DE1471569A1 - Production of ash-free coke from coal - Google Patents
Production of ash-free coke from coalInfo
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- C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
- C10L9/02—Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
Description
The lummus öompanv Re/Zg- 3859The lummus öompanv Re / Zg- 3859
Verfahren zur Herateilung von asohefreiem Koks aus KohleProcess for the division of asohe-free coke from coal
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffhaltigen Stoffen aus Kohle, insbesondere die
Herstellung von praktisoh asohefreiem Koks aus Kohle, die aus der Gruppe bituminöse Kohle, unterbitunimöse Kohle
oder Braunkohle ausgewählt ist.The invention relates to a method for the production of carbonaceous substances from coal, in particular the
Production of practical asohe-free coke from coal, belonging to the group of bituminous coal, sub-bituminous coal
or lignite is selected.
Zur Zeit wird der größte Teil der kalzinierten Elektroden aus Kohlenstoff aus Petroleumkoks hergestellt, wobei das Endprodukt aus dem Koks hergestellt wird, der durch Karbonisieren von Kohlenteerpech erhalten wird. Unter Berücksichtigung des ständig wachsenden Bedarfs für Petroleumkoks für die Herstellung von AnodenCurrently, most of the carbon calcined electrodes are made from petroleum coke End product from which coke is made, which is obtained by carbonizing coal tar pitch. Considering the ever increasing need for petroleum coke for the manufacture of anodes
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(Z96t -6 P Ά -eiÖsßuaopuy sop ε 2;eS L UN Z ^V I § L W)(Z96t -6 P Ά -eiÖsßuaopuy sop ε 2 ; e S L UN Z ^ VI § L W)
Neue Unterjagen iArt.7§i Abs.2Nr.i sateNew subjugations in accordance with Article 7, Paragraph 2, No.
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w \J J w \ JJ
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. aus Kohlenstoff! stellt Kohle ein in großer Menge vorhandenes Auegangsmaterial für Koke dar, der zu diesem Zweck geeignet ist·. made of carbon! represents coal an abundant one Source material for coke that is suitable for this purpose
Kohle besteht in der Hauptsache aus dreidimensionalen kondensierten zyklischen Strukturen mit hohen Molekulargewicht, Die vorkommenden Strukturen sind ^Rallem sechsgliedrige Ringe. Bituminöse Kohle kann als eine innige Mischung von Bitumen und Huminsäuren betrachtet werden, die insofern ähnlich sind, als. beide große, flache aromatische lamellenartige Strukturen besitzen. Sie unterscheiden sich Jedoch in der Molekulargröße, dem Grad der aromatischen Eigenschaften, dem Sauerstoffgehalt und dem Betrag der Vernetzung. .Carbon consists mainly of three-dimensional condensed cyclic structures with high molecular weight structures are occurring ^ R all six membered rings. Bituminous coal can be viewed as an intimate mixture of bitumen and humic acids that are similar in that. both have large, flat aromatic lamellar structures. However, they differ in molecular size, the degree of aromatic properties, the oxygen content and the amount of crosslinking. .
Mineralische Stoffe, Faaerkohle, flüchtige Stoffe und Feuchtigkeit bilden in erster Linie die v/eiteren Komponenten, die in der Kohle vorhanden sind. Mineralische Stoffe, die in sedimentären Lagerstätten durch Infiltration vom Grundwasser während der Inkohlung abgelagert wurden und die nach denr.Verbrennen der Kohle zurückbleibenP werden Asche genannt. Faserkohle, die praktisch bei der Verbrennung von Kohle vollständig verbrennt, kann als mineralische Holzkohle betsa chtet werden.Mineral substances, fecal charcoal, volatiles and moisture are primarily the other components that are present in the charcoal. Mineral substances that were deposited in sedimentary deposits by infiltration of the groundwater during coalification and that remain after the coal has been burned P are called ashes. Fiber charcoal, which practically burns completely when coal is burned, can be used as mineral charcoal.
Der Rang der Kohle (d. h. das Ausmaß der Inkohlung) hängt von ihrem Kohlenstoffgehalt ab, der mit der natürlichen Reihe Braunkohle, unterbituminöse und bituminöse Kohle zunimmt. In dieser Reihe nimmt der Kohlenstoffgehalt im allgemeinen zu, während der Gehalt an Feuchtigkeit und Sauerstoff abfällt·The rank of coal (i.e. the degree of coalification) depends on their carbon content, which increases with the natural series of lignite, sub-bituminous and bituminous coal. In this Series, the carbon content generally increases while the moisture and oxygen content decrease
Die Anwesenheit von Fpserkohle, mineralischen Stoffen (als Asche analysiert) und gebundenem Schwefel sind die Hauptgründe für die Unbrauchbarkeit von Kohle zur Herstellung von Koks, der zur Herstellung von Anoden geeignet ist, die bei der Produktion von Aluminium verwandt werden. Schwefel ist in Kohle im allgemeinen in Fprm von organischen Schwefelverbindungen, als Pyrit und/oderThe presence of coal, mineral substances (as ash analyzed) and bound sulfur are the main reasons for the uselessness of coal for the production of coke, which for Production of anodes is suitable, which are used in the production of aluminum. There is sulfur in coal in general in Fprm of organic sulfur compounds, as pyrite and / or
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BAD ORiGfNALBAD ORiGfNAL
als organisches Sulfat enthalten» Es ist bekannt,daß das Verhältnis von anorganischem Sulfat und Pyrit zu organischem Schwefel bei Kohlen alt anwachsendem totalem Scjhwefelgehalt zunimmt»contained as organic sulphate "It is known that the ratio of inorganic sulphate and pyrite to organic sulfur increases in coals with increasing total sulfur content"
Ee wurden schon eine Reihe von Verfahren bekannt, um den In Kohle vorhandenen Gehalt an Psβerkohlβ oder mineralischer Holzkohle und an mineralischen Stoffen oder Asche zu vermindern*·A number of methods have already been known to obtain the In Coal to reduce the existing content of Psβerkohlβ or mineral charcoal and of mineral substances or ash *
Sin Verfahren sur Kohleextraktion ist unter dem Namen Pott--Broohe-Verfahren bekannt, das z.Bo in der .anerikaniBchen Patent-Bohrlft Hr. 1 881 927 beschrieben ist. Danach wird ein Kohl*- extrakt durch Behandlung eines Teils aus kohlestoffhaltlgem Material, wie z.B. Steinkohle, Braunkohle oder Torf mit zwei Seilen Tetralin hergestellt, um bei einer Temperatur von 320° bis 4000G und einem Druck von etwa 100 Atmosphären eine Lösung aus der Kohle su bilden. Die Mindesttemp&ratur bei der Extraktion ist durch die Zersetzungstemperatur der als Ausgangsmaterial verwandten Kohle bestimmt. Die unlöslichen und gelösten Teilchen werden von der lösung durch Zentrifugieren getrennt. Das Tatralin wird danach von der Lösung abdestilliert, um einen Kohleextrakt BU erhalten, der einen kleineren Prozentsatz Asche besitzt, als ursprünglich in der Rohkohle vorhanden war» Die Trennung der ungelösten und unlöslichen Teilchen von der Lösung wurde später wirksamer durchgeführt, in dem die Lösung durch •ine Vielzahl keramischer Filter hindurchgeleitet wurde. Der Verlust von Lösungsmitteln während der Trennung ist einer der Nachteile, die bei diesen Trennverfahren auftreten. Sie bestehen ebenfalle bei anderen Verfahren zum Abscheiden von Faserkohle, Asche oder ähnlichem Verunreinigungen aus der Lösung« Ein anderes Problem ist das Verkoken entsprechend verschiedenen Stufen des Verfahrens während dor Extraktion und Separation.Which z.Bo known Broohe process in .an erikaniB c hen P atent- Bohrlft Hr - Sin method sur coal extraction is known as Pott. 1 881 927 . Thereafter, a carbon * is - extract by treatment of a portion of kohlestoffhaltlgem material prepared as for example stone coal, brown coal or peat having two ropes tetralin, to the at a temperature of 320 ° to 400 0 G and a pressure of about 100 atmospheres, a solution of Form coal su. The minimum temperature during extraction is determined by the decomposition temperature of the coal used as the starting material. The insoluble and dissolved particles are separated from the solution by centrifugation. The Tatralin is then distilled off from the solution obtained to a coal extract BU, which has a smaller percentage of ash, as originally in the raw coal was present "The separation of the undissolved and insoluble particles from the solution was carried out more effective later in the solution by • A variety of ceramic filters have been passed through. The loss of solvents during separation is one of the disadvantages encountered with these separation processes. They also consist of the solution in other processes for separating fiber charcoal, ash or similar impurities. Another problem is coking at various stages of the process during extraction and separation.
In der US-Patentschrift Nr. 2 166 521 beschreibt Pott ein Verfahren zur Verwendung des Kohleextraktes, der bei den obenIn U.S. Patent No. 2,166,521, Pott describes a method of using the charcoal extract used in the above
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- .- '^ .. * ΒΑΌ ORIGINAL- .- '^ .. * ΒΑΌ ORIGINAL
erwähnten Verfahren anfällt, um einen Halbkoks oder Vollkoks herzustellen. Der Halbkoks oder Vollkoks wird hergestellt duroh Vermischen des Kohleextraktes mit einem Halbkoks ( der vorher bei dem Verfahren anfällt), in dem mit der resultierenden Mischung ein Koksofen beschickt wird. Die Mischung wird in dem Koksofen auf eine Temperatur von 450° - HOO0O aufgeheizt, um Halbkoks oder Vollkoks zu erzeugen-^, je nachdem, ob eine niedrige oder hohe Temperatur in dem Ofen aufrecht erhalten wird. Der von dem Koksofen erzeugte Koks hatte einen niedrigen Aschegehalt und war für die Verwendung als metallurgischer Koks für die Herstellung von Elektroden geeignet.mentioned process is incurred in order to produce a semi-coke or full coke. The semi-coke or full coke is produced by mixing the coal extract with a semi-coke (which is obtained beforehand in the process), in which a coke oven is charged with the resulting mixture. The mixture is heated in the coke oven to a temperature of 450 ° - HOO 0 O in order to produce semi-coke or full coke, depending on whether a low or high temperature is maintained in the oven. The coke produced by the coke oven was low in ash and suitable for use as metallurgical coke for making electrodes.
