DD207214A1 - Verfahren zur behandlung von wasserreichen kohlen, insbes. braunkohlen - Google Patents

Abstract

Bei einem Verfahren zur Behandlung von wasserreichen Kohlen, insbesondere Braunkohlen, durch Erwaermen einer Mischung aus Rohkohle und Kohlenwasserstoffoelen wird so vorgegangen, dass ein Gemisch aus feingemahlener Rohkohle, einem schweren Kohlenwasserstoffoel und leichten Kohlenwasserstoffen mit einer Verweilzeit von 0,1-30 Minuten lang auf 50-300 grad celsius erwaermt wird, wobei gleichzeitig Wasser und leichte Kohlenwasserstoffe aus dem Gemisch abgetrennt werden. Die leichten Kohlenwasserstoffe koennen im Kreislauf zur Gemischbildung zugefuehrt werden. Wasser einerseits und das verbleibende Gemisch und schweren Kohlenwasserstoffoelen andererseits werden aus dem Prozess enfernt. Durch die erfindungsgemaesse Arbeitsweise, Erwaermen des Gemisches und Trennen desselben in seine Bestandteile zu einem Arbeitsschritt zu vereinen, werden merklich niedrige Wassergehalte in der Kohle erreicht. Dabei ist es ohne weiteres moeglich, die Pumpbarkeit des Gemisches aus der Kohle und Kohlenwasserstoffoelen zu erhalten.

Description

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Rheinische Braunkohlenwerke AG.

Verfahren zur Behandlung von wasserreichen Kohlen, insbesondere Braunkohlen

Anwendung der Erfindung:

Pie Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von wasserreichen Kohlen, insbesondere Braunkohlen, durch Erwärmen einer Mischung aus Rohkohle und Kohlenwasserstoffen.

Bestimmte Kohlenarten, insbesondere Braunkohlen, enthalten bis zu 70 Gew.-% Wasser und sind als Rohkohlen nicht zur Verbrennung, Vergasung oder hydrierenden Verflüssigung geeignet. Derartige Kohlen müssen vor ihrer Verarbeitung entwässert werden, und zwar im Fall der hydrierenden Verflüssigung möglichst auf Restwassergehalte unter 6%. Es hat sich nämlich gezeigt, dass ζ. Β. australische Braunkohlen bei höheren Wassergehalten nur schwierig, teilweise gar nicht in genügenden Mengen in schwere Kohlenwasserstofföle eingebracht werden können, um dann im Gemisch mit diesen in die Hydrierreaktion gebracht zu werden. Unter Braunkohlen sollen Lignite, subbituminöse Kohlen und entsprechende Material^verstanden werden.

Chaxakterstik der bekannten technischen Lösungen: Da diese Kohlen durch Wärmebehandlung, die apparativ sehr aufwendig ist, nur bis auf einen Wassergehalt von etwa 10 Gew.-% entwässert werden können/ hat man schon früh versucht,die Entwässerung von z. B. Braunkohlen nach

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Zusatz von Kohlenwasserstoffölen vorzunehmen (DT-PS 1 048 378) . Dabei wird das Kohle/Ülgemisch bei etwa 30 bar auf 250- 380° C erwärmt und anschliessend das Wasser In Form von Dampf abgetrennt. Ein Teil des 01s wird aus dem Gemisch abgetrennt und Im Kreislauf zur Mischung mit weiterer Kohle benutzt, das verbleibende entwässerte Kohle/Ölgemisch zur Weiterverarbeitung - Im vorliegenden Fall zur Trennung - gebracht. Das Verfahren ist weniger aufwendig als die übliche Wärmebehandlung von Kohle, der Entwässerungsgrad jedoch noch unbefriedigend.

Gemäss einer Abwandlung dieses Verfahrens wird nicht ein schweres Kohlenwasserstofföl, sondern ein leichtes, z. B. ein Benzin, der wasserhaltigen Kohle zugesetzt, das nach der Wärmebehandlung das Kohlegemisch in üblicher Weise unter Abfuhrung des Wassers abgetrennt und im Kreislauf erneut zur Mischung mit weiterer Kohle benutzt (DT-AS 25 26 933, vgl. Fig. 2). Aber auch dieses Verfahren ist unbefriedigend, da nur Wassergehalte der Kohle von ca. 8% erzielt werden können.

