DE1263216B

DE1263216B - Process for splitting distillation products from coal degassing

Info

Publication number: DE1263216B
Application number: DEST22161A
Authority: DE
Inventors: Dr Josef Schmidt
Original assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Current assignee: Carl Still GmbH and Co KG
Priority date: 1964-05-23
Filing date: 1964-05-23
Publication date: 1968-03-14

Description

Verfahren zur Spaltung von Destillationsprodukten der Kohleentgasung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Spaltung von Destillationsprodukten aus Kohleentgasungsanlagen, insbesondere Kokereien, bei dem die fühlbare Wärme für die Spaltung nutzbar gemacht, die Gasausbeute erhöht wird und Aufarbeitungsanlagen für Kondensate entfallen.Process for splitting distillation products from coal degassing The invention relates to a method for splitting distillation products Coal degassing systems, especially coking plants, in which the sensible heat for the Fission harnessed, the gas yield is increased and processing plants for There are no condensates.

Es ist bekannt, gereinigte, vor allem von Teeren, Kohlenwasserstoffen, Ammoniak und Schwefelverbindungen befreite Gase von Kohleentgasungsanlagen, wie Kokereien, bei hohen Temperaturen thermisch oder katalytisch zu spalten.It is known to be purified, especially from tars, hydrocarbons, Ammonia and sulfur compounds freed gases from coal degassing systems, such as Coking plants, to be split thermally or catalytically at high temperatures.

Die Spaltung wird hauptsächlich zur Gewinnung von Ammoniak-Synthesegas vorgenommen und in Gegenwart von Wasserdampf und Sauerstoff oder von mit Sauerstoff angereicherter Luft vorgenommen. Für die Vorreinigung müssen die Gase weitgehend gekühlt werden. Dabei fallen als Kondensate Wasser, Teere und Kohlenwasserstoffe an, die der Aufarbeitung bedürfen.The cleavage is mainly used to produce ammonia synthesis gas made and in the presence of water vapor and oxygen or with oxygen enriched air. The gases must largely be used for pre-cleaning be cooled. Water, tar and hydrocarbons fall as condensates that require processing.

Die Gasgewinnung ist also mit Aufarbeitungsanlagen für die Kondensate zwangläufig gekoppelt. Außerdem ist bei den bekannten Verfahren die Nutzbarmachung der fühlbaren Wärme der die Entgasungsanlagen verlassenden Gase für die Spaltung nicht möglich, und für die Herstellung von Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft sind aufwendige Luftzerlegungsanlagen notwendig.The gas extraction is therefore with processing plants for the condensates necessarily coupled. In addition, in the known methods, the utilization the sensible heat of the gases leaving the degassing systems for the cleavage not possible and for the production of oxygen or oxygenated Complex air separation systems are necessary.

Zur Herstellung von olefinreichen Gasen ist es bekannt, pulverförmige bituminöse Kohlen schroff auf Rotglut zu erhitzen und die erhaltenen Gase und Dämpfe ohne Abkühlung des Kohle-Gas-Gemisches während oder unmittelbar nach ihrer Bildung von den Kohlen abzutrennen. Dabei fallen jedoch Teere an, die in den Prozeß zurückgeführt werden. Eine Nachbehandlung der Gase findet dabei nicht statt.For the production of olefin-rich gases, it is known to use pulverulent Bituminous coals to be brusquely heated to red heat and the gases and vapors obtained without cooling the coal-gas mixture during or immediately after its formation to separate from the coals. However, this results in tars which are fed back into the process will. There is no post-treatment of the gases.

Weiterhin ist bekannt, zur Herstellung von Stadtgas Kohlenwasserstoffe in einem Spaltreaktor unter Zusatz von Wasserdampf und Luft indirekt zu erhitzen.It is also known to use hydrocarbons for the production of town gas to be heated indirectly in a cracking reactor with the addition of steam and air.

Es wird ein Verfahren zur thermischen und bzw. oder katalytischen Spaltung von Destillationsprodukten der Kohleentgasung zur Erhöhung der Gasausbeute bei hohen Temperaturen in Gegenwart von Wasserdampf vorgeschlagen, das dadurch charakterisiert ist, daß die Destillationsprodukte mit ihrem gesamten, von dem Entgasungsprozeß herrührenden Wärmeinhalt unter indirekter Wärmezufuhr bei 800 bis 1350° C gespalten werden.It is a process for thermal and / or catalytic Splitting of distillation products from coal degassing to increase the gas yield Proposed at high temperatures in the presence of water vapor, which is characterized by it is that the distillation products with their entire, from the degassing process resulting heat content split with indirect heat supply at 800 to 1350 ° C will.

Das z. B. den Steigrohren von Koksöfen entnommene Gas hat etwa 650 bis 800° C und enthält verhältnismäßig wenig Wasser; das den Vorlagen entnommene hat nach Einspritzen und Verdampfen von Wasser etwa 70 bis 100° C und ist mit Wasserdampf gesättigt.The Z. B. gas taken from the riser pipes of coke ovens is about 650 up to 800 ° C and contains relatively little water; the one taken from the templates After injection and evaporation of water it has about 70 to 100 ° C and is with water vapor saturated.

Je nachdem, an welcher Stelle das Gas entnommen wurde, wird bei der Spaltung Wasserdampf zugesetzt, um Rußbildung zu vermeiden.Depending on where the gas was taken from, the Splitting water vapor added to avoid soot formation.

Bei der weiteren Aufarbeitung des erhaltenen Spaltgases wird durch Ausnutzung der fühlbaren Gaswärme überhitzter Wasserdampf gewonnen. Vorzugsweise wird im eigenen Prozeß gewonnener Wasserdampf den rohen, zu spaltenden Gasen zugemischt.During the further work-up of the cracked gas obtained, through Utilization of the sensible gas heat gained from superheated steam. Preferably water vapor obtained in its own process is mixed with the raw gases to be split.

Zur Wärmezufuhr können bekannte Regeneratoren benutzt werden, die entweder mit elektrischem Strom oder auch durch Verbrennung von Öl oder Gas indirekt beheizt werden.Known regenerators can be used to supply heat either with electricity or indirectly by burning oil or gas be heated.

Die fühlbare Wärme dabei anfallender Abhitzegase wird zur Dampferzeugung ausgenutzt.The sensible heat of the resulting waste heat is used to generate steam exploited.

Im Innern können die Regeneratoren mit den üblichen Schwermetallkatalysatoren gefüllt werden, z. B. ist ein Katalysator, bestehend aus auf Kieselsäure oder Aluminiumoxyd aufgebrachten Nickelverbindungen, geeignet.Inside, the regenerators can use the usual heavy metal catalysts be filled, e.g. B. is a catalyst consisting of silica or alumina applied nickel compounds, suitable.

Als Wärmeträger haben sich Formlinge aus Silikaten oder hochgeglühtem Aluminiumoxyd, die erhitzt und danach mit dem zu spaltenden Gas in Berührung gebracht werden, besonders bewährt.Moldings made of silicates or highly annealed have proven to be the heat transfer medium Aluminum oxide, which is heated and then brought into contact with the gas to be split are particularly proven.

Bei thermisch-katalytischer Spaltung hat sich auch als vorteilhaft herausgestellt, Wärmeträger und Katalysatoren von etwa gleichen Abmessungen anzuwenden und den Katalysator mit den Wärmeträgern zu mischen. Nach der einmal erfolgten Mischung ist seine Abtrennung nicht mehr erforderlich. Beide Stoffe werden außerhalb des Gasspaltraumes gemeinsam erhitzt, in den Spaltofen eingeführt und im Kreislauf geführt.Thermal-catalytic cleavage has also proven to be advantageous exposed to use heat carriers and catalysts of approximately the same dimensions and to mix the catalyst with the heat carriers. After mixing once its separation is no longer necessary. Both substances are outside of the Gas gap space heated together, introduced into the cracking furnace and circulated.

Ein Vorteil des neuen Verfahrens ist, daß praktisch kein elementarer Kohlenstoff anfällt, der von Wärmeträgern und Katalysatoren abgebrannt werden muß. Eine Aufarbeitungsanlage für Teere und Koh-, lenwasserstoffe erübrigt sich, da diese in den Gasen vorhandenen Stoffe bei der erfindungsgemäßen Behandlung restlos gespalten werden. Organische Schwefelverbindungen werden zu Schwefelwasserstoff umgesetzt. Auf diese Weise erhält man ein Spaltgas mit einem oberen Heizwert von etwa 3000 bis 3500 kcal pro Nm3 trockenes Gas.An advantage of the new process is that it is practically non-elementary Carbon accumulates, which has to be burned off by heat carriers and catalysts. A processing plant for tars and coal, no need for hydrogen because these substances present in the gases in the treatment according to the invention be completely split. Organic sulfur compounds turn into hydrogen sulfide implemented. In this way, a cracked gas is obtained with an upper calorific value of about 3000 to 3500 kcal per Nm3 dry gas.

Luft wird lediglich als Verbrennungsluft für die indirekte Beheizung des Spaltreaktors benötigt; da kein Sauerstoff verwendet wird, entfällt auch eine Luftzerlegungsanlage.Air is only used as combustion air for indirect heating of the fission reactor required; since no oxygen is used, one is also omitted Air separation plant.

Die Luft wird dabei vorteilhaft im Wärmeaustausch mit der fühlbaren Wärme des nachgespaltenen Gases vorgewärmt; der Wasserdampf wird auf gleiche Weise gewonnen und überhitzt.The air is advantageous in exchanging heat with the sensible Preheated heat of the post-split gas; the water vapor is produced in the same way won and overheated.

Unter Ausnutzung der fühlbaren Wärme des etwa 1000° C heißen Gases zur Vorwärmung von Verbrennungsluft für die indirekte Gasbeheizung des Spaltreaktors und zur Erzeugung und Überhitzung von Dampf, der bei der Spaltung selber Verwendung findet, werden die Spaltgase gekühlt und je nach Bedarf und Verwendungszweck gereinigt, z. B. von Schwefelwasserstoff befreit.Using the sensible heat of the gas with a temperature of around 1000 ° C for preheating combustion air for indirect gas heating of the fission reactor and for the generation and superheating of steam, which is used in the cracking itself finds, the fission gases are cooled and cleaned according to need and purpose, z. B. freed from hydrogen sulfide.

Ein Teilstrom dieses Spaltgases kann dem Prozeß an beliebigen Stellen entnommen und zur Beheizung des Spaltreaktors verwendet werden.A partial flow of this cracked gas can be added to the process at any point removed and used to heat the cleavage reactor.

Die Ausbeute an Gas wird dadurch erhöht, daß die in den rohen Gasen anwesenden Teere und Kohlenwasserstoffe gespalten und zu Wasserstoff und Kohlenstoff-Sauerstoff-Verbindungen umgesetzt werden. Ammoniak wird zu Stickstoff und Wasserstoff gespalten.The yield of gas is increased by having that in the crude gases present tars and hydrocarbons split and form hydrogen and carbon-oxygen compounds implemented. Ammonia is split into nitrogen and hydrogen.

Auf diese Weise wird z. B. die Gasausbeute bei der Steinkohlen-Hochtemperaturentgasung von etwa 310 Nm3 auf etwa 710 Nm3, bezogen auf 1 t feuchte eingesetzte Kohle, erhöht.In this way, z. B. the gas yield in hard coal high-temperature degassing from about 310 Nm3 to about 710 Nm3, based on 1 t of moist coal used.

Es wird ein Gas erhalten, das z. B. mit Erdgas für die Herstellung von Stadtgas oder mit normalem Koksofengas zu dessen Magerungszwecken gemischt werden kann. Beispiel Eine Hochtemperaturkokerei verkokte Steinkohle mit etwa 10 % Feuchtigkeit. Bezogen auf den Kohleneinsatz erhielt man etwa 33 % Destillationsprodukte, die im einzelnen in der Spalte a untenstehender Tabelle angeführt sind. Die Zusammensetzung des Koksgases ist ebenfalls angegeben.A gas is obtained which, for. B. with natural gas for the production can be mixed with town gas or with normal coke oven gas for its lean purposes can. Example A high-temperature coking plant coked hard coal with around 10% moisture. Based on the coal input, about 33% of the distillation products were obtained are listed individually in column a of the table below. The composition of the coke gas is also given.

Man entnahm einer ungekühlten Vorlage der Ofenbatterie Destillationsprodukte und saugte sie unter Zusatz von etwa 150 kg überhitztem Dampf von 500° C pro Tonne feuchte Kohle mit schwachem Unterdruck durch ein Rohr aus keramischem Material von 25 mm Durchmesser, das von außen elektrisch auf 1050° C erhitzt worden war. Die Aufenthaltszeit der Destillationsprodukte in dem heißen Rohr betrug 10 Sekunden. Die Destillationsprodukte waren durch diese Behandlung im wesentlichen in Gas umgeformt worden. Die Zusammensetzung des Gases und die Ausbeute ist in Spalte b der Tabelle angegeben. a I b Destillationsprodukte in kg/t feuchte Kohle Wasser .................. 135 160 Teer ..................... 34,2 - Benzolkohlenwasserstoffe .. 9,0 - NH3 ..................... 2,7 - H2S .............. ...... 2,4 2,2 weitere gasförmige Produkte 147 320 Destillationsprodukte in Volumprozent C02 ..................... 1,4 3,1 ungesättigte Kohlenwasser- Stoffe _ .................. 1,4 - 02 ...................... 0,3 - CO ...................... 3,8 14,8 H2 ...................... 35,4 53,8 CH4 und Homologe ....... 15,8 2,7''-`) N2 ...................... 5,4 3,1 Teere .................... 0,7 - C"H" und Homologe ...... 0,5 - NH; ..................... 0,7 - H2S ..................... 0,3 0,2 H20 ..................... 34,3 22,3 Spezifisches Gewicht, umgerechnet auf trockenes Gas ..................... 0,483 0,458 Gasausbeute, Nm3, trocken pro . Tonne feuchte Kohle ...... 306 705 Gasausbeute, Nm3, feucht pro Tonne feuchte Kohle ...... 466 907 Ha kcal pro Nm3 feuchtes Gas 3765 2356 *) Nur Methan. Distillation products were taken from an uncooled receiver of the furnace battery and sucked through a tube made of ceramic material with a diameter of 25 mm, which was electrically heated to 1050 ° C from the outside, with the addition of about 150 kg of superheated steam at 500 ° C per ton of moist coal had been. The residence time of the distillation products in the hot tube was 10 seconds. The distillation products were essentially converted into gas by this treatment. The composition of the gas and the yield are given in column b of the table. a I b Distillation products in kg / t wet coal Water .................. 135 160 Tar ..................... 34.2 - Benzene hydrocarbons .. 9.0 - NH3 ..................... 2.7 - H2S .............. ...... 2.4 2.2 other gaseous products 147 320 Distillation products in percent by volume C02 ..................... 1.4 3.1 unsaturated hydrocarbons Substances _ .................. 1.4 - 02 ...................... 0.3 - CO ...................... 3.8 14.8 H2 ...................... 35.4 53.8 CH4 and homologues ....... 15.8 2.7 '' - `) N2 ...................... 5.4 3.1 Tars .................... 0.7 - C "H" and homologues ...... 0.5 - NH; ..................... 0.7 - H2S ..................... 0.3 0.2 H20 ..................... 34.3 22.3 Specific weight, converted to dry Gas ..................... 0.483 0.458 Gas yield, Nm3, dry per. Ton of wet coal ...... 306 705 Gas yield, Nm3, moist per Ton of wet coal ...... 466 907 Ha kcal per Nm3 wet gas 3765 2356 *) Methane only.

Claims

Claim: Process for thermal and / or catalytic Splitting of distillation products from coal degassing to increase the gas yield at high temperatures in the presence of steam, characterized in that the distillation products with all of their originating from the degassing process Heat content can be split with indirect heat supply at 800 to 1350 ° C. In Documents considered: German Patent No. 567 083; German interpretation document No. 1016 401.