DE1421272C3

DE1421272C3 - Verfahren zur Herstellung einer Kohlelösung

Info

Publication number: DE1421272C3
Application number: DE19601421272
Authority: DE
Inventors: Ward James Westfield N.J. Bloomer; Samuel W. Oak Park Ill. Martin (Verstorben)
Original assignee: SGL Carbon Corp; Lummus Co
Current assignee: SGL Carbon Corp; CB&I Technology Inc
Priority date: 1959-08-03
Filing date: 1960-08-02
Publication date: 1974-01-03
Also published as: DE1421272A1; DE1471569A1; SE326684B; GB964574A; DE1421272B2

Description

Destillate der beiden Verkokungen werden danach vereinigt und zur Wiedergewinnung bestimmter Fraktionen fraktioniert, wobei eine oder mehrere dieser Fraktionen zurückgeführt werden kann..Eine Entfernung von Asche und mineralischen Bestandteilen aus der als Ausgangsmaterial verwendeten Kohle wird nicht erwähnt. Die flüssige Phase dient bei dem Verfahren gemäß dieser Patentschrift nicht als Lösungs-, sondern lediglich als Transportmittel. Mit solchen Nichtlösungsmitteln ist naturgemäß auch kein Extrahieren von kohlenstoffhaltigem Material aus der Kohle möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine von Faserkohle und anorganischen Schwefelverbindungen freie, aschearme Kohlelösung herzustellen, dabei unter Vermeidung übermäßiger Drücke durch Wahl des Lösungsmittels das Auftreten unerwünschter Lösungsmitteldämpfe bei der Extraktion auszuschalten und das zum Extrahieren verwendete Lösungsmittel auf bequeme Weise zu gewinnen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Kohle, die bis 20% Asche enthält, mit einem hochsiedenden flüssigen Lösungsmittel mit einem hohen Gehalt an aromatischen Verbindungen und einem Siedebeginn, umgerechnet auf eine Atmosphäre, von zwischen 343 und 455° C bei einem Druck zwischen 1 und 7 Atmosphären und einer Temperatur von 400 bis 440⁰C während 5 bis 120 Minuten extrahiert und das hauptsächlich aus Faserkohle und anorganischen Schwefelverbindungen bestehende suspendierte Material bei einer Temperatur von etwa 205 bis 37 Γ C mit Hilfe eines überzogenen Filters abtrennt, wobei ein hochsiedendes Lösungsmittel eingesetzt wird, das durch Verkoken der nach Abtrennung des suspendierten Materials erhaltenen Lösung des kohlenstoffhaltigen Materials und durch Fraktionieren der dabei erhaltenen dampfförmigen Produkte gewonnen wurde.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Fließbild entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Die zu entaschende bituminöse oder unterbituminöse Kohle oder Braunkohle und/oder eine Mischung davon wird in einem Trichter 1 in gemahlenem oder pulverisiertem Zustand gesammelt, von wo aus dieses Material, kontinuierlich durch eine Fördereinrichtung 2 in einen Lösetank 3 gebracht wird, in dem ein Druck zwischen etwa 1 und 7 Atmosphären herrscht. Dieser Druckbereich liegt niedriger als die bisher erforderlichen Bereiche, weil das Lösungsmittel einen höheren Siedebereich im Vergleich zu denjenigen Lösungsmitteln besitzt, die bisher für die Lösung der extrahierfähigen kohlestoffhaltigen Stoffe verwendet wurden. Die dargestellte Fördereinrichtung ist mit einer Schnecke versehen, die die Kohle in den Lösebehälter 3 ohne Druckverlust führt. Irgendeine andere Einrichtung kann an deren Stelle verwendet werden, wenn dafür Sorge getragen ist, daß die Kohle in den Lösebehälter 3 ohne Druckverlust transportiert wird.