Es ist ein Ziel der Erfindung , ein neues Verfahren zur Herstellung von praktisch aschefreiem Koks und wertvoller Bestandteile aus Kohle, wie Gas, aromatische Lösungsmittel und Öle und Ammoniak anzugeben, bei dem eine Lösung von bitumi nöser Kohle, unterbituminöser Kohle oder Lignit in einem organischen Lösungsmittel verkokt wird.It is an object of the invention to provide a new method of manufacture of practically ash-free coke and valuable components from coal, such as gas, aromatic solvents and Specify oils and ammonia in which a solution of bituminous coal, sub-bituminous coal or lignite in an organic Solvent is coked.
Es ist ferner ein Ziel der Erfindung, nicht nur ein Verfahren zur Herstellung von aschefreiem Koks anzugeben, sondern außea? dem wertvolle Nebenprodukte zu gewinnen.It is also an object of the invention not only to provide a method for producing ashless coke, but also to provide a? to gain valuable by-products.
Bevorzugt wird dabei ein zyklisches Verfahren durch Verkoken einer entaschten Lösung aus kohlenstoffhaltigen Stoffen, wo bei die dampfförmigen Produkte, die von der Verkokungseinheit zurückgewonnen werden, zumindest einen Teil des erforderlichen Lösungsmittels darstellen, das für die Bereitung der Lösung des kohlenstoffhaltigen Stoffes benötigt wird.A cyclical process by coking a deashed solution of carbonaceous substances is preferred, where at the vaporous products recovered from the coking unit, at least part of what is required Represent the solvent that is required for the preparation of the solution of the carbonaceous substance.
Gemäß der Erfindung wird das Verfahren derart ausgeführt, daß als Kohle eine Mischung von Kohle in einem organischen Lösungsmittel mit hohem Gehalt an aromatischen Stoffen und einem anfänglichen Kochpunkt von mehr als etwa 34O0C verwendetAccording to the invention, the method is carried out such that a mixture of coal in an organic solvent having a high aromatic content and an initial boiling point greater than about 34O 0 C is used as carbon
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wird, daß ferner naoh Abtrennung der suspendierten mineralischen Stoffe, der 3?aserkohle und des anorganisch gebundenen Schwefels die Kohlelösung auf eine Temperatur oberhalb der beginnenden Verkokungstemperatur der Kohle in der Kohlelösung erhitzt wird, daß anschließend in an sich bekannter Weise verkokt wird und daß aschefreier Koks und Dämpfe aufgefangen werden. .is that further close separation of the suspended mineral Substances, the 3? Aserkohle and the inorganically bound sulfur the coal solution to a temperature above the incipient coking temperature of the coal is heated in the coal solution that then in a known per se Is coked wise and that ashless coke and vapors are collected. .
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden :The invention is to be explained in more detail using an exemplary embodiment:
Beispielsweise bituminäse oder unterbituminöse Kohle oder Braunkohle und/oder eine Mischung davon werden in einem gemahlenen.oder ge pulverisierten Zustand gesammelt und kontinuierlich mit einem gewünschten Durchsatz in einen Lösetank gebracht, in dem ein Druck zwischen etwa 1 und oder 8 Atmosphären vorliegt. Eine Fördereinrichtung führt die Kohle in den Lösebehälter ohne einen Druckverlust.For example bituminous or sub-bituminous coal or Lignite and / or a mixture thereof are collected and in a ground or pulverized state continuously brought into a dissolving tank at a desired throughput, in which a pressure between about 1 and or 8 atmospheres. A conveyor feeds the coal into the dissolving tank without any loss of pressure.
Das hocharomatische,hochsiedende flüssige Lösungsmittel wird in den Lösetank mit einer Menge eingeführt, daß sich ein Verhältnis von Lösungsmittel zu Kohle zwischen 1/2 : 1 bis 6 : 1 ergibt. Der Lösetank befindet sich auf einer Temperatur zwischen 316° und 455°C ( 600° und 8500P) vorzugsweise zwischen 400° und 4-250G (750° und 825°F) und oberhalb der schließlichen Zersetzungstemperatur der als Ausgangsmaterial verwandten Kohle, wodurch ein wesentlicher Teil des extrahierbaren kohlestoffhaltigen Materials in der Rohkohle thermisch depolymerisiert wird.The highly aromatic, high-boiling liquid solvent is introduced into the dissolving tank in an amount such that the ratio of solvent to charcoal is between 1/2: 1 to 6: 1. The dissolving tank is situated at a temperature between 316 ° and 455 ° C (600 ° and 850 0 P), preferably between 400 ° and 4-25 0 G (750 ° and 825 ° F) and above the final decomposition temperature of the Related as a raw material coal whereby a substantial portion of the extractable carbonaceous material in the raw coal is thermally depolymerized.
Die Produkte der Depolymerisation sind in dem hocharomatischen Lösungsmittel lösbar und bilden dadurch mit dem Lösungsmittel die Kohlelösung. Wicht gelöste und unlösliche Bestandteile, die nicht gelöste extrahierbare kohlenstoffhaltige Materie enthalten und unlösliche Mineralien oder Asche und mineralische Holzkohle sind in der Kohlelösung suspendiert.The products of the depolymerization are soluble in the highly aromatic solvent and thus form with the Solvent the carbon solution. Important dissolved and insoluble components that contain undissolved extractable carbonaceous matter and insoluble minerals or Ash and mineral charcoal are suspended in the coal solution.
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' Da das Lösungsmittel eine anfängliche Siedetemperatur (umgerechnet auf eine Atmosphäre) von nur 344°C (65O0S1) besitzen kann, während die Lösungstemperatur bei 4550C(SiO0F) ; liegen kann, ist der Lösetank mit einer EntlüftungsleitungSince the solvent can have an initial boiling point (converted to one atmosphere) of only 344 ° C. (65O 0 S 1 ), while the solution temperature is 455 0 C (SiO 0 F); is the dissolving tank with a vent line
j versehen, um den Abzug der niedrigsten Komponenten des Lösungsmittels zu ermöglichen und von sonstigen flüchtigenj provided to deduct the lowest components of the Allow solvent and other volatile
• Stoffen, die von der Rohkohle abgegeben werden. Eine• Substances given off by the raw coal. One
praktisch einheitliche Kohlelösung,in der nicht gelöste und unlösliche feste Stoffe suspendiert sind, die die mineralische Holzkohle und mineralische Stoffe oder Asche enthalten, wird über eine am Boden befindliche Abzugsleitung abgezogen f und über einen Kühler zu einem kontinuierlichen Rotationsfilter weitergeleitet. practically uniform coal solution, in which undissolved and insoluble solid substances are suspended, which contain the mineral charcoal and mineral substances or ash, is drawn off via a discharge line located at the bottom f and passed on via a cooler to a continuous rotary filter.
Die Kohlelösung wird auf eine Temperatur zwischen 205 und 3710C ( 400 ° bis 7000I1) sügekühlt , während sie durch den Kühler hindurchtritt. Vorzugsweise wird der Filter mit üblichen Filterhilfen überzogen und wird normalerweise bei einem Druck von etwa 2,8 bis 4,2 kg pro cm ( 40 bis 60 psig) betrieben, um eine wirkungsvolle Emtfernung von praktisch sämtlichen suspendierten Festkörpern zu bewirken, einschließlich der nicht gelösten kohlenstoffhaltigen Materie. Der Filterkuchen wird ausgewaschen und getrocknet, um absorbiertes Lösungsmittel wieder zu gewinnen und wird von dem Filter durch die Leitung abgezogen. Die Kohlelösung wird dann auf eine Temperatur zwischen 455 und 5660G (850 und 10500F) in einem Wärmetauscher erhitzt und wird zu einem Yerkoker geführt, worin the Charge in Koks und gasförmige Abgase agrsetzt wird. Der Abzug von dem Koker wird zu einer Fraktioniereinheit geführt, die mit geeigneten Fraktionierböden ( nicht dargestellt) versehen ist. Das Einführen des Abzugs in den Turm kann eine Schaumbildung verursachen. Dies kann durch den Zusatz einer kleinen Menge eines Antischaummittel verhindert werden, das an der Stelle der Einführung oder an einem höheren Punkt in dem Turm zugesetzt wird.The coal solution is sügekühlt to a temperature of 205-371 0 C (400 ° to 700 0 I 1), while passing through the radiator. Preferably, the filter is coated with conventional filter aids and is normally operated at a pressure of about 2.8 to 4.2 kg per cm (40 to 60 psig) to effect effective removal of virtually all suspended solids, including undissolved ones carbonaceous matter. The filter cake is washed and dried to recover absorbed solvent and is withdrawn from the filter through the line. The coal solution is then heated to a temperature of 455-566 0 G (850 to 1050 0 F) in a heat exchanger and is fed to a Yerkoker, wherein the batch is agrsetzt into coke and gaseous exhaust. The discharge from the coker is fed to a fractionation unit which is provided with suitable fractionation trays (not shown). Inserting the trigger into the tower can cause foaming. This can be prevented by the addition of a small amount of an antifoam agent added at the point of introduction or at a higher point in the tower.
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Die von dem Kombinationsturm naoh oben abgegebenen Produkte enthalten kondensierbare und nicht kondensierbare Komponenten. Sie werden an übliche Bearbeitungseinheiten weitergeleitet, um die kondensierbaren Komponenten von den nicht kondensierbaren zu trennen. Ein mittleres und halbschweres Öl wird von einer dazwischenliegenden Stelle von dem Turm abgezogen und zu den Baffiniereinheiten weitergeführt. Ein Teil des mittleren Öls wird in zwei Teile aufgeteilt zum Einführen als Rückfluß in den Turm.The products delivered by the combination tower near the top contain condensable and non-condensable components. You will be forwarded to the usual processing units, to separate the condensable components from the non-condensable ones. A medium and semi-heavy oil is made from removed from the tower at an intermediate point and continued to the baffling units. Part of the middle Oil is split into two parts for introduction into the tower as reflux.