Diese vorbeschriebenen Verfahren wurden dann kombiniert und anstelle eines im Kreislauf,geführten schweren oder eines leichten Kohlenwasserstofföls ein Gemisch aus beiden ölarten für die Rückführung vorgeschlagen, wobei die Erwärmung des Kohle/Ulgemisches auf etwa 100 - 300° C erfolgen und anschließend in einem Separator die Trennung vorgenommen werden soll (DT-OS 28 10 479). Aber auch die Kombination der früher beschriebenen Verfahren brachte keinen ausreichenden Erfolg, da die Wassergehalte der behandelten Braunkohlen wiederum nur auf etwa 10% gesenkt werden konnten.

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Ziel der Erfindung!

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art zu verbessern, das niedrigere Wassergehalte der Kohle erreicht werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass man ein Gemisch aus feingemahlener Rohkohle, einem schweren Kohlenwasserstofföl und leichten Kohlenwasserstoffen mit einer Verweilzeit von 0,1 - 30 Minuten lang auf 50 - 300° C erwärmt, wobei man gleichzeitig Wasser und leichte Kohlenwasserstoffe aus dem Gemisch abtrennt, die leichten Kohlenwasserstoffe im Kreislauf zur Gemischbildung zurückführt und das Wasser sowie das verbleibende Gemisch aus der Kohle und den schweren Kohlenwasserstoffölen aus dem Prozess entfernt.

Durch die Abänderung der bisher stets beschriebenen Arbeitsweise, das Kohle/Kohlenwasserstoff-Gemisch auf die Arbeitstemperatur zu erwärmen und anschliessend ohne weitere-Wärmezufuhr oder nach Abkühlung in die gewünschten Komponenten aufzutrennen, in die erfindungsgemässe Arbeitsweise, Erwärmen und Auftrennen zu einem Arbeitsschritt zu vereinen, gelingt es, zu wesentlich niedrigeren Wassergehalten in der Kohle zu gelangen als dies bisher möglich war.

Die Rohkohle kann vor der Einmischung in die Kohlenwasserstofföle, vorteilhaft aber auch im Gemisch mit diesen auf die für die Hydrierung erforderliche EteLnheit gemahlen werden. Die Anfertigung des Gemisches kann in üblicher Weise erfolgen. Das Verhältnis von Kohle, wasserfrei gerechnet, zu dem schweren Kohlenwasserstofföl wird man im allgemeinen zwischen 1:2 una 1:0,7 wählen, wobei man bevorzugt möglichst hohe Kohlekonzentrationen einstellen wird. An leichten Kohlenwasserstoffen ist eine solche Menge dem Gemisch zuzufügen, dass es ausreichend pumpbar ist. Dabei kann das Verhältnis von schweren

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zu leichten Kohlenwasserstoffölen je nach Einsatz der erstgenannten öle zwischen 1 : 3 und 1 : 0,25 gewählt werden. Als schwere Kohlenwasserstofföle setzt man im allgemeinen aus der Kohlehydrierung stammende über etwa 200° C siedende Schweröl- oder Rückstandsfraktionen ein, doch kann man auch entsprechende Fremdöle nehmen.

Als leichte Kohlenwasserstoffe wählt man unterhalb des Siedebeginns der genannten Schweröle siedende flüssige Kohlenwasserstoffgemische, z. B. Benzinfraktionen, oder auch einzelne Benzinkomponenten, z. B. Paraffine oder Aromaten der entsprechenden Siedelage. Als vorteilhaft hat sich auch z. B. Xylol erwiesen.

Das vorbereitete Gemisch wird dann, gegebenenfalls nach Vorwärmung, in eine für die Wärmebehandlung unter gleichzeitiger Abtrennung von Wasser und leichten Kohlenwasserstoffen geeignete Apparatur eingeführt, z. B. in eine Destillationskolonne oder einen Fallfilmverdampfer. Die Wärmebehandlung wird in Abhängigkeit von den gewählten leichten Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen von etwa 50 bis 300° C, gegebenenfalls bei erhöhten Drücken bis etwa 10 bar, durchgeführt während einer Dauer von 0,1 bis 30 Minuten. Die erhaltenen Wasser- und Kohlenwasserstoffdämpfe werden in üblicher Weise kondensiert und voneinander getrennt. Die Kohlenwasserstoffe werden zur Mischeinrichtung für die Rohkohle zurückgeführt, das Wasser wird aus dem Prozess entfernt. Die aus der Behandlungsapparatur gewonnene Kohle/Schweröl-Mischung kann unmittelbar der Kohlehydrierung, die in bekannter Weise vorgenommen werden kann, zugeführt werden. Die Wassergehalte in diesen Mischungen liegen unter 8 Gew.-%, bezogen auf die Kohle. Es können im allgemeinen Werte von 5% und niedriger erreicht werden.

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Ausführungsbeispiel:

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Verfahrens im Prinzip dargestellt, wobei auf die Wiedergabe der Nebenapparatun( verzichtet wurde.

über Leitung 1 werden Rohbraunkohle/ über Leitung 2 ein aus der Kohlehydrierung stammendes hochsiedendes öl und über Leitung 3 ein ebenfalls aus der Hydrierung stammendes Leichtbenzin in die Mischapparatur 4 eingeführt. Das Gemisch gelangt über Leitung 5 in eine Drehtrommel*) in der im allgemeinen bei etwas erhöhter Temperatur, z. B, 50 80° C, eine Feinmahlung erfolgt. Anschliessend wird das. Gemisch über Leitung 7, den Vorwärmer 8 und Leitung 9 in den Wärmebehandlungs-Apparat 10, der hier als FaIlfilmverdampferdargeste It ist, eingeführt. Hier erfolgt unter Wärmezufuhr über Leitung 11 mit ausreichender Dauer die Wärmebehandlung, in deren Verlauf über Leitung 13 die gebildeten Wasser- und Benzindämpfe abgezogen werden, über Leitung 12 wird das anschliessend zur Hydrierung vorgesehene Kohle/öl-Gemisch mit einem Wassergehalt von z. B. < 1% abgeführt. Die Wasser- und Benzindämpfe werden in dem Kondensator 14 kondensiert, die erhaltenen Flüssigkelten über Leitung 15 in die Phasentrennung 16 geführt und dort in einen Benzinstrom, der über Leitung 3 zum Mischapparat 4 zurückgeführt wird, und in einen Wasserstrom getrennt, der über Leitung 17 aus dem Prozess entfernt wird.

Beispiel

Feingemahlene australische Braunkohle mit einem Wassergehalt von 55 Gew.-% wurde in üblicher Weise durch Erhitzen auf einen Wassergehalt von 10 Gew.-% getrocknet. Die Kohle wurde dann in ein Schweröl im Verhältnis von Kohle:öl = 1:1,5 eingebracht und vermischt. Das so erhaltene Gemisch, Kohlegehalt 40%, war so hochviskos, dass es nicht pumpbar war.

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Es wurde dann aus australischer Braunkohle ein Gemisch aus Kohle, Schweröl und xylol, Verhältnis 1:1:1, hergestellt und erfindungsgemäss bei 150° C 20 Minuten lang behandelt. Der Wassergehalt des für die Hydrierung vorgesehenen Kohle/Schweröl-Gemischs Kohlegehalt 50 Gew.-%i betrug weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf die Kohle. Das Gemisch Hess sich pumpen.

Auch ein. Gemisch aus australischer Braunkohle, Schweröl und Xylol, Verhältnis 1:0,85:1, wie oben beschrieben erfindungsgemäss behandelt, ergab ein noch pumpbares Kohle/Schweröl-Gemisch. Nach der Wasβerabtrennung war der Kohlegehalt ca. 54 Gew.-%, der Wassergehalt 3,5 Gew.-%. Hier war die Grenze der Pumpbarkeit erreicht.

Claims (4)

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   Erfindungsanspruch:

   1. Verfahren zur Behandlung von wasserreichen Kohlen, insbesondere Braunkohlen, durch Erwärmen einer Mischung aus den Rohkohlen und Kohlenwasserstoffölen, dadurch gekennzeichnet/ dass man ein Gemisch aus feingemahler Rohkohle, einem schweren Kohlenwasserstofföl und leichten Kohlenwasserstoffen mit einer Verweilzeit von 0,1 - 30 Minuten lang auf 50 - 300° C erwärmt, wobei man gleichzeitig Wasser und leichte Kohlenwasserstoffe aus dem Gemisch abtrennt, die leichten Kohlenwasserstoffe im Kreislauf zur Gemischbildung zurückführt und das Wasser sowie das verbleibende Gemisch aus der Kohle und den schweren Kohlenwasserstoffen aus dem Prozess entfernt.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Rohkohle-Gemisch vor der Erwärmung auf die Behandlungstemperatur einer Feinmahlung unterwirft.
3. 3. Verfahren nach Punkten 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmebehandlung unter Drücken von 0,1 - 10 bar durchführt.
4. 4. Verfahren nach Punkten 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Wärmebehandlung in einem Fallfilmverdampfer durchführt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen