DE2357224A1

DE2357224A1 - Verfahren zur herstellung eines bindemittels

Info

Publication number: DE2357224A1
Application number: DE2357224A
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Chem Dr Elstner; Ewald Meisenburg
Original assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Current assignee: Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG
Priority date: 1973-11-16
Filing date: 1973-11-16
Publication date: 1975-05-22
Also published as: DE2438150A1

Description

V'e.sseling, dtn 12. November 19/3 VP/Dr.Sch.-B./Fu

Unser Zeichen: UK 284

Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für die Verarbeitung von zerkleinerten Brennstoffen zu Briketts bzw. Koks.

Im allgemeinen verwendet man als Bindemittel für die Brikettierung von zerkleinerten Kohlen Teerpeche oder Erdölbiturnen, denen man insbesondere aromatenreiche Produkte, wie Waschöle, Krack- oder Destillation rückstände aus aromatenhaltigen Erdölen zusetzt. Dabei hat sich als vorteilhaft auch z.B. ein Zusatz von Anthracen oder Naphthalin erwiesen (DT-PS 1 105 379). Man hat ferner vorgeschlagen, Kahlenteere oder ähnliche aromatische bitumenöse Produkte einer Wärmebehandlung zu unterwerfen und die so erhaltenen Substanzen von hohem Siedebereich und mit Erweichungspunkten von 100-400°C als Bindemittel bei der Kokshastellung einzusetzen (OS 2 164 474). Sowohl die mit Hilfe von Bindemitteln hergestellten Briketts wie auch der aus diesen gewonnenen Koks sollen eine hohe Festigkeit besitzen, doch ist dies mit den be- -nnten Bindemitteln nicht in allen Fällen in ausreichendem Maß zu ..Eäwährleisten, insbesondere nicht bei Einsatz von Braunkohlen.

Es wurds nun gefunden, daß man ein Bindemittel herstellen kann, mit dessen Hilfe man Briketts bzw, aus diesen gewonnenen Koks mit hoher Festigkeit herstellen kann, wenn man ein bei der Pyrolyse von Rohöl oder flüssigen Rohölfraktionen gewonnenes aromatenreiehes Mittelöl ca. 0,5-2 Stunden lang auf 1GQ-25D°C erhitzt und anschließend bis etwa 220°C siedenden Anteile destillativ abtrennt.,Bei den einzusetzenden Mittelölen handelt es sich um solche, wie man sie bei der üblichen Gewinnung von ungesättigten gasförmigen Kohlenwasserstoffen, z.B. Äthylen, durch Pyrolyse von z.B. Benzin- oder Gasölfraktionen aus Rohöl oder auch aus diesem selbst nach Abtrennung der ebenfalls dabei anfallenden Benzine erhält. Der Siedebeginn der Mittelöle kann sich

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Unse- Zeichen: UK 284

nach den an die Pyrolysebenzine zu stellenden Anforderungen richten. Deren Siedeende wird im allgemeinen bei etwa 180-200 C eingestellt werden, doch kann er auch z.B. bis auf 220°C erhöht werden, wodurch gleichzeitig im Pyrolyseprodukt befindliches Naphthalin ganz ader teilweise entfernt werden kann. Es hat sich jedoch als vorteilhafter erwiesen, den Schnittpunkt auf etwa 180-190 C zu legen, d.h. vor der Behandlung des Mittelöls das Naphthalin nicht zu entfernen, da es gewünschtenfalls nach der erfindungsgemäßen Behandlung des Mittelöls in wesentlich besserer Qualität aus diesem dEstillativ gewonnen werden kann. Es handelt sich also bei dem erfindungsgemäßen Bindemittel im Gegensatz zu den üblichen Produkten um ein solches mit relativ niedrigem Siedebereich.

Vorteilhaft wird das Mittelöl bei Temperaturen von etwa .220-240 C behandelt, doch kann man auch, wenn nur Wärme mit einem niedrigeren Energiegehalt kostengünstig zur Verfugung steht, schon bei Temperaturen von etwa 100°C an arbeiten. Je nach der gewählten Temperatur der Behandlung richtet sich deren Dauer. Die anschließende Abtrennung der bis

. zu etwa 220°C siedenden Bestandteile kenn destillativ, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, durchgeführt werden. Es ist für eine weitgehende Entfernung des im Mittelöl befindlichen Naphthalins Sorge zu tragen, da es sich im Gegensatz zu der bisherigen Erkenntnis (DT-PS 1 105 379) gezeigt hat, daß dieses überraschenderweise die Wirksamkeit des Bindemittels beeinträchtigt. Nach einer weiteren Ausführungsform

der Erfindung können die Eigenschaften des Bindemittels gewünschtenfalls noch verbessert werden, wenn man dem Mittelöl vor der Wärmebehandlung 0,01 - 1,0, insbesondere 0,05 - 0,2 Gew.% einer starken Säure, zweckmäßig z.B. Schwefelsäure, Salzsäure, Toluolsulfonsäure, zusetzt. Während sich z.B. bei der Herstellung von Koks aus Lignin die Anwesenheit von Schwefelsäure durch Verminderung der Koksfestigkeit und der Teerausbeute störend bemerkbar machte (DBP 871 740), ist dies überraschenderweise bei der Verarbeitung von z.B. Braunkohle gemäß der Erfindung nicht der Fall. Es werden vielmehr mit derart behandelten Mittelölen z.B. besonders hohe Koks-Festigkeiten erreicht.

