DE2259542A1 - Verfahren zur umwandlung von kohle - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Kohle. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Umwandlung von Kohle in verwertbare Flüssigkeiten, Feststoffe und Gase durch die Korabination eines Schwelprozesses und eines Kohleverflüssigungsprozesses.

In der Industrie besteht ein Bedürfnis nach einem Verfahren zur Umwandlung von Kohle in einen den metallurgischen Qualitätsanforderungen entsprechenden Koks und in flüssige Kohlenwasserstoffe, wobei der Gesaratprozess vom wirtschaftlichen Standpunkt aus den bekannten Kokereiverfahren, insbesondere der eigentlichen Verkokung, d.h. der Hochtemperaturverkokung metallurgischer Kohle, überlegen oder zu diesen Verfahren doch zumindest wettbewerbsfähig sein soll, Die bekannten Verkokungsverfahren haben vor allem den Nachteil, dass sie entweder eine hochwertige Ausgangskohle er«

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fordern oder dass für minderwertigere Kohlen, insbesondere schwefelhaltige Kohlen, unter grossem Aufwand Reinigungeverfahren, insbesondere Entschwefelungsverfahren, vorgesehen werden müssen. Ausserdem ist den bekannten Verfahren zur Herstellung von metallurgischem Koks ein recht unwirtschaftlicher Material- und Energiestrom zueigen.

Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Umwandlung von Kohle zu schaffen, das die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und das es erlaubt, wirtschaftlich Kohle, auch minderwertige Kohle mit hohem Schwefelgehalt, in metallurgischen Koks umzuwandeln und das Verfahren dabei so zu gestalten, dass es als zusätzliche Quelle für nutzbare Energie und für Ausgangsstoffe für die Herstellung von Heizgas, flüssigen Brennstoffen, Chemikalien und metallurgischen! Koks dient.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass man in einem ersten Prozess feinverteilte Kohle entschwefelt und verkohlt, indem man die Kohle in Gegenwart von kohlenstoffhaltigen Verkohlungsprodukten im Wirbelbett bei Temperaturen bis zu ca. 871 ⁰C mit einem Wasserstoff enthaltenden Gas in Berührung bringt, das nicht mehr als ca. 2 Vol.-% Schwefelwasserstoff enthält und praktisch sauerstoff frei ist, und so ein Verkohlungsprodukt erhält, das nicht mehr als ca. 1 Gew,~% Schwefel enthält und für die Herstellung von metallurgischen Qualitätsanforderungen genügendem Koksmaterial geeignet ist, dass man in einem zweiten Prozess eine Kohleverflüssigung durchführt, indem man feinverteilte Kohle mit einem Wasserstoffdonatormedium bei einer Temperatur von ca, 427 - 516 ⁰C und einem Druck von 141 - 703 at in Berührung bringt, dass man die gasförmigen Produkte aus dem ersten und aus dem zweiten Prozess sammelt, um aus ihnen ein Wasserstoffgas zu gewinnen, das in den ersten

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und in den zweiten Prozess zurückgeführt werden kann, um dort den benötigten Wasserstoff zu liefern, und dass man die flüssigen Produkte aus dem ersten und aus dem zweiten Prozess sammelt, um aus ihnen schwere und mittlere Kohlenwasserstofföle herzustellen, die.in den ersten und in den zweiten Prozess zurückgeführt werden können.

Bei diesem kombinierten Verfahren liefert also die Verkohlungsreaktion im wesentlichen den für die Kohleverflüssigung benötigten Wasserstoff. Nach einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens können dann die schweren flüssigen Produkte aus der Verflüssigung und der Verkohlung mit den festen Verkohlungsprodukten zu einem metallurgischen Qualitätsanforderungen entsprechenden Koksmaterial vereint werden. Die übrigen im Verfahren anfallenden flüssigen Stoffe können zu direkt industriell verwertbaren Kohlenwasserstoffen aufgearbeitet werden. Die aus den beiden Teilprozessen des Verfahrens gewonnenen gasförmigen Produkte können sowohl als wertvolles Heizgas als auch als Wasserstoffstrom, der nach Rückführung im Prozess selbst wieder eingesetzt wird, verwendet werden.

Die Vorteile des Verfahrens liegen also im einzelnen darin, dass die Kohle in wirtschaftlicher Weise in veredelte gasförmige, feste und flüssige Produkte umgewandelt wird. Als gasförmige Produkte kommen dabei im wesentlichen Wasserstoff und Heizgas, als flüssige Stoffe vor allem auch Aromaten und als feste Stoffe Koksprodukte in Betracht, die metallurgischen Qualitätsansprüchen entsprechen. Dabei wird im Energiestrom und im Materialstrom des Verfahrens ein Minimum an externem Bedarf erreicht, während gleichzeitig ein Maximum auf. der Produktseite ermöglicht wird. Mit dem Verfahren können insbe-sondere auch Kohlen mit hohem Schwefelgehalt ,zu metallurgischem Koks veredelt werden, wobei als Neben- ' produkte ebenfalls wertvolle Heizgase, Wasserstoff und benzo-

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lische Kohlenwasserstoffe erhalten werden können. Von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung ist dabei der Vorteil, dass die in der Verkohlung und Verflüssigung durchgeführte Umwandlung der Kohle ohne einen Bedarf an externen Katalysatoren erfolgen kann. Vorzugsweise wird dabei die Verkohlung bei relativ niedriger Temperatur im Wirbelbettverfahren in einer entschwefelnden Wasserstoffatmosphäre durchgeführt, die im wesentlichen sauerstofffrei, d.h. auch frei von atmosphärischer Luft, ist. Die wirtschaftlichen Vorteile des vorgeschlagenen Verfahrens lassen sich vor allem durch Kombinationen und Unterkorabinationen der Produktströme erzielen, die in der Weise der Verflüssigung und der Verkohlung im Kreis wieder zugeführt werden, dass vor allem die wirtschaftlich nicht so wertvollen schweren Kohlenwasserstoffrückstände im Gesamtverfahren der Kohleumwandlung wieder verbraucht werden. Besonderer Wert wird bei den verschiedenen Ausbildungsformen des Verfahrens auf die Überwachung der Arten und Mengen der verwertbaren Produktgase, Produktflüssigkeiten und Produktfeststoffe, die durch die Umwandlung der Kohle erhalten werden, gelegt, wozu spezielle Auswahlbedingungen eingehalten werden, die Material- und Energiezuführungen zur Verflüssigung und zur Verkohlung genau gesteuert werden und genaue Aufarbeitungsverfahren für die Raffination der aus der Verkohlung und der Verflüssigung erhaltenen Produkte herangezogen werden.

Im wesentlichen wird das Verfahren im grossen und ganzen so durchgeführt werden, dass man eine abgebaute Kohle mit hohem Schwefel- und Aschengehalt wäscht und siebt und einen Teil der so vorbereiteten Kohle der Verflüssigung unterwirft, während ein anderer Teil dieser vorbereiteten Kohle der Verkohlung und Entschwefelung im Wirbelbett in Abwesenheit von Luft oder Sauerstoff in entschwefelnder, wasserstoffhaltiger Atmosphäre zugeführt wird. Der bei der Ver-

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kohlung erzeugte Wasserstoff kann dabei als Wasserstoffquelle für die Verflüssigung dienen. Gleichzeitig können die anderen Produktströme in die Verflüssigung und/oder in die Verkohlung zurückgeführt werden.

Entsprechend einer vorteilhaften Ausbildung des Verfahrens wird die eingesetzte Kohle bei 149 - 232 ⁰C, vorzugsweise im Bereich von 193 - 204 ⁰C, vorgetrocknet. Insbesondere für Kohlen mit einem Schwefelgehalt von 1 - 5 Gew.-% und einem Aschengehalt von 5-15 Gew.-% hat sich dabei eine Vortrocknungstemperatur von 199 ⁰C bewährt. Die Temperatur, für die Verkohlung bzw. für das Schwelen der Kohle im ersten Prozess beträgt in der Regel etwa 482 - 871 ⁰C und liegt vorzugsweise im Bereich von ca. 677 - 843 °C Weiterhin wird entsprechend einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens die Verkohlung unter Druck durchgeführt, und zwar- im Bereich von 6,3 - 21,1 at, vorzugsweise bei einem Druck von 6,7 at. Gute Ergebnisse wurden mit einer Ausgestaltung des Verfahrens erhalten, bei der man die Verfahrensparameter so wählte, dass, bezogen auf die umgewandelte Kohle, ca. 20 - 50 Gew.-% Verkohlungsprodukt erhalten wurden. Ausserdem hat sich eine Ausbildung des Verfahrens als vorteilhaft erwiesen, gemäss der man beim Kohleverflüssigungsprozess die Kohle im Gemisch mit einem Kohlenwasserstofföl, vorzugsweise mit einem Mittelöl, der Hydrierung aussetzt, wobei das mitverwendete Öl aus den Produktströmen des Verkohlungsprozesses und des Verflüssigungsprozesses abgezweigt und gegebenenfalls aufbereitet wird.

Einzelheiten des Verfahrens, weitere Merkmale der Erfindung und Ausbildungen der Erfindung sowie Ausführungsbeispiele sind anhand der Zeichnung nachstehend näher beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Schaubild des Materialstroms für

ein Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung;

Fig. 2 Diagramme, die den Einfluss des Verhältnisses der im Verkohlungsprozess eingesetzten Kohle zur Gesamtkohle auf die Produktverteilung darstellen;

Fig. 3 ein Flussdiagramm eines Verkohlungsund Entschwefelungsprozesses gemäss der Erfindung;

Fig. 4 eine Darstellung der Temperaturabhängigkeit des Restschwefelgehaltes in den Verkohlungsprodukten aus dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3»

Fig. 5 den Einfluss der Temperatur, der Aufheizgeschwindigkeit und der Dauer der Wärmebehandlung auf den Anteil an flüchtigem Schwefel im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3ϊ

Fig. 6 ein Flussdiagramm für den Kohleverflüssigungsprozess nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäss der Erfindung;

Fig. 7 ein Flussdiagramm für die Wiedergewinnung und Aufbereitung von Gasen im Rahmen eines AusfUhrungsbeispiels des Verfahrens;

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Fig. 8 ein Flussdiagramm für die Wiedergewinnung bzw. Aufbereitung der im Verfahren anfallenden Flüssigkeiten und

Fig. 9 ein Flussdiagramm, das die Herstellung

von metallurgischem Koks nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Vor dem Einsatz im Verfahren gemäss der Erfindung wird die abgebaute Kohle zunächst gewaschen, um ihren Aschengehalt zu verringern. Anschliessend wird ein Teil der gewaschenen Kohle der Verflüssigung, d.h. der Hydrierung, zugeführt. Der Rest der gewaschenen Kohle wird der Entschwefelung und Verkohlung unterworfen. Die in beiden Prozessen anfallenden Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe, werden so geführt und behandelt., dass sie teils als Rückführungsströme im Materialstrom, teils als Prozessendprodukte und zum Teil als Abfallprodukte aufgenommen werden. Nachstehend sind sowohl das Gesamtverfahren als' auch die einzelnen Verfahrensstufen genau beschrieben. Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden durch Hinweise auf bevorzugte Ausführungsformen der einzelnen Prozessstufen und ihrer Prozessparameter dargestellt.

In der Fig., 1 ist das Gesamtverfahren von der Zuführung ' der gewaschenen Kohle zur Kohleverflüssigung und zur Verkohlung bis zu den bevorzugten festen, flüssigen und gasförmigen Produktströmen, die flüssige Kohlenwasserstoffe und metallurgische Koksstoffe umfassen, gezeigt.

Eine mit hohem. Aschengehalt abgebaute Kohle wird gewaschen und gesiebt, wobei die Kohle folgende Zusammensetzung aufweisen kann:

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	nach Abbau	2259542
	43,5	Gewaschen
Gebundener Kohlenstoff	31,0	50,5
flüchtige Bestandteile	8,5	36,0
Feuchtigkeit	17	8,5
Asche	5,0

Nach dem Waschen ergab die Elementaranalyse der Kohle die folgenden Werte:

Bestandteil	Gew.-%	Gew.-%, bezogen auf aschenfreie Trocken substanz
Kohlenstoff	62,7	72,6
Wasserstoff	5,4	6,2
Schwefel	1,9	2,2
Stickstoff	1,6
Sauerstoff	14,9	17,2
Asche	5,0	_

freie Feuchtigkeit 8,5 -

Diese Kohle wird dann in genau bestimmte Teile geteilt und der Verkohlungseinheit bzw. der Kohleverflüssigungseinheit zugeführt. Mit dem Verhältnis, in dem diese Kohle der Verflüssigung und der Verkohlung zugeführt wird, kann der Wasserstoffbedarf des Gesamtverfahrens gesteuert werden. Wie später noch im einzelnen gezeigt wird, hängt, von diesem Aufgabeverhältnis auch die Verteilung der gewonnenen Produkte ab. In der Verflüssigungseinheit kann die Kohle mit rückgeführtem Öl aufgeschlemmt werden und anschliessend unter nichtkatalytischen Bedingungen bei 427 - 516 C und 141 - 703 at hydriert werden. Der dafür benötigte Wasserstoff kann voll;tändig aus der Tieftemperaturverkohlung durch Reinigung ud Aufarbeiten des Abgases erhalten werden.

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Die bei der Hydrierung erhaltenen Produkte können mit an sich bekannten Mitteln von der nicht umgesetzten Kohle getrennt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei der Einsatz eines Verdarapfungsverfahrens erwiesen. Durch anschliessendes Kühlen und Kondensieren der Produkte aus der Kohleverflüssigung werden flüssige Kohlenwasserstoffe, Kohlenwasserstoffgase und Stoffe erhalten, die im Kreis dem Prozess wieder zugeführt werden können. Die bei der Kohleverflüssigung durch die Umsetzung des Wasserstoffs mit der Ausgangskohle erhaltenen flüssigen Kohlenwasserstoffe .stellen, wie bekannt ist, auch bereits unaufbereitet wertvollere Stoffe als die ursprüngliche Kohle dar.

Die Verkohlungsanlage kann im wesentlichen aus einem Wirbelbett- Verkohlungsgenerator bestehen, in dem der Anteil an flüchtigen Bestandteilen in der Kohle von 36 auf 15 % vermindert wird. Die Wirbelbett-Verkohlung kann bei Drücken im Bereich vom Atmosphärendruck bis zu 21,1 at und bei Temperaturen bis zu ca. 871 ⁰C durchgeführt werden. Die Verkohlung wird in einer wasserstoffreichen Atmosphäre durchgeführt, die eine Entschwefelung der Kohle bewirkt und.zu Verkohlungsprodukten mit einem geringen Schwefelgehalt führt. Die bei der Verkohlung erhaltenen Verkohlungsprodukte werden in die Koksbereitungsanlage gegeben. Die Produktgase des Verkohlungsprozesses werden zur Abscheidung der kondensierbaren Teerbestandteile abgekühlt. Einem Teil des verbleibenden Restgases kann dann der Schwefelwasserstoff entzogen werden, um. dieses Gas"dann wieder in den Verkohlungsgenerator zurückzuführen. Das verbleibende Produktgas und die Produktflüssigkeiten können dann in die entsprechenden Aufbereitungsanlagen überführt werden.

Die aus der Verflüssigungsanlage und aus der Verkohlungsanlage abgegebenen Gase können dann mit den Abgasen aus anderen Anlagen, beispielsweise aus den Aufbereitungsanlagen

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oder den Koksbereitungsanlagen, zu einem gemeinsamen Gasstrom vereint und der Gasaufbereitungsanlage zugeführt werden. In dieser Anlage wird der Ammoniak gewonnen, wird eine Tief* temperaturtrennung der Gase durchgeführt, werden die Leichtöle kondensiert, sind eine Äthylenanlage und eine CLAUS-AnIage vorgesehen und ein umschaltbarer Kohlenmonoxidkonverter sowie ein Konlendioxidsammler vorhanden. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, fallen als Produkte der Gasaufbereitungsanlage im wesentlichen Äthylen, Schweiel, Ammoniak und Heizgase neben einem gereinigten ¥asserst ,ffstrom an, der zur Rückführung in andere Anlagen des Gesamtverfahrens benutzt werden kann, insbesondere zur Rückführung in den Kohleverflüssigungsreaktor und in die Hydrierprozesse der Anlagen zur Aufbereitung der Flussigprodukte.

Die Flüssigkeiten, die in der Verkohlungsanlage, der Kohleverflüssigungsanlage, der Gasaufbereitungsanlage und der Koksbereitungsanlage anfallen, werden in die Anlage zur Aufbereitung der Flüssigkeiten geleitet. Hier werden diese Flüssigkeiten zunächst durch Destillation in Leichtöle, Mittelöle und Schweröle aufgetrennt. Die Teersäuren und Teerbasen können in Extraktionsanlagen.gewonnen werden. Die Benzine können durch Reformieren und Lösungsmittelextraktion erhalten werden. Durch Cracken mit Wasserstoff und Dealkylieren können die Alkylaromaten in Benzol und Naphthalin überführt werden. In weiteren Destillationsanlagen können diese Rohprodukte dann in hochreines Benzol und Naphthalin überführt werden. Gegebenenfalls kann auch eine Wirbelbett-Verkokungsanlage eingesetzt werden, um die Kohlenwasserstoffschwerölrückstände in Fluidkoks und Öl umzuwandeln. Die anderen aus der Flüssigkeitsaufbereitungsanlage gewonnenen Kohlenwasserstofföle können dem Verfahren wieder zugeführt werden und dazu verwendet werden, bei der

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Kohleverflüssigung Aufschlemmungen der aufzugebenden Kohle herzustellen oder können "bei der Koksherstellung als Bindemittel dienen.

Die Anlage zur Koksherstellung kann die Verkohlungsprodukte mit dem geringen Schwefelgehalt in ein Koksmaterial umwandeln, das den Qualitätsanforderungen der Metallurgie genügt. Dazu werden die Verkohlungsprodukte mit dem Kohlenwasserstoffölen aus der Anlage für die Aufbereitung der flüssigen Produkte vermischt. Das so erhaltene Rohmaterial kann dann hei 538 C oder darüber verkohlt werden, wobei ein Kokserzeugnis erhalten wird, das allen metallurgischen Qualitätsanforderungen entspricht.

Die im Gesamtverfahren erforderliche Prozessenergie kann zum grössten Teil durch das Entspannen von Dampf erhalten werden, der aus den heissen Materialströmen in den Aufbereitungsanlagen für die flüssigen und die gasförmigen Produkte stammt. Überschüssige Kololeströme aus dem vorgeschalteten Waschen der Rohkohle können gemeinsam mit den Feststoffen, die als Rückstand bei der Kohleverflüssigung anfallen, als fester Brennstoff für die Erzeugung von elektrischer Energie abgezweigt werden.

Auf der Grundlage eines jährlichen Durchsatzes von 9,07 x 10 t feuchtigkeits- und aschefreier Kohle der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung, entsprechend einer jährlichen Rate von 10,46 χ 10 t Kohle mit einem Aschengehalt von 5 % und einem Feuchtigkeitsgehalt von 8,5 %_% können mit dem Verfahren die in Tabelle 1 zusammengestellten Produkte in der angegebenen Menge erhalten werden.

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Tabelle I

Hauptprodukte	Jährliche Produktion
Ammoniak	124 χ 103 t
Schwefel	165 x 103 t
Äthylen	545 x 106 kg
Benzol	712 χ 106 1
Naphthalin	100 χ 106 kg
Benzin	265,4 x 106 1
Rohstoffe für die Russproduktion	47,7 x 106 1
Metallurgischer Koks	3,67 x 10° t
Phenol	86,2 χ 106 kg
Orthokresol	32,0 χ 106 kg
Meta- und Parakresol	Ϊ26 χ 106 kg
gemischte Xylole	126 χ 106 kg
Pyridin	12,2 χ 10D kg
αί-Picolin	5,1 x 106 kg
Anilin	44,β χ TO6 kg
Rohkreosotgemisch	3,85 x 106 kg
Nebenprodukte

Heizgas (netto) Dampfkohle (netto) (15 % Asche, 8,5 % Feuchtigkeit)

Nicht umgewandelte Kohle (36 % Asche)

3,11 χ 10¹² kcal 16,01 χ 1O¹² kcal (2,57 x TO⁶ t) 3,36 χ 1C¹² kcal (0,685 x 10⁶ t)

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Wie vorstehend bereits ausgeführt wurde, beeinflusst das Verhältnis des Anteils der Kohle, der der Verkohlung zugeführt wird, zu dem Anteil der Kohle, der der Kohleverflüssigung zugeführt wird, die Qualität des erzeugten Kokses ebenso wie die Qualität und die Ausbeute der anderen verwertbaren flüssigen und gasförmigen Produkte. Bezogen auf 9,1 x 10 t feuchtigkeits- und aschefreier Kohle gibt Tabelle II den Einfluss der Qualität der Ausgangskohle, gemessen am Kohlenstoff-, Wasserstoff-, Stickstoff-, Schwefel-, Sauerstoff- und Aschengehalt der Kohle, auf das Produktgemisch und den Einfluss des Bruchteils der Kohle, der der Verkohlung zugeführt wird, auf die erhaltene Verteilung der Produkte wieder.

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Tabelle II	Illinoiskohle Orient Nr. 3	Illinoiskohle Nr. 6 Franklin County	Pittsburgh Seam
Kohle	Mittel	Mittel'	Hoch
Qualität
Kohlenanalyse	72,0 Gew.-56	62,8 Gew.-%	78,7 Gew.-^
Kohlenstoff	5,3 "	5,4 »	5,4 »
Wasserstoff	1,8 »	1,6 "	1,5 "
Stickstoff	2,0 "	1,9 "	1,25 »
Schwefel	11,0 "	14,8 »	7,1 "
Sauerstoff	7,9 "	5,0 "	6,1 »
Asche

Bruchteil der der
Verkohlung zugeführten Kohle

Koksausbeute

Benzol

Äthylen

Teersäure

Benzin

Schwefel

Naphthalin

Ammoniak

Teerbasen

Gesamtausbeute an
Chemikalien

0,53

0,35

3,7 x 10° t 2,5 x 10° t

0,43

4,0 χ 10⁶ t

544 χ 10⁶ kg 635 x 10⁶ kg 953 x 10^b t

771 χ 10⁶ kg 522 χ 10⁶ kg 1384 χ 10⁶ kg

454 χ 10⁶ kg 376 χ 10⁶ kg 354 χ 10^ kg

181 χ 10⁶ kg 227 x 10⁶ kg

113 x 10⁶ kg 159 x 10⁶ kg

91 x 10° kg 79 x 10⁶ kg 54 χ 10⁶ kg

x 10^u kg
x 10⁶ kg
χ 10⁶ kg

776 χ 10° kg 73 x 10⁶ kg 159 x 10⁶ kg 68 χ 10⁶ kg 95 χ 10⁶ kg

2631 χ 10⁶ kg 2449 x 10⁶ kg 3406 χ 10⁶

Gesamtprodukte ohne

Heizgas und Heiz-

kohle 6622 χ 10

kg 6169 x 10° kg 6395 χ 10^b kg

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PI© On Fig.. 2 wledergegebenen Diagramme beschreiben den Anlagenibetrlelb bei der praktischen Durchführung der Verkohlung uriä der Verflüssigung gemäss der Erfindung. Die Kurve D spiegelt das Verhältnis zwischen Wasserstoffverbrauch land Wasserst©ffproduktion des Verfahrens als Funktion des ¥er- " ibältnisses zwischen der der Verkohlung zugeföJhrten Kohle zwr ßesaffltfcoiile, die iai ITerfalaren irarforaucnt wird, wieder . Bei einem ¥erMltnis von ca, 0,53 ist der Mettowasserstofffeedarf des iJes.amtirerfahrens gleich IJuIl₉ d.h» dass das Yerfahren in hezng auf den Masserstoff ausgeglichen 1st. Die Kurve A im oberen Teil der Figur gibt den Aschengehalt des erzeugten metallurgischen Kokses als Funktion des der Verkohlung zugeföhrten Kohleanteils wieder» während die Kurve B im oberen Teil der Diagramme den Schwefelgehalt des Kokses als Funktion dieses Verhältnisses wiedergibt. In der Praxis sollte ein metallurgisch verwendbarer Koks einen Schwefelgehalt von weniger als 1 %, vorzugsweise weniger als 0,7 %» speziell unter 0,6 % und am geeignetsten sogar weniger als 0,5 % betragen. Die Kurve E zeigt die Benzolproduktion als Funktion des der Verkohlung zugeführten Bruchteils der Gesamtkohle. In gleicher Weise zeigen die Kurven F bis M die Erzeugung von Äthylen, Teersäuren, Benzinen, Schwefel, Naphthalin, Ammoniak, Teerbasen und Rohstoffen für die ._; Russfabrikation als Funktion dieses Verhältnisses. ■

Der Betriebsbereich des Verfahrens wird durch die gegenseitige Abhängigkeit dieser Kurven bestimmt! So wird beispielsweise die Wasserstofferzeugung erhöht," wenn der Anteil der der Verkohlung zugeführten Kohle erhöht wird.- Diese ^Äo'himg; der Vasserstof !produktion wird'jedoch durch den ■ Schwefelgehalt und durch den Aschengehalt des metallurgischen Kokses, der ein wichtiges Endprodukt ist, begrenzt, der bei einer überraässigen Steigerung der Wasserstoffproduktion zu

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unbrauchbaren Vierten führen würde. Darüber hinaus nimmt mit dem Verhältnis der der Verkohlung zugeführten Kohle die Erzeugung wertvoller chemischer Produkte, wie beispielsweise Benzol, Äthylen und andere ab. Die Optimierung all dieser Variablen vom wirtschaftlichen Standpunkt aus führt so zu einem Wert von ca. 0,53 bis ca. 0,56 Teilen Kohle, die der Verkohlung zugeführt werden pro Teil der insgesamt im Verfahren verbrauchten Kohle.

Die Verkohlung und die Entschwefelung der Kohle in diesem Prozess hat die Aufgabe, die Kohle in einen festen Rückstand, der im wesentlichen aus Kohlenstoff besteht und als Verkohlungsprodukt oder Schwelkohle bezeichnet wird, und in gasförmige Produkte, wie beispielsweise Wasserstoff, umzuwandeln. Der Schwefel der Kohle wird dabei zu Schwefelv/asserstoffgas umgesetzt, der als Teil des gasförmigen Produktströmes behandelt werden kann.

In der Fig. 3 ist die Verkohlungs- und Entschwefelungsanlage des gesamten Kohleumwandlungsverfahrens im Detail gezeigt. Dabei ist das Endprodukt der Verkohlungsreaktion im wesentlichen ein Gemisch aus Gasen und festem Verkohlungsprodukt, wobei es besonders wünschenswert ist, diese Verkohlung als kontinuierlichen Prozess im Wirbelschichtverfahren durchzuführen. In der Regel kann die Verkohlung bei einer Temperatur von ca. 510 - ca. 816 ⁰C durchgeführt werden. Die für die Verkohlung anzuwendenden Drücke liegen zwischen etwa Atrnosphärendruck und 22,1 at. Für die Durchführung der Verkohlung ist es wichtig, dass während des Prozesses eine Gasatmosphäre aufrecht erhalten wird, deren Schwefelwasserstoffgehalt nicht über ca. 2 Vol.-% liegt. Andererseits würde die Entschwefelung, die während der Verkohlung bewirkt wird, unterbunden. Die Bedingungen der Verkohlung spiegeln zum Teil die Möglichkeiten der zur Ver-

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fügung stehenden Anlagen wieder, insbesondere der mit feuerfestem Material ausgekleideten Reaktionstürrne, die für Reaktionen solcher Art relativ leicht, verfügbar sind. Lediglich die obere Temperaturgrenze wird auch dadurch bestimmt, dass man ein übermässiges Cracken der bei der Verkohlung erzeugten gasförmigen Produkte verhindern will.

Die von der Kohlenaufbereitungsanlage kommende gewaschene Kohle enthält ca. 8,5 % Feuchtigkeit und ca. 5 % Asche. Die Korngrösse der gewaschenen Kohle beträgt nominell 6,4 mm. Für den Anteil der gewaschenen Kohle, der der Verkohlungsanlage zugeführt wird, ist für das Wirbelschichtverfahren eine maximale Korngrösse von 3,2 mrn besonders wünschenswert. Vor der Aufgabe in die Wirbelbettverkohlung wird die gewaschene Kohle mit der nominellen Korngrösse von 6,4 mm daher noch einmal gesiebt, so dass die aufgegebene Korngrösser kleiner als 3,2 mm ist. Die auf diese Weise gesiebte und gewaschene Kohle wird zunächst in einen Wirbelbettvorerhitzer geleitet. Die Kohle wird hier durch ein Gemisch von Niederdruck-Wasserdampf und heissem Kamingas erhitzt, das aus den Erhitzern für das Fluidgas stammt, das dem Verkohlungswirbelbettgenerator zugeführt wird. Sowohl der Wasserdampf als auch das Kamingas'wurden noch einmal in einem Heizgasbrenner erhitzt. Die Vorerhitzer werden im wesentlichen bei Atmosphärendruck betrieben, wobei dafür die einfache Handhabung und der einfache Durchsatz der Kohle massgeblich ist. Die Kohle wird auf ca. 199 ⁰C vorgewärmt, und zwar in einer Atmosphäre, die sowohl inert sein kann als auch eine gev/isse Menge Wasserdampf enthalten kann. Für die Vorefwärmung sind höhere Temperaturen ungeeignet,da beispielsweise ab etwa 299 °C bereits saure und giftige Kamingase entstehen, die als Abgase von dem VorerhLtzer zusätzlichen anlage technischen Aufwand erfordern würden.

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Die so getrocknete Kohle wird dann auf den Wirbelbettverkohlungsgenerator und -entschwefeler gegeben. Die Verkohlung und Entschwefelung wird vorzugsweise bei 6,7 at und 510 ⁰C durchgeführt. Ohne weiteres können die Verkohlungsgeneratoren jedoch auch bei Temperaturen bis zu 816 ⁰C betrieben werden. Ausserdem ist es bei der Durchführung der Verkohlung vorzuziehen, dass die getrocknete Kohle so schnell wie möglich auf die Verkohlungsteinperatur gebracht wird, da der Entschwefelungsgrad, der während der Verkohlung erreicht wird, der Aufheizgeschwindigkeit auf die Verkohlungstemperatur direkt proportional ist. Während jedoch Aufheizgeschwindigkeiten von ca. 9 ⁰C pro Minute zwar dazu neigen, den Wirkungsgrad der Fluidisierung im Wirbelschichtverfahren zu verbessern, so führen doch auf der anderen Seite Aufheizgeschwindigkeiten von 80 C pro Minute und darüber zu einer verbesserten Entschwefelung in dem erhaltenen Verkohlungsprodukt. Um Agglomerationen der getrockneten Kohle im V/irbelbettverkohlungsgenerator zu vermeiden, wird das Verkohlungsprodukt selbst umgewälzt bzw. in irgendeiner anderen Form als Dauerbeschickung im Wirbelbettgenerator gehalten. Der Anteil an umgewälztem Verkohlungsprodukt im Verkohlungsgenerator kann dabei etwa dem der aufgegebenen Kohle gleich sein. Dabei können sowohl geringere? als auch höhere Mengen an Verkohlungsprodukt verwendet v/erden, was von den Fliesscharakteristiken der aufgegebenen Kohle abhängt. Darüber hinaus hat sich als empfehlenswert herausgestellt, dass man die schweren Öle, die bei der Aufbereitung der gasförmigen und flüssigen Produkte sowohl des Verflüssigungsprozesses als auch des Verkohlungsprozesses selbst anfallen, falls gewünscht, im Kreisstrom wieder der Verkohlungsreaktion zuführt. Dabei neigen diese schweren Öle im Verkohlungsreaktor zur Bildung zusätzlicher Verkohlungsprodukte und liefern gLe !.chr.f L L iß Io ich te ro KoIi i enwasser£>toffb'le.

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Die Trägergase für den Wirbelbettverkohlungsgenerator sind wasserstoffreich. Dadurch wird die Entschwefelung auch von Kohle mit hohem Schwefelgehalt im Verkohlungsprozess erreicht. Die Trägergase müssen, zumindest ausreichende Mengen Wasserstoff enthalten, um mit dem in der Kohle enthaltenen Schwefel HpS zu bilden, und zwar mit einer Ausbeute, dass die erhaltenen Verkohlungsprodukte weniger als. 1 Gew.-% Schwefel enthalten. Das Gas selbst .kann dabei eine Wasserstoffkonzentration im Bereich von ca. 20 bis 100 Mol-% haben. Insbesondere bei höheren Drücken, etwa im Bereich von 6,3 - 21,1 at, kann die Wasserstoffkonzentration im Trägergas etwa 20 Mol-% betragen. Das erforderliche wasserstoffreiche Trägergas zur Bildung der Wirbelschicht kann aus dem Abgas des Verkohlungsreaktors selbst erhalten werden, wenn der Schwefelwasserstoffgehalt dieser Abgase auf einen Betrag von weniger als ca. 2 Vol-% herabgesetzt wird. Diese Gase können in indirekten, mit Gas gefeuerten Erhitzern aufgewärmt werden und am Fuss des Verkohlungsreaktors eingedrückt werden. Das.' die Wirbelschicht bildende Trägergas kann durchaus noch Feuchtigkeit enthalten, die aus der Schwefelwässerstoffentfernungsanlage stammen kann, wo das Abgas der Verkohlungsanlage mit einer wässrigen Carbonatlösung gewaschen wird. Es hat sich herausgestellt, dass dieser Feuchtigkeitsgehalt den Entschwefelungsgrad . der Kohle in der Verkohlungsanlage durchaus verbessern kann.

Die die Verkohlungsanlage verlassenden VerkdHungsprodukte können kontinuierlich durch Abschrecken mit Wasser abgekühlt werden und anschliessend, etwa auf Förderbändern, der Koksbereitungsanlage zugeführt werden. Die Verkohlungsprodukte werden dort zunächst zum Rohmaterial des metallurgischen Koksmaterials aufbereitet. Die dazu verwendeten Verkohlungsprodukte sollten vorzugsweise einen Schwefelgehalt

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von weniger als 0,6 Gew.-% aufweisen, um einen Koks zu ergeben, der auch den hohen metallurgischen Qualitätsanforderungen entspricht.

Die die Verkohlungsanlage verlassenden Gase können sowohl durch Aufsprühen von Wasser als auch in direkten KUhltürmen gekühlt werden. Das auf diese oder jene V/eise gekühlte Gas, das noch eine Temperatur von ca. 38 ⁰C hat, wird anschliessend in die Gasaufbereitungsanlage geleitet. Teer und Leichtöle, die bei der direkten Abkühlung kondensiert sind, können zur Flüssigkeitsaufbereitungsanlage geleitet werden. Die Verweilzeit in der Wirbelschicht zur Verkohlung und Entschwefelung kann 90 min betragen. Bei einer solchen Verweilzeit werden 50 % der Verkohlungsprodukte wieder im Generator umgewälzt, während gleichzeitig ca* 15 Gew.-% flüchtige Bestandteile der Kohle den Generator verlassen.

Die Betriebstemperatur und die Aufheizgeschwindigkeit im Verkohlungsgenerator werden nach Massgabe der Temperaturabhängigkeit und der Aufheizgeschwindigkeitsabhängigkeit der Entschwefelungs- und Fliesscharakteristiken der der Verkohlung unterworfenen Kohle bestimmt. Es wurde festgestellt, dass Temperaturen bis zu ca. 871 ⁰C die Entschwefelung des erhaltenen Verkohlungsproduktes förderten. Entsprechende Daten, sind in der Tabelle III zusammengestellt.

3 0 !? 8 2 Ul 1 1 9 1

_ 21 -

Tabelle III

Temperaturabhängigkeiten oberhalb 620

Parameter	649 0C	699 0C	7'+9.0C	799 0C
Kohlebeschickung (Gew.-96)	100	100	100	100
Trägergas der Wirbelschicht	H2	H2	H2	H2
Wirbelbettzustand (freifliessende Feststoffmenge Gew.-56)	80 %	80 %	80 %	80 %
Aufheizgeschwindig keit (°C/min)	9	9	9	9
Verweilzeit (min)	180	180	180	180
Materialbalance
Ve rkohlung sp ro dukt (Gew.-56)	64,0	62,4	61,6	61,2
Teer (Gew.-96)	16,0	15,6	14,4	16,0
Gas und Verlust (Gew.-96)	20,0	22,0	.24,0	22,8
Schwefelanalyse

Inder Kohle (Gew.-96) 2,0 2,0 2,0 2,0

Im Verkohlungspro-

dukt (Gew.-56) 0,62 0,52 0,52 0,52

Überraschenderweise wurde gefunden, dass mit zunehmender Geschwindigkeit, mit der die aufgegebene Kohle die Verkohlungstemperatur erreichte, auch der Entschwefelungsgrad zunahm.

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Dieser überraschende Befund ist in der nachstehenden Tabelle IV gezeigt. Die Daten der Tabelle III sind auf der Basis einer Beschickung mit 100 Gew.-% Kohle berechnet. In der Fig. 4 sind die Ergebnisse für eine Beschickung von 50 % Kohle und 50 % Verköhlungsprodukte (0,52 Gew.-% Schwefel) dargestellt. Einem Vergleich zwischen der Tabelle III und der Fig. 4 kann entnommen werden, dass mit einem Gemisch von Kohle und Verkohlungsprodukt als Beschickung bessere Ergebnisse erhalten werden als mit einer nur aus Kohle bestehenden Beschickung. Es zeigt sich, dass das erhaltene Verkohlungsprodukt stärker entschwefelt ist, wenn es im Gemisch mit der Kohle der Verkohlung und Entschwefelung in einer Wasserstoffatmosphäre unterworfen wird, als wenn die Kohle allein entschwefelt und verkohlt wird.

Ausserdem zeigen die Ergebnisse überraschenderweise, dass bei einer Erhöhung der Aufheizgeschwindigkeit, mit der das Kohle-Verkohlungsprodukt-Gemisch auf die Verkohlungstemperatur gebracht wird, der Grad der Entschwefelung zunimmt. In der Tabelle IV sind die entsprechenden Werte für den Einfluss der Aufheizgeschwindigkeit für eine Beschickung mit 100 % Kohle dargestellt. In der Fig. 5 sind die entsprechenden Einflüsse für eine Beschickung mit 50 Gew.-% Kohle und 50 Gew.~% Verkohlungsprodukte (0,52 Gew.-% Schwefel) dargestellt. Wiederum zeigt sich, dass wesentlich günstigere Ergebnisse für ein Gemisch aus Kohle und Verkohlungsprodukten erhalten wird als für eine Beschickung mit Kohle allein.

Der für die Verkohlung und Entschwefelung bevorzugte Temperaturbereich liegt zwischen ca. 482 und 871 C, insbesondere zwischen ca. 677 und 043 C. Für diese Temperaturen wird die gewaschene Kohle vor der Beschickung des Verkohlungs- und Entschwefelungsgenerators vorteilhafterweise bei Temperaturen zwischen 149 und 204 C, vorzugsweise zwischen 193 und 204 ⁰C, getrocknet.

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Tabelle IV Einfluss der Aufheizgeschwindigkeit

	Parameter	649	0C	699	0C	V	2,0	749	0C	t
	KohlebeSchickung (Gew.-%)	schnell	langsam	schnell	langsam		schnell	langsam	tv»
	V/irbelschichtträgergas (Gew.-%)					0,38			I
	Wirbelbettzustand (freiflie	100	100	100	100	100	100
	ßender Feststoffanteil in	H2	H2	H2	H2	H2	H2
	Gew.-^)		C-			C-	Cm
		80 %	agglomeriert	80 %	agglomeriert	80 %	agglo
	Aufheizgeschwindigkeit						me
	( C/min)						riert
	Verweilzeit (min)
to	Katerialbalance	9 a)	77,5 b)	9 a)	78 b)	9 a)	80 b)
CD	Ve rkohlung sp ro dukt (Gew.-%)	180	180	180	180	180	180
OD	Teer (Gew.-%)
-C-	Gas und Verlust (Gew.-%)	64,0 '	■61,6 '	62,4	60,0	61,6	59,2
_i	Schwefelanalyse	16,0	25,6	15,6.	20,0 ·	14,4	23,2
-> ■	In der Kohle (Gew.-%)	20,0	12,8	22,0	20,0	24,0	17,6
	Im Verkohlungsprodukt
	(Gew.-%)	2,0	2,0	2,0	2,0	2,0
	0,62	0,50	0,52	0,52	.0,34

a) Geschwindigkeit von 299 °C auf Wirbelbett-Temperatur

b) Geschwindigkeit von 204 C auf Wirbelbett-Temperatur

- Zk -

Die vorstehend angegebenen Vorzugswerte für die und Entschwefelung sind insbesondere für Kohlen von Vorteil, die einen hohen Schwefel- und Aschengehalt aufweisen, insbesondere einen Aschengehalt von ca. 5-15 Gew.-% und einen Schwefelgehalt von ca. 1 - 5 Gew.-%.

Die Ergebnisse sind graphisch in der Fig. 5 für die Temperaturen 699 ⁰C und 7^9 ⁰C dargestellt. Die prozentuale entwickelte Schwefelmenge ist in der Figur als Funktion der Temperatur, der Aufheizgeschwindigkeit und der Verweilzeit dargestellt.

In der Anlage zur Verkohlung und Entschwefelung im Wirbelschichtverfahren gemäss der Erfindung wird ein Gemisch aus Kohle und Verkohlungsprodukten der Verkohlung und Entschwefelung unterworfen. Die höhere Entschwefelungseffektivität durch Auswahl der angemessenen Temperatur und der richtigen Aufheizgeschwindigkeit ist vor allem aus dem Blickwinkel von Bedeutung, dass in der Literatur berichtet wird, dass Verkohlungsprodukte in Gegenwart von Kohle eine Entschwefelung verhindern (vgl. Desulfurization Kinetics of Coal, SRIC 69-10, Scientific Research Instruments Corporation, M.L. Vestal und W.H. Johnston, Juni 1969, Seiten 2,3,56,56A und 57).

Der wichtigste Vorteil des Verkohlungsprozesses gemäss der Erfindung liegt darin, dass Verkohlungsprodukte mit einem ausserordentlich niedrigen Schwefelgehalt erhalten werden, die zur Herstellung von qualitativ hochwertigem Koks dienen können. Vorzugsweise wird in diesem Prozess zur Herstellung des Verkohlungsproduktes dabei ohne Katalysatoren und ohne die Gegenwart anorganischer Schwefelwasserstoffakzeptoren, wie beispielsweise Dolomit, gearbeitet. Solche, vom eigentlichen Verfahren her gesehen, externen Fremdstoffe verteuern nicht nur den Gesamtprozess, sondern führen auch zur Bildung von anorganischen Rückständen, die den Aschengehalt des Ver-

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kohlungsproduktes und damit auch den Aschengehalt des aus diesem hergestellten metallurgischen Kokses erhöhen. Wie bereits zuvor ausgeführt wurde, ist es wünschenswert, eine Zunahme des Aschengehaltes im Koks nach Möglichkeit zu vermeiden. - ■

Ebenso gut wie die Verwendung eines Gemisches von Verkohlungs-• produkten und Kohle bei der Verkohlung im Wirbelbett ist ein Zugeben von schweren Kohlenwasserstoffölen aus den Sümpfen der Gesaratanlage, wobei diese KohlenwasserstoffSchweröle in der.Regel unter Druck in den Verkohlungsprozess eingedrückt werden. Die Öle cracken dabei in die als Rückstand verbleibenden Koksanteile und in Mittelöle. So können beispielsweise bei 621 ⁰C und einer Verweilzeit von 135 min bis zu 30 Gew.-% oder darüber des Schweröls als Verkohlungsprodukt gewonnen werden. Durch ein Kombinieren des Schweröls mit Verkohlungsprodukten und Kohle kann die Menge an Schweröl, die sonst in anderen Bereichen der Anlage verworfen werden müsste, verringert werden.

Unter dem Verfahren der Kohleverflüssigung versteht man im allgemeinsten Sinn ein Verfahren, bei dem Kohle in wertvollere Flüssigkeiten und Gase umgewandelt wird, indem das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff gegenüber der Ausgangskohle ^verg^r°"ssert wird. Solche Verfahren zur Kohleverflüssigung sind im einzelnen in der US-Patentanmeldung Nr. 123 510 vom 12. März 1971 (Fields und Meyer) beschrieben; diese Beschreibung wird als Bestandteil der vorliegenden .Beschreibung betrachtet. Der grösste Teil des ursprünglich vorhandenen festen Kohlenstoffs in der Kohle wird im Rahmen dieses Verflüssigungsprozesses in organische Flüssigkeiten umgewandelt. Das Verfahren kann dabei im wesentlichen so geführt werden, dass flüssige Treibstoffe, beispielsweise Benzine, als Hauptprodukt erhalten werden. Es hat sich jedoch

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als wirkungsvoller und wirtschaftlich sinnvoller erwiesen, bei der Verflüssigung die Kohle auch in andere organische Chemikalien umzuwandeln, beispielsweise in Teersäuren, Teerbasen, Leichtöle und benzolische Aromaten, deren wirtschaftlicher Wert über dem der Benzine liegt.

Im Rahmen der Erfindung kann prinzipiell Jeder an sich bekannte Prozess zur Kohleverflüssigung verwendet werden, so beispielsweise ein Verfahren, bei dem zunächst mit Hilfe eines reinen flüssigen Kohlenwasserstoffs, wie beispielsweise Decahydronaphthalin, alle hydrierbaren Substanzen aus der Kohle extrahiert werden und die extrahierten Stoffe anschliessend mit Wasserstoff hydriert werden. Auch kann eine Aufschlämmung von Kohle in einem wasserstoffreichen Öl einer Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre ausgesetzt werden, wobei unter gewissen Umständen eine Wasserstoffübertragung aus dem Wasserstoffgas auf die Kohle stattfindet, wohingegen unter anderen Bedingungen eine Übertragung des Wasserstoffs auf das Öl der Aufschlämmung erfolgt, das dann den aufgenommenen Wasserstoff auf die Kohle überträgt. Selbst feste Kohle kann der Einwirkung von Wasserstoffgas ausgesetzt werden, jedoch haben sich diese Verfahren bisher als wenig effektiv für die eigentliche Kohleverflüssigung erwiesen.

In Fig. 6 ist das Flussdiagramm eines Verflüssigungsprozesses dargestellt, der für die Durchführung des Verfahrens gemäsa der Erfindung bevorzugt wird. Dabei wird trockene Kohle mit einer Kcrngrüsse von vorzugsweise mindestens 3,2 mm bis hinauf zu 25 mm mit einem heissen Aufschlämmungsöl vermischt. Das Öl kann dabei in Rückführung aus der Aufbereitung für die flüssigen Produkte stammen. Die Kohle und das Öl können dabei so gemischt v/erden, dass etwa 1 Teil öl auf 1 bis ca, 2,5 Teile Kohle kommt. Mitunter können auch höhere Verhältnisse gewählt werden. Das Öl und die Kohle werden in

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Kohleaufschlämmungstanks aufbewahrt. Das Gemisch wird zumindest so lange Zeit aufbewahrt, um mindestens eine teilweise Aufnahme der Kohle in dem Öl zu bewirken. Zu diesem Zweck der Integration der Kohle im Öl reicht· in der Regel eine Verweilzeit von 10 min bei Temperaturen von ca. 221 ⁰C aus. Die auf diese Weise teilweise homogenisierte Aufschlämmung wird dann unter einem Druck von 141 - 703 at durch Kolbenpumpen in den Verflüssigungsreaktor gedrückt. Zusätzliches Aufschlämmungsöl kann ausserdem auf den Druck der Kohleaufschlämmung gebracht und dadurch erhitzt werden, dass es den Wärmeaustauschern in der Kohleumwandlungsanlage zugeführt wird, wo es durch die Reaktionsmasse im Konverter auf ca. 454 ⁰C vorgewärmt wird. Das solcherart vorgewärmte zusätzliche Aufschlämmungsöl wird dann mit der ursprünglich hergestellten Aufschlämmung vermischt und dem eigentlichen Kohlekonverter zugeführt. In diesem Kohlekonverter, dem eigentlichen Verflüssigungsreaktor, können verschiedene miteinander verbundene Reaktionszonen und verschiedene Einlasszonen für die Wasserstoffaufgabe vorgesehen sein. So kann einer ersten Reaktionszone eine Wärmeaustauschzone folgen, in der die durch die Verflüssigung erzeugte Wärme durch die im Gegenstrom geführte Kohleaufschlämmung im Öl abgeführt wird. Es kann sich daran eine zweite Reaktionszone anschliessen, in der weiterer Wasserstoff dem Reaktionsgemisch zugeführt wird, wobei sich dieser Reaktionszone wiederum eine abschliessende Wärmeaustauscherzone anschliessen kann, in der die Wärme wiederum auf das teilweise vorerhitzte Aufschlämmungsöl übertragenwird. Aufgrund der Verflüssigungsreaktion, die im wesentlichen eine Hydrierung ist, und als solche stark exotherm ist, steigt die Temperatur des Reaktionsgemisches mit einsetzender Verflüssigung rasch an. Für die Reaktionsführung ist es aber wünschenswert, die Temperatur in den einzelnen Reaktionszonen des Kohlekonverters bzw.

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des VerflUssigungsreaktors zumindest näherungsweise konstant zu halten, wobei sich ein Temperaturbereich von 427 bis 516 ⁰C als geeignet erwiesen hat. Zu diesem Zweck hat sich der Wärmeaustausch zwischen der Reaktionsmasse und dem Aufschlämmungsöl als praktisches Mittel zur Konstanthaltung der Temperatur im Reaktor erwiesen. Darüber hinaus wird die bei der Verflüssigung erzeugte Wärme insofern wirtschaftlich sinnvoll ausgenutzt, als sie für eine primäre AufSchliessung der Kohle im Aufschlämmungsöl verwendet wird. Wenn man den Wasserstoff mit der Kohle im Gleichstrom führt, wird die Verflüssigung am Ausgang der Reaktionszone noch mit verminderter Reaktionsgeschwindigkeit fortlaufen, da der Wasserstoff nur teilweise erschöpft ist und auch die Umwandlung der Kohle noch nicht vollständig sein wird.

Als Reaktionsprodukt wird nach der Verflüssigung ein Gemisch an festen, flüssigen und gasförmigen Stoffen erhalten, das nach dem Verlassen des Verflüssigungsreaktors in den Feststoff abscheider gelangt. Zur Abtrennung der nicht umgesetzten Kohle und der Aschenrückstände von den gasförmigen und flüssigen Verflüssigungsprodukten können verschiedene an sich bekannte Verfahren verwendet werden. In der Regel wird man sich der Wasserdampfdestillation, der Zentrifugierung oder der Filtration bedienen. Im Rahmen der Erfindung hat sich dabei als besonders praktisch ein Trennen der Gase und Flüssigkeiten von den festen Rückständen mit Hilfe eines Abdampfverfahrens in Gegenwart von Wasserstoff erwiesen. Während das Abdampfen allein zwar eine durchaus ausreichende Methode ist, so empfiehlt es sich doch, das Abdampfen dennoch in Kombination beispielsweise mit einer Destillation, mit einem Zentrifugierverfahren oder mit einer Filtration durchzuführen und dazu entweder einen aus Feststoffen und Flüssigkeiten bestehenden Materialstrom herzustellen oder die erhaltenen Reaktionsauischlämmungen der iesten Stoffe in den Produktflüssißkeiten direkt einzusetzen. Dieser

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dampfungsprozess kann auch dazu benutzt werden, eine eingeengte flüssige Aufschlämmung herzustellen und kann ebenso dazu herangezogen werden, einen trockenen oder zumindest doch im wesentlichen flüssigkeitsfreien festen Rückstand aufzuarbeiten, der näherungsweise die Charakteristiken der nicht umgesetzten Kohle und dem Aschegehalt des Beschickungsmaterials für den Verflüssigungsreaktor entspricht.

In dem Abscheider kann eine erste Stufe vorgesehen sein, in der die gasförmigen Produkte von dem Gemisch der flüssigen und festen Produkte getrennt werden. Das Abziehen der Dämpfe aus dem Fest-flüssig-Produktgemisch kann entweder in direktem Kontakt und im Gegenstrom mit den Gasen erfolgen, die aus dem Feststoffabscheider entweichen und von dort rückgeführt v/erden. Schliesslicb kann die auf nahezu 50 Gew.~% Feststoffanteil konzentrierte Aufschlämmung auch von den letzten Flüssigkeitsrückständen durch Verdampfung in einer zweiten Kontaktstufe mit rückgeführtem Gas entfernt werden. Die trockenen Feststoffe werden aus den Trocknern in Luftschleusen und von dort in geschlossene. Abschrecktrommeln ausgetragen, wo sie mit Wasser gekühlt werden können. So erhaltene nicht umgesetzte Kohle kann als Brennstoff für die Erzeugung elektrischer Energie dienen. Die Dämpfe aus der Anlage für die Abtrennung der Feststoffe werden gesammelt und noch einmal einer Abscheidung der mitgeführten Feststoffteilchen unterzogen.

Die vereinigten Produktdämpfe werden zusammen mit den im Kreis geführten Gasen anschliessend abgekühlt und ergeben nach der Kondensierung der kondensierbaren Produkte schliesslich diejenigen Produktmaterialströme, die dann in den Aufbereitungsanlagen für die flüssigen und für die gasförmigen Produkte des Gesarnfcverfahrens raffiniert werden. Ausserdem

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werden die Materialströme abgezweigt, die für die Rückführung in den Verflüssigungsprozess vorgesehen sind. Im Gasaustauscher können die Dämpfe zunächst auf ca. 399 C abgekühlt werden. In dieser Abkühlungsstufe werden ca. 60 Gew.-% des Aufschlämmungsöls und des Schweröls, die im Dampfstrom enthalten sind, kondensiert. Dieses Kondensat wird dann der Flohdestillationsanlage zugeführt, die Bestandteil der Anlage zur Aufbereitung der Flüssigprodukte ist. Die nicht kondensierten Dämpfe und Gase werden dann in einem Abwärmeboiler auf 188 ⁰C abgekühlt. Bei diesem Abkühlprozess werden im wesentlichen alle verbleibenden Anteile an Aufschlämmungsöl und höheren Ölen sowie rund die Hälfte der niedrig siedenden Teersäuren kondensiert. Durch die im Abwärmeboiler abgegebene Wärme wird ein 13 at-Prozessdampf für die Verwendung an beliebiger Stelle in der Anlage erzeugt. Das Kondensat vom Abwärmeboiler wird dann ebenfalls der Rohdestillationsanlage in der Anlage zur Aufbereitung der flüssigen Produkte zugeführt.

Der nicht kondensierte Strom vom Abwärmeboiler besteht im wesentlichen aus Y/asserstoff und leichteren Reaktionsprodukten. Er wird in zwei Ströme geteilt, wovon der eine Strom ■ in den Feststoffabscheider zurückgeführt wird und der andere Teilstrom als Endprodukt-Gasstrom abgezweigt wird, der die niedrigst siedenden Reaktionsprodukte und den überschüssigen V/asserstoff enthält. Der für die Rückführung in den Abscheider abgezweigte Teilstrom wird auf 324 - 33ü at komprimiert und für den erneuten Einsatz im Feststoffabscheider auf 510 C erhitzt. Der Teilstrom mit den gasförmigen Endprodukten wird zwei zusätzlichen Abkühlungs- und Kondensationsstufen unterworfen. Er wird zunächst in einem weiteren Abwärmeboiler weiter abgekühlt, wobei er einen ProzessdampΓ von 1,05 at erzeugt, der in der Kohleverkohlungsanlage verwendet wird. Die verbleibenden

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' — ORIGINAL

Gase und Dämpfe werden schliesslich in einem letzten Kondensationskühler auf 60 ⁰C abgekühlt. Die Kondensate dieses Kühlers und die Kondensate des Abwärmeboilers werden anschliessend gemeinsam in einem kalten Sammelbehälter aufgefangen. Druck und Temperatur in diesem Sammeltank sind dabei so, dass alle Gase ausser Wasserstoff in den kondensierten Leichtölen gelöst werden. Das mit den Leichtölen kondensierte Wasser wird dekantiert. Die Leichtöle werden anschliessend adiabatisch auf einen Druck von ca. 8,1 at entspannt. Bei diesem Druck werden die gelösten Gase, überwiegend Methan, und.die leichteren Kohlenwasserstoff-. produkte aus den Leichtölen bei einer Entspannungstemperatür von 10 ⁰C abgegeben. Der so erhaltene Gasstrom wird der Aufbereitungsanlage für die gasförmigen Reaktionsprodukte zugeleitet, während die Leichtöle der Anlage zur Verarbeitung der Teersäuren im Rahmen der Aufbereitungsanlage für die flüssigen Produkte zugeführt wird.

Das nichtkondensierte Produktgas aus dem kalten Sammler enthält ca. 95 Gew.-% Wasserstoff und eignet sich zur Rückführung in die Kohleverflüssigungsanlage. Dieser rückgeführte Wasserstoff wird auf ca. 351 at komprimiert und mit zugeführtem Wasserstoff angereichert, der aus der Anlage für die Aufbereitung der gasförmigen Produkte stammt. Dieser Zusatzwasserstoff zur Ergänzung des rückgeführten Wasserstoffs kann durch eine geeignete Wahl der Betriebsbedingungen vollständig aus der Anlage für die Verkohlung und Entschwefelung der Kohle erhalten werden. Es zählt zu den besonderen Vorteilen des Verfahrens gemäss der Erfindung, dass der für die Verfahrensdurehführung benötigte Wasserstoff im Verfahren selbst neben den für die Herstellung von metallurgischem Koks geeigneten Verkohlungsprodukten mit niedrigem Schwefelgehalt im Rahmen der Verkohlung und Entschwefelung der aufgegebenen Kohle erhalten werden kann.

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Ausserdem wird beim Abziehen der Flüssigkeitsdämpfe bei der Feststofftrennung in der Kohleverflüssigungsanlage eine verbesserte Ausbeute an chemischen Ölen erhalten» die die vorgeschlagenen Verkohlungs- und Kohleverflüssigungsanlagen insbesondere für den erfindungsgemäss vorgeschlagenen Kombinationsbetrieb äusserst wirtschaftlich werden lässt* Während der Wasserstoff direkt in die Kohlekonverter eingeführt werden kann, so kann er auf der anderen Seite aber aucfci mit den AufschlämmungsÖlen vermischt werden und zur Kühlung der Kohleverflüssigungsreaktoren dienen und auf diese Weise ein Kochen des Aufschlämmungsöis verhindern^ da die bei der Verflüssigungsreaktion auftretenden Temperaturen im fteaktionsgemisch sonst durchaus die Siedetemperaturen des Aufschlämmungsöis erreichen würden.

Als besonders erfolgreich hat sich die Durchführung der Kohleverflüssigung unter Verzicht auf den Einsätz externer Katalysatoren erwiesen. Durch diesen Verzicht auf eJcierile Katalysatoren ist man auch der Notwendigkeit enthöben * diese aus den Reaktionsprodukten der Kohleverflüssigung wifeder entfernen zu müssen. Es wird daher in Jedem Fäll vorgezogen, die Kohlekonverter, d.h. die Reaktoren zur Kohleverflüssigung, in Abwesenheit von Katalysatoren zu betreiben. Schliesslich können die aus der Kohleverflüssigungsanläge erhaltenen Schweröle zusammen mit den aus anderen Teilen der Anlage erhaltenen Schweröle wieder in die Anlage für die Kohleverkohlung zurückgeführt werden oder zur Bildung des Rohmaterials für die Koksbereitung verwendet werden. Auch können diese Schweröle selbst einer Verkokung unterworfen werden, wobei zusätzlich Koks und Leichtöle erhalten werden.

Die Abgasstrome aus der Verkohlungsanlage, der Verflüssigungsanlage, der Anlage zur Aufbereitung der Flüssigkeiten

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und der Koksbereitungsanlage werden vereint und in die Gasreinigungsanlage geleitet. Für jeden der einzelnen Ströme sind Kühltürme in den, jeweiligen Anlagen vorgesehen, die das Gas bis auf 38 ⁰G abkühlen. In der Verflüssigungsanlage wird ein Gasstrom durch adiabatische Entspannung bei 10 ⁰C erzeugt, so dass dieser Strom nicht noch einmal abgekühlt zu werden braucht. Der vereinigte Gasstrom,, der der Gasaufbereitungsanlage zugeführt wird, kann einen Druck von vorzugsweise 6,3 at aufweisen. Im speziellen sind die jeweilige Temperatur und der jeweilige Druck des Gasstromes eine Funktion der zur Verfügung stehenden Anlagen und der einzelnen für die Aufbereitungsanlage vorgesehenen Anlagenkomponenten. Der die Gasaufbereitungsanlage erreichende Gasstrom kann beispielsweise Drücke bis zu 21,1 at aufweisen, wenn in der Gasaufbereitungsanlage keine getrennte Kompression vorgesehen ist.

In der Fig. 7 ist das Flussdiagramm einer Gasaufbereitungsanlage dargestellt. Die vereinigten Gasströme werden zunächst über eine Ammoniak-Rückgewinnungsanlage geführt, in der 99,5 Gew.-% des im Aufgabestrom enthaltenen Ammoniaks entfernt werden. Der Zustrom kann dabei bis zu 3 Vol.-% Ammoniak enthalten. Der Ammoniak kann durch Absorption in einer wässrigen Phosphatlösung entfernt werden. Aus der Phosphatlösung kann der Ammoniak dann durch Wasserdampf ausgetrieben werden, wobei der so erhaltene Ammoniak zur Herstellung von wasserfreiem Ammoniak fraktioniert wird.

Das die Ammoniakgewinnungsanlage verlassende Abgas wird anschliessend einer Anlage zur Entfernung der Stickoxide, die im Gasstrom durchaus vorhanden sein können, zugeführt. Die Stickoxide können mit an sich bekannten Verfahren entfernt werden, beispielsweise durch das Behandeln des Gasstromes mit Luft oder Sauerstoff.

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Der kombinierte Gasstrom wird dann vorzugsweise anschliessend durch einen Kältescheider und eine Heizgasabscheidereinheit geleitet, in der die Leichtöle, Methan, Äthylen und die sauren Gase kondensiert werden. Die Restgase können noch weiter abgekühlt werden, um auch das Methan zu entfernen und einen wasserstoffreichen Gasstrom herzustellen, der lediglich noch Kohlenmonoxid und Methanreste enthält. Dieser Gasstrom wird erhitzt und auf 21_f1 at komprimiert und auf die Kohlenmonoxid-Umschaltkonverter gegeben. Die Methanfraktion aus der kryogenen Aufbereitungsanlage wird mit dem Abganstrom aus der Äthylenanlage zu einem verwertbaren Heizgasstrom vereinigt. Ein Teil dieses Heizgases wird dom Verfahren gemäss der Erfindung wieder zugeführt, während der Rest des Heizgasstromes als Nebenprodukt zur Verfugung steht und als Energiequelle für ausserhalb des Verfahrens liegende Heizgasanwendungen eingesetzt werden kann. Das Leichtöl, Methan, Äthylen und die sauren Gase werden gereinigt und als gereinigter Gasstrom zur Abscheidung der Leichtölfraktion auf 38 ⁰C abgekühlt. Die so erhaltene Leichtölfraktion kann in die Anlage zur Aufbereitung der flüssigen Produkte gepumpt werden.

Die nicht kondensierbaren Bestandteile aus der Leichtölkondensation werden auf die Äthylenanlage gegeben. Die sauren Gase in diesem Strom, beispielsweise Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff, werden durch Sammeln mit einer heissen Carbonatlösung ausgewaschen. Das gewaschene Gas wird der katalytischer! Hydrierung unterzogen, wobei das im Gas enthaltene Acetylen in Äthylen überführt wird. Methan, Wasserstoff und Kohlenmonoxid werden aus diesem Gasstrom entfernt und können zur Vereinigung mit dem Gasstrom aus der Amnoniakgewinnungsanlage in das Verfahren zurückgeführt werden. Das Äthylen wird vom Methan und von den schwereren Kohlenwasserstoffen abgetrennt. Der Sumpf der Äthylenfrak- '

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tionierung kann zur Herstellung von weiterem Äthylen ge^ era ckt warden. Das verbleibende Gas aus der Äthylenanlage wird der Methanfraktion zugesetzt, die die kryogene Abscheidungsanlage verlässt, wobei diese vereinigten Gasströme einen brauchbaren Heizgasstrom ergeben.

Der saure Gasstrom aus der Äthylenanlage wird auf eine CLAUS-Anlage gegeben, wo der Schwefelwasserstoff in Schwefel überführt wird.

Der Zustrom zum Kohlenmonoxid-Umschaltkonverter wird mit Wasserdampf behandelt, um das in diesem Strom enthaltene Kohlenmonoxid zu Wasserstoff und Kohlendioxid umzusetzen. Diese Umsetzung kann in Gegenwart von Eisenoxid als Katalysator bei Temperaturen von ca. 149 °C und Drücken im Bereich -von ca. 21,1 at durchgeführt werden. Das Gas wird anschliessend weiter abgekühlt und mit heissem Kaliumcarbonat gewaschen, wobei auch Reste von !Schwefelwasserstoff entfernt werden. Das Kohlendioxid wird durch Absorption entfernt. Das so erhaltene Produktgas enthält etwa 88 % Wasserstoff, während der Rest im wesentlichen Methan ist. Dieses Gas kann als Wasserstoffversorgung für die Kohleverflüssigungsanlage und für die Hydrierungen in der Anlage zur Aufbereitung der flüssigen Produkte dienen. Das nach diesem Verfahren erhaltene Kohlendioxid ist praktisch reines COp· Der auf diese Weise erhaltene Produktstrom an reinem Kohlendioxid ist als charakteristisches und besonders hervorragendes Merkmal des Verfahrens gemäss der Erfindung anzusehen.

Der wasserstoffreiche Gasstrom aus den Kohlendioxidabsorbern wird dazu benutzt, den Wasserstoffbedarf bei der Kohleverflüssigung und in den Anlagen zur Aufbereitung der- flüssigen

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Reaktionsprodukte gemass der Erfindung zu decken. Der Ursprüngliche, von der Kohleaufbereitungsanlage kommende Kohlestrom kann in vorgewählte Teilströme aufgeteilt werden, so dass der Verkohlungsanläge genügend Kohle zugeführt wird, um die Wasserstoffbilanz des gesamten Verfahrens auf 0 einzustellen, d.h. so auszugleichen, dass Weder Wasserstoff verbraucht noch Überschüssiger Wasserstoff erzeugt wird. Dem steht jedoch nicht entgegen, dass das im Verlauf des Verfahrens erzeugte Heizgas in einer Weise mit Wasserdampf reformiert Wird, dass eine Ausbeute ah zusätzlichem Wasserstoff erhalten wird. Selbst nach Abdeckung des im Verfahren auftretenden Energiebedarfs bleibt hoch immer ausreichend Heizgas zur Verfügung, um durch die Wasserdampf re formierung des Heizgases genüg Wasserstoff zu erzeugen, so dass nur 30 % der Gesamtbeschickühg an Kohle der Verkohlungsanlage zugeführt V/erden muss. Dieser Anteil kann bei Bedarf sogar noch weiter vermindert werden, Und zwar insbesondere dann, wenn die Menge an erzeugtet! Chemikalien oder die Qualität des erhaltenen Koksmateriials verbessert werden soll.

In der CLAUS-Anlage kann die Beschickung bis zu 75 % Kohlendioxid und 25 % Schwefelwasserstoff enthalten« Ein Drittel der Aufgabe kann der Schwefelwasserstoffverbrenhüng zugeführt werden, während zwei Drittel der Beschickung mit dem Verbrennungsabgas zu Schwefel und einem COp enthaltenden Gas umgesetzt werden kann. Mit diesem Verfahret* kann eine gute Prozesssteuerung erreicht werden.

In der Anlage zur Aufbereitung der flüssigen Reaktionsprodukte sind verschiedene Teilanlagen der an sich bekannten Aufbereitungsverfahren für Flüssigkeiten kombiniert» so z.B; An]aßen zur Destillation, zur Hydrierung und zur Extraktion. Dm:; Produkt /;omi neh an organischem Chemikalien, das al κ Erzeuirnin dionen Aul u ι',ante Un erholten wird, wird den vor-

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schiedenen Verfahren für die Behandlung von Flüssigkeiten unterzogen. Eine breite Vielfalt zur Verfügung stehender an sich bekannter Methoden zur Aufarbeitung von Flüssigkeiten ermöglicht die Auswahl und .,Raffination jener flüssiger Produkte, die jeweils als die wirtschaftlich interessantesten angesehen werden. In dem in der Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel einer solchen Anlage zur Aufbereitung der Produktflüssigkeiten ist darauf abgestellt, ein Maximum an. wertvollen organischen Flüssigkeiten, wie beispielsweise benzolischen Aromaten, Teersäuren und Teerbasen, aus dem Prozess zu gewinnen. Gleichzeitig werden dabei die Abfallprobleme auf ein Minimum herabgedrückt, die mit den minderwertigeren schweren Kohlenwasserstoffflüssigkeiten, die im Verfahren geraäss der Erfindung anfallen, verbunden sind. Nach Massgabe einer veränderten Zielsetzung hinsichtlich der verschiedenen Endprodukte und ihren jeweiligen Anteile im Endproduktgemisch können die jeweils verwendeten Verarbeitungsmethoden in der Anlage zur Aufbereitung der flüssigen Reaktionsprodukte jeweils den Anforderungen entsprechend verändert und angepasst v/erden.

Die Grobdestillationsanlage in dem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel zeigt vier voneinander getrennte flüssige Zulauf ströme. Jeder dieser Zulaufströme erfordert eine leicht voneinander abweichende Vorbehandlung. Die Teerprodukte, die aus der ersten Stufe der Abgaskühlung der Kohleverflüssigungsreaktion erhalten werden, stehen mit einer Temperatur von ca. 399 ⁰C Im Druckbereich von ca. 141 703 at zur Verfügung. Dieser Strom wird auf etwa 14 at entspannt, wobei die Flüssigkeit im wesentlichen entgast wird,und der v/esentliche Anteil der unter Druck in der Flüssigkeit gelösten flüchtigen Bestandteile entweicht. Eine.zv/eite Entspannung auf ca. 1,4 at führt dann zur Verdampfung aller im mittleren Bereich siedenden Stoffe, da

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die Flüssigkeit bei dieser Entspannung noch eine Temperatur von ca. 310 ⁰C hat. Bei der Kondensation dieser Mittelöldärapfe kann dann ein 25 at-Prozessdampf erzeugt werden, der im Bereich der Gasaufbereitungsanlage im Kohlenmonoxidumschaltkonverter eingesetzt werden kann. Das heisse kondensierte Mittelöl wird dann direkt zur Verflüssigungsanlage zurückgeführt, um dort als Aufschlämmungsöl für die Kohle zu dienen. Die heissen Rückstände dieser Verdampfung können dann zur Fluidkoksanlage überführt werden.

Der zweite Zulaufstrom wird aus der zweiten Stufe der Gaskühlung im Rahmen der Kohleverflüssigung erhalten. Wie der vorige Zulaufstrom ist auch dieser überwiegend aus Aufschlämmungsöl zusammengesetzt, enthält jedoch ausserdem noch 40 % leichte Teersäuren aus der Verflüssigung, im wesentlichen alle schweren Teersäuren und etwa die Hälfte des Abwassers. Auch dieser Strom wird der stufenweisen Expansion zum Zwecke einer fraktionierten Entgasung unterworfen. Die erste Entspannungsstufe führt zu einem Druck von ca. 35 ^a"ti wobei die meisten unter Druck gelösten Gase, jedoch praktisch kein Abwasser, abgegeben werden. Das Abwasser kann von den mit diesem nicht mischbaren organischen Teerprodukten dekantiert werden. Eine weitere Entspannung auf ca. 14 at gibt dann den Rest der druckgelösten Gase frei. Die leichten Teersäuren, die etwa 1,5 % der gesamten Teersäuren ausmachen, können dann in einer gesonderten Gewinnungsanlage für die leichten Teersäuren durch eine Wasserdarnpfextraktion gewonnen werden. Die Mittelöle und die Schweröle aus dem entspannten Teer können durch Vakuumdestillation getrennt werden.

Die verbleibenden Zulaufströme zur Grobdestillation, der Teer aus der Kohleverkohlung und rückgeführte Flüssigkeiten aus der Kokshorr.teilung, teilweise zersetzte Schweröle, können

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zusammengeführt und einer ersten leichten Teerdestillation zugeführt "werden. Die Leichtöle werden aus dem Destillat entfernt. Der Sumpf kann dann anschliessend der Vakuumdestillation unterzogen werden. Die Schweröle aus dieser Vakuumdestillation können als Binder für die Verkohlungsprodukte bei der Koksbereitung verwendet werden oder können einer Fluidkoksanlage zugeschlagen werden,' oder können schliesslich auch der Verkohlungsanlage wieder zugeführt werden, wo sie mit den Verkohlungsprodukten und der Kohle zur Beschickung des Verkohlungsreaktors vermischt werden.

Die Fluidverkokung besteht im wesentlichen in einer Pyrolyse, bei der überhitzter Wasserdampf sowohl als Wärmeüberträger als auch als Trägergas für die Fluidschicht verwendet wird* Heisse Schweröle und gewaschene"Mittelöle können mit einer Sumpfrückführung aus der Fluidverkokungsanlage als Zülaüfstrom zu der Fluidverkokungsanlage dienen. In den Fluidverkokungsreaktor, einem Wirbelbettgenerator, wird auf 816 ⁰C erhitzter Viasserdampf gedrückt. Bei der eintretenden Verkokung werden die Schweröle geerackt, wobei Gase mit niedrigerem Molekulargewicht und hohem Olefingehalt, benzolreiche niedermolekulare Öle und andere einkernige Aromaten entstehen. Der Anteil an flüchtigen Komponenten, die bei der Wirbelschichtverkokung entstehen, können durch die Wasserdampftemperatur und durch die Verweilzeit im Reaktor, d.h. die Zeit, die der Koks mit dem Wasserdampf in Berührung steht, gesteuert werden. So kann beispielsweise auch gleichzeitig parallel, gegebenenfalls auch alternativ, eine Wirbelschichtverkokung unter milderen Bedingungen, beispielsweise bei 496 ⁰C durchgeführt werden, wobei ein Koks mit höherem Anteil an flüchtigen.Stoffen erhalten wird. Die feuchten und trockenen Kokse können dann im Falle des Parallelbetriebs miteinander vermischt werden, wobei ein zusammengesetzter Fluidkoks erhalten v/ird, der

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dann einer Anlage zur Herstellung von metallurgischem Koks zugeführt werden kann.

Der für die Herstellung der Wirbelschicht benutzte Wasserdampf kann zusammen mit den verdampfenden Produkten der Wirbelschichtverkokungsanlage zur Herstellung eines 14 at-Prozessdampfes verwendet werden. Der so erzeugte Prozessdampf kann zur Wiederbenutzung in den Verkokungsprozess eingeführt werden. Weiterhin benötigter Prozessdampf kann beispielsweise aus den Abwärmeboilern der Kohleverflüssigungsanlage entnommen werden. Aus den Wirbelschichtabgasen kondensierte organische Chemikalien können zur Aufbereitungsanlage für die flüssigen Reaktionsprodukte geleitet werden. Entsprechend werden die gasförmigen Produkte zur Ga-saufbereitungsanlage des Verfahrens überstellt.

Aus den Mittelölen und einer schweren Teersäure, die bei der Grobdestillation über Kopf abgeht, können die eigentlichen Teersäuren gewonnen werden. Die Gewinnung der Teersäuren in der Gewinnungsanlage für die Teersäuren besteht im wesentlichen in einer Extraktion, bei der diese Teersäuren aus den leichten und mittleren ölen In den schweren Kohlenwasserstoffen oder den Uberkopfkondensaten der verschiedenen Produktströme gewonnen werden. Die schweren Teersäuren können zu Benzol und Naphthalin umgewandelt werden, während die leichten Teersäuren in einer Fraktionier^ kolonne zu Phenol, Xylolen und Kresolen aufgespalten werden können. Die Teerbasen können in einer Nasskontaktanlage durch Behandlung von Leichtöl mit Monopyridiniumsulfat gewonnen werden. Noch entsprechender Reinigung erhält man Anilin und kann die Alkylaniline den Leichtölen zusetzen, die der Dealkylierung zur Gewinnung von Benzol und Ammoniak zugeführt werden.

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Die Anlage zur Behandlung der Leichtöle mit Wasserstoff kann ebenfalls zur Erzeugung einer breiten Produktpalette, eingebaut in den Gesämtrahmen der Flüssigkeitsaufbereitungen, verwendet werden. Als ein Beispiel für die verfügbare Produktselektivität dieser Leichtölhydrierung sei die Maximierung der Benzolproduktion genannt, während daneben noch ungestört ein Motorbenzin mit hoher Octanzahl erzeugt werden kann. Die Wasserstoffbehandlung wird im allgemeinen auch eine Trennung der Leichtöle in Zulaufströme für die Reformierung, die mit niedrig siedenden gesättigten Kohlenwasserstoffen angereichert sind, und in Zulaufströme für eine Wasserstoffcrackanlage beinhalten, wobei diese Zulaufströme mit Aromaten angereichert sind. Die Reformierung der naphthenischen Bestandteile des mit gesättigten Produkten angereicherten Stromes liefert dann die Aromaten und Wasserstoff. Die Lösungsmittelextraktion der benzolreichen Aromatenfraktion aus dem reformierten Strom liefert dann als Raffinat ein Benzin mit einer hohen Octanzahl. Aus der Dealkylierung und der' Wasserstoffcrackung der aromatenreichen Produktstrome erhält man Benzol und Naphthalin.

Die schweren Teersäuren können in Gegenwart von Leichtölen der Extraktionsdestillation unterworfen werden. Insbesondere die aromatischen Kohlenwasserstoffe neigen dazu, sich in den Teersäuren anzureichern. Die über Kopf abgehende Fraktion enthält dabei in der Regel praktisch den gesaraten Anteil an gesättigten Kohlenwasserstoffen iin Siedebereich der Benzine, d.h. also im Siedebereich bis zu 177 ⁰C,und enthält praktisch keine Aromaten mit einem Siedepunkt über dem von Xylol (143,6 C). Das Destillat ist überwiegend naphthenescher Natur.

Die Aromaten werden in einer Aufbereitungsanlage gereinigt und liefern dabei hochreines Benzol und Naphthalin. Das Destillat der Extraktionsdestillation enthält in der Regel etwa

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25 % Aromaten, 60 % Cycloparaffine (Naphthene) und 15 % Paraffine. Es wird zunächst einer Entschwefelung mit Wasserstoff unterzogen, woraufhin die Naphthene dann anschliessend zu Aromaten reformiert werden. Über Kopf kann dabei ein flüssiger Butanstrom für die Benzinmischung erhalten werden. Der Ablauf der Reformieranlage kann der Lösungsmittelextraktion unterworfen v/erden, bei der das Raffinat ein Benzin mit hoher Octanzahl ist, das ca. 40 % Aromaten und ca. 25 % Cycloparaffine enthält. Der Auszug von dieser Lösungsmittelextraktion im üumpf von der Extraktionsdestillatipn kann unter Zuführung von Wasserstoff gecrackt und dealkyliert werden. Durch das Cracken in Gegenwart von Wasserstoff werden praktisch alle nichtaromatischen Bestandteile zu leichten Kohlenwasserstoffgasen, überwiegend zu Methan, umgewandelt. Dieser Gasstrom kann mit dem beim Reformieren erhaltenen Gasstrom vereint und wieder der Gasaufbereitungsanlage zugeführt werden. Die alkylierten Aromaten werden dabei praktisch vollständig zu Benzol und Naphthalin dealkyliert. Die hoch siedenden Rückstände können als Beschickung für die Russherstellung dienen.

In der Koksbereitungsanlage v/erden die Verkohlungsprodukte der Verkohlungsanlage mit einem Binder vermischt, beispielsweise mit schweren Erdölbestandteilen sowie, wahlweise, mit Koksstaubanteilen, wobei ein Vor- oder Rohprodukt erhalten wird, aus dem schliesslich ein Koks erhalten werden kann, der allen metallurgischen Qualitätsanforderungen entspricht. Der Hauptanteil dieses metallurgischen Kokses ist jedoch das praktisch schwefelfreie Verkohlungsprodukt, das in der Verkohlungsanlnge erhalten wurde. In diesem Zusammenhang ist es wünschenswert, dass der metallurgische Koks nicht nur die zuvor diskutierten niedrigen Werte für den Aschenanteil und Schwefelanteil aufweist, sondern dass er auch als Material leicht gehandhabt werden kann und eine

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ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, um von den Hochofenbeschickungen nicht zerdruckt zu werden, sondern diese vielmehr zu stützen und zu tragen.

In der Fig. 9 ist die Herstellung eines solchen metallurgischen Kokses aus Verkohlungsprodukten, Koksstäuben, wie beispielsweise'einem Fluidkoks, und Schwerölen beschrieben, wie sie im Verfahren gemäss der Erfindung anfallen. Die Verkohlungsprodukte können mit den Koksstäuben und den öligen Bindemitteln vermischt werden. Die Binderöle können dabei beispielsweise aus den Sümpfen der Anlage zur Aufbereitung der flüssigen Produkte stammen oder können Gemische aus schwerem Sumpföl und Mittelöl aus der Aufbereitungsanlage für die flüssigen Produkte sein. Das Gemisch wird dann in eine Formgebungsanlage gegeben, in der der stückige Rohkoks hergestellt wird, der dann anschliessend zur ,Bildung des Koksendprcduktes erhitzt wird. 50 - 90 Gew.-% der Aufgabemischung können aus Verkohlungsprodukten bestehen, während der Binderanteil 10-50 Gew.-% des Gemisches betragen kann. Der Anteil der Koksstäube kann bis zur gleichen Menge der Verkohlungsprodukte betragen. Es wurden zur Herstellung des stückigen Koksrohmaterials die an sich bekannten Verfahren verwendet. So kann das Gemisch aus Verkohlungsprodukten, Fluidkoks und Binder beispielsweise brikettiert, tablettiert oder auf andere Weise durch Pressen stückig gemacht werden. Das Koksstückgut kann dabei einen Stückdurchmesser von 1,6 bis 76,2 mm haben. Der stückige Rohkoks wird zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit zunächst vorgewärmt und anschliessend der Temperung unter verschärften Bedingungen ausgesetzt. Die Vorerhitzer können im Bereich von 26o - 482 ⁰C betrieben werden. Nach dem Vorerhitzen wird das Gut einer Temperung im Bereich von 816 - 1316 ⁰C ausgesetzt. Dabei wird der Anteil an flüchtigen Komponenten in dem metallurgischen Koks auf weniger als 5 % herabgesetzt. Die aus der Verkokungsanlage entweichenden

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heissen Gase und die aus den Vorerhitzern stammenden Gase werden abgekühlt und,wie vorstehend bereits erwähnt, der Aufbereitungsanlage für die gasförmigen Produkte zugeführt. Das nach dieser Verkokung erhaltene getemperte Produkt kann direkt als hochwertiger metallurgischer Koks verwendet werden.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist nachstehend ein Ausführungsbeispiel einer praktischen Durchführung des Verfahrens für die Umwandlung einer bestimmten Kohle in wertvolle Endprodukte im Detail beschrieben.

Beispiel

Von einem Aufgabestrom von 644 χ 10 kg/h gewaschener Kohle mit einem Aschengehalt von 5»15 % und einem Schwefelgehalt von 1,79 % wird ein Teil für die Verkohlung abgezweigt. Dieser abgezweigte Strom von 280 χ 10 kg/h wird bei 204 C getrocknet, wobei 23,6 x 10 kg/h Wasser entweichen. Die getrocknete Kohle v/ird kontinuierlich (256 χ 10 kg/h) einem Wirbelschichtreaktor zur Verkohlung und Entschwefelung der Kohle zugeführt. In dem Verkohlungsreaktor vermischt sich die getrocknete Kohle mit Verkohlungsprodukten. Die Menge der in dem Verkohlungsreaktor umgewälzten Verkohlungsprodukte beträgt ca. 363 x 10 kg. Durch das Wirbelbett ist eine innige Vermischung der Kohle mit den Verkohlungsprodukten gerantiert. Durch die Kombination der Kohle mit den Verkohlungsprodukten v/ird sichergestellt, dass ein stets frei fliessendes V/irbelbett aufrechterhalten wird und dadurch eine wirksame Entschwefelung der Kohle stattfindet.

In dem hier beschriebenen Beispiel wird die Kohle mit einem Verkohlungsprodukt vermischt, das durch Zurückhalten eines Teiles des im Verkohlungsgenerator selbst erzeugten Verkohlungsproduktes erhalten wird. Die erforderlich zurückzu-

haltende Menge an Verkohlungsprodukt Im Verkohlungsgenerator hängt vom Kohlendurchsatz im Generator und von der Verweilzeit ebenso ab wie vom gewünschten Entgasungsgrad und Entschwefelungsgrad der Kohle. Im allgemeinen ist es wünschenswert, dass der kleinst-mögliche Anteil an Verkohlungsprodukten im Reaktor zurückgehalten wird, der für ein Aufrechterhalten des freien Fliessens in der Wirbelschicht unbedingt erforderlich ist. In dem hier geschilderten Beispiel beträgt die Verweilzeit 95 min, die Temperatur im Verkohlungsreaktor 510 ⁰C und der Druck im Reaktor 6,7 at. Ausserdem wird der Reaktor mit 97 χ 10 kg/h Kohlenwasserstoff schweröl beschickt, das aus einer Anlage zur Aufbereitung von Flüssigkeiten stammt, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist. Dieses Beschickungsmaterial wird verkohlt, wobei zusätzliche Verkohlungsprodukte und leichte Kohlenwasserstoffe sowie Gase entstehen. Die Verkohlungsprodukte der Schweröle werden zusammen mit den Verkohlungsprodukten der Kohle zu. einem Produktstrom zusammengefasst, der sich auf 220 χ 10 kg/h beläuft. Dieser Produktstrom wird kontinuierlich aus dem Reaktor ausgetragen und enthält ca. 15 Gew.-^ flüchtige Bestandteile, 0,63 Gew.-% Schwefel und 8,5 Gew.-^) Aschenanteile. .

Die Verkohlungsprodukte werden mit ca. 92 χ 10 kg/h Kohlenwasserstoff schweröl (Binderpech) vermischt, das aus einer Flüssigkeitsauf.bereitungsanlage, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist, stammt. Dieses Gemisch wird anschilessend, wie in der B¹Ig. 9 dargestellt, zu Stücken mit Durchmessern von 1,6 -'76 mm verarbeitet. Das so erhaltene.Stückgut wird durch Erwärmen in Luft bei 260 ⁰C vorbehandelt und anschliessend bei 1316 ⁰C verkokt und entgast, wobei 248 χ 10 kg/h eines metallurgischen Koksproduktes erhalten werden, das zur Beschickung von Hochöfen geeignet ist.

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5259542

Die den Verkohlungs- und Entschwefelungsgenerator verlassenden heissen Gase werden auf 38 C abgekühlt und zur Entfernung der koridensierbaren Teerstoffe mit Wasser gewaschen. Diese Teerprodukte, die in einer Menge von 55 x 10 kg/h anfallen, enthalten leichte Teersäuren, schwere Teersäuren, Teerbasen, Benzol, Toluol, Xylole, Aniline, Indene, Cumarone, Naphthalin, Mittelöl und Schweröl und können, wie in der Fig. 0 gezeigt, der Flüssigkeitsaufbereitungsanlage zugeführt werden.

Nach Abtrennen der Teerprodukte werden die verbleibenden Gase, ca. 731 x 10 kg/h, zur Entfernung des K₂S mit heisser Kaliumcarbonatlauge gewaschen, wodurch ein Gas mit niedrigem Schwefelgehalt erhalten wird, dad dem Entschwefelungsund Verkohlungsreaktor im Kreislauf wieder zugeführt werden kann. So stehen ca. 658 χ 10 kg/h Gas als Trägergas für den Wirbelschichtgenerator zur Verfügung. Das überschüssige Gas, ca. 54 χ 10^ kg/h, und die sauren Gase, 19 x 10 kg/h, (im wesentlichen H₀S und CO₀), die durch Regenerieren der beladenen Kaliumüarbonatlösung erhalten wird, werden zur Weiterverarbeitung der Gasaufbereitungsanlage zugeführt. Diese beiden Gasströme werden zusammen mit den Gasen von der Kohleverflüssigung, der Flüssigkeitsaufbereitung und der Koksherstellung in der in Fig. 7 gezeigten Gasaufbereitungsanlage verarbeitet.

Von dem anfänglichen Strom gewaschener Kohle werden 364 χ 10 kg/h mit 658 χ 10 kg/h Aufschlamiaungsdl gemischt. Diese Aufschlämmung wird durch ein Inberührungsbringen mit Wasserstoff der Verflüssigung unterworfen. Diese Verflüssigung wird etwa 40 min bei 482 ⁰C und 352 at durchgeführt. Der benötigte Wasserstoff stammt aus den gekühlten Produktgasen der Kohleverflüssigung,, wie in Fig. 6 dargestellt, und zusätzlich mit 28,ü χ 10 kg/h einem Wasserstoff

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enthaltenden Gas aus der Gasaufbereitungsanlage, die in Fig. 7 gezeigt ist. Das Reaktionsprodukt wird in der reduzierenden Atmosphäre eines Wasserstoff enthaltenden Gases bei 510 ⁰C und 351 at in einem Feststoffabscheider der Verdampfung und Entfernung der Gase und flüchtigen Flüssigkeiten und somit zu ihrer Abtrennung von der Asche und der nicht umgesetzten Kohle ausgesetzt. Die nicht umgesetzte Kohle und die Aschenreste fallen mit etwa 73 x 10 kg/h an und können als fester Brennstoff zum Beheizen von Boilern dienen. Der aus der Feststoffabtrennungsanlage entweichende Gasstrom wird gekühlt und in aufeinanderfolgenden Stufen entspannt, wobei Teer, Leichtöle, leichte Kohlenwasserstoffgase und zur Rückführung geeigneter Wasserstoff erhalten werden. Die Teerprodukte, die in einer Menge von ca. 793 χ 10 kg/h anfallen, bestehen in der Hauptsache aus Schweröl mit einem Siedepunkt oberhalb 399 ⁰C, Mittelöl, das als Aufschlämmungsöl für die Kohleverflüssigung dienen kann und einen Siedepunkt im Bereich von 232 - 399 ⁰C aufweist, und aus schweren Teersäuren. Das Leichtöl, das in einer Menge von 62 χ 10 kg/h anfällt, enthält leichte Teersäuren, Teerbasen, Benzol, Toluol, Xylol, aromatische Lösungsmittel, Aniline und Naphthalin. Die Teerprodukte und das Leichtöl werden in der Flüssigkeitsaufberegnungsanlage, wie in Fig. 8 beschrieben, aufgearbeitet.

Nach der Verarbeitung liefert die umgewandelte Kohle die nachstehend aufgeführten Produkte in den angegebenen Raten:

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- Z₊O -

	2259542	103 kg/h
	. 3,9
Ammoniak	5,2
Schwefel	40,0
Äthylen	32,9
Benzol	12,6
Naphthalin	6,6
Propylen	6,6
Phenol	2,5
o~Kresol	9,0
m- u. p-Kresol	0,9
Xylole	1,1
Pyridine, Picoline und Lutidine	1,9
Anilin und Toluidin	1,8
Ausgangsstoffe für die Russherstellung	44,9
Reines CO2	59,9
Heizgas	Koks (metallurgische Qualität) 248,1

Brennstoffe für die Elektrizitätserzeugung 72,6

Vorstehend wurde das Verfahren gemäss der Erfindung in einer allgemeinen Übersicht und in einem speziellen Ausführungsbeispiel geschildert. Die Mittel, mit denen die Endprodukte aus den Beschickungsstoffen erhalten werden können, wurden im einzelnen dargelegt. Abänderungen der Verarbeitungsmethodik und der Prozessführung wurden dargelegt, wobei die Parameter aufgezeigt wurden, die die Beeinflussung der Art und der Menge der neben dem metallurgischen Koks erhaltenen Chemikalien neben dem metallurgischen Koks, abhängig oder unabhängig von dessen Qualität und Ausbeuten, zu verändern gestatten. Für den Fachmann, der die vorstellende Offenbarung kennt, wird es

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daher nahe liegen, die offenbarte Prozesskombination*
die zu einem ausserordentlich wirtschaftlichen und variablen Verfahren führt, im Detail nach seinem Fachwissen
weiter zu verändern. Solche Veränderungen brauchen dabei· aber nicht das Grundkonzept der Erfindung, die Kombination der Verkohlung und der Kohleverflüssigung.unter Herstellung von metallurgischem Koks bei ausgeglichener Wasserstoffbalance, Erhalt von reinem COp als Nebenprodukt und höchster Wirtschaftlichkeit durch maximale Ausnutzung der-Rückführungen und im wesentlichen durch die Kohleaufgabe steuerbarer Chemikalienproduktpalette, zu verlassen.

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Claims (21)

1. Patentansprüche

   /ί. /Verfahren zur Umwandlung von Kohle, dadurch gekennzeich- <-~s net, dass man in einem ersten Prozess feinverteilte Kohle entschwefelt und verkohlt, indem man die Kohle in Gegenwart von kohlenstoffhaltigen Verkohlungsprodukten im Wirbelbett bei Temperaturen bis zu ca. 871 ⁰C mit einem Wasserstoff enthaltenden Gas in Berührung bringt, das nicht mehr als ca. 2 Vol.-% Schwefelwasserstoff enthält und praktisch sauerstofffrei ist, und so ein Verkohlungsprodukt erhält, das nicht mehr als ca. 1 Gew.-% Schwefel enthält und für die Herstellung von metallurgischen Qualitätsanforderungen genügendem Koksmaterial geeignet ist, dass man in einem zweiten Prozess eine Kohleverflüssigung durchführt, indem man feinverteilte Kohle mit einem Wasserstoffdonatormedium bei einer Temperatur von ca. 427 - 516 ⁰C und einem Druck von 141 - 703 at in Berührung bringt, dass man die gasförmigen Produkte aus dem ersten und aus dem zweiten Prozess sammelt, um aus ihnen ein Wasserstoffgas zu gewinnen, das in den ersten und in den zweiten Prozess zurückgeführt werden kann, um dort den benötigten Wasserstoff zu liefern, und dass man die flüssigen Produkte aus dem ersten und aus dem zweiten Prozess sammelt, um aus ihnen schwere und mittlere Kohlenwasserstofföle herzustellen, die in den ersten und in den zweiten Prozess zurückgeführt werden können.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

   man eine Kohle mit hohem Schwefelgehalt und mit hohem Aschengehalt einsetzt.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Kohle einsetzt, deren

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   Aschengehalt ca. 5-15 Gew.-?6 beträgt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Kohle einsetzt, deren Schwefelgehalt ca. 1-5 Gew.-% beträgt.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet," dase man den ersten Prozess bei einer ' Temperatur im Bereich von ca. 482 - 871 ⁰C durchführt.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,.dass man den ersten Prozess bei einer Temperatur im Bereich von ca. 677 - 843 ⁰C durchführt.
7. 7. Verfahrennach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kohle bei einer Temperatur im Bereich von 149 - 232 ⁰C trocknet, bevor man sie im ersten Prozess der Verkohlung und Entschwefelung unterwirft.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch,gekennzeichnet, dass man die Kohle bei einer Temperatur im Bereich von 193 204 ⁰C trocknet.
9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kohle bei einer Temperatur von ca. 199 °C trocknet.
10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man den ersten Prozess bei einem Druck im Bereich von ca. 6,3 - 21,1 at durchführt.
11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man den ersten Prozess bei einem Druck von ca. 6,68 at durchführt. .

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12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man den ersten Prozess mit einem Wasserstoff enthaltenden Gas durchführt, das mit Wasserdampf gesättigt ist.
13. 13· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man den zweiten Prozess mit einem Wasserstoffdonatormedium durchführt, das ein Wasserstoff enthaltendes Gas, eine organische Flüssigkeit, die kohlenstoffhaltige Stoffe hydriert, oder ein Gemisch beider enthält.
14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass man den zweiten Prozess mit einem Wasserstoffdonatormedium durchführt, das aus einem Wasserstoff enthaltenden Gas besteht.
15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Verkohlung und Entschwefelung im ersten Prozess in Abwesenheit wesentlicher Mengen an Katalysatoren durchführt.
16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man die Kohleverflüssigung des zweiten Prozesses in Abwesenheit wesentlicher Mengen an Katalysatoren durchführt.
17. 17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man den ersten Prozess so führt, dass man ca. 20 - 50 Gew.-% der umgewandelten Kohle in Verkohlungsprodukt überführt.
18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass man den ersten Prozess so führt,

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    dass so viel Wasserstoff erzeugt wird, dass die erzeugte Menge ausreicht, um das Wasserstoffdonatormedium im zweiten Prozess zu liefern.
19. 19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 1 bis 13 und 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass man als Wasserstoff donatormedium im zweiten Prozess Wasserstoffgas, das man durch Sammeln und Aufarbeiten der Produktgase aus dem ersten und zweiten Prozess erhalten hat, Wasserstoff abgebende Kohlenwasserstofföle, die man durch Sammeln und Aufarbeiten aus dem ersten und zweiten Prozess erhalten hat, oder deren Gemische verwendet.
20. 20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Prozess die Kohleverflüssigung durchgeführt wird, indem man die Kohle im Gemisch mit einem KohlenwasserstoffmittelÖl mit einem Wasserstoffdonatormedium in Berührung bringt, wobei das Mittelöl durch Sammeln und Aufarbeiten aus dem ersten und zweiten Prozess und Rückführung im Kreisstrom erhalten wird.
21. 21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass man als Wasserstoffdonatormedium ein im Kreisstrom rückgeführtes Wasserstoff enthaltendes Gas verwendet, das durch Sammeln und Aufarbeiten der Produkt- und Abgase aus dem ersten und zweiten Prozess erhalten wird.

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    L e e r s e i t e