, například fusain, která se nedá získat zpět ze zbylých pevných produktů po odpopelení uhlí. Při postupu podle vynálezu je možno, počítáno na uhelnou surovinu bez popele a vlhkosti, udržet ztráty produktu, představované složkami o tplotě varu nad 455 °C (počítáno bez popelovin) na hodnotě nanejvýše 30 % hmot., a s výhodou nanejvýše asi 25 % hmot. Obvykle činí ztráty produktů o teplotě varu nad 455 CC přibližně 10 až asi 25 % hmot., počítáno na uhlí bez popelovin a vlhkosti. Nadto obsahuje čistý uhelný produkt (extrahovaná uhlíkatá hmota, nezahrnující pomocné kapalné rozpouštědlo, zkapalňovací rozpouštědlo a vzniklé plyny), v dalším nazývaný „uhelný produkt“, méně než asi 0,5 procent hmot, nerozpustných podílů. Specifické množství nerozpustných podílů, které smí zůstat v uhelném produktu, závisí na předepsaném obsahu v produktu; proto se reguluje odpopelování, aby se vyhovělo předepsaným požadavkům. Výroba uhelného produktu, majícího nanejvýš 0,05 % hmot, nerozpustných podílů, z illinoiského typu uhlí č. 6 odpovídá více než 99% odstranění popelovin, avšak, jak je odborníkům zřejmé, procento odstraněných popelovin к získání uhelného produktu, majícího požadované minimální množství nerozpustných podílů, závisí na původním obsahu popelovin v uhlí. Tak se v souhlase s vynálezem přidává pomocné kapalné rozpouštědlo к uhelnémiu rozteku ve výše popsaném množství, aby se získal uhelný produkt, v němž je nerozpustný podíl přítomen v množství nanejvýš 0,05 % hmot., přičemž ztráta produktu o teplotě varu nad 455 °C činí přibližně 10 až asi 20 procent hmot., počítáno na uhlí bez vlhkosti a popelovin; to znamená, že přibližně 70 až 90 % hmot, nasazené uhelné suroviny, počítáno na uhlí bez vlhkosti a popelovin, se získá buď jako plynný nebo kapalný produkt.
Pomocné kapalné rozpouštědlo se rovněž může připravit smísením materiálu, majícího charakterizační faktor pod 9,75, s materiálem, majícím charakterizační faktor nad 9,75, za předpokladu, že směs má jednak chá^ rakterizační faktor nad 9,75, jednak výše uvedené parametry, týkající se příslušných teplot varu. Použití směsi představuje vhodný způsob, jak regulovat charakterizační faktor.
Při další obměně může být pomocným kapalným rozpouštědlem rozpouštědlo, vyrobené hydrogenačním zpracováním části získaného uhelného produktu.
Oddělování nerozpustných podílů z uhelného extraktu se zpravidla provádí při teplotě v rozmezí přibližně 149 až 315,5 °C, s výhodou v rozmezí přibližně 176,5 až 260 °C a při přetlaku až asi 3,43 MPa, s výhodou při přetlaku až asi 2,06 MPa. Je ovšem možné pracovat i za vyšších tlaků, avšak použití nižších tlaků je výhodnější. Nerozpustné podíly se s výhodou oddělí usazováním, přičemž se uhelný extrakt, prakticky prostý nerozpustných podílů, získává jako přetok a nerozpustné podíly jako dolní proud. Při takovémto usazování má být množství dolního proudu co nejmenší, aby se co nejvýše snížily ztráty těžších produktů v dolním proudu. Nastavení velikosti dolního proudu к dosažení požadovaných výsledků je záležitostí zkušené obsluhy. Obvykle je velikost dolního proudu v rozmezí 20 až asi 25 % hmot, z celkově přiváděného množství (zkapalněný produkt a pomocné kapalné rozpouštědlo). Doba setrvání při usazování činí obvykle 0,5 až 6 hodin, s výhodou 0,5 až 3,0 lmdiny.
Ačkoliv se popeloviny oddělují od uhelného roztoku s výhodou za použití pomoc ného kapalného rozpouštědla, jak výše po psáno, je ovšem možno provést odpopelení jinými postupy, jako je filtrace, odstředění atd., ovšem s méně efektivními výsledky.
Veškerý čistý zkapalněný uhelný produkt prostý popelovin nebo jeho část se pak použije jako výchozí surovina pro druhé hydrogenační zpracování na syntetické palivo. Obvykle tvoří výchozí surovina pro druhé hydrogenační zpracování čistý zkapalněný uhelný produkt prostý popelovin o teplotě varu nad 149 °C, avšak je samozřejmě možno použít také jen části tohoto produktu jako výchozí suroviny pro druhý stupeň, a tato část může sestávat ze složek, majících teploty varu v celém rozmezí teplot varu uhelného produktu, nad 149 °C nebo pouze v části takovéhoto rozmezí.
Kapalný uhelný zkapalněný produkt, prostý popelovin, se tak podrobí druhému hydrogenačnímu stupni, kde se přiváděná surovina hydrogenuje a/nebo hydrogenačně krakuje к získání syntetického surového paliva. Ve druhém hydrogenačním stupni činí spotřeba vodíku přibližně 234,2 až 624 m3/t původně použitého uhlí, počítáno bez vlhkosti a popelovin, přičemž specifická spotřeba vodíku závisí na požadované aromatičnosti syntetického surového· produktu. Tak například, má-li se vyrobit surové palivo mající atomový poměr vodíku к uhlíku přibližně 1,8, činí spotřeba vodíku obvykle 468,5 až 624 m3/t původního uhlí, počítáno bez vlhkosti a popele. Požaduje-li se aromatičtější syntetické palivo, bude spotřeba vodíku v rozmezí 2.12 až 468,5 m3/t původního uhlí, počítáno bez vlhkosti a popelovin. Spotřeba vodíku se snadno reguluje nastavením prosazení a/nebo teploty a volba optimálních podmínek v tomto ohledu je záležitostí odborné obsluhy.
Druhé hydrogenační zpracování se provádí v přítomnosti vhodného katalyzátoru, jakým jsou například kovy 5. až 8. podskupiny periodické soustavy prvků. Výhodným je katalyzátor obsahující kysličník nebo s;rník kovu 6. skupiny, například molybden, v komlbinaci s kysličníkem nebo sirníkem kovu přechodové skupiny, jako je například kobalt nebo nikl. Jako příklad je možno uvést molybdenan kobaltu nebo niklu na kysličníku hlinitém nebo směsi kysličníku křemičitého s kysličníkem hlinitým, sirník niklu-wolframu na kysličníku hlinitém nebo směsi kysličníku křemičitého s kysličníkem hlinitým apod. Obzvlášť výhodným katalyzátorem, zejména tam, kde jde o získání lehčích produktů, je katalyzátor s dvojí funkcí, který se vyznačuje dobrou hydrogenační aktivitou vůči monocyklickým a polycyklickým aromatickým sloučeninám a má rovněž krakovací a/nebo hydrogenačně krakovací funkci. Rovněž je možno použít řady hydrogenačních reakcí s různými katalyzátory. Například by první řada reakcí mohla obsahovat desulfurační a denitrifikační katalyzátor a druhá řada by mohla obsahovat hydrogenační katalyzátor tvořený vzácným kovem s vhodným stupněm hydrogenačně krakovací účinnosti. Tyto a jiné obměny budou odborníkům jistě zřejmé.
Druhý stupeň hydrogenačního zpracování se obvykle provádí při teplotách v rozmezí 260 až 482 °C, s výhodou v rozmezí 315,5 až 453 CC, při provozním přetlaku 3,43 až, 34,3 MPa, s výhodou při přetlacích 6,86 až 20,6 MPa a při prosazení kapaliny v rozmezí 0,5 až 4,0 za 1 hodinu, Je ovšem samozřejmé, že výše uvedené podmínky jsou uvedeny pouze jako příklad a nikterak neomezují rozsah vynálezu.
Syntetická paliva, vyrobená postupem podle vynálezu, mají nízký obsah síry a popelé a vyznačují se atomovým poměrem vodíku к uhlíku v rozimeží přibližně 1,2 až asi 1,8.
Kromě toho je syntetické palivo, vyrobené způsobem podle vynálezu, s výhodou cha200175 rakterizováno 10% obj. destilační teplotou nejméně 32 °C a 70:% obj. destilační teplotou nanejvýš 482 C,C. V souhlasu s tím má nejvýše 30% obj. surového paliva teplotu varu nad 482 °C, avšak, jak je zřejmé, surové palivo nemusí obsahovat žádné složky o teplotě varu nad 482 °C.
Vynález je v dalším popsán na příkladu jedné obměny, znázorněné na připojeném schématu, je však samozřejmé, že rozsah vynálezu není omezen na tuto obměnu.
Mleté nebo práškové uhlí, obvykle dehtovité, poiodehtovité uhlí nebo lignit, s výhodou dehtovité uhlí vysoké těkavosti, se potrubím 10 přivádí do oblasti 11 pro solvataci a tvorbu suspenze spolu s rozpouštědlem pro zkapalňování uhlí, přicházejícím potrubím 12. Rozpouštědlem pro zkapalňování uhlí může být kterékoliv z celé řady rozpouštědel, používaných pro zkapalňování uhlí, včetně rozpouštědel poskytujících i neposkytujících vodík jakož i jejich směsí. Tato rozpouštědla jsou dobře známá a proto není třeba jejich podrobný popis k pilnému porozumění vynálezu. Jak již bylo popsáno, je rozpouštědlem pro· zkapalňování uhlí rozpouštědlo s destilačním rozmezím 315,5 až 482 °C, které se získá zjpět z uhelného zkapalněného produktu a které nebylo podrobeno hydrogenacl po svém zpětném získání. Rozpouštědlo se přidá k uhlí v množství postačujícím k uskutečnění požadovaného zkapalnění; obvykle se přidává v takovém množství, že hmotnostní poměr rozpouštědla k uhlí je v rozmezí přibližně 1 : 1 až 20 : 1, s výhodou v rozmezí přibližně 1,5 : 1 k asi 5 : 1.
Z oblasti 11 se uhelná pasta odvádí potrubím· 13 do oblasti 14 pro zkapalnění uhlí, kde se uhlí přemění v kapalné produkty. Provozní parametry v oblasti 14 pro zkapalnění uhlí jsou známé a provoz v této oblasti může probíhat za použití katalyzátoru nebo bez něho. Hydrogenace se může provádět s katalyzátorem· v pevném loži, fluidizovaném loži nebo vířivém loži, s výhodou pak s katalyzátorem! v expandovaném lož’, jak je popsáno v US patentovém spisu č. 2 987 465. Jak výše uvedeno, je hydrogenač.ní zpracování s výhodou regulováno tak, že se získá zkapalněný uhelný produkt s indexem odpopelení v rozmezí 10 až asi 18. Hydrogenační zpracování snižuje, jak známo, obsah síry a · dusíku v získaném kapalném uhelném produktu.
Zkapalněný uhelný produkt, sestávající z kapalného uhelného· extraktu rozpuštěné uhlíkaté hmoty v rozpouštědle pro zkapalňování uhlí a z nerozpustných podílů [popeloviny a nerozpuštěné uhlí), se odvádí z oblasti 14 pro· zkapalnění uhlí potrubím· 15 do oddělovací oblasti 16 k oddělení látek o teplotě varu až asi 315,5 °C z uhelného zkapalněného produktu, aby se usnadnilo· následné oddělení pomocného kapalného rozpouštědla pro odpopelení. Oddělovací oblast 16 může zahrnovat atmosférickou nebo vakuovou odpařovací komoru nebo kolonu.
Látky o· teplotě varu až asi 315,5 °C se odvádějí z oblasti 16 potrubím 41 a přivádějí do oddělovací a izolační oblasti 42, jakou je například frakcionační kolona, k izolaci lehčích složek o teplotě varu například až asi 149 °C a k získání frakce o destilačním rozmezí 149 až 315,5 CC. Lehčí složky se odvádějí jako surový těžký · benzín potrubím 43.
Uhelný zkapalněný produkt, zbavený složek o teplotě varu až asi 315,5 °C, a odváděný z oddělovací oblasti 16 potrubím· 17, se s;mísí s pomocným kapalným rozpouštědlem řízené aromatičnosti v potrubí 21, tj. charakterizační faktor pomocného· kapalného rozpouštědla má hodnotu, která je zpravidla nejméně o· 0,25 větší než hodnota charakterizačního faktoru rozpouštědla pro zkapa.lňování uhlí. V · popisovaném případě je pomocným kapalným · rozpouštědlem petrolejová frakce z naftenické nebo parafinické ropy, která má 5% obj. a 95% obj. destilační teploty, které spadají do rozsahu 218 až 260 °C.
Spojený proud uhelného zkapalněného produktu a pomocného kapalného· rozpoušštědla v potrubí 22 se přivádí do oddělovací usazovací oblasti 23, tvořené gravitačním usazovákem, kterým může být jakékoliv zařízení, známé pro tento účel, v němž se přetok, prakt · cky prostý pevných látek, odděluje od dolního proudu obsahujícího pevné podíly.
Přetok, prakticky prostý nerozpustných podílů, se odvádí z oddělovací oblasti 23 potrubím 24 do oblasti 25 pro zpětné získání pomocného· kapalného rozpouštědla a různých frakcí uhelného· extraktu. Oblast 25 mohou tvořit jeden nebo několik frakctonačních kolon k oddestilování různých frakcí z produktu. V popisovaném příkladu se oblast 25 provozuje tak, že se získá první frak ce s 5% obj. a 95% obj. destilační teplotou v rozmezí 218 až 260 °C, které se pak použije jako pomocného kapalného rozpouštědla pro usnadnění oddělování pevných podílů z uhelného zkapalněného produktu, druhá frakce s destilačním rozmezím 315,5 až 482 stupňů Celsia, jejíž část se může použít jako rozpouštědlo pro zkapalňování uhlí v potrubí 12 a jejíž další část se získává jako produkt, a dále zbytkový produkt o teplotě varu nad 482 °C s nízkým obsahem popelovin a sníženým obsahem síry. Pomocné kapalinové rozpouštědlo, získané v oblasti 25, se přidává ke zkapalněnému produktu v potrubí 17 a doplněk se může přivádět potrubím 26.
Dolní proud, zahrnující dispergovaný nerozpustný materiál a odváděný z oddělovací oblasti 23 potrubím 31, se vede do vypuzovací oblasti 32, kde se z něho oddělí materiál o teplotě varu nižší než asi 482 °C a přivádí se do oblasti 25 potrubím· 33. Produkt, zbývající na dně vypuzovací oblasti, se odvádí potrubím 34 ke kalcinaci nebo kokování. Při jiné obměně je možno část produk11 tu, zbývajícího na dně vypuzovací oblasti, použít jako suroviny k výrobě vodíku částečnou oxidaci. Podle jiné obměny je možno části produktu, zbývajícího na dně vypuzovací oblasti, použít jako paliva pro výrobní zařízení. Tato použití jakož i jiná jsou záležitostí příslušných odborníků, v souhlasu s vynálezem obsahuje dolní podíl, odváděný ze dna vypuzovací oblasti potrubím 34, přibližně 10 až asi 30 % hmot, uhlí, počítáno bez vlhkosti a popelovin. Uhelný produkt, (to jest produkt získaný z oblastí 16 a 25, vyjma zkapalňovacího rozpouštědla a pomocného kapalného rozpouštědla) obsahuje nanejvýše 0,05 % hmot, nerozpustných podílů.
Zbytkový produkt o teplotě varu nad 482 stupňů Celsia, odváděný z oblasti 25 potrubím 51, dále produkt o teplotě varu 315,5 až 482 °C v potrubí 52 jakož i produkt o teplotě varu 149 až 315,5 °C z oblasti 42 odváděný potrubím 53 se spojí s potrubím 54 se spojené proudy přivádějí do druhé hydrogenačni oblasti 55, do níž se přivádí vodík potrubím 56.
Provoz druhé hydrogenační oblasti 55 probíhá za výše popsaných podmínek, čímž se získá syntetické palivo o nízkém obsahu síry a popelovin, které se odvádí potrubím 57.
Vynález je blíže objasněn dále uvedenými příklady.
Příklad 1
Suspenze, sestávající ze 40 % hmot, dehtov tého uhlí a 60 % hmot, rozpouštědla o destilačním rozmezí 315,5 až 482 °C k získání pasty z uhlí, se přivádí spolu s vodíkem přes predehřívač do reaktoru s katalyzátorem ve vzhůru se pohybujícím · expandovaném loži. Reaktor obsahuje kuličky katalyzátoru, tvořené molybdenanem kobaltu v sulfidinované formě. Během provozu se udržuje prosazení kapaliny na 2,0/hod., provozní teplota v rozmezí 421 až 443,5 °C, přetlak 9,61 kg/cm2 a množství přiváděného vodíku 1,44 m3/kg uhlí.
Směs, odcházející z reaktoru, se rychle ochladí na 93,5 °C a přivádí do jednoho ze dvou vysokotlakých odlučovačů plynných a kapalných podílů, které jsou připojeny k přívodnímu potrubí vedle sebe. V uvedeném odlučovači, který pracuje za automatické regulace tlaku, se plynné složky průběžně oddělují od kapalných složek. Druhý z uvedených odlučovačů se připojí k potrubí, když obsah kapaliny v odlučovači, který je v provozu, dosáhne přibližně 80 % jeho celkového objemu. Kapalný obsah odlučovače se odvádí do nízkotlakého, vodou chlazeného odlučovače, načež se plní do sudů. Obsah sudu nebo sudů v případě dlouhodobého· provozu bude pro identifikační účely označován jako· roztok uhelného produktu. Vzorek výše připraveného roztoku uhelného produktu se podrobí analýze metodou va kuové destilace a jednotlivé frakce se pak podrobí analýze na popeloviny a elementární analýze pro stanovení C, Η, N, S, O. Ta část směsi, odcházející z reaktoru, jíž je kapalný uhelný produkt, má atomový poměr vodíku k uhlíku přibližně 0,95.
Příklad 2
Roztok, připravený v příkladu 1, jímž je roztok produktu s vysokým obsahem· popelov.n, se nepřetržitě přivádí přes předehřívač do rovnovážné · mžikové odparky, pracující za atmosférického tlaku a při teplotě 315,5 C|C. Produkt, odcházejjcí horem z odparky, se po kondenzaci a ochlazení označí jako frakce 1. Zbytkový produkt z této odparky, obsahující popeloviny, se po ochlazení na teplotu v rozmezí 65 až 82 °C skladuje v zásobníku v atmosféře dusíku, kterýžto· zásobník je vyhříván parou a opatřen míchadlem. K identifikaci se tento zbytkový produkt bude v dalším označovat jako roztok uhelného produktu z atmosférické mžikové odparky.
Roztok uhelného produktu z atmosférické mžikové odparky a pomocné kapalné rozpouštědlo s charakterizačním faktorem přibližně 11,9 se nepřetržitě přivádějí do mísiče pracujícího při teplotě přibližně 260 stupňů Celsia, zařazeného do potrubí. Směs z tohoto mísiče se vede do zahřívaného gravitačního usazováku, z něhož se nepřetržitě odvádí přetok prakticky prostý popelovin a dolní proud obohacený popelovinami. V níže zařazené tabulce I jsou uvedeny provozní parametry z tohoto příkladu.
Tabulka 1
Souhrn provozních parametrů z příkladu 2
Pomocné kapalné rozpouštědlo destilát s destilačním rozmezím 218 až 260 °C charakterizační faktor 11,9 hmotnostní poměr použitého pomocného kapalného· rozpouštědla k roztoku uhelného produktu z atmosférické mžikové odparky (atm).0,5 teplota míšení, °C^6^0 teplota v gravitačním usazováku,°C260 přetlak v gravitačním usazováku, MPa0,7 doba setrvání v gravitačním usazováku, h.3,0 velikost dolního proudu hmot. % z celkového přítoku do usazováku22
Průměrný vzorek přetoku, odebraný po <л skončení provozu, se vyznačuje obsahem· po; iuípelovin pod 0,01 hmot. °/o, což odpovídá ví200175 ce než 99% odstranění popel o vin z části přetokového proudu, tvořené uhelným produktem.
Jak přetokový proud s nízkým obsahem popelovin, tak dolní proud obohacený popelovinami se rozdělí vakuovou destilací v několik frakcí. Tyto frakce jsou dále označeny jako frakce 2, frakce 3 a zbytek. Frakce 2 zahrnuje všechny složky, vroucí pod 315,5 stupňů Celsia za atmosférického tlaku a v daném případě je tato frakce prakticky čistým kapalným pomocným rozpouštědlem. Destilační rozmezí frakce 3 je 315,5 až 482 stupňů Cels;a [jmenovitá teplota), vztaženo, na absolutní tlak 101,325 kPa. Frakce 2 a frakce 3, odvozené jak od přetoku^ tak od dolních toků, se odděleně smísí ve směsnou frakci 2 a směsnou frakci 3. Množství materiálu, ekvivalentní množství rozpouštědla o destilačním rozmezí 315,5 až 482 °C к získání pasty z uhlí, použitého v příkladu 1, se oddělí od směsné frakce 3 a zbývající množství směsné frakce 3 se. přidá к frakci 1, získané v příkladu 2, a tato siměs se posléze spojí se zbytkovým produktem o teplotě varu nad 482 °C s nízkým obsahem popeloviin, který pochází z přetokového proudu. Výsledná konečná směs se označuje jako čistý uhelný produkt. Tento čistý uhelný produkt má obsah popelovin přibližně 0,05 o/o hmot, a teplotu měknutí, určenou metodou kroužek-kulička, nižší než 815,5 CC.
Příklad 3
Čistý uhelný produkt s nízkým obsahem popelovin, který se získá v příkladu 2, se plní do parou vyhřívaného zásobníku s dvojiýtm piláštěm a míchadlem. Odtud se tento čistý uhelný produkt spolu s vodíkem přivádějí přes předehřívač do hlavy reaktoru s katalyzátorem v pevném loži, který pracuje se vstupní teplotou 343,5 °C.
Provozní parametry, použité v tomto příkladu, jisou sestaveny v níže uvedené tabulce 2.
Tabulka II
Provozní parametry v reaktoru s katalyzátorem v pevném loži
Použitý katalyzátor s rník niklu-wolframu, nanesený na nosiči ze směsi kysličníku křemičitého a kysličníku hlinitého hodinové prosazení kapaliny, hod. _11,3 množství přiváděného vodíku, m3/litr přiváděné suroviny3 čistota vodíku, mol. % H2O90 provozní teplota, CC 343,5 až 399
Směs, odcházející z reaktoru, se rychle ochladí na 65 °C a odvádí do vysokotlakého zásobníku. Z tohoto zásobníku nepřetržitě odchází plyn za automatické regulace tlaku a současně se odtahuje kapalný produkt za automatické regulace hladiny. Podle chemické analýzy průměrného vzorku kapalné fáze, odtahované z vysokotlakého zásobníku, činí atomový poměr vodíku к uhlíku přibližně 1,5, a obsah síry je nižší než 0,25 % hmot/ a obsah popele nižší než 0,04 % hmot. Souhrnně řečeno, je kapalný produkt, vyrobený v tomto příkladu, vysoce jakostní syntetické palivo.
Způsob podle vynálezu je obzvláště výhodný tím, že se syntetické palivo efektivně vyrábí z uhlí. Tím, že se přídavek vodíku uskuteční ve dvou stupních s odstraněním popelovin mezi těmito stupni, je možno vodík přidávat к uhlí velmi účinně к získání syntetického paliva. Kromě toho je životnost katalyzátoru ve druhém stupni delší a náklady na odstranění popellovm jsou co nejnižší.
Claims (4)
- pRedmEt vynalezu1. Způsob výroby syntetického· paliva z uhlí zbaveného popele, zahrnující prvý a druhý hydrogenační stupeň v přítomnosti rozpouštědla za zvýšené teploty a tlaku, vyznačující se tím, že se hydrogenace v prvém stupni provádí za spotřeby vodíku v množství 154,3 až 468,5 m3/t, tuhé podíly se mezi oběma stupni oddělí od kapalných podílů gravitačním usazováním v přítomnosti pomocného· kapalného rozpouštědla o· charakterizačním faktoru KWN v rozmezí 9,75 až 12,5, o 5'% obj. destilační teplotě v rozmezí 121 až 315,5 °C a o 95% obj. destilační teplotě v rozmezí 176,5 až 454,5 °C za tlaku 0,1 MPa, načež se kapalné podíly přivádějí do druhého· hydrogenačního stupně.
- 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se použije pomocného kapalného rozpouštědla, majícího· charakterizační faktor KWN nejméně 11,0.
- 3. Způsob podle bodu 1 nebo· 2, vyznačující se tím, že se jako pomocného kapalného rozpouštědla použije petroleje, petrolejové frakce, středního· destilátu lehkého plynového oleje, frakce plynového oleje, těžkého benzínu, bílého olej-e nebo frakce bílého oleje, přičemž každá z těchto látek pochází z ropy.
- 4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že z gravitační usazovací zóny se odvádí spodní proud obsahující tuhé látky, z něhož se vypudí složky vroucí při teplotě · do 482 °C, a alespoň část těchto· složek se použije ve druhém· stupni.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/423,903 US3932266A (en) | 1973-12-12 | 1973-12-12 | Synthetic crude from coal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS200175B2 true CS200175B2 (en) | 1980-08-29 |
Family
ID=23680635
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS748518A CS200175B2 (en) | 1973-12-12 | 1974-12-12 | Process for preparing synthetic fuel from coal free from ash |
Country Status (15)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3932266A (cs) |
| JP (1) | JPS5444004B2 (cs) |
| BE (1) | BE822473A (cs) |
| CA (1) | CA1037400A (cs) |
| CS (1) | CS200175B2 (cs) |
| DD (1) | DD116056A5 (cs) |
| DE (1) | DE2457256A1 (cs) |
| FR (1) | FR2254625B1 (cs) |
| GB (1) | GB1493364A (cs) |
| IT (1) | IT1024974B (cs) |
| LU (1) | LU71339A1 (cs) |
| NL (1) | NL7416214A (cs) |
| PL (1) | PL94760B1 (cs) |
| SU (1) | SU592365A3 (cs) |
| ZA (1) | ZA747421B (cs) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU506174B2 (en) * | 1976-05-28 | 1979-12-13 | Kobe Steel Limited | Coal liquefaction |
| US4101416A (en) * | 1976-06-25 | 1978-07-18 | Occidental Petroleum Corporation | Process for hydrogenation of hydrocarbon tars |
| US4083769A (en) * | 1976-11-30 | 1978-04-11 | Gulf Research & Development Company | Catalytic process for liquefying coal |
| US4110192A (en) * | 1976-11-30 | 1978-08-29 | Gulf Research & Development Company | Process for liquefying coal employing a vented dissolver |
| GB1584583A (en) * | 1976-11-30 | 1981-02-11 | Gulf Research Development Co | Process for extending life of coal liquefaction catalyst |
| US4391699A (en) * | 1976-12-27 | 1983-07-05 | Chevron Research Company | Coal liquefaction process |
| AU512811B2 (en) * | 1977-01-14 | 1980-10-30 | Mitsui Kozan Chemicals Co. Ltd. | Producing micromosaic / coarsemosaic / needle like carbonaceous products from coal |
| US4102775A (en) * | 1977-08-15 | 1978-07-25 | The Dow Chemical Company | Conversion process for solid, hydrocarbonaceous materials |
| DE2806806A1 (de) * | 1978-02-17 | 1979-08-23 | Metallgesellschaft Ag | Verfahren zur verarbeitung von feststoffhaltigen schieferoelen oder teeren |
| DE2808421A1 (de) * | 1978-02-27 | 1979-08-30 | Exxon Research Engineering Co | Verfahren zur verfluessigung von kohle und kohlehaltigen feststoffen |
| US4189372A (en) * | 1978-05-22 | 1980-02-19 | Kerr-Mcgee Corporation | Process for the hydroconversion of coal |
| US4376032A (en) * | 1981-05-29 | 1983-03-08 | International Coal Refining Company | Coal Liquefaction desulfurization process |
| US4377464A (en) * | 1981-09-03 | 1983-03-22 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Coal liquefaction process |
| US4437972A (en) | 1982-02-08 | 1984-03-20 | Mobil Oil Corporation | Process for co-processing coal and a paraffinic material |
| US4411767A (en) * | 1982-09-30 | 1983-10-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated process for the solvent refining of coal |
| US4544476A (en) * | 1983-12-07 | 1985-10-01 | The Lummus Company | Coal liquefaction and hydrogenation |
| US4510037A (en) * | 1983-12-23 | 1985-04-09 | Hri, Inc. | Hydrogenation process for solid carbonaceous feed materials using thermal countercurrent flow reaction zone |
| GB2194171B (en) * | 1986-08-22 | 1990-09-12 | Coal Ind | Coal extraction process |
| US5236881A (en) * | 1986-08-22 | 1993-08-17 | Coal Industry (Patents) Limited | Coal extract hydrocracking catalyst |
| US4737267A (en) * | 1986-11-12 | 1988-04-12 | Duo-Ex Coproration | Oil shale processing apparatus and method |
| US5122260A (en) * | 1987-09-17 | 1992-06-16 | Abb Lummus Crest Inc. | Liquefaction of solid carbonaceous material with catalyst recycle |
| JP4071968B2 (ja) * | 2002-01-17 | 2008-04-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | ガス供給システム及びガス供給方法 |
| US7620476B2 (en) | 2005-02-18 | 2009-11-17 | Irobot Corporation | Autonomous surface cleaning robot for dry cleaning |
| US20080256852A1 (en) * | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Schobert Harold H | Integrated process and apparatus for producing coal-based jet fuel, diesel fuel, and distillate fuels |
| DE102008003209B3 (de) * | 2008-01-05 | 2009-06-04 | Relux Umwelt Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von Mitteldestillat aus kohlenwasserstoffhaltigen Energieträgern |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2060447A (en) * | 1930-05-26 | 1936-11-10 | Ig Farbenindustrie Ag | Working-up of carbonaceous materials |
| US2987465A (en) * | 1958-06-20 | 1961-06-06 | Hydrocarbon Research Inc | Gas-liquid contacting process |
| US3018242A (en) * | 1960-10-10 | 1962-01-23 | Consolidation Coal Co | Production of hydrogen-enriched hydrocarbonaceous liquids |
| US3355539A (en) * | 1963-09-27 | 1967-11-28 | Baldwin Co D H | Sampling tone generator system for electronic organs |
| US3514394A (en) * | 1968-02-28 | 1970-05-26 | Exxon Research Engineering Co | Cyclic process for converting coal into liquid products by use of fixed catalytic beds |
| US3523886A (en) * | 1969-02-24 | 1970-08-11 | Us Interior | Process for making liquid fuels from coal |
| US3598718A (en) * | 1969-08-18 | 1971-08-10 | Universal Oil Prod Co | Solvent extraction of coal |
| US3583900A (en) * | 1969-12-29 | 1971-06-08 | Universal Oil Prod Co | Coal liquefaction process by three-stage solvent extraction |
| US3790467A (en) * | 1970-08-27 | 1974-02-05 | Exxon Research Engineering Co | Coal liquefaction solids removal |
| US3687837A (en) * | 1970-08-27 | 1972-08-29 | Exxon Research Engineering Co | Coal liquefaction solids removal |
| US3726784A (en) * | 1971-02-18 | 1973-04-10 | Exxon Research Engineering Co | Integrated coal liquefaction and hydrotreating process |
| US3856675A (en) * | 1972-11-07 | 1974-12-24 | Lummus Co | Coal liquefaction |
| US3852183A (en) * | 1972-12-29 | 1974-12-03 | Lummus Co | Coal liquefaction |
-
1973
- 1973-12-12 US US05/423,903 patent/US3932266A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-11-19 ZA ZA00747421A patent/ZA747421B/xx unknown
- 1974-11-21 BE BE150747A patent/BE822473A/xx not_active IP Right Cessation
- 1974-11-22 LU LU71339A patent/LU71339A1/xx unknown
- 1974-11-25 CA CA214,563A patent/CA1037400A/en not_active Expired
- 1974-12-02 GB GB52142/74A patent/GB1493364A/en not_active Expired
- 1974-12-04 DE DE19742457256 patent/DE2457256A1/de not_active Withdrawn
- 1974-12-04 IT IT70523/74A patent/IT1024974B/it active
- 1974-12-10 DD DD182897A patent/DD116056A5/xx unknown
- 1974-12-10 JP JP14242874A patent/JPS5444004B2/ja not_active Expired
- 1974-12-11 FR FR7440766A patent/FR2254625B1/fr not_active Expired
- 1974-12-11 SU SU742085252A patent/SU592365A3/ru active
- 1974-12-12 PL PL1974176405A patent/PL94760B1/pl unknown
- 1974-12-12 CS CS748518A patent/CS200175B2/cs unknown
- 1974-12-12 NL NL7416214A patent/NL7416214A/xx active Search and Examination
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU7619874A (en) | 1976-06-10 |
| US3932266A (en) | 1976-01-13 |
| IT1024974B (it) | 1978-07-20 |
| GB1493364A (en) | 1977-11-30 |
| FR2254625B1 (cs) | 1979-02-23 |
| BE822473A (fr) | 1975-03-14 |
| PL94760B1 (pl) | 1977-08-31 |
| SU592365A3 (ru) | 1978-02-05 |
| NL7416214A (nl) | 1975-06-16 |
| JPS5444004B2 (cs) | 1979-12-24 |
| FR2254625A1 (cs) | 1975-07-11 |
| DE2457256A1 (de) | 1975-06-19 |
| CA1037400A (en) | 1978-08-29 |
| DD116056A5 (cs) | 1975-11-05 |
| JPS5091604A (cs) | 1975-07-22 |
| ZA747421B (en) | 1975-12-31 |
| LU71339A1 (cs) | 1975-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS200175B2 (en) | Process for preparing synthetic fuel from coal free from ash | |
| US4338183A (en) | Method of solvent extraction of coal by a heavy oil | |
| US3997425A (en) | Process for the liquefaction of coal | |
| US4485008A (en) | Liquefaction process | |
| US4152244A (en) | Manufacture of hydrocarbon oils by hydrocracking of coal | |
| US3841991A (en) | Coal conversion process | |
| US4251346A (en) | Process for coal liquefaction | |
| US3852183A (en) | Coal liquefaction | |
| US4189371A (en) | Multiple-stage hydrogen-donor coal liquefaction process | |
| US4374015A (en) | Process for the liquefaction of coal | |
| RU2005117790A (ru) | Способ переработки тяжелого сырья, такого как тяжелая сырая нефть и кубовые остатки | |
| US2847306A (en) | Process for recovery of oil from shale | |
| EP0051345B1 (en) | Donor solvent coal liquefaction with bottoms recycle at elevated pressure | |
| US4372838A (en) | Coal liquefaction process | |
| US3143489A (en) | Process for making liquid fuels from coal | |
| US4045329A (en) | Coal hydrogenation with selective recycle of liquid to reactor | |
| US4369106A (en) | Coal liquefaction process | |
| US4332666A (en) | Coal liquefaction process wherein jet fuel, diesel fuel and/or ASTM No. 2 fuel oil is recovered | |
| US4203823A (en) | Combined coal liquefaction-gasification process | |
| US4211631A (en) | Coal liquefaction process employing multiple recycle streams | |
| US4094766A (en) | Coal liquefaction product deashing process | |
| US4081360A (en) | Method for suppressing asphaltene formation during coal liquefaction and separation of solids from the liquid product | |
| US4283267A (en) | Staged temperature hydrogen-donor coal liquefaction process | |
| EP0047570B1 (en) | Controlled short residence time coal liquefaction process | |
| US3974073A (en) | Coal liquefaction |