DE2522746A1 - Loesungsmittelraffination von kohle - Google Patents
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Description
Lösungsmittelraffination von Kohle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von lösungsmittelraffinierter Kohle, wobei die Kohle
in Lösungsmittelsuspension unter Hydrierbedingungen erhitzt und im wesentlichen verflüssigt wird, wonach
von der durch die Verflüssigung gebildeten Lösung die nicht-gelösten Feststoffe, beispielsweise durch Filtration,
abgetrennt werden.
Bei der sogenannten Lösungsmittelraffination von Kohle ein Verfahren, welches sich sowohl auf verhältnismäßig
hochwertige Kohle, z.B. Steinkohle, als auch auf minderwertige Kohle, insbesondere Braunkohle, anwenden läßt wird
die Kohle im zerkleinerten Zustand der Verflüssigung
in einem hochsiedenden Lösungsmittel (z.B. zwischen und 45O0C siedend), welches sich im physikalischen bzw.
chemischen Sinne als Wasserstoffträger eignet, bei einer Temperatur über 35O0C, beispielsweise zwischen 350 und
50O0C, in Gegenwart von Wasserstoff und bei Drücken zwischen
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30 und 250 bar der Verflüssigung ausgesetzt. Nach etwa
15 bis 120 Minuten, insbesondere 50 bis 90 Minuten, dieser Behandlung wird der Druck des Reaktionsproduktes
entspannt und das flüssige Reaktions gemisch der Abtrennung der Feststoffe, im allgemeinen durch Filtration,
unterworfen, um dadurch die nicht gelösten Bestandteile, insbesondere kokosartige Festkörper, Fusain und Asche abzutrennen.
Die klare flüssige Phase~ wird dann zur Rückgewinnung und Rückführung des Lösungsmittels destilliert.
Der im wesentlichen nicht flüchtige Destillationsrückstand stellt die sogenannte lösungsmittelraffinierte Kohle
dar, die sich*beispielsweise als Ausgangsmaterial für katalytische Hydrier-crack-Verfahren verwenden lassen.
Lösungsmittelraffinierte Kohle kann auch für sich alleine oder in Gemischen als Brennstoff verwendet werden oder als
Ausgangsmaterial in der Herstellung von Brennstoffen-bzw.
Pe tro chemikalie η und deren Vorstufen. Einige Formen der lösungsmittelraffinierten Kohle eignen sich als Bestandteile
für Kokskohlengemische oder für die Herstellung von
Kohlen.elektroden.
Die Verfahrensstufe, in welcher die Abscheidung der nichtgelösten Feststoffe aus der Lösung stattfindet, meistens
durch Filtration, hat bisher erhebliche technische Schwierigkeiten mit sich gebracht, die die Wirtschaftlichkeit
sehr beeinträchtigten. Das erklärt weitgehend, weshalb die großtechnische Herstellung von lösungsmittelraffinierter
Kohle bisher wirtschaftlich uninteressant war und Arbeit
auf diesem Gebiet und Herstellung dieses Produktes bisher im wesentlichen auf Laborarbeiten und Versuche im kleinen
Maßstab beschränkt blieben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren der eingangserwähnten Art, wobei die Abtrennung der nicht-
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gelösten Peststoffe aus der lösung erleichtert wird· Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß ein
kleiner Prozentsatz des verflüssigbaren Gehaltes der Kohle mit sich selbst oder anderen Bestandteilen chemische
Bindungen eingehen gelassen wird, wobei größere !Teilchen gebildet werden, welche die nachträgliche Abtrennung der
Feststoffe von der Flüssigkeit erleichtern.
Wenn also anschließend die Abtrennung der Peststoffe durch
Filtration stattfindet, bezweckt die Erfindung die Umwandlung eines Teiles der Kohle durch chemische Reaktion
eines kleinen Bruchteiles des extrahierbaren Materials in Teilchen, die als Filtrierhilfe auftreten, Versuohsergebnisse
zeigen, daß die im Verfahren gebildeten, größeren Teilchen, die nachher als Filtrierhilfe auftreten, anccheinend
für diesen Zweck auch besonders günstige geometrische Voraussetzungen mit sich bringen.
Unter "einem kleinen Prozentsatz" ist in diesem Zusammenhang im allgemeinen eine Menge von weniger als 5 $» vorzugsweise
weniger als 3 $ des Materials zu verstehen, welches unter günstigsten Bedingungen extrahierbar gewesen
wäre. Dieser kleine Prozentsatz wird zur Bildung der genannten größeren Teilchen geopfert, doch brauchen die
größeren Teilchen keineswegs ausschließlich aus dem extrahierbaren Material gebildet zu werden. Dieses kann vielmehr
auch als Klebemittel zur Verklebung bereits vorliegender unlöslicher und nicht extrahierbarer Teilchen
miteinander auftreten.
Die Erfindung beruht also auf einer Art kontrollierter chemischer Sinterung, durch welche das Wachstum der Teilchen
im gewünschten Sinne auf Kosten eines sehr geringen Anteiles des Endproduktes gesteuert wird. In manchen Ausführungsarten
der Erfindung läßt sich der Vorgang auch mindestens teilweise als eine kontrollierte Art der Verkokung
unter Bildung unlöslicher Koksteilchen beschreiben.
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Ια einer bevorzugten Ausführungsweise des Verfahrens
wird die Kohlesuspension allmählich auf die 'Temperatur, bei welcher der größte Teil der hydrierenden Lösungsmittelextraktion
stattfindet, erhitzt, wobei die Erhitzung zunächst unter Wasserstoffmangelbedingungen, vorzugsweise
ohne oder im wesentlichen ohne Wasserstoffzufuhr^auf eine
Temperatur stattfindet, bei welcher die Radikalbildung in den extrahierbaren ICohlenbestandteilen bereits anfängt,
aber noch langsam ist, wonach Wasserstoff dann hinzugegeben und die Erhitzung der Kohlesuspension in Gegenwart von
Wasserstoff auf eine höhere Temperatur durchgeführt wird, bei welcher die Hauptlösungsmittelextraktionsstufe mit
Hydrierung stattfindet. Man arbeitet also zunächst während
der Aufheizzeit und solange die Radikalbildung noch langsam stattfindet unter Wasserstoffmangelbedingungen
und erreicht dadurch, daß sich die Radikale miteinander verbinden und dadurch größere Teilchen bilden· Durch
diesen Vorgang können gleichzeitig bereits vorhandene Teilchen aus nicht-extrahierbarem Material im wesentlichen
unumkehrbar miteinander verklebt werden.
Vorzugsweise wird die Suspension in der genannten Weise mit einer Geschwindigkeit von zwischen 2,5 und 8°C/min,
vorzugsweise 4 bis 7°C/min, insbesondere 5°0/min aufgeheizt, also im Laufe von etwa 80 min von Zimmertemperatur
auf die Temperatur, bei welcher die Haupthydrierung und Extraktion stattfindet. Die Wasserstoffzugabe für die
hydrierende Extraktion findet dann vorzugsweise zwischen 350 und 4000C, insbesondere zwischen 370 und
3950C, beispielsweise zwischen 380 und 39O0C,statt. Die
Hauptstufe der hydrierenden Extraktion findet im allgemeinen bei einer Temperatur statt, die mindestens 1O0C,
vorzugsweise mindestens 200C1 höher liegt als die obengenannte
Temperatur der Wasserstoffzugabe. Diese hydrierende Extraktion findet vorzugsweise zwischen 400
und 50O0C, insbesondere zwischen 410 und 45O0C, beispielsweise
bei 42O0C statt.
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Die obenbeschriebene kontrollierte Aufheizung, die der Zugabe des V/asserstoffes vorangeht, läßt sich auch dann
absatzweise durchführen, wenn die nächste Verfahrensstufe, d.h. die eigentliche Extraktion in Gegenwart von Wasserstoff
unter stetigen Verfahrens bedingungen stattfindet.
Gemäß einer weiteren Durchfiihrungsweise der Erfindung
läßt sich die erfindungsgemäß angestrebte kontrollierte
Teilchenvergrößerung auch durch kontrollierte örtliche Überhitzung erzielen. Das läßt sich dadurch zustande
bringen, daß man örtlich hohe Temperatürζonen herstellt,
in welchen di.e Radikalbildungsgeschwindigkeit die Hydriergeschwindigkeit
der Radikale übertrifft. Diese örtliche kontrollierte Überhitzung läßt sich gegebenenfalls durch
die Einhaltung von verhältnismäßig strömungsruhigen Bedingungen im Überhitzungsbereich fördern. Das erreicht man
beispielsweise, indem wenig oder garnicht gerührt wird, mindestens nicht in diesen Bereichen, bzw. durch Vermeidung
hoher Strömungsgeschwindigkeit durch diese Zonen, und somit Vermeidung von Turbulenz.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung, deren Kennzeichen jedoch vorzugsweise mit den obenbeschriebenen
Kennzeichen örtlich kontrollierter Überhitzung kombiniert werden, wird während der Hauptstufe der
hydrierenden Lösungsmittelextraktion ein Partialdruck des V/asserstoffes eingestellt, der geringer ist als der empirisch
vorausbestimmte Wert des Wasserstoffpartialdruckes, bei
welchem die maximale Extraktion der Kohle stattfindet, um einen Wert der so bemessen ist, daß eine geringfügige
Verringerung der Extraktionsausbeute, beispielsweise um bis zu etwa 3 fo, vorzugsweise nicht mehr als 1 $, stattfindet.
In geeigneten Fällen läßt sich dies zum Beispiel in einem System, worin der Betriebsdruck für die maximale
Extraktion bei etwa 200 bis 220 bar liegt, durch Senkung
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ORIGINAL INSPECTED
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des Betriebsdruckes auf beispielsweise 110 - 150 bar erzielen. Die günstigsten Werte bestimmt man am besten
durch einfache Vorversuche, da diese jeweils vom verwendeten Lösungsmittel als auch von den Eigenschaften der
Kohle abhängen·
Gemäß einer weiteren Ausführungsweise der Erfindung werden die angestrebten größeren Teilchen dadurch gebildet,
daß das flüssige Produkt der hydrierenden Extraktion anschließend einer Wärmenachbehandlung bei einer höheren
Temperatur als der Extraktionstemperatur, beispielsweise bei zwischen 450 und 55O0C, vorzugsweise zwischen 450 und
50O0G, insbesondere zwischen 450 und 4800O, z.B. bei
4600C, unterworfen wird.
Die Wirkung dieser Wärmenachbehandlung läßt sich gegebenenfalls
durch Wasserstoffmangel erhöhen, beispielsweise indem man die Nachbehandlung bei einem geringeren Betriebsdruck als dem der eigentlichen Extraktion durchführt, insbesondere
durch Entspannung, wodurch gleichzeitig eine Senkung des Wasserstoffpartialdruckes stattfindet. Diese
Entspannung findet beispielsweise stufenweise statt auf dem Weg des Materials von der Extraktionsstufe zur
IPiltrationsstuf e.
Diese Wärmenachbehandlung kann beispielsweise in einem
Rohrofen stattfinden und wird vorzugsweise verhältnismäßig schnell, beispielsweise im Laufe einiger Minute^
durchgeführt.
Gegebenenfalls werden turbulente Bedingungen oder sonstige Bedingungen eingehalten, die einer Verkrustung der Rohrwandungen
entgegenwirken.
Vorzugsweise werden die Kennzeichen von zwei oder mehr der obenbeschriebenen'-Ausführungsweisen miteinander kombiniert.
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Die günstige Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich anscheinend unter anderem (wie sich durch
bekannte Bestimmungsweisen feststellen läßt) durch eine Verschiebung der Partikelgrößenverteilung der nicht löslichen
Rückstandteilchen in einen höheren Partikelgrößenbereich.
In solchen Fällen stellt man fest, daß die gesamte Teilchengrößenverteilung einen größeren Bereich
umfaßt, und insbesondere eine Verbreiterung in Richtung größerer Teilchen als man bisher erfahren hat. Dabei
wird im allgemeinen die Teilchengrößenverteilungskurve asymmetrisch mit einer Verschiebung des Maximums in den
Bereich größerer Teilchengrößen. Unter üblichen Betriebsbedingungen stellt man z.B. häufig fest, daß die Teilchengrößenverteilungskurve
annähernd symmetrisch ist, dabei einen regelmäßigen breiten Bogen zwischen 0,5 und
beispielsweise 40 yum bildet, mit einem breiten Maximum
und Kurvenschenkeln, die überwiegend konvex gekrümmt sind, Im Falle des Rückstandes, der sich im erfindungsgemäßen
Verfahren bildet, kann man dann feststellen, daß die Teilchengrößenverteilungskurve
nun den Bereich von 0,5 bis 100 «m deckt mit einem engen Maximum, beispielsweise im
Gebiet von etwa 4 Aim. In manchen Fällen stellt man aber
auch fest, daß zwar keine oder nur eine geringfügige Verschiebung des Kurvenbereiches als ganzes in das Gebiet
größerer Teilchengröße stattfindet, daß aber die Teilchengrößenverteilungskurve
eine günstigere Form annimmt, insbesondere mit einer Spitze mit überwiegend konkav gekrümmten
Schenkeln und einem verhältnismäßig engen ausgeprägten Maximum im Bereich eines Zwischenwertes der
Teilchengröße, z.B. mehr oder weniger in der Mitte der Teilchengrößenverteilungskurve. Diese zwei günstigen
Möglichkeiten treten auch manchmal kombiniert auf.
Im folgenden sei die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind im
-8 -
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Zusammenhang mit der vorangegangenen allgemeinen Beschreibung
der Erfindung zum Zwecke der Anwendung der Erfindung auf die verschiedensten Verfahrensvariationsmöglichkeiten
zu lesen.
Die unten beschriebenen Ausführungsbeispiele wurden sämtlich in einem 5 Liter Rührautoklaven für absatzweisen Betrieb
durchgeführt. Dabei wurde im allgemeinen der kalte Autoklav auf den gewünschten Betriebsdruck gebracht, ehe
er auf die gewünschte Temperatur aufgeheizt wurde, im allgemeinen 4?-0°C.
Es wurde nicht versucht, den Reaktionsdruck durch Hinzufügung von frischem Wasserstoff konstant au halten. Am
Ende der Reaktionszeit (im allgemeinen 60 bis 70 Minuten) wurde der Autoklaveninhalt auf 2750C abgekühlt, vorsichtig
entspannt und dann durch ein besonders entwickeltes vorbeschichtetes Laborfilter bei 2750O filtriert. Die Filterfläche
betrug 50 cm und der Druckunterschied war 2,7 bar. Als Filtermittel wurde eine 12 mm dicke Kieselgurschicht
("Celite" Grad 545), aufgetragen auf ein feines Drahtnetz,
verwendet.
Die Piltrationsgeschwindigkeit ließ sich genau durch
Sammlung des abgekühlten Filtrats in einem kalibrierten Behälter messen. Die Zeit zur Sammlung von 850 mm Filtrat
unter diesen standardisierten Bedingungen wurde als "Standard-Filtrationszeit" notiert.
Die Versuchsergebnisse wurden zwar mit absatzweise arbeitenden Autoklaven erzielt, doch gelten die Rückschlüsse
auch für den stetigen Betrieb.
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Im vorliegenden. Beispiel findet keine Wasserstoffzufuhr
während der Aufheizzeit 3tatt, solange die Bildungsgeschwindigkeit der Radikale gering iut. Die Charge wird
im Autoklaven von Raumtemperatur bis zur endgültigen Temperatur von 4200G im Laufe von insgesamt 80 Minuten
aufgeheizt. Der Autoklav befindet sich dann 75 Minuten lang bei einer Temperatur von 4200O. Die folgenden Erget
nisse aeigen die Vorteile dieser Arbeitsweise.
Versuchs- Maximal- ^Extraktion Filtrierzeit Wasserstoffnummer
druck bezogen auf Minuten zugabe bar wasser- und
aschefreies
Material
102 142 86,2 38
105 152 86,3 17 bei 3800O
1Gb 152 85,7 13 bei 39O0O
113 152 79,1 5 bei 4100O
Durch Fernhalten des Wasserstoffes, bis eine Temperatur von 39O0C erreicht worden war, ließ sich die Filtrationsgeschwindigkeit
verdreifachen. Eine bedeutende Zunahme der !Filtrationsgeschwindigkeit fand auf Kosten eines allerdings
recht erheblichen Extraktverlustes statt, als die Wasserstoffzufuhr erst bei 41O0C anfing.
Diese Versuchsergebnisse wurden im absatzweisen Betrieb erzielt. Das gleiche Prinzip läßt sich aber auch auf die
stetige Betriebsweise anwenden, wenn man dafür sorgt, daß der Wasserstoff erst im entsprechenden Stadium der Aufheizung
in der Vorheizvorrichtung zugegeben wird. Das hängt
-10-
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natürlich auch von der Geschwindigkeit der Aufheizung ab. Je nachdem kann dies bei 39O0O oder auch bei einer
etwas höheren Temperatur stattfinden.
Beispiel 2
Aufheizgeschwindigkeit
Durch Erhöhung der Aufheizgeschwindigkeit wird die Wandtemperatur erhöht. Dadurch entstehen örtliche Überhit zungszonen,
wo die Geschwindigkeit der Radikalbildung die Geschwindigkeit "der Radikalhydrierung überschreiten kann.
Da dies in kontrollierbarer Weise lediglich in der Wandgrenzschicht stattfindet, ergibt sich hieraus eine Möglichkeit
der kontrollierten Teilchensinterung, wie die folgenden Versuche zeigen. Die fünf Versuche wurden mit Waterberg-Kohle
(25 i° Aschengehalt) und schwerem Kreosot als Lösungsmittel im Verhältnis 1:2 bei 4200O durchgeführt.
Versuchs- Maximal- ^Extraktion Filtrierzeit Aufheizgenummer
druck rückbezogen -Minuten schwindigbar auf asche- keit und v/asserfreies Material
96 | 133 | 85,8 | 23 | langsam |
97 | 134 | 85,2 | 20 | mittelschnell |
98 | 146 | 85,2 | 10 | sehr schnell |
215 | 175 | 90,8 | 29 | sehr langsam |
214 | 191 | 90,7 | 22 | schnell |
In den ersten drei Versuchen war der Wasserstoffpartialdruck gering und somit die Hydrierkapaaität des Systems
gering« Eine Erhöhung der Aufheizgeschwindigkeit (und somit der Radikalbildungsgeschwindigkeit) ergab eine überzeugende
Zunahme der Filtriergeschwindigkeit trotz eines nur unwesentlichen Extraktverlustes. In den letzten beiden
Versuchen war die Hydrierkapazität des Systems hoch, und
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somit war es nicht so leicht, eine Radikalbildungsgeschwindigkeit zu erzielen, die die Radikalhydriergeschwindigkeit
überschritt. In diesem Fall wurde durch
Erhöhung der Aufheizgeschwindigkeit eine weniger ausgeprägte Verbesserung der Filtriergesehwindigkeit erzielt,
Die Wirkung war aber trotzdem deutlich feststellbar.
Die gleiche Wirkung wie in Beispiel 2 läßt sich auch durch Änderung der Vermischungsintensität im System erzielen.
Bei hoher Turbulenz ist die Grenzschichtwirkung gering und umgekehrt. Die folgenden Ergebnisse wurden in
einem Autoklaven erzielt, der mit einer magnetischen Rührvorrichtung mit Auf- und Abwärtsbewegung ausgestattet war.
Die Rührgeschwindigkeit wurde variiert. Ansonsten wurden die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 2 eingehalten.
Versuchs | Rührge | Maximal | ^Extraktion | Filtrierzeit |
nummer | schwindig | druck | rückbezogen | Minuten |
keit | bar | auf asche- | ||
Hübe/min | und wasser | |||
freies Ma | ||||
terial | ||||
68B | 50 | 123 | 83,9 | 3 |
67 | 75 | 134 | 84,8 | 5 |
65 | 150 | 132 | 85,7 | 12 |
Man sieht wieder, daß sich auf Kosten einer ganz geringen Extraktausbeute eine sehr wesentliche Verbesserung
der Filtrierbarkeit erzielen läßt.
- 12 -
5 0 9 B /, !.< / Q 7 G .5
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Eine Verlängerung des Wasserstoffpartialdruckes kann
sich sehr günstig auf die Filtriergeschwindigkeit auswirken. So ergibt sich aus Tabelle 1, daß bei der Verwendung von Anthrazenöl als Lösungsmittel eine Senkung des Betriebsdruckes von 207 auf 115 bar eine nur unwesentliche Abnahme der Extraktausbeute ergab, daß
aber der Filterkuchenwiderstand um mehr als 30 # (Versuche 396 und 385) abnahm. Im Falle der Verwendung einer schweren Kreosotfraktion (Siedebereich über 3650C) als Lösungsmittel ergab eine Senkung des Betriebsdruckes von 217 auf 142 bar eine Abnahme der Extraktausbeute von
90,8 auf 87,2 fo. Gleichzeitig wurde der Widerstand des Filtrierkuchens jedoch mehr als halbiert (Versuche 402 und 370).
sich sehr günstig auf die Filtriergeschwindigkeit auswirken. So ergibt sich aus Tabelle 1, daß bei der Verwendung von Anthrazenöl als Lösungsmittel eine Senkung des Betriebsdruckes von 207 auf 115 bar eine nur unwesentliche Abnahme der Extraktausbeute ergab, daß
aber der Filterkuchenwiderstand um mehr als 30 # (Versuche 396 und 385) abnahm. Im Falle der Verwendung einer schweren Kreosotfraktion (Siedebereich über 3650C) als Lösungsmittel ergab eine Senkung des Betriebsdruckes von 217 auf 142 bar eine Abnahme der Extraktausbeute von
90,8 auf 87,2 fo. Gleichzeitig wurde der Widerstand des Filtrierkuchens jedoch mehr als halbiert (Versuche 402 und 370).
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Yersuchs- nummer |
Lösungs mittel |
Druck | bar | ^Extraktion • |
θ Filtrations-Viskos zeit tat be s 1000C P |
0,075 | i-Pests-coff- i konzentra tion g/cin5 |
θ .10"5 |
I | |
366 | Schweres Kreosot |
Anfang | max | 90,2 | 2400, | 0,11 | 0,139 | 230 | I | |
396 | A 0** | 75 | 153 | 90,7 | 9000 | 0,11 | 0,137 | 597 | ||
cn ο |
385 | A 0 | 105 | 207 | 90,3 | 6060 | 0,21 | 0,136 | 405 | |
co OO |
387 | A 0 | 55 | 115 | 72 | 2880 | 0,058 | 0,201 | 68,2 | I |
ίθ | 374 | Schweres Kreosot |
25 | 65 | 82,4 | 216 | 0,042 | 0,152 | 24,5 | |
σ> | 370 | Schweres Kreosot 3650C |
55 | 113 | 87,2 | 564 | 0,045 | 0,147 | 91,3 | |
ca | 348 | A 0 35O0C |
65 | 142 | 83,4 | 840 | 0,040 | 0,163 | 114,5 | |
402 | Schweres Kreosot 3650C |
35 | 82 | 90,8 | 1140 | 0,138 | 206 | |||
110 | 217 | |||||||||
*C wurde aus der prozentualen Extraktausbeute und dem Aschengehalt der Kohle errechnet,wobei
Materialverluste als Gas, Y/asser und leichtes Kondensat berücksichtigt wurden. Das Öl
hatte einen Siedebeginn von 35O0C.
** AO= Anthrazenöl
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Beiapiel 5
Wärmenachbehandlung
Das flüssige Reaktionsprodukt aus der hydrierenden Lösungsmittelextraktionsstufe wird bei einem Druck
von 150 bar (hauptsächlich Wasserstoffdruck) in einem
Autoklaven auf 4600C erhitzt. Unmittelbar nach Erreichung
dieser Temperatur läßt man den Autoklaven wieder abkühlen. Die Gesamtzeit zum Aufheizen und Abkühlen
des Autoklaven betrug 30 Minuten.
Ein zweiter Anaatz wurde in der gleichen Weise behandelt, jedoch ohne Wasserstoff.
Die Versuchsergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:
Versuchsmaterial Standardfiltrations- ^Extraktion
zeit bezogen auf trockenes, aschenfreies Material
ohne Wärmenachbe- n, ,,. , . „ n-, Λ
handlung 94 Minuten 93,1
Wärme na chbeha nd-
lung mit Wasser- 25 Minuten 92,7
Wärmenachbehandlung
ohne Wasser- 15 Minuten 84,7 stoff
Versuchswerte, die zwischen den genannten Werten liegen, erhält man durch Wärmenachbehandlung bei vermindertem
Wasserstoffpartialdruck. Selbstverständlich läßt sich die Wärmenachbehandlung auch kontinuierlich statt absatzweise
durchführen.
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Claims (12)
1. Verfahren zur Lösungsmittelraffination von Kohle,
wobei die Kohle in Lösungsmittelsuspension unter Hydrierbedingungen erhitzt und im wesentlichen verflüssigt
wird, wonach von der durch die Verflüssigung gebildeten Lösung die nichtgelösten Peststoffe
abgetrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Prozentsatz des verflüssigbaren Gehaltes
der Kohle zu größeren Teilchen umgesetzt wird, welche die Abtrennung der Feststoffe von der Flüssigkeit erleichtern.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch zeichnet
zugsweise < 3 %
hierbaren Gehaltes der Kohle beträgt.
g e k e η η -
, daß der kleine Prozentsatz < 5 $, vor-,
des unter günstigsten Bedingungen extra-
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kohlesuspension allmählich
auf die Temperatur der hydrierenden Lösungsmittelextraktion erhitzt wird, wobei die Erhitzung zunächst
unter Viasserstoffmangelbedingungen auf eine Temperatur stattfindet, bei. welcher die Radikalbildung in den extrahierbaren
Kohlenbestandteilen bereits anfängt, aber noch langsam ist, wonach Wasserstoff zugegeben und die Erhitzung
der Kohlesuspension in Gegenwart von Wasserstoff auf eine höhere Temperatur durchgeführt wird, bei welcher
die Hauptlösungsmittelextraktion mit Hydrierung stattfindet.
— 2 —
5098 A U/O 7-£ 2
- If - 1A-46 600
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Suspension mit
einer Geschwindigkeit von zwischen 2,5 und 8°C/min, vorzugsweise 4 bis 7°C/min, insbesondere 5°C/min,
aufgeheizt wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß die "Wasserstoffzugabe
für die hydrierende Extraktion zwischen 350 und 40O0C,
vorzugsweise zwischen 370 und 3950C, insbesondere
zwischen 380 und 39O0C, stattfindet.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstufe
der hydrierenden Extraktion bei einer Temperatur stattfindet, die mindestens 1O0C, vorzugsweise mindestens
2O0Cjhöher liegt als die Temperatur der
Wasserstoffzugabe.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die hydrierende Extraktion nach der Aufheizung des Gutes unter Wasserstoffmangel
zwischen 400 und 50O0C, vorzugsweise zwischen 410 und 45O0C, insbesondere bei 42O0C durchgeführt
wird,
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchenvergrößerung
durch kontrollierte örtliche Überhitzung erzielt wird, bei der die Radikalbildungsgeschwindigkeit
die Hydriergeschwindigkeit der Radikale übertrifft.
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9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß während der
Hauptstufe der hydrierenden Lösungsmittelextraktion
ein Wasserstoff-Partialdruck auf einen Wert eingestellt
wird, der geringer ist als der empirisch vorausbestimmte Wert des Wasserstoffpartialdruckes, bei welchem die
maximale Extraktion der Kohle stattfinde^ und der nur zu einer geringfügigen Verringerung der Extraktausbeute,
insbesondere bis etwa 3 %, führt.
Hauptstufe der hydrierenden Lösungsmittelextraktion
ein Wasserstoff-Partialdruck auf einen Wert eingestellt
wird, der geringer ist als der empirisch vorausbestimmte Wert des Wasserstoffpartialdruckes, bei welchem die
maximale Extraktion der Kohle stattfinde^ und der nur zu einer geringfügigen Verringerung der Extraktausbeute,
insbesondere bis etwa 3 %, führt.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennz'e ichnet , daß das flüssige Produkt
der hydrierenden Extraktion anschließend einer Wärmenachbehandlung bei einer höheren Temperatur als der Extraktionsvorzugsweise . η
der hydrierenden Extraktion anschließend einer Wärmenachbehandlung bei einer höheren Temperatur als der Extraktionsvorzugsweise . η
temperatur zwischen 450 und 550 C, insbesondere zwischen
450 und 5000G, speziell zwischen 450 und 4800O, beispielsweise
bei 4600C unterworfen wird.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmenachbehandlung unter
Wasserstoffmangel durchgeführt wird.
Wasserstoffmangel durchgeführt wird.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmenachbehandlung bei einem *
geringeren Betriebs- und damit Wasserstoffpartialdruck · ·· als bei der Extraktion durchgeführt wird, insbesondere
durch Entspannung.
durch Entspannung.
8143
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