DE1768566A1

DE1768566A1 - Kohlehydrierverfahren

Info

Publication number: DE1768566A1
Application number: DE19681768566
Authority: DE
Inventors: Schulman Bernard Lamar
Original assignee: Exxon Research and Engineering Co; Esso Research and Engineering Co
Current assignee: ExxonMobil Technology and Engineering Co
Priority date: 1967-05-29
Filing date: 1968-05-29
Publication date: 1971-11-18
Also published as: FR1587888A; GB1221696A; BE715818A; DE1768566B2; US3488279A

Description

DR. EULE DR. BERG D1PL.-ING. STAPF

PATENTANWÄLTE • ΜΟΝΟΝ!!« I, HIL.ILHTRAME SO I /ÖOOOO

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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

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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 tf^r 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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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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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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BAD ORIGINAL Beispiel

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	*5098**
	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.

In dieser Hydrierungszone wird eine Umwandlung der Kohlen-

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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

Patentansprüche:

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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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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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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