Der Bodenabsatz des Turms in einer Leitung wird zu einem Zwischentank weitergeführt . Durch eine geeignete Steuerung der Temperatur in dem Turm besitzt die Destillierfraktion in der Leitung eine anfängliche Siedetemperatur ( umgerechnet auf eine Atmosphäre) zwischen 343° und 4550C ( 650° bis 85O0 The floor of the tower in a line is continued to an intermediate tank. By a suitable control of the temperature in the tower the Destillierfraktion has an initial boiling point in the conduit (converted to an atmosphere) is between 343 ° and 455 0 C (650 ° to 85O 0
und stellt alles oder einen Teil des Lösungsmittels dar, das zum Auflösen oder Diggerieren des extrahierbaren kohle stoffhaltigen Materials in der pulverisierten zugeführten Rohkohle verwendet wird. Die beim Verarbeiten von bituminöser Kohle an das Lösungsmittel gestellten Anforderungen können im allgemeinen befriedigt werden,indem die Fraktionsereinheit so betrieben wird, daß sich ein Jiestillat ergibt, das eine an fängliche Siedetemperatur ( umgerechnet auf eine Atmosphäre) von etwa 4000C (75O0F) besitzt. Wenn zusätzlichesLösungsmittel erforderlieh ist ( oberhalb der 400°0 + Destillat) kann die Fraktioniereinheit so betrieben werden, daß sich ein Destillat ergibt, das eine anfängliche Siedetemperatur ( umgerechnet auf eine Atmosphäre ) besitzt, die nur 343°C(65O°F) beträgt. Wenn es erwünscht ist, kann die Fraktion!ereinheit so betrieben werden, daß sich das letztere Destillat ergibt, indem Überschüsse des Lösungsmittels, das nicht für die Anforderungen im Lösetank notwendig ist, zur Verwendung bei anderen Verfahrensstufen abgezogen wird.and represents all or part of the solvent used to dissolve or digest the extractable carbonaceous material in the powdered raw coal fed. The requirements in the processing of bituminous coal to the solvent can be satisfied generally by the Fraktionsereinheit is operated so as to give a Jiestillat, one of fängliche boiling temperature (converted to an atmosphere) of about 400 0 C (75O 0 F ) owns. If additional solvent is required (above 400 ° 0+ distillate) the fractionation unit can be operated to produce a distillate which has an initial boiling point (converted to one atmosphere) as low as 343 ° C (650 ° F). If so desired, the fractionation unit can be operated to yield the latter distillate by withdrawing excess solvent which is not necessary for the requirements in the dissolving tank for use in other process steps.
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Das am Anfang benötigte Lösungsmittel wird ebenfalls in den Zwischentank eingeführt. Die Menge des notwendigen Lösungsmittels, um ein Verhältnis von Lösungsmittel zu Kohle 1/2 : 1 bis 6 : 1 zu erhalten, wird von dem Zwischentank zum Lösetank geführt. Nach dem Anfahren kann Lösungsmittel, wenn die Menge des wirksamen Lösungsmittels die Lösungserfordernisse übersteigt, von dem Zwischentank abgezogen werden. Es wird allgemein angenommen, daß die Lösungsmittelanforderungen für die Lösung von bituminöser Kohle durch Steuerung des Betriebsdrucks und der Betriebstemperatur des Kombinationsturms erfüllt werden können, so daß die direkte Zufuhr der Destillierfraktion zu dem Lösetank erfolgen kann, in welchem Falle der Zwischentank überflüssig ist.The solvent required at the beginning is also introduced into the intermediate tank. The amount of the necessary Solvent to obtain a ratio of solvent to coal 1/2: 1 to 6: 1 is taken from the intermediate tank led to the dissolving tank. After start-up, if the amount of active solvent exceeds the dissolution requirements, solvent can be withdrawn from the intermediate tank. It is generally believed that the solvent requirements for dissolving bituminous coal through control the operating pressure and the operating temperature of the combination tower can be met, so that the direct supply the distillation fraction can be carried out to the dissolving tank, in which case the intermediate tank is superfluous.
Die folgenden Beispiele sollen zur weiteren Erläuterung dieser Erfindung dienen. Die einzelnen Angaben sind jedoch nicht im beschränkenden Sinne aufzufassen.The following examples are intended to further illustrate this invention. However, the individual details are not to be understood in a limiting sense.
Gemäß der Erfindung wurde eine bituminöse Kohle mit der folgenden ZusammensetzungAccording to the invention, a bituminous coal was made with the following composition
Analyse ' Gewichtsprozent Analysis ' weight percent
Feuchtigkeitsgehalt 1,4Moisture content 1.4
flüchtige Stoffe ' j>6,6volatile substances' j> 6.6
fester Kohlenstoff 56,.6solid carbon 56, .6
Asche 5,4Ashes 5.4
auf eine solche Teilchengröße zerkleinert, gestoßen und ge mahlen, daß i7,3 i° auf einem Sieb von 0,147 mm lichter Maochenweite (lOO Mesh) zurückgehalten wurde. Zu Vergleichszv.'ecken wurde festgestellt, daß der Anteil an gebundenem Schwefel 1,46 Gewichtsprozent betrug. Die zerstoßene Kohle und ein Teerdestillat besitzen eine anfängliche Siedetempera-comminuted, pounded and ground to such a particle size that i7.3 i ° was retained on a 0.147 mm clear sieve (100 mesh). For comparison points it was found that the proportion of bound sulfur was 1.46 percent by weight. The crushed coal and a tar distillate have an initial boiling temperature
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tür von etwa 4000G ( 7500I1) (umgerechnet auf eine Atmosphäre) und wurden in die Lösezone eingeführt, um ein Verhältnis von Lösungsmittel au Kohle von 3 - 1 zu ergeben. Die Mischung wurde- gerührt, auf eine Temperatur von 232°G (45O0F) gekühlt und über ein Filter.,wäitergeleitet. Die filtrierte Kohlelösung besaß die folgenden Eigenschaften:door of about 400 G 0 (750 0 I 1) (converted to one atmosphere) and were introduced into the dissolving zone to produce a ratio of solvent au carbon of 3 - to give first The mixture wurde- stirred, cooled to a temperature of 232 ° G (45O 0 F) and a filter wäitergeleitet.. The filtered coal solution had the following properties:
Spezifisches G-ewicht ( 1QO°/1OO°F ' 1,2407Specific weight (1QO ° / 1OO ° F '1.2407
Erweichungspunkt 0I ( B + R ) 152Softening Point 0 I (B + R) 152
Schwefel (G-ewichtsprozent) 0,46 Rückstand an Kohlenstoff (G-ewichtsprozent)Sulfur (weight percent) 0.46 residue of carbon (weight percent)
Ramsbottom 30,9Ramsbottom 30.9
Conradson ■ 31,3 CSp Löslichkeit (Gewichtsprozent)Conradson ■ 31.3 CSp solubility (weight percent)
Bitumen 76,66Bitumen 76.66
Asche 0,02Ash 0.02
Unterschied , 23,22Difference, 23.22
Die filtrierte Kohlelösung wurde auf 4880G (9100F) aufgeheizt und verkokt, um einen Koks herzustellen, der/aus dem Koker abgezogen wurde und die folgenden Eigenschaften besaß :The filtered coal solution was heated to 488 0 G (910 0 F) and coked to produce a coke that was withdrawn from / from the coker and had the following properties:
G-ewichtsprozentWeight percent
flüchtige Stoffe 10,9volatile substances 10.9
Schwefel 0,27Sulfur 0.27
Asche 0,13Ash 0.13
jiiisen 0,036jiiisen 0.036
Silikon _ 0,009Silicone _ 0.009
H2O.. 0,112H 2 O .. 0.112
Nickel 0,0073Nickel 0.0073
Titan . 0,013Titanium. 0.013
fanddium 0,00024founddium 0.00024
Bor (ppm) ..Boron (ppm) ..
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- ίο -- ίο -
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 eine Atmosphäre) von etwa 400 G ( 75O0P ) 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 e:'.ne Temperatur von 427°C (80ü°J?) aufrechterhalten wurde. Die resultierende Kohlelösung wurde auf eine Temperatur von etwa 233'0C (45O0]?) gekühlt und über einen Filter, der mit einer Standardfilterhilfe überzogen war, ..eitergeleitet. Die filtrierte Kohlelösung besaß die folgenden Eigenschaften:"After the preparatory work mentioned in Example I, a bituminous coal, which had the same properties as the coal in Example I, and a distillate, which had an initial boiling temperature (converted to one atmosphere) of about 400 G (750 0 P), was used in introduced the zone in the dissolving tank to achieve a 2: 1 ratio of solvent to carbon. The mixture was stirred while a pressure of 5 atmospheres and a temperature of 427 ° C (80 ° C) was maintained. The resulting coal solution was cooled (0]? 45O) to a temperature of about 233 'C and 0, ..eitergeleitet via a filter, which was coated with a standard filter aid. The filtered coal solution had the following properties: "
Spezifisches Gewicht (1OO°/LOO°F ) 1,2525Specific gravity (1OO ° / LOO ° F) 1.2525
Erweichungstemperatur 0I1 (B + E) 212Softening temperature 0 I 1 (B + E) 212
Schwefelgehalt (Gewichtsprozent) 0,44 Kohlenstoffrückstand (Gewichtsprozent)Sulfur content (percent by weight) 0.44 Residual carbon (percent by weight)
Conradson 35 »9 ■ CSp Löslichkeit (Gewichtsprozent)Conradson 35 »9 ■ CSp solubility (weight percent)
Bitumen S8,35Bitumen S8.35
Asche - OjO?Ash - OjO?
Unterschied 31,58Difference 31.58
Die filtrierte Kohlelösung wurde auf 4880C (9100I) erhitzt 'unc verkokt, um einen Koks herzustellen, dec von dem Koker abgezogen wurde und die folgenden Eigenschaften besaß :The filtered charcoal was solution was heated to 488 0 C (910 0 I) 'unc coked to produce a coke dec withdrawn from the coker and had the following properties:
feAD ORIGINAL 909816/0246feAD ORIGINAL 909816/0246
- ii -- ii -
Schwefel " 0,28 Sulfur " 0.28
Asche- 0,12Ash- 0.12
Eisen 0,025Iron 0.025
Silizium 0,003 Silicon 0.003
R2O5 . 0,096 R 2 O 5 . 0.096
Nickel 0,0015 Nickel 0.0015
Titan 0,014 Titanium 0.014
Vanadium 0,00024 ,Vanadium 0.00024,
Bor (ppm) 10 MBoron (ppm) 10M
Die Qualität des Kokses, der gemäß den obigen Beispielen hergestellt wurde, entspricht der von Koks, der aus den besten Petroleumrückständen hergestellt wurde. The quality of the coke made according to the above examples corresponds to that of coke made from the best petroleum residues.
Der Abzug von dem Koker wurde kondensiert und besaß die folgenden Eigenschaften : The vent from the coker was condensed and had the following properties:
100/600P 1,148 100/60 0 P 1.148
25/25°C 1,16025/25 ° C 1.160
2100F Oentipoise 12,0210 0 F oentipoise 12.0
Sulfonierungsrückstand keiner Sulphonation residue none
Schwefel (Gewichtsprozent) 0,38 Sulfur (weight percent) 0.38
Von dem Abzug des Kokers hatte etwa 50 >& eine anfängliche Siedetemperatur von mehr aid 4000G (7500F). Of the withdrawal of the coker had about 50>& an initial boiling point of more aid 400 0 G (750 0 F).
Die e::trahierbaren kohlenstoffhaltigen Stoxfe ( ausgenommen j Faserl'olile), die in de.? pulverisierten Rohkohle enthalten J rind, werden demnach bei erhöhten Temperaturen und DruckenThe extractable carbonaceous substances (except j Fiber l'olile), which in de.? powdered raw coal contain J beef, are therefore at elevated temperatures and pressures
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gelöst, wobei ein hochsiedendes, flüssiges Lösungsmittel mit hohem Gehalt an aromatischen Stoffen verwandt wird, so daß eine Lösung der extrahier"baren kohlenstoffhaltigen Stoffe gebildet wird, die als Kohlelösung bezeichnet wird. Die Faserkohle und die Mineralstoffe werden von dem Lösungs mittel praktisch nicht beeinflußt und sind in der Kohlelösung suspendiert. Solange sich die Kohlelösung in einem frei fließenden Zustand, befindet, wird sie filtriert, um die suspendierten Festkörper {einschließlich der ungelösten extrahierbaren Stoffe) abzutrennen. Danach wird die Kohlelösung gemäß der Erfindung auf eine Temperatur Oberhalb der beginnenden Verkokung aufgeheizt und durch eine Yerkokungseinheit geleitet. Der Koks wird von der Verkokungseinheit entfernt ,■ und weiteren Einheiten zugeführt, die eine Vorrichtung zur Behandlung von Koks und eine Vorrichtung zum Kalzinieren enthalten. Die dampfförmigen Produkte werden von der Verkokungseinheit abgezogen und in eine Fraktioniereinheit eingeführt, in der sie in verschiedene Fraktionen getrennt werden, z.B. eine leichte Fraktion aus Gas und Benzin, eine mittlere und mittelschwere Fraktion aus Öldestillaten und eine schwere -■--..-. Fraktion mit dem Rückstand. Zumindest ein Teil des hoch siedenden Lösungsmittels mit hohem Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen, das zur Lösung oder Aufschiießung der extrahierbaren kohlenstoffhaltigen Stoffe verwandt wird, die in der Rohkohle vorhanden sind, wird von einer Fraktion ab- · gezweigt, die von der Fraktioniereinheit wiedergewonnen wurde.dissolved, with a high-boiling liquid solvent with high aromatic content is used, so that a solution of the extractable carbonaceous substances is formed, which is referred to as coal solution. the Fibrous carbon and the minerals are practically not influenced by the solvent and are in the carbon solution suspended. As long as the coal solution is in a free flowing state, it is filtered to remove the to separate suspended solids (including undissolved extractables). After that, the coal solution according to the invention heated to a temperature above the incipient coking and passed through a coking unit. The coke is removed from the coking unit, ■ and further units are supplied, which have a device for treating coke and a device for calcining contain. The vaporous products are withdrawn from the coking unit and introduced into a fractionation unit, in which they are separated into different fractions, e.g. a light fraction of gas and petrol, a medium and medium-weight fraction from oil distillates and a heavy - ■ --..-. Fraction with the residue. At least part of the high-boiling solvent with a high aromatic content Hydrocarbons that are used to dissolve or dissolve the extractable carbonaceous substances that are present in the raw coal are used by a fraction branched, which was recovered by the fractionation unit.
Die entaschte Kohlelösung kann danach in einer üblichen VerkokungsThe ash from the coal solution can then in a conventional coking
inheit behandelt werden, die etwa so ausgeführt ist, wie die Einheiten, die zürn ^erkoken von Petroleum zur Herstellung von Koks und andasn wertvollen Produkten verwandt werden. Da die Eigenschaften der Lösung ähnlich sind wie diejenigen von Kohle-unit, which is designed in the same way as the units that are used to coke petroleum for the production of Coke and other valuable products are used. Since the Properties of the solution are similar to those of coal
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teerpechen, die bei niedrigen Temperaturen verkokt werden, kann die entaschte Kohlelösung als flüssiges Ausgangsmaterial in Anlagen verwandt werden, bei denen niedrig siedende Teerdestillate zur Herstellung des Lösungsmittels verfügbar sind.tar pitch, which can be coked at low temperatures the ashed coal solution as a liquid starting material in Systems are used in which low-boiling tar distillates are available for the production of the solvent.
Die filtrierte Kohlelösung kann in irgendeiner üblichen Verkokungseinheit leicht verkokt werden, die zum Ve.rkoken von Petroleum dient, und in der die Lösung auf eine Temperatur oberhalb ihrer anfänglichen Verkokungstemperatur erhitzt ..'ird und danach verkokt wird, um praktisch aschefreien Koks herzustellen, der einen großen Anteil von leichtflüshfcLgen Stoffen, z.B. von 4 bis 26 $> erhält.The filtered coal solution can be lightly coked in any conventional coking unit used to coke petroleum and in which the solution is heated to a temperature above its initial coking temperature and then coked to produce virtually ash-free coke, the a large proportion of highly volatile substances, e.g. from $ 4 to $ 26.
Vorzugsweise wird die Kohlelösung in einer verzögerten Verkohlungseinheit verkokt, die in der Hauptsache aus Kokstrommeln besteht. Bei Verwendung einer solchen Einheit wird die filtrierte'Kohlelösung auf eine Temperatur von etwa 850° bis 10500I1 (450° bis 56O0O) erhitzt und einer der Verkokungstrommeln zugeführt. Die untere Grenze oberhalb der anfängliehen Verkokungstemperatur, auf die die Kohlelösung aufgeheizt wird, ist durch die obere Grenze der leichtflüchtigen Stoffe gegeben, die als Verkokungsprodukt erwünscht sind, normalerweise etwa 8 bis 16 $. Die obere Grenze oberhalb der anfänglichen Verkokungstemperatur, auf die die Kohlelösung aufgeheizt wird, ist durch die untere Grenze der leicht flüchtigen Stoffe in dem Verkokungsprodukt gegeben, normalesweise 6 bis 8 /o, da Koks der weniger als 6 '/0 leichtflüchtige Stoffe besitzt, außerordentlich hart ist und es folglich schwer ist, ihn aus der Verkokungstrooimel zu entfernen.Preferably, the coal solution is coked in a delayed char unit consisting mainly of coke drums. When using such a unit, the filtrierte'Kohlelösung is heated to a temperature of about 850 ° to 1050 0 I 1 (450 ° to 56o 0 O) and fed to one of coke drums. The lower limit above the initial coking temperature to which the coal solution is heated is given by the upper limit of the volatile substances which are desired as coking product, normally about 8 to 16 $. The upper limit above the initial coking temperature to which the coal solution is heated is given by the lower limit of the volatile substances in the coking product, normally 6 to 8 / o, since coke has less than 6 '/ o volatile substances, extraordinary is hard and consequently difficult to remove from the coking tray.
Die Kohlelösung kann auch in ev.ner Kontaktverfcokungseinheit auch bei höheren Temperaturen verkokt werden ( die aas einem Iteaktionsgefäß besteht, das ein abwärtsfließendes Bett aus besonderem Material besitzt, auf dem die Charge ausgebreitetThe carbon solution can also be used in a contact carbonization unit can also be coked at higher temperatures (which consists of a reaction vessel consisting of a downward-flowing bed possesses special material on which the batch is spread
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und verkokt wird), um Verkokungsprodukte zu erhalten, die weniger als 6 io flüchtige Stoffe enthalten. Höhere Temperaturen sind zulässig, wenn eine Kontaktverkokungseinheit verwandt wird, «il dabei nicht die praktische Begrenzung der Entfernung des Kokses aus einer Trommel "besteht, die mit Koks mit weniger als 6 io flüchtigen Stoffen gefüllt ist. Ferner erfordern die Verfahren mit der Kontakt verkokung tein Vorheizen der Charge auf einer Temperatur oberhalb ihrer anfänglichen Verkokungstemperatur, da die Temperatur der Charge in dem Verkoker auf eine Temperatur oberhalb des anfänglichen Verkokungspunktes durch die leicht einstellbare Temperatur der Kontaktpartikel gebracht werden kann.and is coked) in order to obtain coking products that contain less than 6 io volatile substances. Higher temperatures are permitted if a contact coking unit is used, which does not have the practical limitation on removing the coke from a drum filled with coke with less than 6,000 volatiles. Furthermore, the contact coking methods require no Preheating the batch to a temperature above its initial coking temperature, since the temperature of the batch in the coker can be brought to a temperature above the initial coking point by the easily adjustable temperature of the contact particles.
Die Fraktioniereinheit, die vorzugsweise an die Verkokungseinheit direkt angeschlossen ist, wird auf einer solchen Temperatur und einem solchen Druck gehalten, daß es möglich ist, sämtliches oder einen Teil des hocharomatischen flüssigen Lösungsmittels für die Lösung der Kohle zurückzugewinnen. Die anfängliche Siedetemperatur (umgerechnet auf eine Atmosphäre) eines derartigen Lösungsmittels liegt zwischen 650° und 0 ( 340° - 45O0E?) .The fractionation unit, which is preferably directly connected to the coking unit, is kept at such a temperature and pressure that it is possible to recover all or part of the highly aromatic liquid solvent for the solution of the coal. The initial boiling point (converted to one atmosphere) of such a solvent is between 650 ° and 0 (340 ° - 45O 0 E).
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US83131059A | 1959-08-03 | 1959-08-03 | |
US83131259 | 1959-08-03 | ||
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Legal Events
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---|---|---|---|
SH | Request for examination between 03.10.1968 and 22.04.1971 | ||
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |