CS207723B2

CS207723B2 - Method of separation the tars and solid particles from the products after the coal liquefaction

Info

Publication number: CS207723B2
Application number: CS786804A
Authority: CS
Inventors: Edward W Smith
Original assignee: Gulf Research Development Co
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1978-10-19
Publication date: 1981-08-31
Also published as: US4148716A; DD139724A5; JPS5470302A; ZA785240B; AU3957878A; SU904530A3; EP0001676A3; NL7815043A; GB2041399A; GB2041399B; BR7806715A; FR2433042A1; DE2857226A1; CA1100898A; EP0001676A2

Description

Vynález se týká způsobu oddělování dehtů a pevných podílů z produktů po zkapalňování uhlí za použití halogenovaných alifatických rozpouštědel. Odstraňování a oddělování . suspendovaných dehtů a pevných podílů z produktů po zkapalňování uhlí je obvyklý problém vyvíjejícího· se . průmyslu výroby zkapalněných produktů z · uhlí. Při výrobě synthetických kapalných produktů z uhlí se uhlí obvykle drtí, smícháním s rozpouštědlem se připraví suspense a následujícím zhodnocením hydrogenací vzniknou produkty zkapalnění uhlí, obsahující stržené pevné částečky, dehet apod. Typická řešení uvedeného problému zahrnují destilaci, odpařování, filtraci, usazování a odstřeďování, čímž se odstraňují pevné podíly. Nejběžněji používaným postupem, oddělování pevných podílů je destilace nebo· filtrace. Je možné oddestilovat nebo odpařit jakoukoli těkavou kapalinu z méně· těkavé kapaliny a netěkavých pevných podílů; avšak náklady na teplo a energii vůbec mohou být při tomto postupu obchodně rozhodující z praktického hlediska. Dále pak se· nalézají pevné podíly ve vroucí frakci velmi vysoko až na povrchové ploše, přičemž se má za to, že se vyznačují silnou adsorpční kapacitou vůči kapalinám.. Z toho důvodu je dokonalé oddělení kapalin , od pevných podílů, a to jak popele, tak i nezměněného uhlí, nesnadné, a rovněž je třeba nechat určité kapalné podíly v pevné fázi, aby se udržela její pohyblivost, · zvláště podílů u dna, aby totiž bylo možno· vypustit tyto podíly do destilačního zařízení buď pro prudké odpaření, nebo· pro, vakuovou destilaci jako části typického postupu oddělování pevných podílů.

Nyní bylo· nalezeno, že je možno snadnooddělit dehty a pevné podíly z produktů po zkapalňování uhlí za použití nejmenšího množství energie smícháním řečených produktů s halogenovaným alifatickým rozpouštědlem za vzniku 2 fází, přičemž jedna z nich, totiž horní, obsahuje zmíněné dehty a/nebo pevné podíly a druhá fáze, dolní, obsahuje použité rozpouštědlo· a produkty po zkapalňování uhlí. Adsorbované rozpouštědlo se snadno· regeneruje z dehtů a pevných podílů, jakož i z produktů po· zkapalnění uhlí, nyní prostých dehtů a pevných podílů, a to· za použití minimálních množství energie v důsledku stálosti použitého rozpouštědla i jeho nízkého bodu varu. Po· oddělení se· může regenerované rozpouštědlo snadno· recyklovat do dalšího stupně· oddělování dehtů a pevných podílů kontinuálního postupu · dělení.

Oddělování dispergovaných pevných po dílů z organických kapalin je již dlouho zná,m|o. Tak například při konversi a zušlechťování pevných uhlíkatých materiálů, jako je například uhlí atd., za vzniku kapalných uhlovodíků vznikají otřesná množství uhlovodíků obsahujících nezreagované uhlí, částečky popele atd. Jeden způsob odstraňování dispergovaných pevných částeček z organických kapalin, jako; jsou například uhlovodíky, je popsán v americkém patentovém spise 3 563 885 (16. 02. 71], kdy se dispergované pevné podíly odstraňují z organických kapalin přidáním malého; množství polyethylenu s ultravysokou molekulovou hmotností za míchání a za zvýšené teploty. Směs se potom nechá chladnout, až polyethylen, obsahující dispergované pevné částečky, zkoaguluje. Koagulované materiály se potom odstraní běžným postupem.

Jiný způsob oddělování kapalných uhlovodíků od minerálních pevných podílů je popisován v . americkém patentovém spise 3 941 679 (02. 03. 76), kde se popisuje způsob oddělování . kapalných uhlovodíků od minerálních pevných podílů, jako jsou dehtové písky, naítdnosné břidlice a podobné geologické útvary. Zvláště pak se¹· používá kapalný trichlorfluorme.than k rozpuštění a extrahování uhlovodíků · z minerálních pevných podílů.