Das hocharomatische, hochsiedende flüssige Lösungsmittel wird über die Leitung 4 in den Lösetank 3 in einer Menge eingeführt, daß sich ein Verhältnis von Lösungsmittel zu Kohle zwischen Y₂:1 bis 6:1 ergibt. Normalerweise wird ein Verhältnis von 2:1 bis 3:1 vorgezogen, da innerhalb dieses Bereichs eine sehr wirksame Extraktionsgeschwindigkeit erreicht wird, während die Kosten für das Filtrieren auf einem Minimum gehalten werden. Der Lösetank 3 befindet sich auf einer Temperatur zwischen 400 und 440⁰C, und oberhalb der Zersetzungsendtemperatur der als Ausgangsmaterial verwendeten Kohle, wodurch ein wesentlicher Teil des extrahierbaren kohlenstoffhaltigen Materials in der Rohkohle — die insbesondere zyklischen dreidimensionalen Komponenten der Kohle — thermisch depolymerisiert wird. Die gebildete Kohlelösung besitzt ähnliche physikalische Eigenschäften wie niedrigsiedende, verkohlte Kohleteerpeche. Bei Durchführung des Verfahrens innerhalb des genannten Temperaturbereiches werden mehr als 95% der extrahierbaren kohlenstoffhaltigen Stoffe herausgelöst. Arbeitet man unterhalb des angegebenen Temperaturbereichs von 400 bis 44O⁰C, so ergibt sich der Nachteil, daß ein zu kleiner Teil der extrahierbaren kohlenstoffhaltigen Stoffe gelöst wird, während eine Polymerisation des hochsiedenden Lösungsmittels und der Kohlelösung bei Temperaturen oberhalb etwa 825⁰F (44O⁰C) beobachtet wurde. Für eine wirkungsvolle Lösung müssen sowohl die Polymerisation der Kohlelösung als auch die des Lösungsmittels niedrig gehalten werden.

Die Produkte der Depolymerisation sind in dem hocharomatischen Lösungsmitteln löslich. Nicht gelöste und unlösliche Bestandteile, die nicht gelöste extrahierbare kohlenstoffhaltige Materie enthalten, und unlösliche Mineralien oder Asche und mineralische Holzkohle sind in der Kohlelösung suspendiert.

Ein Rührer (nicht dargestellt) kann verwendet werden, um die Mischung aus Kohle und Lösungsmittel während des .Auflösevorgangs durchzurühren.

Die Lösungstemperaturen werden in dem Lösetank 3 durch Umwälzen eines Teils der Kohlelösung und der Mischung aus Kohle und Lösungsmittel durch einen äußeren Wärmeaustauscher aufrechterhalten. Der abgezogene Teil wird mit Hilfe der Pumpe 6 unter Steuerung durch Ventil 7 über eine Leitung 5 zu einem Beheizungsgefäß 8 und danach wieder über die Leitung 9 zu dem Lösetank 3 geführt. Eine Durchsatzzeit für die Rohkohle von 5 bis 120 Minuten ist normalerweise ausreichend, um wirksam zu lösen oder zu digerieren und das extrahierbare kohlestoffhaltige Material mit gutem Wirkungsgrad abzuziehen. Da das Lösungsmittel einen Siedebeginn (umgerechnet auf 1 Atmosphäre) von nur 343° C besitzen kann, während die Lösungstemperatur bei 440° C (825° F) liegen kann, ist der Lösetank 3 mit einer Entlüftungsleitung 10 versehen, die von einem Ventil 11 gesteuert wird, um den Abzug der niedrigsten Komponenten des Lösungsmittels und sonstiger flüchtiger Stoffe zu ermöglichen, die von der Rohkohle abgegeben werden. In diesem Zusammenhang wurde beobachtet, daß die Menge des flüchtigen Materials praktisch vernachlässigbar ist. Eine praktisch einheitliche Kohlelösung, in der nichtgelöste und unlösliche feste Stoffe suspendiert sind, die die mineralische Holzkohle und mineralische Stoffe oder Asche enthalten, wird über die am Boden befindliche Abzugsleitung 12 abgezogen und über den Kühler 13 mit Hilfe der Pumpe 14 umgepumpt und zu einem kontinuierlichen Rotationsfilter 15 weitergeleitet.

Die Kohlelösung wird auf eine Temperatur zwischen 205 und 371°C (400 bis 700° F) abgekühlt, während sie durch den Kühler 13 hindurchtritt. Das Filter 15 ist mit üblichen Filterhilfen überzogen und wird normalerweise bei einem Druck von etwa 2,8 bis 4,2 kg/cm² (40 bis 60 psi) betrieben, um eine wirkungs-

volle Entfernung von praktisch sämtlichen suspendierten Festkörpern zu bewirken, einschließlich des nichtgelösten kohlenstoffhaltigen Materials. Der Filterkuchen wird ausgewaschen und getrocknet, um absorbiertes Lösungsmittel wiederzugewinnen und wird von dem Filter 15 durch die Leitung 16 abgezogen. Das vorherige Überziehen des Filters verbessert die Abtrennung der ungelösten und unlöslichen Teilchen von der Kohlelösung. Mit einem überzogenen Filter wurden gefilterte Kohlelösungen hergestellt, deren Aschegehalt bei der Analyse nur zwischen 0,08 bis 0,02 Gewichtsprozent variierte, unabhängig von dem Aschegehalt der Rohkohle, der zwischen I % und 20% lag. Daraus ist zu schließen, daß die Wirksamkeit der Entaschung bei der Filtration eine Funktion der Größe der Ascheteilchen ist und praktisch nicht von dem Aschegehalt abhängt. Bei der Verwendung üblicher Kieselgurfilter reichen die verbrennbaren kohlenstoffhaltigen Stoffe im Filterkuchen aus, um diesen weiterhin als Brennstoff für die Erzeugung von Dampf usw. zu verwenden. Kohlenstoffhaltige Filter ermöglichen eine noch weitergehende Wärmerückgewinnung aus dem Filterkuchen.

Der Schwefelgehalt von Kohlen mit geringem Schwefelgehalt (etwa 1,0 bis 2,0 Gewichtsprozent Schwefel) wurde auf Werte zwischen 0,4 und 0,6% reduziert, so daß sich also eine durchschnittliche Verminderung von etwa 70% ergab. Da der in der Rohkohle vorhandene organische Schwefel in dem hocharomatischen Lösungsmittel gut löslich ist, ist die Menge des Schwefels, der von der Rohkohle getrennt wird, eine Funktion des Gehaltes an anorganisch gebundenem Schwefel, d. h. des Pyrit- und Sulfatgehaltes der Kohle, so daß der Schwefelgehalt der filtrierten Kohlelösung in erster Linie eine Funktion des Gehalts der Kohle an organischem Schwefel ist. Bei Kohlen mit hohem Schwefelgehalt ist das Verhältnis von anorganischem Sulfat und Pyrit zu organischem Schwefel normalerweise größer als für Kohle mit geringem Schwefelgehalt. Folglich wurde bei Kohlen mit hohem Schwefelgehalt ein größeres Ausmaß der Verminderung des Schwefelgehaltes beobachtet, wobei der Schwefelgehalt der filtrierten Kohlelösung sogar bis auf 0,6 Gewichtsprozent heruntergesetzt werden .konnte, was einer totalen Verminderung des Schwefelgehaltes um 70 bis 90% entspricht.

Die praktisch entaschte Kohlelösung wird durch die Leitung 17 zum Ausgleichstank 18 geführt, von dem aus sie über eine Leitung 19 und eine Pumpe 20 zu dem Wärmeaustauscher 21 (einem geeigneten Heizgerät mit Heizspulen) geführt wird. Die Kohlelösung wird dort auf eine Temperatur zwischen 455 und 566° C (850 und 1050⁰F) erhitzt und dann über die Leitung 22 und ein Ventil 22a zu einem Koksofen 23 geführt.

Jm Koksofen 23 wird die Kohlelösung in Koks und dampfförmige Bestandteile zersetzt. Die Dämpfe werden durch ein Ventil 25a und eine Leitung 25 einem Destillationsturm 27 zugeleitet, wo sie mit den flüchtigen Stoffen aus der Leitung 10 zusammen destilliert werden. Das Destillat wird über eine Leitung 28 zur Raffination weitergeleitet, während der Destillationsrückstand über eine Leitung 36 in einen Zwischentank 37 gelangt.

