DE1768566A1 - Kohlehydrierverfahren - Google Patents
KohlehydrierverfahrenInfo
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
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Description
PATENTANWÄLTE • ΜΟΝΟΝ!!« I, HIL.ILHTRAME SO I /ÖOOOO
Anwalts-£kte 17 344-Be/Sch
Esso Research and iüigineering Company, iilizabeth,
iN.J. o72o7/ÜSA
jjie vorliegende Ücfinaung betrifft die Umwandlung von
Konle in flüssige Konlenwasserstoffprodukte durch Umsetzen
von wasserstoff mit den chemischen Bestandteilen der Kohle sowohl durch wasserstoff—.Donatorlösungsmittelreaktion
als auch durch katalytiache Hydrierung.
üs wurden bishen viele Anstreigingen auf dem Gebiet der
-2-
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Umwandlung von Kohle in flüssige Produkte, sowohl auf
dem Gebiet der Wasserstoff—Donatorextraktion als auch
auf dem Gebiet der katalytischen Hydrierung von Kohle in einer Extraktlösung unternommen. Es ist bekannt, Kohle in
flüssige Produkte umzuwandeln, die dann hydrogekrackt und nachbehandelt werden zur Bildung von Benzin. In solchen
bekannten Verfahren wird die Kohle in einer Lösungsmittelextraktionszone mit einem geeigneten Lösungsmittel aufgeschlämmt,
wie beispielsweise mit Tetralin (ein Wasserstoff— Donatorlösungsmittel). Katalytische Hydrierung kann ebenso
in dieser Extraktionezone durchgeführt werden. Jedoch werden nach einer Teilumwandlung der Kohle in der Extraktionszone,
nur die flüssigen Produkte dann der katalytischen Hydrierung in den nachfolgenden Zonen unterworfen,
wobei die nicht umgesetzte Kohle von der Extraktionszone in eine Karbonierungszone geleitet wird, wo sie thermisch
zu verkohlten und gekrackten Produkten übergeführt werden. Nach der vorliegenden Erfindung wird die nicht umgesetzte
Kohle aus der Extraktionszone getrennt einer katalytischen Hydrierung unterworfen.
Ein verbessertes Verfahren zur Umwandlung von Kohle zu flüssigen Kohlenwasserstoffen besteht darin, daß man die
Kohle der milden Umwandlung unter Verwendung der tfr serst
off—Donatorextraktion unterwirft, wonach in einer zweiten
Stufen katalytische Hydrierung folgt. Nach diesem Verfahren
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wird eine höhere Gesamtumwandlung der Kohle erreicht als dies bisher durch die Wasserstoff—Donatorextraktion allein
möglich war, und der Wasserstoff wird in wirksamerer Weise als in dem Einstufenverfahren verwendet.
In der ersten Stufe wird Sauerstoff in ungefähr gleichem
Maße als Kohlendioxid (1,0-Teil) und Wasser (1,5 ieile) ausgeschieden.
In der zweiten Stufe (katalytische Hydrierung) setzt sich der Sauerstoff vor allem mit Wasserstoff um, um
mehr in Form von Wasser als in Form von CUo auszutreten.
Jedoch werden diejenigen Bestandteile der Kohle, welche die größeren Mengen von gebundenem Sauerstoff enthalten,
in der ersten Stufe umgesetzt. Da der größte Teil des Sauerstoffs in der ersten Stufe entfernt wurde, ist der Verbrauch
von Wasserstoff zur Bildung von Wasser verringert.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung, worin das vorliegende Verfahren schematisch dargestellt ist, ist zu ersehen, daß
das Verfahren die Herstellung einer Schlämme in der Zone 100 durch Mischen von zerkleinerter Kohle, die über die
Leitung 102 zugeführt wird, mit einem Wasserstoff—Donatorlösungsmittel,
das über die Leitung 104 zugeführt wird, umfaßt. Die Schlämme wird über die Leitung 106 entfernt und ic
eine Wasserstoff—Donatorextraktionszone 108 geleitet, in
welcher die Schlämme unter Umwandlungsbedingungen, wie sie nachfolgend eingehender angegeben werden, gehalten wird.
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Die flüssigen Produkte werden von der nicht umgesetzten
Kohle mittels mechanischer Abtrennung, wie durch eiri«
ajkXon getrennt und die flüssigen Produkte von der Extraktionszone
über die Leitung 110 abgezogen. Das hergestellte Gas wird über die Leitung 112 zur Umwandlung in
Wasserstoff (zum Beispiel durch die Wasser1—Gasreaktion),
nach Entfernen irgendwelcher Bestandteile, wie Butane, Fontane, und so weiter, die wirtschaftlichen Wert als
Treibstoffe haben, entfernt.
Die nicht umgesetzte Kohle und Asche in einer ölschlämm·
werden von der Wasserstoff—Donatorextraktionszone 108
über die Leitung 114 entfernt und in eine katalytische
Hydrierungszone 116 geleitet, wo die nicht umgesetzte Kohle mit einem Katalysator, der diskontinuierlich oder kontinuierlich
über die Leitung 118, und mit Wasserstoff, der kontinuierlich über die Leitung 120 eingeführt wird, in
Kontakt gebracht wird. Die Hydrierung wird in der flüssigen Phase in Gegenwart der durch katalytische Hydrierung
der nicht umgesetzten Kohle hergestellten flüssigen Produkte durchgeführt.
Die flüssigen Produkte aus der katalytischen Hydrierungezone
werden über die .Leitung 122 abgezogen und mit den
flüssigen Produkten aus der Wasserstoff—Dcnatorextraktions
zone zusammengeführt und der kombinierte btrom wird über
die Leitung 124 einem Röhrenofen mit atmosphärischem Druck
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126 zugeführt, wo die kombinierten flüssigen Produkte in Naphtha- und Heizöl (zum Beispiel 4-50 bis 6000F (250 bis
3150O)) Fraktionen fraktioniert wird. Die Sumpfprodukte
des unter atmosphärischen Bedingungen gehaltenen Turms werden über die Leitung 127 abgeführt und in einen Vakuum-Röhrenofen
zur Trennung in Schwergasöl (zum Beispiel 600 bis 95O0F (315 bis 51Q0C)) und Schwervakuumsumpfprodukte
(95O0F+ (5100G)) eingeführt. Das Schwergasöl wird teilweise
dem Kreislauf als Wasserstoff—Donatorlösungsmittel
(über die Leitung 104) wieder zugeführt und der Rest wird in der Zone I30 hydrogekrackt, vorzugsweise in einer katalytischen
Festbettreaktion. Die schweren Sumpfprodukte werden teilweise über die Leitung 132 dem Brennstoff beziehungsweise
Heizöl zugeführt und der Rest wird in der Zone 134 durch katalytische Reaktion entweder in einem Festbettoder
durch einen fluidisierten Katalysator in Fließbettverfahren gekrackt. Flüssige hydrogekrackte Produkte aus
beiden Zonen werden zur Fraktionierung und Gewinnung von Motorenkraftstoff und anderen Fraktionen kombiniert. Der
verbrauchte Katalysator von den beiden Hydrokrackzonen kann (zum Beispiel mittels einer Schlämmenleitung 118) diskontinuierlich
oder kontinuierlich in die Zone 116 überführt werden.
Der verbrauchte Katalysator und etwas okkludiertes öl
werden vom Sumpf der katalytischen Hydrierungszone 116
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über die Leitung 140 entfernt, und das öl wird vorzugsweise
unter Filterung gewonnen. Die feine Asche und das verkohlte Produkt, plus dem okkludierten Öl, werden von
dem oberen Teil der Zone 116 entfernt, und das Öl durch Filtrieren gewonnen. Gas wird aus den katalytischen Hydrierungszonen
über die Leitung 142 abgezogen und vorzugsweise mit dem Gas der Leitung 112 von der Wasserstoff—
Donatorextraktion kombiniert und zur Wasserstofferzeugung geleitet. In gleicher Weise wird das Abgas von den Hydrokrackeinheiten
über die Leitungen 144 und 145 zur Mischung mit dem Gas, das in den Reaktionszonen hergestellt wurde,
oder möglicherweise zur weiteren Behandlung zur Erhöhung der Wasserstoff reinheit geleitet.
Bei den vorliegenden Zweistufenverfahren werden hohe Umwandlungen
der Kohle erreicht. Die erste Umwandlungsstufe ist eine Wasserstoff—Donatorextraktionereaktion, die den
größten Teil Sauerstoff in der Kohle als GO2 eliminiert.
Die zweite Umwandlungsstufe besteht aus einer katalytischen Hydrierungszone, die eine hohe Umwandlung (größer
als 90$, bezogen auf die nicht umgesetzte Kohle, die in
dieser Zone als Beschickung verwendet wurde) bewirkt, wo jedoch die Tendenz besteht, Sauerstoff mit Wasserstoff umzusetzen,
eine unwirksame Verwendungsweise des teuren Wasserstoffreaktionspartners. Die Eliminierung von Sauerstoff
in der ersten Stufe verringert jedoch den Verbrauch
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von Wasserstoff in der katalytischen Hydrierungszone, weil
wenig Sauerstoff für die Reaktion mit Wasserstoff verbleibt,
Die vorliegende Erfindung ist auf die Umwandlung eines festen kohlenstoffhaltigen Materials (wie Kohle) in flüssige
Kohlenwasserstoffprodukte gerichtet, wobei die Produkte (durch Hydrokracken und auf anderem Wege) in Benzin
und wertvolle Kohlenwasserstoffendprodukte umgewandelt werden können.
Unter der Bezeichnung "Kohle" ist Lignit, Braunkohle, Schwarzkohle (subbituminous coal) und (bituminöse) Steinkohle
zu verstehen. Geeignete Quellen für diese Beschikkungen werden in natürlich vorkommenden Lagern in der ganzen
Welt gefunden, beispielsweise in der Illinois No. 6 bchicht.
Vor der Einführung in das Umwandlungssystem der vorliegenden Erfindung sollte die Kohle zu einer Partikelgrößenverteilung
ait einer maximalen Partikelgröße, die durch ein δ mesh (lichte Haschenweite 2,362 mm) Tyler-Sieb geht,
zerkleinert werden.
Die erste Reaktionszone dient der Wasserstoff—Donatorextraktion
der zerkleinerten Kohle. Es wurde gefunden, daß' bei Extraktionen des Wasserstoff—Donatortyps der Sauerstoff
in der Kohle ungefähr gleichmäßig als CQp und EUO
eliminiert wird. Im Gegensatz dazu ist bei katalytischer 109847/1898
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ORIGINAL
Hydrierung der Kohle das CO2 zu HgQ-Verhältnis ungefähr
1:5· ite ist daher die Reaktion von Sauerstoff in der Kohle
in der katalytischen Hydrierung vorzugsweise auf die Bildung von Wasser gerichtet, wodurch der Verbrauch von Wasserstoff
ohne Erhöhung der Kohlenwasserstoffproduktauebeute erhöht wird. Es ist daher wünschenswert, die erste
Stufenumwandlung als Wasserstoff—Donatorextraktion durchzuführen,
sodaß der überwiegende Teil Sauerstoff in der Kohle (ungefähr 80 hfs 85 Gew.# des vorhandenen Sauerstoffs)
bei dieser Art von Reaktion entfernt werden Isann, wodurch der Verbrauch von Wasserstoff unter Bildung von Wasser verringert
wird. In der Wasserstoff—Lonatorextraktionszone
wird die zerkleinerte Kohle mit einem Lösungsmittel, das im allgemeinen im Bereich von 600 bis 95O0F (315 bis 5100C)
siedet, in Kontakt gebracht, wobei dieses aus verschiedenen teilhydrierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie
l'etralin und den entsprechenden *>- und 4-iiinüaromaten besteht.
!Das Lösungsmittel kann ein.Gemisch von oubstanzen
umfassen, die eine geeignete Menge des gewünschten Wasserstoff—Donatorlösungsniittels
enthalten. Vorzugsweise wird ein im Bereich von 600 bis 95O0*1 (315 bis 5100G) siedender
Strom bevorzugt, obgleich ein weiterer Bereich Von 4-50 bis
95O0P (2$0 bis 5100C) ebenso als Wasserstoff—iJonatorlösungsmittel
verwendet werden kann.
Die Reaktionsbedintjungen in der wasserstoff—i>onatorextrak-
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tionszone sollen einschließen: ein Lösungsmittel-zu-liohlegewichtsverhältnis
im Bereich von ungefähr 1:1 bis ungefähr 4:1, vorzugsweise von ungefähr 1:1 bis 2:1; eine Φ·»»
peratur im Bereich von ungefähr 6500F (3400C) bis ungefäll*'
85O0F (450°0), vorzugsweise 700 bis 75O0F (370 bis 400°0)|
einen Druck, der so ausgewählt wird, daß das £ösungs»itt*i.
hauptsächlich in der flüssigen Phase bei der Arbeiteten-'
peratur gehalten wird, gewöhnlich im Bereich von ungefähr 50 bis ungefähr 800 psig (4,5 bis ungefähr 57 kg/cm ), vorzugsweise
ungefähr 350 psig (-25 kg/cm ) (abhängig von de«
Dampfdruck des ausgewänlten Lösungsmittels), und eine
* in
Durchschnittsverweilzeit für die Kohle/der Extraktionszone im Bereich von ungefähr 0,25 bis ungefähr 2,0 Stunden, vorzugsweise
0,5 Stunden. In dieser ErstStufenreaktionszone wird eine Kohleurawandlung (bezogen auf eine Feuchtigkeit- .
und aschenfreie Kohle) erhalten, die geeigneterweise ist Bereich von ungefähr 50 bis 85 Gew.^, vorzugsweise ungefähr
80 Gew.# liegt. Ebenso wird von ungefähr 7o bis 90 Gew.#
des in der Konle vorhandenen Sauerstoffs entfernt, vorzugsweise
ungefähr 85 Gew.#. Die erhaltenen flüssigen Produkte
werden aus der Losungsmittelextraktionszone, zusammen mit
dem Lösungsmittel, entfernt, und können von diesem unter Fraktionieren getrennt werden, uia einen Kreislauflösungsraittelstrom
zu schaffen, der getrennt vor der Rückführung zu der Extraktionszone hydriert werden kann, oder es werden
vorzugsweise das Lösungsmittel und das flüssige Produkt
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zusammen durch die nachfolgenden Behandlungevorrichtungen
zum Hydrokracken geleitet. Ein Kreislaufstron wird durch fraktionieren der hydrogekrackten Produkte erhalten· Der
in der Hydrokrackzone zugegebene Wasserstoff ersetzt den
in der Extraktionszone abgezogenen Wasserstoff«
Wenn gewünscht kann ebenso molekularer Wasserstoff oder ein Gasstrom, der molekularen Wasserstoff enthält, in die
Wasserstoff—Donatorextraktionssone zugeführt werden, um
einen Wasserstoffpartialdruok im Bereich von ungefähr 300
bis ungefähr 1500 psig (36 bis ungefähr 106 kg/cm ) zu
bilden.
Bas nicht umgesetzte Kohle-verkohlte Produkt enthält einen
geringeren Prozentsatz an gebundenem Sauerstoff als die Anfangs-MAF-Kohle. Gewöhnlich wird der Prozentsatz Sauerstoff in der nicht umgesetzten Kohle-verkohltes Produkt
in der Höhe von ungefähr 50 bis 60Si gegenüber des Prozentsatz in der Anfangs-MAi-Kohle liegen.
Wenigstens ein !Teil des Lösungsmittels und der flüssigen Produkte der Wasserstoff·—Donatorextraktion wird von der
Asche und nioht umgesetzten Kohle abgetrennt, die in dem
Abstrom der Srtraktionszone vorhanden sind. Dies kann
mechanisch, vorzugsweise unter Verwendung eines Hydrozyklon-Typabecheidera erfolgen. Die Asche und nioht umgesetzte
Kohle, geeigneterweise als Schlämme oder Schlämme mit einem
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Teil der Flüssigkeit aus der Extraktionszone, werden in
eine katalytische Hydrierungszone zur weiteren Umwandlung der Kohle eingeführt. Geeigneterweiße wird der Katalysator
in der Form eines Fließbett-fluidisierten Katalysators gehalten oder wird in dem flüssigen Strom mitgeführt, tun
Pfropfenbildung beziehungsweise Verstopfen zu vermeiden, das bei einem Festbettarbeitsverfahren auftreten kann.
Die Flüssigkeit, die den Katalysator trägt und als Verdünnungsmittel wirkt, kann zugeführt werden durch Erhöhung
der Menge des Lösungsmittels und der Extraktprodukte, die von der Extraktionszone mit der Asche und der nicht umgesetzten Kohle abgezogen werden. Vorzugsweise jedoch wird
die Flüssigkeit durch die Reaktion der nicht umgesetzten Kohle mit Wasserstoff in der katalytischen Hydrierungszone geschaffen. Wjahrend der Anlaufzeit der Einheit wird
die Flüssigkeit vorzugsweise durch Lösungsmittel und als Extrakt von der Wasserstoff—Donatorextraktionszone zur
Verfügung gestellt.
Allgemein sollte das Gewichtsverhältnis flüssiges Medium zu nicht umgesetzter Kohle im Bereich von 1:1 bis 4:1,
vorzugsweise ungefähr 1:1 bis 2:1 liegen. Die Reaktionsbedingungen in der katalytischen Hydrierungszone sollten '
umfassen» eine Temperatur von 650 bis 85O0F (540 bis 45Q0C>-vorzugsweise 8000F (4250O), einen Druck im Bereich von
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BAD ORiQlNAt.
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1500 bis 5500 psig (106 bis 247 kg/cm2), vorzugsweise
2000 psig (142 kg/cm2), und eine Verweilzeit für die Kohle im Bereich von ungefähr 0,1 bis 1 Stunde, vorzugsweise
0,25 Stunden. Das im Kreislauf geführte Gas, das mehr als 75 Mol# Wasserstoff enthält, wird in die Reaktionszone
mit einer Geschwindigkeit von 25 bis 75 MSCF/ton (704 bis
2112 m5/t) MAF-Kohle, vorzugsweise 50 MSCF/ton (1415 m5/t)
eingeführt (11MSGF" bedeutet "1000 standard cubic feet1'.)
Es ist danach zu ersehen, daß der Katalysator, der in der katalytischen Hydrierungszone verwendet wird, vorzugsweise
als verbrauchter Katalysator aus einer Hydrokrackeinheit erhalten wird, worin die schweren flüssigen Produkte nach
Wasserstoff—Donatorextraktion und katalytischer Hydrierung
mit Wasserstoff zum Hydrokracken unter Bildung niedrig siedender Produkte (beispielsweise Benzin) behandelt werden
In dem katalytischen Hydrierungsreaktionsgefäß kann eine
Eadumwandlung von 90 bis 95$ ohne übermäßiges Kracken erhalten
werden. Obgleich normalerweise der größte Teil des Sauerstoffs ein katalytisches Reaktionsgefäß eher in der
Form als H2O als Cu2 verläßt, wurde der größte Teil des
Sauerstoffs in der ersten Stufe entfernt und der Verbrauch an Wasserstoff zur Wasserbildung wird verringert.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das nachfolgende berechnete Beispiel angegeben.
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Schwarzkohle mit den in der nachfolgenden Tabelle I angegebenen annähernden und endgültigen Analysen wird unter
Bildung der in der Tabelle angegebenen Eartikelgrößenver**
teilung fein verteilt.
Annähernde Analyse | 21,20 | I | • | 21,20 | |
Tabelle | Feuchtigkeit | 8,55 | Endgültige Analjee Gew.5*. |
8,55 | |
Asche | 35,55 | Feuchtigkeit | 5,82 | ||
Flüchtige Ma terialien |
34.70 | Asche | 50*98 | ||
100,üO | Wasserstoff (aus H^O) |
0,74. | |||
Kohlenstoff | 0,65 | ||||
Stickstoff | 14.06 | ||||
Schwefel | 100,00 | ||||
+ Sauerstoff (aus H0O) |
|||||
+ Die Menge entspricht 20# Sauerstoff bezogen' auf ΜΑΪ-Kohle.
Die in Tabelle I beschriebene fein verteilte Kohle wird mit Tetralin in einem Gewichtsverhältnis Losunfsaittel su
Kohle von ungefähr 2:1 gemischt. Die Schlämme wird in
einer Wasserstoff—iJonatorextraictionszone bei einer i'emperatur
von ungefähr 825°F (4400O) und einem Druck von ungefähr
750 psig (53 kg/cm ) gemischt und während einer
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Verweilzeit von ungefähr 0,5 Stunden mit dem Wasserstoff—
Donatorlösungsmittel (Tetralin) umgesetzt, wodurch «la· Kohleumwandlung τοη ungefähr 30 Gew.Ji auf HAP-Basis tip»' /'
halten wird. In diese Wasserstoff—Donatorextraktionalane werden ungefähr 85 Gew.# in der Kohle gebundener teuer*
stoff in der Gasphase bei einen H2O zu (X^-GewiphtBverhältnis von ungefähr 1,5:1 entfernt· Die flüssigen Produkte
der Wasserstoff—Donatorreaktion werden zusammen »it.de«
an Wasserstoff armem Lösungsmittel entfernt und später von dem Lösungsmittel so abgetrennt, daß die flüssigen Produkte
hydrogekrakt werden können.
Die 20& Kohle, die nicht umgesetzt wurden, enthalten·ungefähr .12 Gew.% ÖL,, bezogen auf MAF-Basis, oder nur ungefähr 15# Sauerstoff, bezogen auf die anfangsbeschickte
frische Kohle. Die nicht umgesetzte Kohle wird (zusammen* mit Asche) einer katalytischen Hydrierungszone in Kontakt
mit Kobaltnolybdatkatalysator und molekularem Wasserstoff
zugeführt. Sie Hydrierung wird bei einer Temperatur van
ungefähr 825°? (4400C), einem Druck von ungefähr 2000 peig
(142 kg/W), einer Feststoffverweilzeit von ungefähr 0,5
Stunden und einea Waseeretoffbeechickungsverhältnis von
ungefähr 30 MSCP/ton (1415 «5/t) MAF-Beschickung verkoktes Produkt zum Reaktionsgefäß.
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* "I
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beschickung auf 90 bis 95 Gew.# durchgeführt und der verbleibende
Sauerstoff wird hauptsächlich als Wasser abgezogen, wobei das EUO-zu-COg-Gewichtsverhältnis ungefähr 5»0:
1 ist. Somit werden 85# des Sauerstoffs in der ersten Zone
umgewandelt (51# Umwandlung zu Wasser, 34# Umwandlung zu
GO2) und die verbleibenden 15$ werden in der zweiten Zone
umgewandelt (12,5$ zu Wasser, 2,5$ zu GO2). Die Gesamtum- ■
Wandlung zu GO2 beträgt 36,5# im Vergleich zu nur ungefähr
16#, wenn die katalytische Hydrierung allein verwendet
wird.
Die Gesamtumwandlung der Kohle in beiden Reaktionszonen betrug ungefähr 98 bis 99 Gew.#.
Sie von der katalytischen Hydrierungszone abgezogenen flüssigen Produkte werden mit den flüssigen Produkten von
der Wasserstoff-—Donatorextraktion gemischt und fraktioniert,
dann in Kontakt mit einem Kobaltmolybdatkatalysator dea Hydrokr&cken unterworfen. Wenn sie in einem fluidisierten
Katalysator-KLießbett hydrogekrackt werden, ist das Kreielaufgajiverhältnis ungefähr 10 000 SCF/B bei einer
Temperatur von ungefähr 8000F (4-3O0G) und einem Druck von
ungefähr 2000 psig (142 kg/c«2).
Der Katalysator kann nach Erschöpfen in der Hydrokrackeinheit
dem katalytischen Hydrierungsgefäß zur Verwendung
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beim Hydrieren der nicht umgesetzten Kohle aus der Wasserstoff—Donatorextraktionszone
überführt werden.
Nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht die Verwendung
der Wasserstoff—Donatorextraktion dtr ersten Stufe de»
Gebrauch niederer Temperaturen und relativ niedere Uiawimdlungsverhältnisse
zur Verringerung der Gasausbeuten und zur maximalen iiitfernung von Sauerstoff als OQ2» wobei
diese beiden Gesichtspunkte zur Wasserstoffkoneervierung
beitragen (der wünschenswertwerweise mit dem kohlenhaltigen
Material in der Kohle unter Bildung eines flüssigen Kdhlenwasserstoffprodukts
reagieren soll). In der katalytischen riydrierungszone werden höhere '.Temperaturen verwendet, um
höhere Umwandlung und, unter Verwendung eines Katalysators, gute üelektivität gegenüber flüssigen Produkten zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung schafft daher ein überlegenes
Verfahren zur Reduzierung des festen Materials in der Kohle zu flüssigen zur kommerziellen Verwendung geeignete Produkte.
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Claims (9)
1. Verfahren zur Herstellung von flüssigen Kohlenwasserstoffen
durch Umwandlung eines festen, Wasserstoff in unterschüssiger Menge und gebundenen Sauerstoff enthaltenden,
kohlenwasserstoffhaltigen Materials dadurch gekennzeichnet, daß man das feste kohlenwasserstoffhaltige Material in einer
Wasserstoff—Donatorextraktionszone mit einem Wasserstoff—'
Donatorlösungsmittel unter solchen Bedingungen.in Kontakt bringt, daß von 50 bis 85 Gew.# des festen kohlenwasserstoffhaltigen
Materials in flüssige Produkte umgewandelt und von 70 bis 90 Gew.% Sauerstoffgehalt entfernt werden,
danach man das nicht umgesetzte feste kohlenwasserstoffhaltige Material in einer katalytischen Hydrierungszone
mit gasförmigem molekularem Wasserstoff und einem Hydrierungskatalysator
unter Bedingungen in Kontakt bringt, um eine Gesamtumwandlung von 95 bis 99 Gew.# des festen kohlenwasserst
off halt igen Materials in flüssige Produkte zu erhalten und im wesentlichen den gesamten darin verbliebenen
gebundenen Sauerstoff zu entfernen.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß man die Wasserstoff—Donatorextraktion durchführt mit einem
Lösungsmittel, nämlich Tetralin, teilhydriertem Anthracen und/oxLer aromatischen flüssigen Produkten, die im Bereich
von 400 bis 95Q0F (200 bis 5100O) sieden, bei einem Gewi
chtsverhältnis Lösungsmittel-zu-festem Kohlenwasserstoff-
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haltigem Material im Bereich von 0,5 bis 4, vorzugsweise
1-2:1, bei .einer Temperatur im Bereich von 650 bi» 850°I
(540 bis 4500C), vorzugsweise 7CO bis 75O0P (370 bis
40G0C), bei einem Druck im Bereich von 50 bis 800 peig
(4,5 bis 57 kg/cm2), vorzugsweise 550 peig (25 kg/ce2),
bei einer Verweilzeit im Bereich von 0,25 bis Z Stunden,
vorzugsweise 0,5 Stunden und die katalytisch« Hydrierung unter den nachfolgenden Bedingungen durchführt, einer
wirksamen Menge Katalysator, nämlich Kobaltmolybdat-auf-Aluminiumoxid
und/oder sulfidierte Modifikationen derselben r einer !Temperatur im Bereich von 650 bis 850 F (340
bis 45O0C), vorzugsweise 80O0P (4250C), einem »ruck in Bereich
von 15OO bis 35OO psig (106 bis 247 kg/cm2), Vorzugsweise
Γ000 psig (142 kg/cm ), einer Verweilzeit des festen
kohlenwasserstoffhaltigen Materials im Bereich von 0,1
bis 1 Stunde, vorzugsweise 0,25 stunden, und einem Waeeerstoffbeschickungsverhältnis
von 25 bis 75 MSCF/ton (704 bis 2112 ar/t) festen kohlenwasserstoffhaltiges Material*
vorzugsweise 50 MSCF/ton (1415 "5
3· Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche
dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserstoff—•Donatorextraktionsbedingungen
umfassen: ein aus den flüssigen Pro dukten herrührendes Lösungsmittel mit einem öiedebereioh
von 400 bis 95O0P (^UO bis 5'100O), und ein uewichtsverhältnis
Lösungsaittel-zu-festem konlenwasserstoffhaügem
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BAD ORIGINAL
Material von ungefähr 2:1, eine 'Temperatur von ungefähr
700 bis 75O0F (370 bis 4000G), ein Druck von ungefähr
3£0 psig (25,6 kg/cm ), und eine Verweilzeit· dee festen
kohlenwasserstoffhartigen Materials von ungefähr 0,5 Stunden,
wobei eine Umwandlung von ungefähr 85 ttew«# erhalten
wirft, und die katalytischen Hydrierungsbedingungen umfassen:
eine Temperatur von ungefähr Ö25 2? (440 O), einen
Druok von ungefa.hr 20C1O psig (142 kg/cm ), und ein Wasser--Stoffbeschickungsverhältnis
von ungefähr 50 MBOF/ton (1415 π /t) festes kohlenwasserstoffhaltiges Material.
4. Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch
gekennzeichnet, daß das nicht umgesetzte feste kohlenwasserstoffhaltig© Material von wenigstens einem l'eil
der flüssigen Produkte und des Wasserstoff—üonatorlösungsmittele
getrennt wird vor der, Hydrierung derselben in der katalytischen Hydrierungszone.
5· Verfahren gemäß einem der vorausgenenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß man die flüssigen ProduJtebe aus
der Wasserstoff—iJonatorextraktiouszone und der katalytijschen
Hydrierungszone zusaminengibt und wenigstens einen
Teil des kombinierten Stroms in Kontakt mit einem Kobaltmolybdatkatalysator
hydrokrakt unter Bedingungen, die eine Temperatur von ungefähr 750 bis 8000J? (400 bis 4250C),
einen Druck von 1500 bis 2500 psig (106 bis 177 kg/cm2),
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BAD ORlQINAi.
17685B6
und ein Wasserstoffbeschiekungsverhältnis yon ungefähr
10 000 ßCF/B umfassen.
6. Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß das feste kohlenwasserstoffhaltige Haterial Lignit ist.
7· Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet« daß das feste kohlenwasserstoff halt ige Haterial üohwarzkohle ist.
Θ. Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß das feste kohlenwasserstoff halt ige Haterial bituminöse Steinkohle ist·
9. Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche 1
bis 5 dadurch gekennzeichnet, dab das feste kohlenwasserstoff haltige Haterial Braunkohle ist.
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