Podle tohoto! vynálezu se popisuje způsob odstraňování dehtů a pevných částeček ze suspense v produktu po zkapalňování uhlí, vyznačený tím, že se připraví směs smícháním produktu, který tvoří suspense po zkapalňování uhlí, a halogenovaného alifatického ' rozpouštědla vzorce ^X 0 kde n znamená celé kladné číslo; od 1 až asi do 20, s výhodou od asi 1 do asi 10, a kde A, B, D a E, ať již mají významy totožné nebo různé, znamenají vodík, chlor, brom, neboi fluor, a to· s tím, že lze použít i -odpovídajících směsí, to za předpokladu, že nejméně jeden z uvedených symbolů A, B, D a E znamená chlor, brom nebo fluor, načež se směs nechá rozdělit se na horní fázi, obsahující dehty a pevné částečky a dolní fázi, .obsahující rozpouštědlo a zbylý produkt po· zkapalňování uhlí.

Na výkrese je schéma prováděného postupu.

Drcené uhlí a ropa se vedou potrubím 1 do suspensiního pásma 2, kde dochází k míchání s rozpouštědlem z potrubí 24, načež se vše vede potrubím 4 spolu s vodíkem z potrubí 54 . do zkapalňovacího pásma 6 obsahujícího hydrogenační katalyzátor. Vodík v potrubí 54 se sem vede z re cyklačního potrubí 50, a dále — je-li - to třeba — z přívodní výrobní · linky 52. Produkt ze zkapalnění uhlí, jak se získá ve zkapalňovacím pásmu 6 použitím běžného hydrogenačního postupu, se vede potrubím 8 do směšovacího; pásma 10 spolu s halogenovaným· alifatickým rozpouštědlem, které se přivádí do potrubí 8 vedeními 56, 28 a . · 30. Halogenované alifatické · rozpouštědlo a produkt ze zkapalňování uhlí, obsahující dehty a/nebo pevné ' částečky se dokonale promíchají a potom se přepraví vedením12 doi dělicího· pásma 13 nebo· hydrocyklónu TB, kde se produkt po zkapalňování uhlí oddělí od dehtů a pevných částeček tak, že se vytvoří dolní fáze, obsahující produkt ze zkapalňování uhlí, prostý dehtů a/nebo pevných částeček a halogenované rozpouštědlo, a horní fáze, obsahující dehty a/nebo· pevné částečky s určitými strženými podíly halogenovaného alifatického rozpouštědla. Spodní fáze se přepraví vedením. 18 do pásma 20 pro vypuzení rozpouštědla, kde se za pomocí výměníku tepla 58 vydestiluje rozpouštědlo od olejovité frakce a vede se odtud pryč potrubím 26. Uhlovodíkový produkt se vede pomocí potrubí 22 a 23 do jímacího zařízení, a odtud se určitý podíl uhlovodíků vede zpět do suspensního pásma 2 recyklačním. · potrubím 24. Horní fáze, obsahující dehty . a/nebo pevné částečky, jakož i rozpouštědlo se vede potrubím 32 do pásma pro vypuzování rozpouštědla 34, kde se vydestiluje rozpouštědlo za použití výměníku tepla 60 z dehtů a/nebo pevných produktů, a recykluje se potrubím 28 do vedení 30, kde se . znovu míchá s produkty po zkapalnění uhlí, a to . ve směšovacím . pásmu 10. Dehet a pevné částečky se potom přepraví potrubím 36 do. pásma 40 pro vznik plynu, tamže se vede pára potrubím 38, a . tamže reaguje volný kyslík exothermně s dehtem· . a pevnými částečkami za vzniku kysličníku uhličitého, kysličníku . uhelnatého, . vodní páry, . methanu . a tepla. Sekudárními reakcemi plynů vzniká vodík. Pára . posunuje reakci ve prospěch produkce vodíku. Dehty a amoniak, . vznikající v pásmu 40 pro vznik plynu, se vedou potrubím 42 do jímacího zařízení, zatímco vodík a další plynné složky . se vedou potrubím 44 do. pásma 46 pro zušlechtění vodíku, a kysličník uhelnatý, kysličník uhličitý, dusík i methan se odtud vedou do jímacího zařízení 48. Vodík se vede potrubím 50 do vedení 54, a recykluje se pomocí potrubí 4 do; pásma pro zkapalňování uhlí 6.

Předložený vynález ve . svém . nejvýhodnějším. provedení zahrnuje míšení halogenovaného alifatického rozpouštědla s uhelnou suspensí po zkapalňování uhlí, obsahující dehty a/nebo. nezreagované. uhlí či popel ve formě malých .pevných částeček. Směs se potom nechá stát několik málo. minut, až lze pozorovat oddělení fází, z nichž horní obsahuje jmenované dehty a pevné částečky a spodní fáze obsahuje uvedené rozpouštědlo a zbytek produktu po zkapalňování uhlí. Tyto 2 fáze je možno snadno oddělit jednu od druhé použitím běžných postupů dělení, jako je filtrace, flo-tace, odpěnění, odstředění, usazení apod.

Halogenovaná organická rozpouštědla, vhodná k tomuto použití, mají s výhodou obecný vzorec

E kde n znamená celé kladné číslo od 1 až do 20, s výhodou od 1 do 10, a kde A, B, D a E, které mohou mít významy totožné nebo různé, znamenají vodík, chlor, brom nebo¹fluor, a případně jsou použitelné i směsi těchto uhlovodíků, to. za předpokladu, že nejméně jeden ze symbolů A, B, D nebo E znamená chlor, brom nebo fluor.

Mezi halogenovaná alifatická rozpouštědla, použitelná při postupu podle tohoto vynálezu, patří methylfluorid, fluoroform, chlorfluormethan, broinfluorinethan; chlordifluormethan, chlortrifluormethan, ethylfluorid, difluorethan, bromfluorethan, 2-brom-l, difluorethan, chlortrilluorethan, difluordichlorethan, trifluordichlorethan, tetralluordi.clllorethan,

1.1.1- chlordifluorethan,

1.1.1- trifluorethan,

1.2- difluorpropan,

1.3- difluorpropan, ₄

1.2.3- triíluorpropan, l-brom-2-fluorpropan, l-brom-3-fluorpropan, dichlormonofluormethan, trichlormonofluormethan, monoichlormonobrommonofluormethan, dibrommonofluormethan, tribromimonofluormethan, tetrachlordifluormethan, tribr ommonoí i uorethan, trich^l^oi^:^i^i^(^i^]^l^^i^iethan, tetrachlormonofluorethan, trichlor difluorethan, dibrommo nofluorethan, trichlortrifluorethan, n-propylfluorid, isopropylfluorid, N-butylfluorid,

N-amylfluorid,

N-hexylfluoríd, nebo

N-heptylfluorid a jejich směsi.

Zvláště žádoucím halogenovaným alifatickým rozpouštědlem k použití · při tomto postupu je freon TF což je jeden z produktů fluoruhlovodíkové chemie, vyráběný firmu DuPont Co. pod chráněným označením Freon, Původně byly freony vyráběny jako náplně pro chladničky, ale v současné době se. často používají k vypuzování aerosolů, jako rozpouštědla, čisticí činidla, činidla hasicí oheň, dielektrické kapaliny, chladicí . prostředky a poměrně stabilní kapaliny, Freonové sloučeniny jsou bezbarvé, nehořlavé, chemicky a tepelně inertní, jsou prosté chemických a fyzikálních nečistot, a v podstatě jsou netoxické, Původně byl freon TF požíván k odstraňování olejů, tuků a nečistot z různých předmětů, aniž by poškozoval kovy, plastické hmoty nebo elastonrerní části, V tabulce I jsou podrobněji uvedeny některé fyzikální vlastnosti freonu TF,

Tabulka I molekulová hmotnost bod varu za norm, tlaku bod tuhnutí kritická teplota · kritický tlak hustota (25 °Cj latentní teplo vypařování za b, v, viskozita (21,1 °Cj povrchové napětí (25 °C)

187,4

47,6 °C — 35,0 °C

214,0 °C

3,34 MPa 1,565 g/cm3

3,6 Kcal/kg

0,694 cp

19,0 dyn/cm

Vzrůstající nerovnováha mezi spotřebou energie, produkcí topiv a zvýšený zájem na zachování čistoty okolního prostředí je spojen s potřebou doplnit paliva, založená na ropě palivy, získanými konversí pevných uhlíkatých paliv, jako je uhlí a další fosilní paliva na čiře hořící kapalná paliva, Je známo, že dosti snadným postupem. je možno přeměnit uhlí na paliva kapalná a s nízkým obsahem síry, Avšak tato paliva se liší od běžných paliv na podkladě ropy, nacházejících se v téže oblasti viskozity, Kapalná paliva na podkladě uhlí obsahují dehty · a pevné částečky ve formě popele, nezreagovaného a nerozpuštěného. uhlí, a odstranit takové a podobné částečky ze vzniklých syníhetických paliv je poměrně nesnadné a nákladné, Podle toho* je tento vynález velmi účinným a ekonomickým.· způsobem. pro. odstraňování dehtů a pevných částeček ze synthetických kapalných paliv, získaných z pevných uhlíkatých materiálů, jako je uhlí, a to za použití minimálního množství energie při postupu,

Kterýkoli produkt zkapalňování uhlí, obsahující dehty a pevné částečky se může zpracovávat a upravovat použitím postupu podle tohoto* vynálezu s tím, že se odstraní dehty a pevné částečky, tamže obsažené. Produkty zkapalňování uhlí ve formě synthetických paliv na podkladě pevných uhlíkatých produktů se běžně připravují smícháním. jemně semletých uhlíkatých materiálů, jako. je uhlí, s rozpouštědlem· za vzniku suspenze, která se potom zavede do reakční nádoby, obsahující obvyklé hydrogenační katalyzátory, jako je nikl, kobalt, molybden, titan nebo wolfram a jejich směsi na podkladu z hliníku, a dále se provede obvyklá reakce za normálních hydrogenačních tlaků a teplot. Do reakční nádoby se zavádí z vnějšího zdroje vodík, použitý spolu s hydrogenačním katalyzátorem,, nebo jinak je možno zavést vodík do reakční nádoby bez výhody hydrogenačního· katalyzátoru, například v systému regenerování rozpouštědla z uhlí. Po· provedené hydrogenaci se dá jakýkoli pevný podíl pohodlně odstranit z produkčního proudu za použití výše· popsaného* postupu.

Produkt se potom zbaví rozpouštědla, počítaje v to halogenovaná alifatická rozpouštědla, jak jsou zde popsána. Destilací pro dukčního proudu je možno získat frakce oi různých rozmezích bodů varů. Některé z produktů jsou použitelné jako· paliva. Zbytek se dá dále zušlechtit, je-li to třeba, postupy, které jsou běžné v chemii ropy, jako je krakování, hydrokrakování apod.

Synthetická kapalná paliva, získaná z pevných uhlíkatých materiálů, jako je uhlí, jsou v prvé řadě aromatické povahy a mají b. v. v rozmezí od asi. 38,3 °C clo. asi 760 stupňů Celsia, hustotu bd asi 0,9· do· asi 1,1 a molekulární poměr uhlíku k vodíku v rozmezí· od asi 1,3 : 1 · do asi 0,66 : 1. Typickým příkladem je· rozpouštěcí ropa, získaná z subbituminosních uhlí (například z Wyomlngu, Montana·), obsahující střední frakci o· b. v. v rozmezí od asi· 190,5 °C až asi dct 357 °C. Popisy, jak připravit synthetická paliva z uhlíkatých · materiálů, jsou uvedeny podrobněji v americkém patentovém spise 3 957 619, na který se zde odkazuje.

Složení uhlí a dalších pevných uhlíkatých materiálů, použitelných při získávání kapalných produktů pro· extrakci rozpouštědly typu halogenovaných uhlovodíků, je poi přepočtu na suché podíly toto:

Tabulka II hmotnostní procento široké rozmezí obvyklé rozmezí uhlík ’ 45—95 60—92 ’ vodík 2,5-7,0 4,0-6,0 kyslík 2,0-2,5 0,75—2,5 dusík 0,75—2,5 0,75—2,5 síra 0,3—10 0,5-6,0

Obsah uhlíku a vodíku uhlíkatých materiálu se projeví v prvé řadě v benzenových sloučeninách, vícejaderných aromatických látkách, heterocyklických sloučeninách atd. Má se· za to, že dusík je vázán v prvé řadě v chemické kombinaci s aromiatickými sloučeninami. Určitý podíl síry a kyslíku je · zřejmě rovněž vázán v chemické kombinaci s aromatickými látkami, další podíl v chemické kombinaci s anorganickými prvky, tamže přítomnými, jako je například železo a vápník.

Anthracit, bituminosní a subbituminosní uhlí, lignitové materiály a další typy produkty z uhlí, jsou příklady pevných uhlíkatých materiálů, které je možnoi zpracovávat ve shodě s postupem podle tohoto vynálezu za vzniku zušlechtěných produktů. Použije-li se surové uhlí při postupu podle toho to vynálezu, dosahuje se nejúčinnějších výsledků, vyznačuje-li se· uhlí obsahem· uhlíku (v přepočtu na sušinu) nejvýše 86 °/o, přičemž podíl těkavých látek činí nejméně 14 hmotnostních % (přepočteno na sušinu) za stanovení na podkladu · bez popele. Dříve než se uhlí použije při postupu podle tohoto vynálezu, semele se s výhodou nebo · rozdrtí se ve vhodném zařízení, jako · je kulový mlýn, na velikost takovou, že nejméně 50· % uhlí projde sítem s velikostí oik 40 mesh (americká série). Rozdrcené uhlí se potom· rozpustí nebo suspenduje ve vhodném rozpouštědle.

Specifické příklady uhlíkatých suspensí, které jsou vhodné k použití při našem postupu, zahrnují lignit, anthracenový olej a suspense uhlí v oleji, viz další tabulka III.

Elementární analýza hmot. %

Tabulka III lignit anthracenový olej suspense lignitu v oleji (suspense 40/60)

uhlík	64,41	91,06	71,10
vodík	4,41	5,93	4,69
dusík	0,99	1,03	0,87
kyslík	17,42	1,50	5,35
síra	0,43	0,47	0,39
popel	12,34	0,01	3,16
voda	—	—	14,44

Dále přichází v úvahu kombinace Pitts- se uhlí v oleji, viz tabulka IV burghské uhlí, anthracenový olej, a suspenTabulka IV

Elementární analýza hmot. % Pittsburgtiské uhlí Anthracenový olej Suspense uhlí v oleji (30/70) suspense

uhlík	76,84	91,25	86,93
vodík	5,06	5,98	5,70
dusík	1,61	0,95	1,15
kyslík	8,19	1,76	3,69
síra	1,49	0,50	0,80
popel	8,28	0,01	2,49

dále uhlí z Kentucky, anthracenový olej a suspense uhlí v oleji viz další tabulka

Tibulka V

Elementární analýza hmot. %	Uhlí z Kentucky	Anthracenový olej	Suspense uhlí— —olej (30/70)
uhlík	68,53	91,25	82,23
vodík	4,60	5,98	5,42
dusík	1,42	0,95	1,05
kyslík	5,82	1,76	2,83
síra	4,63	0,50	1,64
popel	15,00	0,01	4,51
voda	—	—	2,32

a dále uhlí z Wyomingu, anthracenový olej a suspense uhlí v oleji viz další tabulka VI

Tabulka VI

Elementární analýza hmot. %	Uhlí z Wyomingu	Anthracenový olej	Suspense uhlí/olej 30/70
uhlík	73,01	91,25	80,53
vodík	4,53	5,98	5,22
dusík	1,22	0,95	0,94
kyslík	16,31	1,76	5,03
síra	0,54	0,50	0,47
popel	4,39	0,01	1,03
voda	—	—	6,78

Poměr rozpouštědla k pevným uhlíkatým materiálům, může kolísat tak douho, pokud se použije dostatečné mnžství rozpouštědla k dosažení konverse podstatného podílu pevných uhlíkatých materiálů v reakčním zařízení. Zatímco hmotnostní poměr rozpouštědla k pevným uhlíkatým materiálům může být v rozmezí od asi 0,6 : 1 do asi 9 : 1, je výhodným rozmezím- poměr od asi 1 : 1 do asi 4 : 1. Nejlepších výsledků se dosahuje, jestliže hmotnostní poměr rozpouštědla , k pevným, uhlíkatým materiálům činí asi 2 : 1. Poměry rozpouštědla k pevným uhlíkatým materiálům nad asi 4 : : 1 je možno použít také, ovšem za cenu velmi málo podstatné výhody při rozpouštění nebo suspendování pevných uhlíkatých materiálů pro použití k postupu podle tohoto, vynálezu.

Nadměrné množství rozpouštědla je nežádoucí, protože, tím stoupají nároky na energii nebo· práci při následujícím oddělování rozpouštědla ze systému.

Anthracit, bituminosrn a subbituminosní uhlí, lignity a další typy uhelných produktů, jak jsou uvedeny v ASTM D—388 jsou příklady pevných, uhlíkatých materiálů, které lze zpracovávat postupem podle tohoto vynálezu za vzniku zhodnocených a zušlechtěných produktů. Další uhlíkaté materiály, jako; jsou roponosné břidlice a dehtové písky lze rovněž takto, zpracovávat místo pevných uhlíkatých materiálů’ za vzniku podobných kapalných uhlovodíků. Použije-li se surové uhlí při postupu podle tohoto vynálezu, pak se nejlepších výsledků dosahuje, má-li uhlí , v sušině obsah vázaného uhlíku nejvýše 86 °/o, přičemž obsah těkavých podílů v sušině činí nejméně 14 hmotnostních % za stanovení na podkladu bez popele. Uhlí se před použitím postupu podle tohoto vynálezu s výhodou rozdrtí ve vhodném , zařízení na částečky takové velikosti, že nejméně 50 · % částeček uhlí propadne sítem velikosti 40 mesh (americká stupnice··). Potom, se drcené uhlí rozpustí nebo suspenduje ve vhodném rozpouštědle. Je-li to- žádoucí, pak je možno, pevné uhlíkaté materiály upravovat před prováděním vlastní reakce použitím, jakéhokoli obvyklého! postupu, aby se tím odstranily jakékoli materiály, obsažené tamže, které by nebyly konvertovány na kapalinu za podmínek, použitých při provádění vlastní reakce.

Jako rozpouštědlo, se může použít kterákoli kapalná sloučenina, nebo směsi takových látek, pokud jsou způsobilé svými vlastnostmi k transferu vodíku, ale výhodné jsou kapalné aromatické uhlovodíky. Pojmem „transfer vodíku” se míní to, že takové sloučeniny mohou za podmínek reakce absorbovat nebo jinak vázat vodík a rovněž i vodík uvolňovat. Rozpouštědlo, jež se zvlášť hodí pro začátek, je anthracenový olej, definovaný v Chamber‘s Technical Dictionary, MacMillan, Velká Británie, 1943, str. 40 takto: Frakce z kamenouhelného dehtu o b. v. nad 270 °C, obsahující anthracen, fenanthren, chrysen, karbazol a , jiné uhlovodíky. Dalšími rozpouštědly, jež lze uspokojivě použít při tomto, postupu, jsou rozpouštědla, obvykle používaná · při postupu podle Potta a Brocheho. Jako· příklady lze uvést polynukleární aromatické uhlovodíky, jako je naftalen a chrysen a jejich · hydrogenované produkty, jako je tetralin, tj. tetrahydronaftalen, dekalin atd, nebo, jedna či více z předchozích látek ve směsi s fenolickou sloučeninou, jako je fenol nebo kresol.

Volba toho či onoho, specifického, rozpouštědla při postupu podle tohoto vynálezu není při iniciování postupu rozhodující, protože kapalná frakce, jež se , získá během konversního postupu, složí sama jako zvláště dobré rozpouštědlo· pevných uhlíkatých materiálů. Kapalná frakce, vhodná jako rozpouštědlo, pevných uhlíkatých materiálů, zvláště uhlí, jež , se tvoří během postupu, vzniká v množství, jež je· při nejmenším dostačující nahradit jakékoli rozpouštědlo, jež je konvertováno na další produkty, nebo které je ztraceno během·, postupu. Takže se část kapalného produktu, vzniklého! během provádění postupu podle tohoto vynálezu, s výhodou recykluje do počáteční fáze postupu. Jistě se, zpozoruje, že jak postup pokračuje, zřeďuje se původně použité rozpouštědto neobyčejně kapalnou frakcí, vznikající při postupu, až , posléze recyklovaný proud neobsahuje v podstatě vůbec žádné rozpouštědlo, jehož bylo, původně použito.

Provádí-li se postup semikontinuálně, pak rozpouštědlo, jehož se použije na začátku každé nové periody může být totožné s rozpuštědlem, které bylo získáno z předchozího postupu. Například jsou kapaliny, vzniklé z uhlí použitím postupu podle tohoto vynálezu aromatické, a obvykle mají bod varu v rozmezí od asi 149 °C do, asi 760 °C, a specifickou hmotnost od asi 0,9 do, asi 1,1, dále poměr uhlíku k vodíku od asi 1,5 : 1 do asi 0,66 : 1. R^r^j^ť^uj^^těcí olej, získaný ze subbitummosního uhlí, jakoí je uhlí Wyoming—Montana, obsahuje střední o-lej s typickým rozmezím· bodů varu od asi 191 °C do asi 357 °C. Takže zde použité rozpouštědlo; lze široce definovat , jako to, jež bylo získánoi z předchozí konverse uhlíkatých pevných materiálů ve shodě s postupem, jak je zde definován. Ačkoliv používáme v textu výraz „rozpouštědlo”, má se za to, že takový výraz kryje jak kapalinu, ve které se získaný produkt rozpouští, tak i kapalinu, ve; které se pevné materiály suspendují.

Poměr rozpouštědla k pevným uhlíkatým materiálům, se může obměňovat tak dlouho, pokud se použije dostatečného , množství rozpouštědla, aby se dosáNo konverse podstatného podílu pevných uhlíkatých mate207723 riálů v reakční nádobě. Zatímco hmotnostní poměr rozpouštědla k pevným uhlíkatým materiálům:, může být v rozmezí od asi 0,6 : : 1 až do· 9 : 1, rozmezí od asi 1 : 1 d|o> asi : 1 je možno označit za výhodné. Nejlepších výsledků se dosahuje, činí-li hmotnostní poměr rozpouštědla k pevným uhlíkatým, materiálům· asi 2 : 1.

Poměry rozpouštědla k pevným uhlíkatým materiálům· nad asi 4 : 1 se dají použít, ale jsoiu spojeny s nepatrnou funkční výhodou při rozpouštění nebo suspendování pevných uhlíkatých materiálů k pužití při postupu podle tohoto vynálezu. Nadměrné množství rozpouštědla je nežádoucí, protože tím stoupají nároky na energii i práci v souvislosti s oddělováním rozpouštědla po. provedeném piostupu ze soustavy.

Při postupu podle tohoto vynálezu se suspense a vodík udržují na teplotě mezi asi 260 až 538 °C za tlaku od asi 3,43 MPa asi do 68,64 MPa, a s výhodou za tlaku cd asi 10,29 do asi. 27,46 MPa, a za použití hmotnostní hodinové prostorové rychlosti mezi asi 0,25 až asi 50^! kg pevných uhlíkatých materiálů na 1 kg katalyzátoru za hodinu, přičemž množství přidávaného vodíku odpovídá od asi 356 m3 do asi 3 560 m³ . na 1 m3 suspense. Přesné zvolené podmínky jsbu závislé například na katalyzátoru, · tom či onom· zpracovávaném přísunu a na stupni požadované konverse. Je žádoucí používat tak nízkou teplotu, · jak je to možno, a stále přitom dosahovat potřebných výsledků. Je to·· podmíněno tím, že nežádoucí postranní reakce, jako je tvorba koksu, jsou podporovány vysokými teplotami. Takže pokud se katalyzátor udržuje na nežádoucně vysoké teplotě, klesá tím jeho efektivní životnost. Rychlost recyklování vodíku se nijak podstatněji nemění v závislosti na různých přísunech, a s výhodou činí od asi 356 do· asi 1780· m3 na 1 m3 suspense.

Použitelný je kterýkoli hydrogenační katalyzátor, jak to· každý odborník určitě zná, ale s výhodou obsahuje použitý katalyzátor nejméně jednu hydrogenační složku ze skupiny, kterou tvoří kovy, sirníky kovů a/nebo kysličníky kovů skupin VI a VIII periodické tabulky. Mezi použitými hydrogenačními kovy je možno označit za výhodné nikl, kobalt, molybden a wolfram. Zvláště výhodné katalyzátory obsahují (a) kombinaci od asi 2 do asi 25 %, s výhodou od asi 4 do asi 16 % molybdenu, a nejméně jeden kov ze skupiny železa, přičemž kov ze skupiny železa je přítomný v takových množstvích, že atomový poměr kovu ze skupiny železa k molybdenu je menší lež asi 1,0, a (b) kombinaci od asi 5 do asi 40 hmotnostních %, s výhodou od asi 10 do asi 25 proč, niklu a wolframu, kde atomový poměr wolframu k niklu činí od asi 0,1 : 1 · do asi : 1, s výhodou od asi 0,3 : 1 do asi 4 : 1, a tato tiyůrogenační složka je na nosiči z porézního podkladu. V souvislosti s těmito katalyzátory z VI a VIII skupiny je možno použít promotory v · množství nejvýše 8 %, ale s výhodou v množství nejvýše do 5 %. Za nejlepší promotory je třeba pokládat prvky ze skupin II a IV. Nejúčinnějšími z nich jsou titan, zirkon, strontium, hořčík, zinek a · cín. Katalyzátory typu (a) mohou obsahovat molybden v množstvích, používaných obvykle, například od asi 2 do asi 25 % molybdenu, přepočteno na celkovou hmotnost katalyzátoru počítaje v to porézní nosič. Je možno použít i menších množství molybdenu než asi 2 %, ale sníží se tím účinnost, je možno použít i vyšších množství než asi 25 %, ale účinnost se tím nezvýší, za to se zvýší náklady. Množství železných kovů v (a) a (b) se může obměňovat, pokud se použijí výše uvedené poměry. Avšak v [aj je výhodné použít 2 kovy ze skupiny železa, každý v atomovém poměru k molybdenu mezi asi 0,1 a asi 0,2. Mohou zde být i všechny kovy ze skupiny železa, ale pokládá se za výhodné použít pouze dvou. Ale může se použít i jen jediný kov ze skupiny železa, pokud se použije promotor ze skupiny IVB. Množství hydrogenační složky na podkladu kovu jako takového může být vhodně od asi 0,5 do asi 40 hmotnostních %, přepočteno na hmotnost katalyzátoru, počítaje v to nosič, ale obvykle je v rozmezí od asi 2 do asi 30 hmotnostních % katalyzátoru, počítaje v to nosič.

Použije-li se katalyzátor typu (a), je výhodné použít takový, který obsahuje od asi 4 do asi 16 hmotnostních °/o molybdenu, nejvýhodněji asi 8 °/o, dále od asi 0,2 do asi 10 % niklu, nejvýhodněji asi 0,5 %, a od asi 0,5 do asi 5 % kobaltu, nejvýhodněji asi 1,0 proč. Použije-li se katalyzátor typu [b], je výhodné použít takový s obsahem- od asi 15 do asi 25 %, například asi 19 % wolframu a asi 2 až 10 %, například asi 6% niklu na podkladu z vhodného nosiče, například kysličníku hlinitého.

Způsob oddělování dehtu a pevných částeček.

Ve shodě s postupem podle tohoto vynálezu se halogenované alifatické rozpouštědlo, zvláště trichlortrifluorethan, jak je zde výše specifikováno, smíchá s produktem zkapalňování uhlí, obsahujícím dehty a pevné částečky. Pevné částečky mají průměry v rozmezí od asi 0,1 ^m do asi 70 μπι, s výhodou od asi 0,3 do asi 50μιη. Halogenované alifatické rozpouštědlo se smíchá se suspensí produktu ze zkapalňování uhlí v objemovém poměru od asi 0,5 : 1 do· asi 5 : 1, s výhodou od asi 1:1 do· asi 3 : 1 za jakékoli vhodné teploty, ale s výhodou za teploty místnosti, a za jakéhokoli vhodného tlaku, s výhodou za tlaku normálního, po dobu .od asi 0,5 do asi 60 minut, s výhodou od asi 1 do asi 30 minut. Dále se směs přepraví do- dělicího' pásma, kde se objeví ve směsi želatinosní fáze, a asi za 1 až 5 mi207723 nut, s výhodou z,a 1 až asi 3 minuty lze pozorovat jasné rozvrstvení fází, přičemž fáze s produktem ze zkapalnění uhlí je u dna, a horní část obsahuje pevnou, dehtu podobnou fázi, obsahující pevné částečky mnohem větší ve srovnání s původními. Herní fázi, obsahující skutečně veškeré původní dehty a/nebo pevné podíly lze oddělit bud¹flotací nebo sebráním pěny, dále velmi rychlou filtrací, odstředěním apod. Halogenované alifatické rozpouštědlo se snadno vypudí ze systému rychlým zahřátím a recykluje se za potřeby minimálního množství energie se zřetelem к velmi malému latentnímu teplu varu. Je tedy nutná pouze jednoduchá destilace s velmi malou frakční účinností к provedení mimořádně dobrého regenerování rozpouštědla. Destilaci je možno obvykle provést za využití tepla, odpadajícího při prováděném postupu.

Popis výhodného provedení

Dále se popisuje způsob provedení ve shodě s popisovaným: postupem.

Uhelná suspense, obsahující 37 kg drceného uhlí (Big Horn), 59,4 kg anthracenového oleje a 3,6 kg drceného hydrogenačního katalyzátoru s obsahem 3,8 % niklu, 5,4 °/o titanů a 10,4 % molybdenu na nosiči z kysličníku hlinitého se hydrogenuje spolu s přívodem' 57.590 dm³ vodíku za teploty 398,88 °C a za tlaku 26,9 MPa po^! dobu 0,75 hodin. Získá se tím produkt zkapalně ní uhlí, obsahující 24 kg zkapalněného uhlí, 29,11 kg dehtu a 6,26 kg pevných podílů. К produktu ze zkapalnění uhlí se přidá 60 kg trichlortrifluorethanu, a směs se míchá 5 minut, načež se směs nechá rozdělit na horní fázi, obsahující dehty, pevné částečky a něco málo strženého trichlortrifluorethan,u, a dolní fázi, obsahující zkapalněné uhlí a trichliortrifluorethan. Po oddělení obou 2 fází se zjistí, žei spodní fáze neobsahuje v podstatě ani dehty ani pevné částečky.

Výsledky výše uvedeného postupu jsou shrnuty v tabulce VII zde dole.

Tabulka VII

Přívodní kapalina hmotnost v kg

Soilvatovaná uhelná suspense100

Uhlí (Big Horn)37 anthracenový olej59,4 drcený hydrogenační katalyzátor3,6

Získaný olejovitý produkt s pevnými podíly59,37

Extrahovaný získaný olej 24 (celková hmotnost) nasycené podíly0,768 aromáty0ζ312 resiny 17,352 asfalteny5,568

Neroizpustné dehty a pevné poidíly 35,37 (celková hmotnost) dehty29,11 pevné podíly6,26

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Způsob oddělování dehtů a pevných částeček z produktu po zkapalňování uhlí, vyznačený tím, že se připraví směs smícháním suspense produktu po zkapalnění uhlí s halogenovaným alifatickým rozpouštědlem obecného vzorce kde n znamená celé kladné číslo od 1 do 20 a A, B, D i E, jejichž významy miohou být totožné nebo různé, znamenají vodík, chlor, brom nebo fluor či odpovídající směsi, to za předpokladu, že nejméně jeden z uvedených symbolů A, B, D nebo E znamená chlor, brom nebo fluor, a vzniknou 2 fáze, z nichž jedna obsahuje dehty a/nebo pevné podíly a druhá obsahuje použité rozpouštědlo a zbytek produktu po zkapalnění uhlí.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že n znamená celé číslo od 1 do 10.
3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jako alifatické halogenované rozpouštědlo použije methylfluorid, fluor ofonm, chlorfluor methan, bromfluormethan, chlordifluormethan, chlortrifluormethan, ethylfluorid, difluorethan, briomfluorethan, 2-brom-l, difluorethan, chlortrifluorethan, difluordichlorethan, trifluordichlorethain, tetraflunridchlorethan,

1.1.1- chlordifluorethan,

1.1.1- trifluorethan,

1.2- difluorpropan,

1.3- difluorpropan,

1.2.3- trifluorpropan, l-brom-2-fluorpropan, l-brom-3-fluorpropan, dichlormonofluormethan, trichlormonofluormethan, monochlormonobrommonofluormethan, dibrommonoifluormethan, tribrommonoíluor methan, tetrachlordifluormethan, tribromimonioíluorethan, trichlormoinoifluoirethan, tetrachlormonoflurethan, triChlordiflwoirethan, dibromímonofluoirethan, trichloírtrifluorethan, n-propylfluorid, isopropylfluorid, N-butylfluorid, N-amylfluorid, N-hexylfluorid, nebo N-heptylfluorid a jejich směsi.
4. Způsob; podle bodu 1, vyzn.a,čený tím, že se jako halogenované alifatické rozpouštědlo používá trichlortrifluorethan.
5. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se halogenované alifatické rozpouštědlo a produkt ze zkapalnění uhlí používají v objemovém poměru 0,5 : 1 až 5 : 1.
6. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se halogenované alifatické rozpouštědlo a produkt ze zkapalnění uhlí používají v objemovém poměru iod 1 : 1 doi 3 : 1.
7. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se míchá produkt ze zkapalnění uhlí s halogenovaným alifatickým rozpouštědlem po dobu 0,5 minut až 60 minut.
8. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se produkt ze zkapalnění uhlí míchá s alifatickým halogenovaným rozpouštědlem po dobu 1 minuty až 30 minut.
9. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že pevné částečky mají průměr v rozmezí od 0,1 do 70 μΐη.
10. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že pevné částečky mají průměr v rozmezí od 0,3 do· 50 μΐη.
11. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se obě dvě fáze oddělí od sebe flotací nebo odpěněním.
12. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se obě dvě fáze oddělí od sebe rychlou filtrací.
13. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se obě dvě fáze oděli od sebe odstředěním.
14. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se halogenované alifatické rozpouštědlo. oddělí od dehtů, pevných částeček i produktu ze zkapalnění uhlí destilací.