Durch eine geeignete Steuerung der Temperatur in dem Turm 27 besitzt die Destillicrfraktion in der Leitung 36 eine anfängliche Siedetemperatur (umgerechnet auf eine Atmosphäre) zwischen 343 und 455" C (650 bis 850" F) und stellt die Gesamtmenge oder einen Teil des Lösungsmittels dar, das zum Auflösen oder Digerieren des extrahierbaren kohlestoffhaltigen Materials in der pulverisierten zugeführten Rohkohle verwendet wird. Das Lösungsmittel hat ähnliche physikalische Eigenschaften wie ein niedrigsiedendes Teerdestillat. Bei der Verarbeitung von bituminöser Kohle wurde beobachtet, daß im allgemeinen genügend Lösungsmittel (für ein Verhältnis von 2:1 bis 3:1 für Lösungsmittel zu Kohle) von der Fraktioniereinheit

ίο erhalten wird, wenn die Einheit so betrieben wird, daß ein Destillat anfällt, das eine anfängliche Siedetemperatur (umgerechnet auf eine Atmosphäre) von etwa 750° F (400⁰C) besitzt. Wenn zusätzlich zum über 400⁰C destillierenden Anteil weiteres Lösungsmittel erforderlich ist, kann die Fraktioniereinheit so betrieben werden, daß sich ein Destillat ergibt, das eine anfängliche Siedetemperatur (umgerechnet auf eine Atmosphäre) besitzt, die nur 343° C (650°F) beträgt. Wenn es erwünscht ist, kann die Fraktioniereinheit auch so betrieben werden, daß sich das letztere Destillat ergibt und Überschüsse des Lösungsmittels, das nicht für die Anforderungen im Lösetank notwendig ist, zur Verwendung bei anderen Verfahrensstufen abgezogen werden. Die Fraktioniereinheit wird vorzugsweise bei Drücken von 1 bis 7 bis 8 Atmosphären betrieben, jedoch ist es im allgemeinen beabsichtigt, daß Drücke bis zu 100 Atmosphären in der Einheit aufrechterhalten werden können. Der Lösebehälter kann als Anschluß der Fraktioniereinheit angesehen werden, aber es ist nicht erforderlich, daß sowohl in der Fraktioniereinheit als auch in dem Lösebehälter derselbe Druck aufrechterhalten wird. Im allgemeinen wird der durchschnittliche Druck in dem Lösebehälter etwas höher liegen als in der Fraktioniereinheit, weil normalerweise die Temperatur im Lösebehälter über die Temperatur des Kolonnenbodens ansteigt und weil einige niedrigsiedende Kohlezersetzungsprodukte anwesend sind, die in dem Lösebehälter gebildet wurden. Der Bedarf an Lösungsmittel kann schließlich einen höheren Druck in beiden Einheiten erforderlich machen, damit durch den Einschluß von leichter flüchtigen Bestandteilen, die normalerweise abgezweigt oder über Kopf abgezogen werden, wenn die Fraktioniereinheit bei niedrigen Drücken betrieben wird, mehr Lösungsmittel von der Fraktioniereinheit geliefert wird.

Das am Anfang benötigte Lösungsmittel wird über eine Leitung 38 unter Steuerung durch ein Ventil 39 ebenfalls in den Zwischentank 37 eingeführt. Die Menge Lösungsmittel, die nötig ist, um ein Verhältnis von Lösungsmittel zu Kohle '/₂:1 bis 6:1 zu erhalten, wird von dem Tank 37 über eine Leitung 40 abgezogen und durch eine Pumpe 41 unter Steuerung durch Ventil 42 in die Leitung 4 geführt. Nach dem Anfahren kann Lösungsmittel, wenn die Menge des wirksamen Lösungsmittels die Lösungserfordernisse übersteigt, von dem Tank 37 über eine Leitung 43, für deren Steuerung ein Ventil 44 vorgesehen ist, abgezogen werden. Es wird allgemein angestrebt, daß die Lösungsmittelanforderungen für das Auflösen von bituminöser Kohle durch Steuerung des Betriebsdrucks und der Betriebstemperatur des Kombinationsturms erfüllt werden können, so daß die direkte Zufuhr der Destillierfraktion in der Leitung 36 zu dem Lösebehälter 3 erfolgen kann, in welchem Falle der Zwischentank 37 überflüssig ist.

Die folgenden Beispiele sollen zur weiteren Erläuterung der Erfindung dienen.

Beispiel I

Gemäß der Erfindung wurde eine bituminöse Kohle mit der folgenden Zusammensetzung

Feuchtigkeitsgehalt 1,4

flüchtige Stoffe 36,6

fester Kohlenstoff 56,6

Asche 5,4

auf eine solche Teilchengröße zerkleinert, gestoßen und gemahlen, daß 37,3% auf einem Sieb von 0,147 mm lichter Maschenweite (100 Mesh) zurückgehalten wurde. Zu Vergleichszwecken wurde festgestellt, daß der Anteil an gebundenem Schwefel 1,46 Gewichtsprozent betrug. Die zerstoßene Kohle und ein Teerdestillat besitzen eine anfängliche Siedetemperatur von etwa 400° C (750° F) (umgerechnet auf eine Atmosphäre) und wurden in die Lösezone eingeführt, um ein Verhältnis von Lösungsmittel zu Kohle von 3:1 zu erhalten. Die Mischung wurde gerührt, während eine Temperatur von 427°C (800⁰F) und ein Druck von 5 Atmosphären aufrechterhalten wurde. Die erhaltene Kohlelösung wurde auf eine Temperatur von 232 C (450° F) gekühlt und über ein Filter, das mit einer Standardfilterhilfe überzogen war, gegeben. Die filtrierte Kohlelösung entsprach einer Ausbeute von 86,3% des extrahierbaren kohlestoffhaltigen Materials, bezogen auf die zerstoßene Kohle, und besaß die folgenden Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht (37,8° C) 1,2407

Erweichungspunkt ⁰C (B + R) 66,7

Schwefel (Gewichtsprozent) 0,46

Rückstand an Kohlenstoff (Gewichtsprozent)

Ramsbottom .__ 30,9

Conradson : 31,3

CS₂-Löslichkeit (Gewichtsprozent)

Bitumen 76,66

Asche 0,02

Unterschied 23,22

Beispiel 2

Nach den im Beispiel I erwähnten Vorarbeiten wurde eine bituminöse Kohle, die dieselben Eigenschaften besaß, wie die Kohle im Beispiel I, und ein Destillat, das eine anfängliche Siedetemperatur (umgerechnet auf 1 Atmosphäre) von etwa 400⁰C (750⁰F) besaß, ■ in die Zone im Lösetank eingeführt, um ein Verhältnis von 2:1 zwischen Lösungsmittel und Kohle zu erreichen. Die Mischung wurde gerührt, während ein Druck von 5 Atmosphären und eine Temperatur von 427°C (800⁰F) aufrechterhalten wurden. Die erhaltene Kohlelösung wurde auf eine Temperatur von etwa 233⁰C (450⁰F) gekühlt und über ein Filter, das mit einer Standardfilterhilfe überzogen war, gegeben. Die filtrierte Kohlelösung ergab eine 67,5 %ige Ausbeute von extrahierbarem kohlenstoffhaltigem Material, bezogen auf die gesamte Kohle, und besaß die folgenden Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht (37,8" C) 1,2523

Erweichungstemperatur C (B -f R) ... 100

Schwefelgehalt (Gewichtsprozent) 0.44

Kohlenstoff rückstand (Gewichtsprozent)

Conradson 35,9

CSa-Löslichkeit (Gewichtsprozent)

Bitumen 68,35

Asche . 0.07

Unterschied 31.58

Beispiel 3

Das folgende Beispiel zeigt, daß eine geringerwertige

Kohle, die einen hohen Asche- und Schwefelgehalt besitzt, wirksam entascht werden kann, so daß eine Kohlelösung mit einem Aschegehalt erhalten wird, der praktisch gleich dem solcher Lösungen ist, die von hochwertigen Kohlen hergestellt werden, wie in den Beispielen I und 2 beschrieben. Eine bituminöse Kohle

ίο mit der folgenden Zusammensetzung

Feuchtigkeit 2,69

Flüchtige Stoffe 37,7

Gebundener Kohlenstoff 38,9

Asche 19,66

wurde so zerstoßen und gemahlen, daß praktisch die ganze zerkleinerte Kohle durch ein Sieb mit 0,417 mm lichter Maschenweite (35 mesh) hindurchtrat. Zu Vergleichszwecken ergab die Analyse des gebundenen Schwefels 3,72 Gewichtsprozent. Die gestoßene Kohle und ein Teerdestillat mit einer anfänglichen Siedetemperatur (umgerechnet auf I Atmosphäre) von 400⁰C (750⁰F) wurden in den Lösebehälter eingebracht, so daß sich ein Verhältnis von Lösungsmittel zu Kohle von 3:1 ergab. Die Mischung wurde gerührt, während eine Temperatur von 427⁰C (800⁰F) und ein Druck von 5 Atmosphären aufrechterhalten wurden. Die erhaltene Kohlelösung wurde auf eine Temperatur von 288°C (550⁰F) abgekühlt und über ein Filter, das mit einer Standardfilterhilfe überzogen war, gegeben. Die gefilterte Kohlelösung ergab eine Ausbeute von 67,3% derfextrahierbaren kohlenstoffhaltigen Materie, bezogen ,auf die zerstoßene Kohle, und besaß folgende Eigenschaften:

Spezifisches Gewicht (37,8³C) 1,2516

Erweichungspunkt ⁰C (B + R) 64

Schwefel (Gewichtsprozent) 0,63

Kohlenstoff rückstand (Gewichtsprozent)

Ramsbottom 32,7

CSa-Löslichkeit (Gewichtsprozent)

Bitumen 76,81

Asche.. 0,06

Unterschied 23,13

Etwa 89 Gewichtsprozent des ursprunglichen Schwefelgehaltes der Rohkohle wurde von der Kohlelösung getrennt und in den Filterrückstand als Asche in Form von anorganischem Pyrit oder Sulfatschwefel getragen. Das Anwachsen des Prozentsatzes der Verminderung des Schwefelgehalts scheint eine Folge des erhöhten Verhältnisses von anorganischem Pyrit und sulfathaltigem Schwefel zu organischem Schwefel bei geringerwertigen Kohlen zu sein.

Beispiel 4

Das folgende Beispiel zeigt, daß Lignit sehr gut gemäß dem Verfahren nach der Erfindung entascht werden kann, unabhängig von dem wesentlich geringeren Prozentsatz an Kohlesubstanz, die in dem Ausgangsrriaterial Lignit oder in der Braunkohle enthalten ist.

Ein getrockneter Lignit mit folgender Zusammensetzung

Feuchtigkeit 1,9

flüchtiges Material 45,2

gebundener Kohlenstoff 38,0

Asche '. 15.1

309 681/93

9 10

wurde so gestoßen und gemahlen, daß in einem Sieb Spezifisches Gewicht (37,8 C) 1,2355

mit 0,417 mm lichter Maschenweite (35 mesh) 20,9'Y, Erweichungspunkt ¹C(B I R) 150

zurückgehalten wurden. Der zerstoßene Lignit und ein Schwefel (Gewichtsprozent) 0,57

Destillat mit einer anfänglichen Siedetemperatur (um- ,, , , ,. .. , , _ . ,

gerechnet auf 1 Atmosphäre) von etwa 400' C (750 F) 5 Kohlenstoffruckstand (Gewichtsprozent)

wurden in einen Lösetank eingeführt, so daß sich ein · Ramsbottom _8,0

Verhältnis von Lösungsmittel zu Lignit von 3:1 ergab. CSo-Löslichkeit (Gewichtsprozent)

Die Mischungwurdegerührt, während eine Temperatur Bitumen 85,13

von 427°C (800°F)-und ein Druck von 5 Atmo- Asche... 0,02

Sphären in der Lösezone aufrechterhalten wurden, in Unterschied 14,85

Die sich ergebende Kohlelösung wurde auf eine

Temperatur von 316' C (600 F) gekühlt und dann Es ist zu beachten, daß in all den obigen Beispielen durch ein mit einer Standardfilterhilfe überzogenes der Schwefel- und Aschegehalt der filtrierten Kohle-Filter hindurchgcleitet. Die filtrierte Kohlelösung lösungen praktisch derselbe war. Dies zeigt, daß der ergab eine Ausbeute von 21,0% der extrahierbaren 15 Wirkungsgrad des Entaschens und des Entsehwefelns kohlestoffhaltigen Materie, bezogen auf den zersto- einer Kohlelösung nicht auf eine bestimmte Kohleßenen Lignit, und besaß die folgenden Eigenschaften: qualität beschränkt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2

werden von der Lösung durch Zentrifugieren getrennt.

Patentansprüche: Das Tetralin wird danach von der Lösung abdestil

liert, wobei man einen Kohleextrakt gewinnt, der einen

I. Verfahren zur Herstellung einer Kohlelösung kleineren Prozentsatz Asche besitzt, als ursprünglich mit einem Aschcgehalt von 0,02 bis 0,08%, die 5 in der Rohkohle vorhanden war, und der in einem frei von anorganischen Schwefelverbindungen und zweiten Verfahrensschritt unter Crackbedingungen Fascrkohle ist, aus bituminöser, unterbituminöser hydriert wird. Die Trennung der ungelösten und un- oder Braunkohle, die extrahierbare kohlenstoff- löslichen Teilchen von der Lösung wurde später wirkhaltige Stoffe enthält, wobei die Kohle in zerklei- samer durchgeführt, indem die Lösung durch eine nerter Form bei hoher Temperatur mit organischen io Vielzahl keramischer Filter hindurchgeleitet wurde. Lösungsmitteln extrahiert wird, dadurch ge- Der Verlust an Lösungsmitteln während der Trennung kennzeichnet, daß man die Kohle, die bis ist einer der Nachteile, die bei diesen Trennverfahren 20% Asche enthält, mit einem hochsiedenden auftreten. Der erhaltene Rückstand enthält außerdem flüssigen Lösungsmittel mit einem hohen Gehalt an noch Kohlesubstanz, während das extrahierte Produkt aromatischen Verbindungen und einem Siede- 15 nicht aschefrei ist.

beginn, umgerechnet' auf 1 Atmosphäre, von Das Verfahren gemäß der USA.-Patentschrift

zwischen 343 und 455° C bei einem Druck zwischen 1 881 927 wird gemäß dem Verfahren der USA.-Pa-1 und 7 Atmosphären und einer Temperatur von tentschrift 2 166 321 dahingehend abgewandelt, daß 400 bis 440⁰C während 5 bis 120 Minuten extra- keine hydrierende Spaltung mehr erfolgt und die hiert und das hauptsächlich aus Faserkohle und 20 Temperatur statt stufenweise kontinuierlich erhöht anorganischen Schwefelverbindungen bestehende werden kann. Der Rückstand bei dem Verfahren suspendierte Material bei einer Temperatur von gemäß der USA.-Patentschrift 2 166 321 besteht aber etwa 205 bis 37TC mit Hilfe eines überzogenen gleichfalls noch aus Kohlematerial, und es wird kein Filters abtrennt, wobei ein hochsiedendes Lösungs- Versuch gemacht, die Kohle auf eine Temperatur zu mittel eingesetzt wird, das durch Verkoken der 25 erhitzen, bei der sie in einer einzigen Verfahrensstufe nach Abtrennung des suspendierten Materials zersetzt wird. Die erhaltenen Extrakte besitzen einen erhaltenen Lösung des kohlenstoffhaltigen Mate- Aschegehalt von weniger als 0,1%; d. h., daß zur rials und durch Fraktionieren der dabei erhaltenen Verwendung der Extrakte für die Herstellung von dampfförmigen Produkte gewonnen wurde. Elektroden der Aschegehalt durch Behandlung mit

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch ge- 30 Säuren, wie beispielsweise Salzsäure, weiter herabkennzeichnet, daß man Lösungsmittel und zer- gesetzt werden muß.

kleinerte Kohle in einem Mengenverhältnis von Aus der USA.-Patentschrift 2 686 152 ist ein Ver-

0,5:1 bis 6:1 einsetzt. fahren zur Behandlung von Braunkohle mit einem

organischen Lösungsmittel in Gegenwart von Wasser-35 stoff bekannt. Ziel dieses Verfahrens ist die Herstellung

eines festen, zusammenhängenden, porösen Stückkokses aus Braunkohle. Nach der Entfernung des Lösungsmittels wird der Rückstand unter Zerset-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur zungsbedingungen destilliert. Als Lösungsmittel wer-Herstellung einer Kohlelösung mit einem Asche- 40 den ähnlich wie bei den bisher beschriebenen Vergehalt von 0,02 bis 0,08%, die frei von anorganischen fahren Tetralin und Kresol oder Decalin verwendet.
Schwefelverbindungen und Faserkohle ist, aus bi- Der Nachteil dieser niedrigsiedenden Lösungsmittel

tuminöser, unterbituminöser oder Braunkohle, die liegt darin, daß bei der Herauslösung der kohlenstoffextrahierbare kohlenstoffhaltige Stoffe enthält, wobei haltigen Materialien Dämpfe des Lösungsmittels entdie Kohle in zerkleinerter Form bei hoher Temperatur 45 stehen, die beseitigt werden müssen. Andererseits mit organischen Lösungsmitteln extrahiert wird. kann man zur Vermeidung der Dampfbildung über-

Die Anwesenheit von Faserkohle, mineralischen höhte Drücke anwenden, was mit einem besonderen Stoffen (als Asche analysiert) und gebundenem apparativen Aufwand verknüpft ist, der jedoch verSchwefel sind die Hauptgründe für die Unbrauch- mieden werden soll.

barkeitvon Kohle zur Herstellung von Koks, der zur 50 Aus der britischen Patentschrift 387 658 ist ein zwei-Herstellung von Anoden geeignet ist, die bei der stufiges Erhitzen von Kohle mit Lösungsmitteln beProduktion von Aluminium verwendet werden. kannt, das zunächst während einer ersten Stufe auf Es sind schon Verfahren zur Herstellung von Kohle- 400 bis 43O⁰C und danach in einer zweiten Stufe auf lösungen bekannt, um so den in Kohle vorhandenen 300⁰C erfolgt. Ziel ist die Verbesserung der Ver-Gehalt an Faserkohle oder mineralischer Holzkohle 55 kokungsqualität von Kohle und insbesondere die und an mineralischen Stoffen oder Asche zu ver- Überführung einer hochflüchtigen Kohle in eine' mindern. mittelstark oder wenig flüchtige. Dabei muß eine Ein Verfahren zur Kohleextraktion ist unter dem Zersetzung der Kohlebestandteile vermieden werden, Namen Pott-Broche-Verfahren bekannt, das z. B. in und die Entfernung von Asche und mineralischen der USA.-Patentschrift 1 881 927 beschrieben ist. 60 Bestandteilen ist nicht von ausschlaggebender Be-Danach wird ein Kohleextrakt durch Behandlung deutung.

von einem Teil kohlestoffhaltigen Materials, wie z. B. Schließlich ist aus der britischen Patentschrift

von Steinkohle, Braunkohle oder Torf, mit zwei Teilen 457 971 die Verkokung eines flüssigen Kohlenwasser-Tetralin oder einem anderen leichtsiedenden Lösungs- stoffes, wie beispielsweise von Kohlenteer oder Pech, mittel hergestellt, um bei stufenweise erhöhter Tem- 65 sowie eines Gemisches oder einer Suspension von peratur von 320 bis 400ⁿC und einem Druck von etwa flüssigen Kohlenwasserstoffen und festen Kohlen-Atmosphären eine Lösung aus der Kohle zu ge- Wasserstoffen, wie Kohle in feinverteiltem Zustand, winnen. Die unlöslichen und ungelösten Teilchen in getrennten Verkokungskammern bekannt. Die