DE2454767A1

DE2454767A1 - Verfahren zum konvertieren von kohle in ein ge- /kontinuierlichen saettigtes kohlenwasserstoffgas

Info

Publication number: DE2454767A1
Application number: DE19742454767
Authority: DE
Inventors: Shozo Ito
Original assignee: MIFUJI IRON WORKS Ltd
Current assignee: MIFUJI IRON WORKS Ltd
Priority date: 1974-07-08
Filing date: 1974-11-19
Publication date: 1976-08-26
Also published as: DE2454767C3; AU7489374A; JPS5512079B2; IT1027641B; JPS516902A; FR2277879A1; US3973924A; DE2454767B2; FR2277879B1; GB1466128A; CA1028499A

Description

PATENTANWALTS BÜRG D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANN STR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. GOHAUSZ · Dipl.-Ing. W. FLORACK · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirtsch.-Ing. A. GERBER ■ Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

lüdogava-ku,

x'ok;,.ο, Japan 13. IToverai'Sx· 1174

Yeriahr&n sii::i/Zonvertieren von Kohle in ein :;c- /kontinuierlichen

sättigtes Kohiemfaaserstoi'Tgais

.jxe "li-f in dung betrifft ein Yerfahr&n ;:u:.i kontinuierlichen IConvertiexen von Kohle in gesättigtes Kohlünwasserstoii^as, und incibesonutre betrifft sie ein Verfahrer, zum kontinuierlichen !-'.onvertisren von Kohl¹.e in gesättigtes Ko-hlenwasserstoxfgas durch thermisches Cracker; von Zca-Ie und durcl. Furier er. den theriiiscla gecrackten x^Jroaukts.

'Jz ist bekannt, dai· _&'3sättig fces •iohljrv-r-.SEurstof f^as aus Xolile dadurch entsteht, daß gleichzeitig das thermische Crackeri von Kor.le und das Hydrieren des taeraisch gecrackten Procliikts in dem gleichen Te.'.uindlungsofen vorgenoiümen wird; ein solches Verfahren hat jedoch die folgenden ITach teile:

1. IDs ist sehr schwierig, die Heaktionsbedingungen im Behandlungsoien zu kontrollieren;

2. Ils ist ein hoher Gehalt an ungesättigten Kohlenwasserstoffen in deti Kydrierprodukt vorhanden urn.

J. 3s ist eine große Schwankung in der Zusammensetzung des entstehenden Hydrierprodukts vorhanden, besonders an ungesättigtem Kohlenwasserstoffu^s.

Hin anderes bekanntes Verfahren besteht darin, gesättigtes Kohlenwasserstoffgas aus Kohle dadurch herzustellen, daß Kohlenstoffmorioxid aus Kohle erzeugt wird und das Kohlenstoffmonoxid zum Erzeugen von j_;e-

WaAEi 6 0 9 8 3 5/0964 _8ÄD _ommAL „ ₂ _

MB4767

- if -

than hydriert wird. Dabei handelt es sich um das sogenannte Kethani erungs verfahren. Das Hydrieren im Lethanierungsverfahren kann nur durch Verwendung· eines Katalysators bewirkt werden, der die Kosten des Verfahrens stark erhöht. Da die Hydrierung ferner Wärme entstehen läßt, die zu einer Unterbrechnung der gleichförmigen Hydrierung führt, ist es erforderlich, die iteaktionstemperatur (Wärmebilanz) während der Ilydrierungszeit streng zu kontrollieren, obgleich das unerwünscht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen herstellen von gesättigtem Kohlenwasserstoffgas aus Kohle zu schaffen, wobei dieses Gas im wesentlichen keinen ungesättigten Kohlenwasserstoff enthält unci in seiner Zusammensetzung gleichförmig ist.

Weiter bezweckt die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zum kontinuierlichen Konvertieren von Kohle in gesättigtes Eohlenwasserstoff- ^as, vobei bei diesem Verfahren die Verarbeitungsbedingungen leicht zu reg-ilieren sind.

Dazu ist erfindungsgemüS ein Verfahren zujj kontinuierlichen Konvertieren von Kohle in gesästtigtes Kohlenwasserstoffgas durch thermisches Gracken von Kohle, die zuvox. fein verteilt worden ist, mit Dampf und durch Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts mit Wasserstoffgas vorgesehen, wobei aas Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß

1. ein erstes im wesentlichen inertes gebranntes Gas hergestellt wird, das höchstens 2 Vol.-¹/; freies Oxygen enthält,dadurch, daß ein Brennstoff verbrannt wird,

2. zum Zwecke der Bereitstellung des ersten Behandlungsgases in einer ersten Aufbereitung·skammer das inerte verbrannte Gas mit Dampf und gegebenenfalls mit w'asserstoffgas in einem solchen Anteil gemischt wird, daii das entstehende erste Sehandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat,

3· in einer ersten Behandlungskammer Kohle, die fein zerteilt worden ist, mit dem ersten Behandlungsgas unter Fluidiserung der zerteil-

6O9835/Ö9B4 -3-

ORlGIfML

teilten Kohle zum thermischen Wracken derselbeiv behandelt wird, 4. ein zweites im wesentlichen inertes verbranntes Gas getrennt hergestellt wird, das höchstens 2 Vol.-'/- freiesGingen ehthält, dadurch, daß ein Brennstoff verbrannt wird,

5· zum: Zwecke der Bereitstellung eines zweiten Behanälungsgases in einer zweiten AufbereitungskamHier das inerte verbrannte Gas, das in der Phase 4 hergestellt worden ist, mit Wasserstoffgas und gegebenenfalls einem zusätzlichen Gas zum Regulieren der Temperatur des zweiten Behandlungsgases in einem solchen Anteil gemischt wird, daß das entstehende zweite Beahandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung· hat,

6. in einer zweiten Behandlungskammer das thermisch gecrackte Produkt des Schritts 5 Kit dem zweiten Behandlungsgas behandelt wird, während das thermisch gecrackte Priodukt zur Hydrierung desselben und zur Erzeugung von gesättigtem Kohlenwasserstoffgas fluidisiert wird und

7. das gesättigte Kohlenwasserstoffgas von dem Hydriergemisch aus Schritt 6 isoliert wird.

Das prägende Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das, daß der Schritt des thermischen Crackens und der Schritt des Hydrierens getrennt in verschiedenen Behandlung"skammern (d.h. in der ersten und zweiten Behandlungskammer) durchgeführt werden, daß das Behandlungsgas für den Schritt des thermischen Crackens (das erste Behandlungsgas) und das Behandlungsgas für das Hydrieren (das zweite Behandlungsgas) getrennt in verschiedenen Kammern (d.h. in der ersten und zweiten Aufbereitungskammer) hergestellt werden, das erste und das zweite Behandlungsgas unabhängig voneinander auf die gewünschte Temperatur, den gewünschten Druck und die gewünschte Zusammensetzung eingestellt werden, das thermische Gracken der vfein zerteilten Kohle bei Pluidisierung der Kohle in der ersten Behandlungskammer vorgenommen wird und des Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts bei Fluidisierung des Produkts in der zweiten Behandlungskammer bewirkt wird.

Die Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Erzeugen von Wasserstoffgas aus dem Verkohlungsprodukt in Abtrennung von dem Hydriergemisch

609635/0364 _{ßAD 0(},^ - 4 -

2 A B A 7 6 7

und das Liefern des Wasserstoffgases zum Hydrierungsschritt 5 vor, gegebenenfalls auch dem Kohlezersetzungsschritt 2. Im vorstehenden Verfahren gemäß der Erfindung wird das Wasserstoffgas also, das in dem Hydrierschritt 5 und gegebenenfalls im Kohlezersetzungsschritt 2 verwendet wird, d\irch die folgenden Schritte hergestellt und bereitgestellt:

a) Es wird das Yerkohlungsprodukt aus dem Hydriergemisch in Schritt 6 gesammelt.

b) Es wird ein drittes, im wesentlichen inertes verbranntes Gas hergestellt, das höchstens 2 Vol.-)-:- freies Oxygen enthält, dadurch, daß ein Brennstoff verbrannt wietrd.

c) Es wird in einer dritten Aufbereitungskammer ein drittes Behandlungsgas durch Mischen des dritten verbrannten Gases in dem vorstehend genannten Schritt mit Dampf in einem solchen Verhältnis hergestellt, daß das entstehende dritte Behandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat.

d) Es wird in einer dritten Eehandlungskammer das Verkohlungsprodukt mit dem dritten Behandlungsgas bei ITuidisierung des Verkohlungsprodukts behandelt, so daß das Verkohlungsprodukt in Wassergas konvertiert wird, das Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid enthält.

e) Es wird das Wassergas mit Dampf bfeehandelt, derart, daß das Kohlenstoffmonoxid im Wassergas in ein Gemisch aus Wassesrstoff und Kohlenstoff dioxid konvertiert wird.

f) Es wird das Wasserstoffgas aus dem vorstehend genannten Konversionsgemisch isoliert.

g) Schließlich wird das Wasserstoffgas dem Schritt (5) und gegebenenfalls dem Schritt (2) zugeleitet.

Das Wasserstoffgas-Herstellungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Behandlungsgas in der dritten Aufbereitungskammer getrennt von der dritten Behandlungskammer hergestellt wird, so daß es die bestimmte Temperatur, den bestimmten Druck und die bestimmte Zusammensetzung hat, während das Verkohlungsprodukt in der dritten Behandlungskammer fluidisiert wird.

Die Erfindung ist nachstehend in ihren Einzelheiten im Zusammenhang mit

609835/0964

7454767

den Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

I'ig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Fließ Schemas für das erfindungsgemäße Verfahren,
Fig. 2 ein Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur . Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 3 ein Schnitt durch ein anderes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindunsgemäßen Verfahrens und Fig. 4 ein Schnitt durch ein weiteress Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In Fig. 1 ist ein Fließschema gezeigt, das darstellt, wie das eriindungsgemäße Verfahren aufgebaut istj um das erste verbrannte Gas für das Kohlecracken entstehen zu lassen, wird ein Brennstoff mit Luft oder Oxygengas in bestimmten Verhältnissen in einer Mischkammer gemischt, wobei das Gemisch in eine Brennkammer eingeleitet und dann in dieser verbrannt wird.

Der Brennstoff kann auf V/unsch aus gewöhnlichen Gasbrennstoffen ausgewählt sein,-beispielsweise Ölgas, Brdgas, Propangas, das durch das erfindunsgsemäße Verfahren hergestellte gesättigte Kohlenwasserstoffgas, Leuchtgas, Wassergas; ferner aus gewöhnliehen flüssigen Brennstoffen, beispielsweise leuchtem Heizöl, schwerem Heizöl und verflüssigtem Kohle-Öl, und gegebenenfalls aus fein zerteilten festen Brennstoffen, beispielsweise Kohlekoks und Holzkohle, außer wenn das entstehende verbrannte Gas das thermische Cracken der Kohle beeinträchtigt. In der Mschkammer wird der Brennstoff mit Luft oder Oxygengas in einem solchen Verhältnis gleichförmig gemischt, daß das entstehende verbrannte Gas höchstens 2 Vol.-Js freies Oxygengas enthalt und deshalb im wesentlichen inert ist. Das Mischverhältnis von Brennstoff und Luft oder Oxygengas wird durch die Art und Qualität des zu verwendenden Brennstoffs und durch die Art der Erennkammer bestimmt. Das erste verbrannte Gas, besser Brenngas, das auf diese Weise entsteht, wird der ersten Aufbereitungskammer zugeleitet und dort mit einer bestimmten Menge Dampf oder Wasser gemischt, um das erste Behandlungsgas herzustellen. Wenn Wasser verwendet wird, wird es verdampft, sobald das Wasser mit dem Brenngas in der ersten Aufberatungslcammer in Kontakt gelangt. Falls erforderlich, kann eine bestimmte Menge Wasser-

609835/0984 - β -

stoffgas in die erste Aufbereitungskammer eingeleitet und mit dem Brenngas und Dampf oder Wa.sser gemischt werden. Bei der Herstellung des ersten Behandlungsgases wird das Verhältnis von Brenngas, Dampf oder Wasser und gegebenenfalls Wasserstoffgas in Abhängigkeit von den Temperaturen und Drücken des Brenngases, des Dampfs uder Wassers und des Wasserstoffgases und der Zusammensetzung des Brenngases bestimmt, so daß das entstehende erste Behandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat. Gewöhnlich hat das erste Behandlungsgas eine bevorzugte Temperatur von 400 bis 600°0, am besten 450 bis 55O⁰C, wobei ein bevorzugter

2 2

Druck 25 bis 50 kg/cm beträgt, besser noch 30 bis 40 kg/cm , und es enthält vorzugsweise 0,25 bis 0,5 kg, noch besser 0,3 bis 0,4 kg Dampf pro 1 kg Kohle, die zu konvertieren ist, und gegebenenfalls 0,4 bis 0,7 ITm , noch besser 0,5 bis 0,6 Nm^ Wasserstoff gas pro 1 kg der Kohle, die zu konvertieren ist.

Das auf diese Weise hergestellte ers"';e Behandlungsgas wird in die erste Behandlungskammer eingespeist, in der die Kohle thermisch gecrackt wird. Die Kohle wird in fein zerteilter Form in die erste Behandlungskamrier eingeleitet, um auf das erste Behandlungsgas zu treffen. Die fein zerteilte Kohle wird fluidisiert und thermisch durch das erste Behandlungsgas innerhalb der ersten Behandlungskammer gecrackt.

Das thermische Cracken kann in der beispielsweise in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung vorgenommen werden. Gemäß der Darstellung in Mg. 2 ist eine Kohlecrackvorrichtung 1 mit einer Mischkammer 2, einer Brennkammer 31 e»iner ersten Aufbereitungskammer 4 und einer ersten Behandlungskammer (thermischer Crackk«jamer) 5 versehen. Die Mischkammer 1 ist mit einer Leitung 6 zur Zuleitung eines Brennstoffs und mit einer Leitung 7 zur Zuleitung· von Luft oder öxygengas versehen. Der durch die Leitung 6 zugeleitete Brennstoff wird gleichförmig mit Luft oder Oxygengas gemischt, die bzw. das durch die Leitung 7 in die Mischkammer 2 geleitet wird. Die Mischkammer 2 weist einen zylindrischen Innenraum auf, der eine Innenperipherie hat, die sich in die gleiche Hiohtung wie die des Strome des Gasgemisches erstreckt. Sin AuslaSende der Mischkammer 2 bildet eine

6093 3 5/0964 "^? "

2A54767

Λ-

Öffnung 8, durch die das Gasgemisch aus der Liischkammer 2 in die Brennkammer 3 abgefördert wird. Me Abi" order öffnung 8 kann mit einer Vorrichtung zum Regulieren des Durchflusses von Gasgemisch versehen sein. Die Darchflußregelvorrichtung kann die Durchflußrate, die Durchflußgeschwindigkeit und die ÜFließrichtung des Gasgemisches regulieren, um die gewünschten Werte zu erhalten. Sin Beispiel für eine Darchflußregelvorrichtung ist in Pig. 2 gezeigt. Das Auslaßende der Mischkammer 2 hat dabei eine kreiskonische Form, die zur Brennkammer 3 hin konvergiert. In dem kreiskegeligen Raum sitzt ein Durchflußregler 9· Der Durchflußregler 9 hat ebenfalls eine kreiskegelige l<Orm und konvergiert zur Brennkamemer 3 hin und ist so bewegbar, daß die effektive Querschnittsfläche der Abförderöffnung 8 eingestellt wird. Durch Einstellung der Position des Durchflußregiere 9 können die Strömungsgeschwindigkeit des Gasgemisches, dessen Durchflußrate und dessen Fließriehtung reguliert werden, und das Gasgemisch kann gleichförmig in deie Brennkammer 3 diffundiert werden. Wenn das geschieht, wird das Gasgemisch gezündet, und es wird gleichförmig und vollständig in der Kammer verbrannt. Die Brennkammer 3 ist mit einem zylindrischen Innenraum versehen, der eine Innenperipherie hat, die sich längs der Strömungsrichtung des Brenngases in dem inneren Raum erstreckt. Um das Gasgemisch in der Brennkammer 3 vollständig zu verbrennen, erfüllt vorzugsweise der Innendurchmesser der Brennkammer 3 die folgende Beziehung:

Dc ' > 1 j dl·! (21)

Darin sind de der Innendurchmesser des Innenraums der Brenirejjymmer 3 dM der Innendurchmesser der Abförderöffnung 8. Wenn de kleiner als 1 1/4 dM ist, kann das zu einer unvollständigen Verbrennung des Gasgemisches führen. Das erste Brenngas, das in dieser Weise entsteht, hat eine hohe Temperatur und enthält höchstens 2 Vol.-fo freies Oxygen. Das erste Brenngas wird aus der Brennkammer 3 in die erste Aufbereitungskammer 4 eingeleitet. Gegebenenfalls kann ein Teil des ersten Brenngases aus einer Abflußleitung 10 abgezogen werden. Die erste Aufbereitungskammer 4.ist mit Hauptzweigleitungen 11a und 12b versehen, die mit einer Hauptleitung 11 zur Einspeisung von Dampfwasser verbunden sind. Die erste Aufbereitungskammer kann gegebenenfalls eine Leitung 12 zum Speisen

609 8 35/0 964 _₈_

von Wasserstoffgas in diese aufweisen. Die Durchflußraten des Dampfs oder Wassers und gegebenenfalls des Wasserstoffgases, der bzw. das zur Hischeung mit dem Brenngas vorgesehen sind, werden durch die Temperatur, den Druck und die Zusammensetzung des ersten Behandlungsgases bestimmt, das in der ersten Aufbereitungskammer 4 hergestellt wird.

TJm das erste Brenngas und den Dampf und gegebenenfalls das Wasserstoff gas gleichförmig zu mischen, und um eine erstes gleichförmiges Behandlungsgas herzustellen, hat die ersete Aufbereitungskammer vorzugsweise einen Inenenraum, der der folgenden Beziehung genügt:

Darin stellt Yc das Volumen des Innenraums der Brennkammer dar, und V.

stellt das Volumen des Innenraums der ersten Aufbereitungskammer dar. Venn V. kleiner als 1 1/2 Vc ist, kann das zu einem nicht gleichförmigen Mischen des Brenngases mit dem Dampf und gegebenenfalls Wasserstoffgas führen.

Das erste Behandlungsgas, das in dieser Weise gleichförmig hergestellt wird, wird von der ersten Aufbereitungskammer 4 iⁿ die erste Behandlungskaiümer 5 durch eine Zuleitung 13 eingespeist. Die erste Behandlungskammer 5 kann einen Schlitz oder ein Gitter 14 aufweisen, der bzw. das auf Wunsch vorgesehen sein kann, und er bzw. es kann sich am Einlaßende der Kammer 5 befinden. Die fein zerteilte Kohle 15 wird von einem Schacht 16 in den Einlauf der ersten Behandlungskammer 5 durch einen Schneckenförderer 17 eingespeist. Die damit eingespeiste Kohle I5 wird durchweinen Strom des ersten Behandlungsgases fluidisiert und durch dessen Wirkung thermisch gecrackt. Das thermisch gecrackte Produkt der Kohle besteht aus einem Gemisch aus gecrackten Gasusubstanzen, Teer-(papierartig) Substanzen und Verkohlungsprodukten. Nach Abschluß des thermischen Crackens wird das thermisch gecrackte Produkt aus der ersten Behandlungskammer durch eine Ableitung I9 abgeleitet, wobei es in dem ersten Behandlungsgas fluidisiert ist.

Gemäß der Darstellung in Pig. 1 wird das in dieser Weise hergestellte

609835/0964 - 9 -

— i^ -.

thermisch gecrackte Produkt der Hydrierkanuaer der zweiten Behandlungskanmier zugeleitet, in der das thermisch gecrackte Produkt hydriert wird. Zum Zwecke der Bereitstellung eines Hydriergases wird ein zweites Behandlungsgas nach dem folgenden Verfahren hergestellt. In der gleichen Weise wie bei der Herstellung des ersten Behandlungsgases wird ein gleiChfÖrmiges Gemisch aus einem Brennstoff und Luft oder Oxygengas in eine Brennkammer eingeleitet und dort entzündet, um ein zweites, im wesentlichen inertes Brenngas entstehen zu lassen, das hächstens 2 YoI.-'/j Oxygengas enthält. Das zweite Brenngas wird in eine zweite Aufbereitungsak-ammer geleitet. Wasserstoffgas wird getrennt in die zweite Aufbereitungskammer eingeleitet und gleichförmig mit dem. darin befindlichen zweiten Brenngas gemischt, um ein zweites Behandlungsgas herzustellen. Palis erforderlich, kann ein zusätzliches Gas, beispielsweise Dampf (oder Wasser) in die zweite Aufbereitungskammer eingeleitet und mit dem zweiten Behandlungsgas gemischt werden, um die Temperatur, den Druck und die Zusammensetzung des zweiten Behandlungsgases zu regulieren. Die Einspeiserate des Wasserstoffgäses und gegebenenfalls des zusätzlichen Gases wird in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck des Brenngases, des Wasserstoffgases und des zusätzlichen Gases und von der Zusammensetzung des Brenngases und des zusätzlichen Gases bestimmt, um das gewünschte zweite Behandlungsgas zu erhalten, das eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat.

Allgemein wird bevorzugt, daß das zweite Behandlungsgas eine Temperatur von 600 bis 800⁰C, noch besser 65Ο bis 75O°O, einen Druck von 20 bis 50

2 2

kg/cm , noch besser 30 bis 40 kg/cm hat und Wasserstoffgas in einer Menge von 1,1 bis 1,6 ETm", noch besser 1,25 bis 1,45 Nnr pro 1 kg der zu konvertierenden Kohle enthält.

Das zusätzliche Gas, der zusätzliche Dampf oder das zusätzliche Wasser wird gewöhnlich in der gewünschten Menge zum Hegulieren der Temperatur, des Drucks und der Zusammensetzung des zweiten Behandlungsga,ses verwendet.

Zum Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts kann beispielsweise die in Pig. 3 gezeigte Vorrichtung verwendet werden.

. - 10 -

609835/0964

Gemäß der Darstellung in Fig. 3 ist die Torrichtung 20 mit einer Mischkammer 22, einer Brennkammer 23, einer zweiten Aufbereitungskammer 24 und einer zweiten Behandlungskammer (Hydrierkammer) 28 versehen. Die Mischkammer 22 und die Brennkammer 23 in Fig. 2 haben den gleichen Aufbau wie jene in Fig. 3> außer daß die zylindrisehen Innenräume der Mischkammer 22 und der Brennkammer 23 in Fig. 3 sich waagrecht erstrecken, während jene in Fig. 2 sich vertikal erstrecken. Die zweite Aufbereitungskammer 24 hat eine Leitung 12 zum Einspeisen von Wasserstoffgas und, falls erforderlich, eine Leitung 25 zum Einspeisen zusätzlichen Gases. Ferner ist eine Leitung 26 zum Einspeisen des thermisch gecrackten Produkts mit einem Teil der zweiten Aufbereitungskammer 24 verbunden, der sich nahe an der Auslaßöfinung 2^r/ befindet. Das zweite Behandlungsgas wird in der zweiten Aufbereitungskammer 24 so hergestellt, daß es die gewünschte Temperatur, den gewünschten Druck und die gewünschte Zusammensetzung hat, und es wird dann mit dem thermisch gecrackten Produkt gemischt, das in den Teil eingespeist wird, der sich nahe an der Auslaßöffnung 27 befindet. Das thermisch gecrackte Produkt wird zusammen mit dem zweiten Behandlungsgas in die zweite BehanClungskaHtaer 28 eingespeist. Die Gaskomponente in dem thermisch gecrackten Produkt wird gleichförmig mit dem zweiten Behandlungsgas gemischt, und die flüssig- und Feststoffkomponenten des thermisch gecrackten Produkts werden gleichförraig in dem zweiten Behandlungsgas in Suspension gehalten.

Alle Komponenten des thermisch gecrackten Prddukts werden hydriert, damit das gesättigte Kohlenwasserstoffgas entsteht.

Das thermisch gecrackte Produkt geht durch eine Speiseleitung 26, die mit einem Teil der zweiten Behandlungskammer 28 verbunden sein kann, der sich nahe an der öffnung 27 befindet. In diesem Falle wird das thermisch gecrackte Produkt in der zweiten Behandlungskammer 28 durch den Strom des zweiten Behandlungsgases fluidisiert, das durch die öffnung eingeleitet wird.

Der Heaktionsmechanismus der Hydrierung des thermisch gecrackten Produkts ist nicht ganz klar, er dürfte aber wie folgt verlaufen:

(1) Hydrierung der Gaskomponente

- 11 -

609835/0964 _e._ft ^_n

BAD ORIGINAL

• M.

C₂H_{4 +} ZJi₂ -2OH₄

^; ■.■-. ^C2^H4*^E2 =°2^H6

■ C₂Hg ₊ 3H₂ = 3CH₄

GO₊ 3H_O * CK, + H₀O

■.■■4-42

Die letzte Reaktion.-dürfte nur in einem geringen Haße erfolgen, oder sie erfolgt unter Umständen überhaupt nicht.

(2) Hydrierung der Flüssigkomponente (Teer)

G-E- _o + (n-i)H. = nCH. η 2n+2 ^x ' 2 4

(3) Hydrierung der i'eststoff.komponente (Verkohlungsprodulct) - ^{G + 2E}2 ^=GH4

Alle vorstehenden Hydrierungsreatkionen sind exotherme .Reaktionen. Das bedeutet, daß die während der Hydrierungszeit erzeugte Yänae eine Erhökhung der Temperatur des Hydrierungsgemisches in der zweiten Behandlungskammer hervorruft. Entsprechend ist es mitunter erforderlich, ein zusätzliches Gas in dias zweite Behandlungsgas einzuführen, um die Temperatur des Hydrierungsgemisches auf einen gewünschten Wert zu regulieren.

Das zusätzliche Gas kann ein Teil des Abgabegases aus der zweiten Behandlungskammer sein. Dieser Teil wird in einen Wärmeaustauscher eingespeist und mit einer gewünschten Menge Dampf oder Wasser gemischt, um die Temperatur des Abgabegases auf einen gewünschten Wert einzuregulieren.

Das Hydrierungsgemisch wird aus der zweiten Behandlungslcammer 28 durch eine Ableitung 29 in eine Trennvorrichtung (in den Zeichnungen nicht dargestellt) abgegeben, beispielsweise einen Zyklon-Staubfänger, bei dem das Yerkohlungsprodukt von einem Gasgemisch getrennt wird.

Das Verkohlungsprodukt wird durch einen Zyklon-Staubfänger aufgefangen, und das Gasgemischt wird in eine Torrichtung eingespeist, beispielsweise einen Raffinierturm, um gesättigtes Kohlenwasserstoffgas zu isolieren. Das Rückstandsgas, dae Kohlenstoffdioxid und Wasserstoffsulfid enthält,

- 12 -

609835/0964

245476?

wird durch den Raffinier turm beseitigt. Das in dieser \ieise hergestellte und isolierte gesättigte Kohlenwasserstoffgas besteht aus Methan und Äthan und enthält fast keinen ungesättigten Kohlenwasserstoff, sowie einen kleinen Teil Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff. Eine solche Art gesättigten Kohlenwasserstoffgases hat einen hohen Heizwert.

Das in Eydrierungsschritt zu verwendende Wasserstoffgas, das gegebenenfalls auch im Schritt des thermischen Crackens verwendet wird, kann zu jeder Zeit von der Wasserstoffversorgungsstelle aus zugeleitet werden. Das Wasserstoffgas kann entsprechend dem erfindungsgemäßen Terfahren erzeugt und zugeleitet werden.

Das aus dem Hydrierungsgemisch anfallende Verkohlungsprodukt wird gemäß der Darstellung in Fig. 1 in Wassergas umgewandelt. Die Umwandlung des Verkohlungsprodukts wird in der folgenden Weise du»rchgefuhrt.

Ein Gasgemisch wird durch gleichförmiges Mischen eines Brennstoffs mit Luft oder Oxygengas in einem? Mischkammer hergestellt, und es wird dann in einer Brennkammer verbrannt, um ein drittes im wesentlichen inertes verbranntes Gas entstehen zu lassen, das häöchstens 2 Vol.-$> freien Oxygengases enthält^ Das dritte verbrante Gas wird in eine dritte Aufbereitungskammer eingeleitet. Dampf oder Wasser werden getrennt in die dritte Aufbereitungskammer eingeleitet und werden gleichförmig mit dem Brenngas gemischt, um ein drittes Behandlungsgas herzustellen. Das Mischverhältnis des dritten Brenngases in Dampf oder Wasser wird entsprechend der Temperatur, dem Druck und der Zusammensetzung des Brenngases und der Temperatur und dem Druck des Dampfs oder Wassers bestimmt, so daß das entstehende dritte Behandlungsgas einen bestimmten Druck, eine bestimmte Temperatur und eine» bestimmte» Zusammensetzung hat. Das dritte Behandlungsgas wird in eine dritte Behandlungskammer eingeleitet und wandelt das Verkohlungsprodukt in Wassergas um, während das Terkohlungsprodukt in der dritten Behandlungskammer fluidisiert wird. Das bedeutet, daß das Yerkohlungsprodukt in Wassergas umgewandelt wird, das aus Wasserstoff, Kohlenstoffdioxid und Kohlenstoffmonoxid besteht.

Das dritte Behandlungsgas soll vorzugsweise eine Temperatur von 800 bis

- 13 609835/0964

1OOO^QC, vorzugsweise "3:5C-" bis 95O°C bei einem Druck von 20 bis 50 kg/cm ,

2
vorzugsweise JO bis 40 kg/cm haben, und es soll vorzugsweise 0,4 bis φ,8 kg, besser noch 0,5 bis 0,7 kg, Dampf pro 1 kg des umzuwandelnden Yerkohlungsprodukts enthalten.

Das Wassergas wird mit Dampf bei einer Temperatur von 400 bis 450 G behandelt, damit das Kohlenstoffmonoxidgas, das im Wassergas und im Dampf enthalten ist, in Wasserstoffgas und Carbondioxidgas umgewsandelt wird. Das entstehende umgewandelte Wassergas wird einem herkömmlichen-Verfahren unterzogen, um das Kohlenstoffdioxidgas zu beseitigen, indem das Wasserstoffgas isoliert wird. Das isolierte Wasserstoffgas wird in die zweite Aufbereitungskammer eingeleitet und, falls erforderlich, auch in die erste Aufbereitungskammer. Das bedeutet, daß das Wasserstoffgas für das Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts und, falls erforderlich, für das thermische Oracken der Kohle verwendet wird.

Das Verfahren zur Herstellung des Wasserstoffgases aus dem Verkohlungsprodukt kann dadurch durchgeführt werden, daß die Vorrichtung verwendet wird, wie sie beispielsweise in Fig. 2, 3 oder 4 dargestellt ist. Gemäß der Darstellung in !Pig» 4 ist. die Vorrichtung JO mit eier Mischkammer 52, einer Brennkammer 331 einer dritten Aufbereitnngskammer 34 und einer dritten !Behandlungskammer 35 (Wassergaserzeugende Kammer) versehen. Die Mischkammer 32, die Brennkammer 33 und die dritte Aufbereitungskamwer 34 haben gleiche Aufbauanordnungen wie jene in Fig. 2. Eine Leitung 21, die mit der dritten Aufbereitungsfckammer 34 verbunden ist, kann zum SInspäsen eines zusätzlichen Gases, beispielsweise eines Teils des Brenngases, verwendet werden, das durch die Lefatng 10 aus der Brenkammer 33 abgezogen worden ist und das auf die gewünschte Temperatur und den gewünschten Druck gebracht worden ist. Das zusätzliche Gas wird für die Regulierung der Temperatur, des Drucks und der Zusammensetzung des dritten Behandlungsgases verwendet.

Das Verkohlungsprodukt wird in die dritte Behandlungskammer 35 durch eine Leitung 37 eingespeist, die nahe an der Auslaßöffnung 36 der dritten Aufbereitungskammer 34 sitzt. Die damit eingespeiste Verkohlungsprodukte werden in der dritten Aufbereitungskammer 35 d-urch dean Strom des drit-

■■/■:■ - 14 -

609835/0964

ten Behandlungsgases fluidisiert und in Wassergas durch die Wirkung dieses dritten Behandlungsgases umgewandelt. Das in dieser Weise entstehende Wassergas wird in eine Vorrichtung (in der Zeichnung nicht dargestellt) zum Umwandfein des Kohlenstoffmonoxids in Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid mit Dampf eingespeist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden das thermische Oracken der Kohle und das Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts und, falls erforderlich, die Konversion des Verkohlungsprodukts in Wassergas jeweils in getrennten Behandlungskammern unter Verwendung getrennter Behandlungsgase durchgeführt, die jweils unabhängig voneinander auf die entsprechende Temperature, den entsprechenden Druck und die entsprechende Zusammensetzung aufbereitet werden, während die Kohle, das thermische Grackprodukt und das Verkohlungsprodukt in getrennten Behandlungsgasen fluidisiert wird. Dieses Merkmal, unterscheidet das erfindungsgemäße Verfahren von den herkömmlichen Verfahren. Als Folge des vorstehend genannten Merkmals des erfindungsgemäßen Verfahrens werden alle Reaktionen gleichförmig mit hohem Wirkungsgrad mit einem hohen Ausstoß und mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt. Weil ferner jede der Reaktionen in den Reaktionsbedingungen vereinfacht ist, wird eine einfache Betriebskontrolle der Reaktionen ermöglicht. Das durch das erfindunegsgeiaäße Verfahren hergestellte gesättigte Kohlenwasserstoffgas enthält keine nennenswerte Menge an ungesättigtem Kohlenwasserstoff, hat nur kleine Mengen an Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxidgasen und weist'einen hohen Heizwert auf. Die Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens werden weiter durch das folgende Beispiel veranschaulicht, das den Umfang der Erfindung nicht beschränken soll.

Beispiel

Ein System zum Umwandeln von Kohle in gesättigtes Kohlenwasserstoffgas wurde dadurch bereitgestellt, daß die Vorrichtungen nach Pig. 2, 3 ^un(3· 4 entsprechend dem Pließscheme angeschlossen wurden, das in Fig. 1 gezeigt ist.

Die zu konvertierende Kohle war eine nichtbackende Kohle, die in feine

- 15 -

609835/0964

Partikel in einer Größe von 15 Me SO uesh zerteilt wurde.

Die nichtbackendo Kohle wurde dem folgenden Verfahren unterzogen.

(1) -Thermisches Cracken der Kohle

Bas thermische Cracken wurde durch Verwendung- der in J¹ ig. 2 gezeigten Vorrichtung durchgef uhr t. Sin gesättigtes Kohlenwasser stoff gas, das nac¹!. dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde, und das etwa 91 Vol.-'/o aus einer Summe aus Methan aund Äthan enthielt, ferner etawa 6,5 Vol.-Jii Wasserstoff und etwa 2,5 Vol.-yo Kohlenstoffmonoxid, wurde als ein Brennstoff gas verwendet. Das Brennstoffgas wurde auf eine Temperatur von 150 C vorerwärmt und in die Mischkammer mit einer Strömungsrate von 4 0 limr/h eingespeist. Luft wurde getrennt vorerwärmt, und zwar auf eine Temp3?atur von 1OC⁰C, und in die Mischkammer mit einer Strömungsrate von 400 ITm /h eingespeist und gleichmäßig mit dem darin befindlichen Brennstoffgas gemischt. Das Brennstoffgasgemisch wurde in die Brennkammer zwangsweise eingeleitet, die einen Innendurchmeser (de) von 40 cm und ein Innenvolumen (Vc) von 0,07 ^m hatte, und zwar durch eine Einspeiseöffnung mit einem Innendurchmesser (dM) von 1,0 cm, und es wurde so entzündet, daß das Brennstoffgasgemisch vollständig verbrannte. Das entstehende Brenngas enhielt eine sehr geringe Menge, nämlich 0,2 Vol.-fo, freien Oxygengases, und es war deshalb im wesentlichen inert. Das Brenngas wurde dann in die erste Aufbereitungskammer eingeleitet, die ein Innenvoluemen von

5 ο

0,15 m hatte. Dampf mit einer Temperatur von I07 C wurde getrennt in die ersete Aufbereitungskammer mit einer Strömungsrate von 35 kg/h eingespeist, und gleichzeitig wurde Wasserstoffgas bei Raumtemperatur in diese mit einer Strömungsrate von 55 Nm*Yh eingespeist. Bas Brenngas wurde gleichmäßig mit dem Dampf und dem Wasserstoffgas in der ersten Aufbereitungskammer gemischt. Das entstehende erste Behandlungsgas hatte eine Temperatur von 500 C und einen Druck von 37 kg/cm , und es wurde in die erste Behandlungskammer eingeleitet, und zwar zur gleichen Zeit, zu der die fein zerteilte Kohle in diese mit einer Zufuhrrate von 100 kg/h eingespeist wurde. Die Kohle wurde durch das erste Behandlungsgas fluidisiert und thermisch gecrackt. Das thermisch gecrackte Produkt wurde aus der- ersten Behandlungskammer abgegeben und der zweiten Behandlugs-

609835/0964

kammer zugeleitet.

(2) Hydrierung des thermisch gecrackten Produkts.

Zum Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts wurde die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung verwendet. Das gleiche Brennstf'fmaterial, das in dem Verfahren zum thermischen Cracken verwendet wurde, wurde auf eine Temperatur von 150⁰C vorerwärmt und in die Mischkammer mit einer Strömungsrate von 20 Nm^/h eingespeist. Luft wurde getrennt auf eine Temperatur von 18O⁰C vorerwärmt und der Mischkammer mit einer Strömungsrate von 200 Nnr/h zugeleitet und gleichmäßig mit dem Brennstoff in der Mischkammer vermischt. Das Brennstoffgasgemisch wurde aus der Mischkammer in eine Brennkammer geleitet, die einen Innendurchmesser (de) von JO cm und ein Innenvolumen (Vc) von 0,05 ω hatte, und zwar durch eine Abgabeöffnung mit einem Innendurchmesser von 0,6 cm, und es wurde so entzündet, daß das Brennstoffgasgemisch vollständig verbrannt wurde. Das entstehende Brenngas enthielt weniger als 0,2 Vol.-^b freien Oxygens und war deshalb im wesentlichen inert. Das Brenngas wurde in die zweite Aufbereitungskammer mit einem Innenvolumen (VA) von 0,10 m^ eingeleitet. Gleichzeitig wurde Wasserstoffgas mit Raumtemperatur in die zweite Aufbereitungskammer mit einer Strömungsrate von 135 Nm eingespeist und gleichmäßig mit dem Brenngas gemischt, um das zweite Behandlungsgas herzustellen. Das zweite Behandlungsgas hatte eine Temperatur von 700 0 und einen Druck von 40 kg/cm ,

Das thermisch gecrackte Produkt wurde in einen Teil der zweiten Aufbereitungskammer eingespeist, der sich sehr nahe an ader Auslaßöffnung dereselben befand, und es wurde in die zweite Behandlungskammer durch den Strom des zweiten Behandlungsgases eingeleitet. Das thermisch gecrackte Produkt wurde durch das zweite Behandlungsgas fluidisiert und hydriert, das sich innerhalb der zweiten Behandlungskammer befand. Das Hydrierungsgemisch, das aus der zweiten Behandlungskammer abgegeben wurde, wurde einer Nachbehandlung zugeführt.

(3) Nachbehandlung (isolierung von gesättigtem Kohlenwasserstoffgas),

Das Hydrierungsgemisch wurde in einen Zyklon-Staubflänger eingespeist, um das Verkohlungsprodukt aus dem Hydrierungsgemisch zu trennen und aufzufangen, und danach wurde der Gasrückstand einer Säule zugeleitet, um

609835/0964 " ¹⁷ "

Kohlenstoffdioxid und Wasserstoffsulfit aus dem Gasrückstand zu entfernen. Als eine Folge der Nachbehandlung wurde das gesättige Kohalen-'wasserstoffgas mit einer Rate gesammelt, die zu 65 Enr/h führte-. Das in dieser Weise anfallende gesättigte Kohlenwasserstoffgas enthielt etwa 90,8 YoI,-^c/o aus einer Summe aus Methan und A'than, oa. 6,5 f* Wasserstoff, ca. 2,7 fo Kohlenstoffmonoxid und eine ganz geringe Menge an ungesättigem Kohlenwasserstoff. Das gesättigte Kohlenwasserstoffgas wurde unter Druck gesetzt und in einem Gasspeioher-Drucktank gespeichert.

Das aus dein Hydrierungsgemisch getrennte Yerkohlungsprodukt wurde der Wassergas erzeugenden Vorrichtung zugeleitet.

(4) Herstellung von Wasserstoffgas

Das Verkohlungsprodukt wurde in Wassergas umgewandelt, indem die in J¹Ig. 4 gezeigteVorrichtung verwendet wurde. Das gleiche Brennstoff gas, das in dem vorstehend genannten Verfahren zum thermischen Gracken von Kohle verwendet wurde, wurde hier eingesetzt. Das Brennstoffgas und Luft wurden auf Temperaturen von 15Q⁰G und 18O⁰C vorerwärmt und in die Mischkammer mit IFließraten von 80 ϊίπτ/ bzw. 800 Im /h eingespeist. Das Brennstoffgas und die Luft wurden in der Mischkammer gleichmäßig gemischt. Das Brennstoffgemischgeas wurde aus der Mischkammer in die Brennkammer eingeblasen, die einen Innendurchmesser (de) von ca. 5,5 cm und ein Innenvolumen (Vc) von ca. 0,3 nr hatte, und zwar durch eine Ausblasöffnung mit einem Innendurchmesser (dll) von 2cm, und es wurde entzündet, um ein Brenngas entstehen zu lassen. Das entstehende Brenngas wurde mit einem kleinen Anteil von etwa 0,2^ freien Oxygengases festgestellt, und es war damit im wesentlichen inert. Das in dieser Weise hergestellte Brenngas wurde in die dritte Aufbereitungskammer eingeleitet, die ein Innenvolumen von 0,7 W hatte. Dampf mit einer Temperatur von 1O7°C wurde getrennt in die dritte Aufbereitungskammer mit einer Strömungsrate von 00 kg/h eingespeist und gleichmäßig mit dem Brenngas gemischt, um das dritte Behandlungsgas herzustellen, das eine Temperatur von 900⁰C

2
und einen Druck von 35 kg/cm hatte.

Das Verkohlungsprodukt wurde mit einer iiate von 100 kg/h in den unteren

609835/0984

Teil der dritten Behandlungskammer nahe an der Auslaßöffnung der dritten Aufbereitungskammer eingeleitet. Das in dieser Veise zugeführte Verkohlungsprodukt wurde durch den Strom des dritten Behandlungsga3es fluidisiert, das in die dritte Behandliingskamiaer eingeleitet wurde, und es wurde in Wassergas umgewandelt. Das Wassergas wurde in einen Kohlenstoffüionoxid-Eonverter geschickt, in dem das Kohlenstoffasdßioxid im Wassergas unter Verwendung von Dampf in ein Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoffgas umgewandelt wurde. Das entstehende Gasgemisch wurde in eine Säule zum Isolieren von vVasserstoffga3 eingespeist, indem das Kohlenstoffmonoxidgas und andere Vereunreinigungen entfernt wurden. Das in dieser Weise isolierte Wasserstoffgas wurde unter Druck gesetzt und in einem Druckspeichertank gesammelt und in notwendigen Intervallen der zweiten Aufbereitungskammer mit einer Rate von 135 ITm^/h und, falls erforderlich, der ersten Aufbereitungskammer mit einer Hate von 55 Nm-'/h zugeleitet.

Vergleichendes Beispiel 1

Die gleiche nichtbackende Kohle wie im vorstehenden Beispiel wurde direkt in Kohlenwasserstoffgas durch Verwendung der in Pig. 2 gezeigten Vorrichtung umgewandelt. Das Behandlungsgas wurde dadurch hergestellt, daß in der Aufbereitungskammer das Brenngas, das von der Brennkammer eingeführt wurde, mit Dampf und Wasserstoffgas gleichförmig gemischt wurde. Das in dieser Weise anfallende Behandlungsgas hatte eine Temperatur von 700°G und einen Druck von 35 kg/cm und enthielt 0,8 kg Dampf und 1,9 Um Wasserstoffgas pro 1 kg der zu konvertierenden Kohle. Gleichzeitig wurde Kohle der Behandlungskammer mit einer Zufuhrrate von 1OG kg/h zugeführt. Die Kohle wurde fluidisiert und gleichzeitig thermisch gevcrackt, und das ^thermisch gecrackte Produkt wurde in der Behandlungskammer hydriert. Das entstehende Hydrierungsgemisch wurde nach der gleichen Methode wie im vorstehenden Beispiel nachbehandelt, so daß das entstehende Kohlenwasserstoffgas isoliert· wurde. Das in dieser Weise anfallende Kohlenwasserstoffgas enthielt 73,1 Vol.-fa aus einer Summe aus Methan und Äthan, 3,8 Vol.-^i Kohlenstoffmonoxidgas, 12,5 Vol.-$ Wasserstoffgas und 10,6 Vol.-$ ungesättigtes Kohlenwasserstoffgas.

Aus dem vorstehenden Ergebnis wird klar, daß das herkömmliche Verfahren

609835/0964 "¹^-

- 13 -

mit direktem Konvertieren der Kohle zu einem Kohlenwasserstoffgas-führt, das eine unerwünscht große Menge an ungesättigtem Kohlenwasserstofgas und relativ große Mengen an Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoffgasen enthält, selbst wenn das gewünschte Behandlungsgas in der Aufbereitungskammer getrennt von der Behandlungskajrnner hergestellt wixd.

Vergleichendes Beispiel 2

Die gleiche nichtbaekende Kohle, mit derm im vorstehenden Beispiel gearbeitet wurde, wurde mit einer Zufuhrrate von 100 kg/h in eine Behandlungskammer ähnlich der in üfige 2 eingespeist. Gleichzeitig wurde das gleiche Brennstoffgas wie im vorstehenden Beispiel zusammen mit Sauerstoff, Dampf und Wasserstoffgas in die Behandlungskammer mit Speiseraten von 0,6 ITnr/h, 0,9 Um /b» 0,5 kg/h und 0,9 Km''/h eingeblasen. Die Kohle wurde durch den Strom Gase in der Behandlungskammer fluidisiert, und ein Teil der Kohle wurde verbrannt, um die Tempera,tür der Behandlungskammer auf 750 bis 800 C anzuheben. Die verbleibende Kohle wurde mit dem Gasgemisch in der Behandlungskammer behandelt. Das Behandlungsgemisch wurde der gleichen nachbehandlung wie zuvor unterzogen, um das entstehende Kohlen was serstoflgas zu isolieren. Das in dieser Weise anfallende Kohlenwasserstoffgas enthielt 64,4 Vol.-ft aus einer Summe von Methan und Xthan, 4, Vj& Kohlenstoffmonoxid, 16,2$ Wasserstoff und 15f 35tungesättigte Kohlenwasserstoffe.

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen deutlich, daß das herkömmliche Verfahren, bei dem ein Teil der Kohle verbrannt wird und zur gleichen Zeit die verbleibende Kohle direkt in das Kohlenwasserstoffgas in einer einzigen Behandlungsakmmer umgewandelt wird, zu Kohlenwasserstoffgas führt, daß eine große Menge ungesättigter Kohlenwasserstoffe, Wasserstoffgas und Kohlenstoffmonoxid und eine relativ kleine Menge an geästtigten Kohlenwasserstoffen enthält. Der Gehalt der gesättigten Kohlenwasserstoffe in dem im vergleichenden Beispiel 2 hergestellten Kohlenwasserstoffgas beträgt etwa zvei Drittel desjenigen des Beispiels gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Ansprüche

6098 35/0 964

Claims

Ansprüche

1/ Verfahren zumkontinuierlichen Konvertieren von Kohle in gesättigtes Kohlenwasserstoffgas durch thermisches Cracken von Kohle in fein zerteilter 2Om mit Dampf und durch Hydrieren des thermisch gecrackten Produkts mit Wasserstoffgas, dadurch gekennzeichnet, daß,

(1) ein erstes im wesentlichen inertes verbranntes Gas hergestellt wird, das höchstens 2 Vol.-^ freies Oxygen enthält, dadurch, daß ein Brennstoff verbrannt wird,

(2) zuu Zwecke der Bereitstellung eines ersten Behandlungsgases in einer ersten Aufbereitungskammer das inerte verbrannte Gas mit Dampf und gegebenenfalls mit Uasserstoffgas in einem solchen Anteil gemischt wird, daß das entstehende erste Behandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat,

(3) in einer ersgten Behandlungskammer Kohle, die fein zerteilt worden ist, mit dem ersten Behandlungsgas unter Fluidisierung der zerteilten Kohle zum thermischen Oracken derselben behandelt wird,

(4) ein zweites im wesentlichen inertes verbranntes Gas getrennt hergestellt wird, das höchstens 2 Vol.-/G freies Oxygen enthält, dadurch, daß ein Brennstoff verbrannt wird,

(5) zum Zwecke der Bereitstellung eines zweiten Behandlungsgases in einer zweiten' Aufbereitungskaminer das inerte verbrannte Gas mit !vasserstoffgas und gegebenenfalls einem zusätzlichen Gas zum Regulieren der Temperatur des zweiten Beha&dlungsivases in einem solchen Anteil gemischt wird, daß deas entstehende zweite Behandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat,

(6) in einer zweiten Behandlungskammer das thermisch gecrackte Produkt des Schritts (3) mit dem zweiten Behandlungsgas behandelt wird, während das thermisch gecrackte Produkt zur Hydrierung desselben und zur Erzeugung von gesättigtem Kohlenwasserstoffgas fluidisiert wird und

(7) das gesättigte Kohlenwasserstoffgas von dem Hydriergemisch aus Schritt (6) isoliert wird.

28 410

Wa/Ti - 2 -

609835/0964

745A767
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurchgekennz eichn e t , daß das erste Beahandlungsgas eine Temperatur von 5400 bis 600°C und einen Druck von 25 bis 50 kg/cm hat und 0,25 bis 0,5 kg Dampf und, falls erforderlich, 0,4 bis 0,7 Nur Wasserstoffgas pro 1 kg zu konvertierende Kohle enthält.
3· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des ersten Behandlungsgases zwischen 450 und 550 G lieget.
4· Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des ersten Behandlungsgases im Bereich von 30

2
bis 40 kg/cm liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge kenn zeich η et, daß die Menge des Dampfes in dem ersten Behandlungsgas zwischen 0,3 w&ü- 0,4 kg pro 1 kg zu konvertierende Kohle beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an dem Wasserstoffgas in dem ersten Behandlungsgas zwischen 0,5 und 0,6 Um'' pro 1 kg zu konvertierende Kohle beträgt.
7· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Behandlungsgas eine Temperatur \on 6θΟ bis 800°G und einen Druck von 20 bis 50 kg/cm hat und 1,21 bis 1,6 ITm^-^ Wasserstoff gas pro 1 kg zu konvertierende Kohle enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des zweiten Behandlungsgases zwischen 65Ο und 75O⁰C liegt.
9. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des zweiten Behandlungsgases zwischen 30 und 40

kg/cm beträgt.
10. Verfahren nach Anspruch 7j dadurch gekennzeich-

609835/0964

η e t, claß die F enge an "._v*asse'?stoffgas in dein zweiten Beh&ndlungsgas zwischen 1,25 und 1,45 ±^rm^-' pro 1 kg zu konvertierende Kohle beträgt.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Gas im S^Initt (5) aus einem Teil der Gaskoinponente in doci Kydriergeinisch hergestellt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasteile &it Dampf in einem Wärmeaustauscher gemischt wird, derart, daß die Temperatur des zusätzlichen Gases reguliert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn e t , daß das zusätzliche Gas im Schritt (5) Dampf ist.
14· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung des gesättigten Kohlenwasserstoffgases durch Seseitaigung von Verkonlungsprodukten, Kohlenstoffadaidxid, Wasserstoffsulfid und anderen Verunreinigunegen aus dein Hydriergemisch durchgeführt wird.
15· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Schritt (5) und, falls erforderlich, im Schritt (2) verwendete Wasserstoffgas dadurch erzeugt und bereitgestellt wird, daß

das Verkohlungsprodukt aus dem Hydriergemisch im Schritt (6) gesammelt wird und ein drittes, im wesentlichen inertes verbranntes Gas hergestellt wird, das höchstens 2 Yo1.-% freies Oxygengas enthält, dadurch, daß ein Brennstoff verbrannt wird,

in einer dritten Aufbereitungskammer ein drittes Behandlungsgas durch Mischen des verbrannten Gases im vorstehend genannten Schritt mit Dampf in einem solchen Verhältnis gemischt wird, daß das entstehende dritte Behandlungsgas eine bestimmte Temperatur, einen bestimmten Druck und eine bestimmte Zusammensetzung hat,

in einer dritten Behandlungskaminer das Verkohlungsprodukt mit dem dritten Behandlungsgas bei i'luidisierung des Verkohlungsprodukts behandelt wird, derart, daß das Verkohlungsprodukt in Wassergas konvertiert wird,

SAD ORiGSMAL - 4 6098.35/0964

7454767

das Wasserstoff und Kohlenstoffmonoxid enthält,

das Wassergas mit Dampf so behandelt wird, daß das Kohlenstoffmonoxid in daeem Wassergas in ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid umgewandelt wird,

das Wasserstoffgas aus dem Konversionsgemisch isoliert wird und das Wassertoffgas dem Schritt (5) und, falls erforderlich, dem Schritt (2) zugeleitet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15f dadurch gekennzeichnet, daß das dritte Behandlungsgas eine Temperatur von 800 bis 1000°C

2
und einen Druck von 20 bis 50 kg/cm hat und 0,4 bis 0,8 kg Dampf pro 1 kg zu behandelnde Kohle enthält.
17· Yerfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des dritten Behandlungsgases zwischen 850 udd 95O⁰C beträgt.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des dritten Behandlungsgases zwischen 5O und 40 kg/cm liegt.
19· Yerfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Dampf in dem dritten Behandlungsgas zwisohen 0,5 und 0,7 kg pro 1 kg zu behandelnde Kohle beträgt.
20. Yerfahren nach Anspruch I5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansammeln des Verefcohlungsprodukts durch Verwenden eines Zyklon-Staubfängers durchgeführt wird.

6098 3 57 0 964

e e r s e i t e