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Zeichen; UK 284

Durch die Menge der abgetrennten Mittelöl-Bestandteile kann der Erweichungspunkt des Bindemittels auf den gewünschten Wert, im allgemeinen zwischen 20 und 80 C, eingestellt werden.

Die für die Erzielung einer ausreichenden Festigkeit des Briketts bzw. des aus diesen gewonnenen Kokses benötigte Menge an Bindemittel kann im allgemeinen zwischen 1 : 0,2 bis 1 : 0,6 gewählt werden und braucht nur in Ausnahmefällen höher zu liegen. Das erfindungsgemäße Bindemittel ist insbesondere hervorragend für die Herstellung von hochfesten Briketts aus Braunkohlen geeignet, was mit den bekannten Bindemitteln bisher kaum möglich war. Dabei ist es von Verteil, daß die Feuchtigkeit der zu brikettierenden Braunkohle in weiten Grenzen, z.B. zwischen 10 und 25 °/a, liegen kann, ein weitgehendes Vortrocknen also nicht erforderlich ist. Brikettierung bzw. Verkoken können in üblicher Weise vorgenommen werden.

Beispiel 1

Ein aus der Benzinpyrolyse gewonnenes Mittelöl mit einem Siedebeginn von 175 C wurde 1 Stunde lang bei 230 C behandelt. Durch anschließende destillative Abtrennung der unter etwa 250 C siedenden Anteile wurde ein Bindemittel mit einem Erweichungspunkt von 29 C gewonnen.

2200 g rheinischer Braunkohle (Wassergehalt 22 %) wurden mit 800 g Bindemittel innig vermischt. Die aus dieser Mischung in üblicher Weise hergestellten Preßkörper besaßen eine Festigkeit von 313 kp/cm ,,

Beispiel 2 _

Ein Mittelöl, wie im Beispiel 1 beschrieben, wurde mit 0,1 Gew.°/a Schwefelsäure versetzt und etwa 1 Stunde lang bei 230°C behandelt. Das erhaltene Produkt wurde durch destillative Abtrennung der etwa bis 240 C siedenden Bestandteile weitgehend' von Naphthalin befreit und auf einen Erweichungspunkt von 29 C eingestellt. Aus einem Braunkohle-

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Bindemittelgemisch (Verhältnis 1 : 04) wurden in üblicher Weise zunächst Briketts und aus diesen dann Koks hergestellt. Der Koks

besaß eine Festigkeit von 424 kp/cm . Der Versuch wurde wiederholt, jedoch der Erweichungspunkt des Bindemittels auf 20 C eingestellt.

In diesem Fall lag die Koksfestigkeit bei 328 kp/cm .

Beispiel 3

Es wurde ein Mittelöl mit einem Siedebeginn von ca. 180 C aus der Pyrolyse eines Leichtbenzins mit 0,08 Gew.% Toluolsulfonsäure versetzt und ca. 100 Minuten lang auf 180 - 185°C erwärmt. Anschließend wurden die bis etwa 210°C siedenden Anteile abdestilliert, das Naphthalin verblieb also im Bindemittel. Die mit einem Verhältnis von Braunkohle zu Bindemittel = 1 : 0,3 hergestellten Briketts besaßen

eine Festigkeit von 118 kp/cm .

In einem Vergleichsversuch wurde nach der Wärmebehandlung auch das Naphthalin aus dem Produkt abdestilliert. Die dann wie oben beschrieben

hergestellten Briketts besaßen eine Festigkeit von etwa 280-290 kp/cm ,

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der aus ihnen hergestellte Koks eine solche von etwa 385 kp/cm .

Beispiel 4

Ein Mittelöl aus der Pyrolyse eines Benzins wurde mit 1,5 Gew.% Schwefelsäure versetzt und 45 Minuten lang bei 230 C behandelt. Das so erhaltene Produkt wurde destillativ auf einen Erweichungspunkt von 20°C eingestellt. Aus einer Kohle-Bindemittelmischung im Verhältnis 1 : 0,25 wurden in üblicher Weise Briketts hergestellt, deren Festig-

keit bei etwa 160 kp/cm lag. Der aus diesen gewonnenen Koks besaß

eine Festigkeit von etwa 205 kp/cm . Durch Erhöhung des Erweichungspunktes auf 40 konnte die Koksfestigkeit auf etwa 255 kp/cm gesteigert werden.

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Claims

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• 6.

PATENTANSPRÜCHE

K Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für die Herstellung von Briketts oder Koks mit hoher Festigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man ein bei der Pyrolyse von Rohöl oder flüssigen Rohölfraktionen gewonnenes Mittelöl ca. 0,5-2 Stunden lang auf 100 - 250°C erhitzt und anschließend mindestens die bis etwa 220°C siedenden Anteile destillativ unter Einstellung eines Erweichungspunktes des so .gewonnenen Bindemittels auf etwa 20-80 C entfernt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Mlttelöl vor der Wärmebehandlung 0,01 - 1,0 Gew.^o einer starken Säure zusetzt»
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Siedebeginn des Mittelöls auf etwa 180-190 C einstellt,

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