DE2624741A1 - Verfahren zum behandeln von kohlenstoffhaltigem material, insbesondere zum umwandeln von kohle in fluessige kohlenwasserstoffe - Google Patents

Verfahren zum behandeln von kohlenstoffhaltigem material, insbesondere zum umwandeln von kohle in fluessige kohlenwasserstoffe

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DE2624741A1 DE19762624741 DE2624741A DE2624741A1 DE 2624741 A1 DE2624741 A1 DE 2624741A1 DE 19762624741 DE19762624741 DE 19762624741 DE 2624741 A DE2624741 A DE 2624741A DE 2624741 A1 DE2624741 A1 DE 2624741A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation

Description

  • Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Na-
  • terial, insbesondere zum Umwandeln von Kohle in flüssige Kohlenwasserstoffe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material mit Wasserstoff ohne Zufügen eines Katalysators sowie insbesondere die Umwandlung von Kohle in flüssige Kohlenwasserstoffe.
  • Gegenstand der Erfindung bildet also ein Verfahren zur Kohleverflüssigung, insbesondere ein Verfahren zum Behandeln von Kohle mit Wasserstoff ohne Hinzufügen eines Katalysators und/oder eines Lösungsmittels. Durch dieses Verfahren sollen eine maximale Ausbeute an gewünschten flüssigen Eohlenwasserstoffen und ein Minimum an gasförmigen und polymerisierten Produkten erzeugt werden. Der praktische Anwendungsweck der Erfindung liegt in der Erzeugung erwünschter Kohlenwasserstoffe aus Kohle.
  • Verfahren zum Behandeln von Kohle mit Wasserstoff, also Hydrierverfahren, sind seit vielen Jahren bekannt. Ilinzuweisen ist dabei beispielsweise auf die US-Patentschriften 2 658 Sol, 2 832 724, 3 Q30 7 und 3 152 063. Bei den dort beschriebenen Verfahren wird charakt eristischerwei se gebrochene oder zerkleinerte Kohle mit verschiedenen Lösungsmitteln, unter Hinzufügen oder auch ohne Zusatz eines Katalysators, gemischt. Die Mischung wird dann auf Reaktionstemperatur erwärmt, wobei dieses Erwärmen oder Erhitzen sich über eine längere Zeit erstreckt, und zwar in Anwesenheit oder auch in Abwesenheit von Wasserstoff. Derartige Verfahren ergeben allgemein einen weiten Bereich unter schiedlicher Produkte, von gasförmigen zu leichten Kohlenwasserstoffen und schließlich zu hochsiedenden Flüssigkeiten, zusätzlich zu festen Rückstenden. Beispielsweise ist in der US-PS 3 823 084 ein Verfahren beschrieben, bei dem Kohle und Wasserstoff in Abwesenheit eines Lösungsmittels gemischt werden. Anschließend wird die Mischung durch ein Bett eines Hydrierkatalysators hindurchgeleitet. Die flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffprodukte werden dann aus dem Produktstrom rückgewonnen. Die Nachteile derartiger bekannter Verfahren liegen unter anderem darin, daß ein Katalysator zugesetzt werden muß, der den schweren Reaktionsbedingungen standhalten kann. Außerdem muß der Katalysator von dem abgehenden Strom abgetrennt werden.
  • Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß ein breites Spektrum gasförmiger, niedrigsiedender und hochsiedender Flüssigkeiten gewonnen wird. Schließlich ist noch zu bedenken, daß Lösungsmittel zugegeben und wieder entfernt werden muß, wobei weitere Verfahrensschritte zum Separieren, Entfernen und Rückführen verschiedener Teile des Reaktionsstromes erforderlich sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingang genannten Art zu schaffen, bei dem die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden und welches eine maximale Ausbeute flüssiger Kohlenwasserstoffe bei gleichzeitigem minimalem Anfall gasförmiger polymerisierter Produkte ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst durch die Kombination der nachstehenden, aufeinanderfolgenden Schritte: a) Eingeben eines flüssigen oder eines gebrochenen festen kohlenstoffhaltigen Materials in einen Reaktor; b) Hinzufügen von heißem Wasserstoff zu dem Strom des kohlenstoffhaltigen Materials; c) Reagieren des Wasserstoffes und des kohlenstoffhaltigen Naterials; und d) Abechrecken der Mischung,wobei die Gesamt-Verweilzeit zwischen etwa zwei Millisekunden und etwa zwei Sekunden variiert.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umwandeln von Kohle in flüssige Kohlenwasserstoffe, welches gekennzeichnet ist durch die nachfolgenden Schritte: a) Eingeben von feinzerkleinerter Kohle in einen Druckbehälter in kontinuierlichem Strom; b) kontinuierliches Zufügen von heißem Wasserstoff in den Druckbehälter, so daß der Wasserstoff auf den Kohlestrom auftrifft; c) Begrenzen des Kontaktes zwischen dem heißen Wasserstoff und dem Kohle strom innerhalb des Druckbehälters auf eine Zeitdauer von weniger als zwei Sekunden; d) nachfolgendes Abschrecken des heißen Wasserstoff-Kohle -Stromes mit kaltem Wasserstoff; und e) Abtrennen der flüssigen Kohlenwasserstoffe von dem abgeschreckten Wasserstoff-Kohle-Strom. Der abgetrennte flüssige Produktstrom kann dann weiter verarbeitet werden. Der wesentliche Erfindungsgedanke liegt darin, eine kurze Gesamt-Verweilzeit des kohlenstoffhaltigen Materials im Reaktor vorzusehen, wobei diese Verweilzeit sich aus der Aufheizzeit, der Reaktionszeit und der Abschreckzeit zusammensetzt. Diese kurze Verweilzeit steht in scharfen Gegensatz zu anderen bekannten Hochdruck-liydrierverfahren, bei denen Katalysatoren und Lösungsmittel verwendet werden, wobei relativ lange Verweilzeiten verwendet werden und die Reationsmischung außerhalb des Reaktors abgeschreckt wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem kurze Aufheiz- und Abschreckzeiten verwendet werden, führt zu einer verbesserten Ausbeute an erwunschten Produkten. Probleme aus Katalysatorzugabe oder Katalysatorentfernung entstehen nicht, wobei sich als weitere Vorteile ein vereinfachter Aufbau der erforderlichen Vorrichtung sowie schließlich auch eine verbesserte Prozeßführung ergeben.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert ist.
  • Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens im Blockflußdiagramm.
  • Die wesentlichen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens finden im Reaktor oder aber in der Nähe des Reaktors statt.
  • Dabei handelt es sich um das Eingeben von kohlenstoffhaltigem Material (Kohle) und Wasserstoff (beide heiß und kalt), wobei die anderen Teile der Zeichnung lediglich im Gesamtverfahren vorgesehene Zusatz- oder Hilfsschritte betreffen, die im Verfahren weiter stromab, also nach dem Reaktor, stattfinden.
  • Das Rohmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt im weitesten Sinne kohlenstoffhaltiges Material, wobei alS Beispiele Kohle, Braunkohle, Torf, Ölschiefer, Teersände, organische Abfälle, Orinocoteer, Gilsonit und Rohöl zu nennen sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Kohle als festes Rohmaterial verwendet. Es ist zu bemerken, daß alle vorstehend angegebenen Rohmaterialien, mit Ausnahme des herkömmlichen Rohöls, bei Reumtemperatur Feststoffe sind.
  • Das feste Rohmaterial wird auf eine Partikelgröße von weniger als 2,54 cm (1") gebrochen oder zerkleinert. Vorzugsweise liegt die Partikelgröße bei weniger als etwa 1,27 cm (1/2 "), wobei die am meisten bevorzugte Partikelgröße im Bereich von 50 bis 100 Flaschen (Maschen pro Zoll, U.S.-Sieb) liegt.
  • Beim erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich nahezu jedweder Wasserstoffstrom verwenden, solange nur der Wasserstoffgehalt den Stromes ausreicht, um mit dem kohlenstoffhaltigen Naterlal zu reagieren, und solange der Strom keine schädlichen fLomponenten enthält. Allgemein gesprochen, kann der ankommende Wasserstoffstrom zwischen etwa 30% Wasserstoff und ettqa 100/3 Wasserstoff aufweisen, basierend auf dem Fartialdruck des Wasserstoffs. Da das'Ruckführen eines-Teiles des abfließenden Glasstromes beim erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen ist, kann der als Reaktionsmittel verwendete tçJasserstoffstrom auch andere Komponenten wie ethan, Propan oder äthan aufweisen, wobei diese Komponenten charakteristische weise nicht kondensieren, wenn -sie auf Abschrecktemperaturen abgekühlt werden.
  • Da das erfindungsgemäße Verfahren das Zwischen und Reagieren von kohlenstoffhaltigem Material und zugeführtem Frischwasserstoff beinhaltet, ist dem Gewichtsverhältnis von Wasserstoff zu kohlenstoffhaltigem Ilaterial besondere Beachtung zu schenken. Dieses Gewichtsverhältnis kann allgemein von etwa 0,05 bis etwa 4 variieren, wobei der höhere Wert einen Wasserstoffüberschuß bedeutet und der untere Wert zur Bildung eines größeren Koksanteiles führt, wobei also geringere Erträge an erwünschten Produkten erhalten werden. Ein besonders bevorzugtes und günstiges Gewichtsverhältnis von Wasserstoff zu kohlenstoffhaltigem Material liegt im Bereich von etwa 0,12 bis etwa 2, während das am meisten bevorzugte Gewichtsverhältnis von etwa 0,6 bis etwa 1,2 reicht.
  • Da ein wesentlicher Aspekt des Erfindungsgedankens darin liegt, die Reaktionsmittel sowie die Reaktionsmischung rasch aufzuheizen bzw. abzukühlen, hat die Temperatur der ankommenden Reaktionsmittel einige Bedeutung. Charakteristischerweise liegt die Temperatur des ankommenden kohlenstoffhaltigen Materials nach Möglichkeit bei Umgebungstemperatur. Es ist aber zu beachten, daß das ankommende Rohmaterial durch Wärmeleitung, Strahlung und Konvektion von dem heißen Reaktor her etwas aufgeheizt werden kann. Jedwede Tendenz zur Überhitzung des Materials auf nahe bei der Reaktionstemperatur liegenden Temperaturen läßt sich durch verschiedene Maßnahmen reduzieren, die dazu dienen, das Rohmaterial abzukühlen oder es mit einer derartigen Rate zu bewegen, daß keine Zeit dazu vorhanden ist, daß das Rohmaterial merklich aufgeheizt wird.
  • Bei bekannten Verfahren wird die Temperatur der Reaktionspartner verhältnismäßig langsam gesteigert, indem beispielsweise Vorheizer für die Reaktionsmischung verwendet werden oder aber der Reaktor von außen geheizt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht hingegen vor, daß der als Reaktionsmittel dienende Wasserstoff auf eine oberhalb der Reaktionstemperatur liegende Temperatur erhitzt wird, wobei der Wasserstoff dann in heißem Zustand rasch auf das ankommende kohlenstoffhaltige Rohmaterial innerhalb des Reaktors auftrifft oder auf schlägt.
  • Die Temperatur des ankommenden heißen Wasserstoffes variiert geringfügig, in Abhängigkeit von dem gewünschten Gewichtsverhältnis zwischen Wasserstoff und kohlenstoffhaltigen Material in der Reaktionsmischung und von der gewünschten Reaktions-temperatur im Reaktor. CharakteristischerTfeise sollte die Einlaß-Wasserstofftemperatur etwa 500C höher sein als die Reaktionstemperatur, wenn das Verhältnis von Wasserstoff zu kohlenstoffhaltigem Material etwa 1 beträgt, wobei diese Temperaturdifferenz zu einer raschen Aufheizung von mehr als etwa 5000C pro Sekunde führt.
  • Um den Reaktordruck überwinden zu können, müssen sowohl das kohlenstoffhaltige Material als auch der Wasserstoff bei einem Druck eingegeben werden, der über denjenigen des Reaktors liegt. Hierfür existieren geeignete mechanische Anordnungen, beispielsweise unter Druck stehende oder mit Druck beaufschlagbare Stufen-Einfülltrichter oder Zellenräder oder auch pneumatische Einführvorrichtungen. Diese Vorrichtungen können gut dazu verwendet werden, das kohlenstoffhaltige Material in den unter Druck stehenden Reaktor einzuführen. Mit den mechanischen Anordnungen können Kohle schlangen kombiniert werden, um so die Tendenz zum Vorheizen des ankommenden kohlenstoffhaltigen Materials zu reduzieren. In ähnlicher Weise überschreitet auch der Druck des ankommenden Wasserstoffes denjenigen des Reaktors. Die Kombination eines leichten tberschusses im Druck des ankommenden Wasserstoffes und des Gewichtes des ankommenden kohlenstoffhaltigen Materials resultiert darin, daß ein kontinuierlicher Massenfluß der Reaktionspartner durch den Reaktor stattfindet.
  • Die Reaktionstemperatur kann von etwa 400 bis etwa 2.0000C variieren, wobei der bevorzugte Bereich von etwa 500 bis etwa 1.5000C reicht und sich am meisten etwa 6000C bis etwa 1.000°C bewährt haben. Der Reaktordruck kann von etwa 35,15 bis etwa 351,54 kg/cm2 (500 bis 5.000 psig) variieren, vorzugsweise von etwa 42,18 bis etwa 210,92 kg/cm2 (600 bis 3.000 psig). Die gesamte Verweildauer der Reaktionspartner im Reaktor kann von etwa 2 Millisekunden bis etwa 2 Sekunden, vorzugsweise von etwa 5 Millisekunden etwa 1 Sekunde, variieren, wobei die am meisten bevorzugte Verweildauer von etwa 10 Millisekunden bis etwa 900 Millisekunden reicht.
  • Diese Gesamt-Verweildauer umfaßt die für das Aufheizen, die Reaktion und das Abachrecken erforderliche Zeit.
  • Da zwischen dem kohlenstoffhaltigen Material und dem zugeführten Wasserstoff eine Reaktion statbfindet, sobald die Rohmaterialien in den Reaktor eintreten und gemischt werden, und da diese Reaktion andauert, bis die abgeschreckte Mischung den Reaktor verläßt, ist es schwierig, die verschiedenen Phasen der Gesamt-Verweilzeit zu trennen. Die Erfindung impliziert, daß die Aufheiz- und Abschreckraten schnell sind. Es kann sowohl eine direkte als auch eine indirekte Abschreckung angewendet werden.
  • Das direkt zugeführte Abschreckmaterial kann,allgemein gesprochen,aus einer großen Vielzahl von Gasen oder Flüssigkeiten ausgewählt werden, die sich der Reaktionsmischung rasch zufügen lassen, um die Mischung unter die effektive Reaktionstemperatur abzukühlen, während die Mischung sich im Reaktor befindet. Vorzugsweise werden Materialien verwendet, die mit der Reaktionsmischung nicht reagieren, jedoch lassen sich viele herkömmliche Materialien verwenden. Diese Materialien können einen Teil des rückgeführten was-<bstromes des Prozesses umfassen, mit Komponenten wie Methan, Äthan, Propan, weiterhin einen Teil der erzeugten flüssigen Kohlenstoffe, Inertgase wie Helium oder Argon und sogar solche Materialien wie Wasser, Stickstoff oder C02 Obwohl die letztgenannten Materialien bei den im Reaktor vorliegenden Tempera-turen reagieren können, lassen sich diese Materialien dem Reaktionsmittelstrom aus dem rüekgeführten Gasstrom bei einer derartigen Temperatur und in einer derartigen Menge zusetzen, daß sich als Resultat eher ein Abschrecken des Reaktionsmittelstromes als eine zusätzliche Reaktion zwischen dem Reaktionsmittelstrom und dem abgeschreckten Material ergibt. Wasserstoff bildet demzufolge das bevorzugte Lbschreckungsmaterial, wobei eine natürliche Weiterbildung der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens darin liegt, daß ein rückgeführter Prozeßstrom, der wasserstoffreich ist, verwendet wird. Je nach der Reaktionstemperatur unddem Massenfluß durch den Reaktor wird eine ausreichende Ilenge an Abschreckmaterial bei einer geeigneten Temperatur dem Reaktionsmittelstrom hinzugefügt, so daß die resultierende Mischung, nahe dem Auslaß des Reaktors, eine Temperatur von etwa 2000C bis 5000C aufweist. Die Temperatur und die Menge des Abschreckmateriales, welches hinzugefügt wird, reichen aus, um die Reaktionsmischung rasch abzuschrecken. Der Druck des eintretenden Abschreckmateriales ist naturgemäß höher als der Innendruck des Reaktors.
  • Es ist wünschenswert, daß die Abschrecktemperatur unterhalb der effektiven Reaktionstemperatur der Komponenten liegt, jedoch sollte die Temperatur noch hoch genug sein, um sicherzustellen, daß die Reaktionsprodukte im Dampfzustand verbleiben, um die stromab vorgesehene Separierung zu erleichtern.
  • Das Gewichtsverhältnis zwischen dem Abschreckr.aaterial und dem Produktstrom hängt von verscniedenen Faktoren ab, beispielsweise von der Reaktionstemperatur, den Komponenten des Produktstromes, dem Wasserstoffüberschuß sowie anderen Umständen. Das Abschrecken hängt von der füllbaren Wärme in der Reaktionsmischung sowie im Abschreckstrom ao.
  • Nachdem die abgeschreckte Reaktionsmischung den Reaktor verlassen hat, wird jedwedes feste Reaktionsmaterial,beispielsweise Asche oder Fokus, in den Koksbehälter geführt und wird aus diesem abgenommen. Der übrige Teil des Abstromes, welcher üblicherweise die Dampfprodukte enthält, gelangt zu den stromab vorgesehenen Prozeßgliedern, in denen die Dampfprodukte im Gasstrom abgetrennt werden, zusammen mit verschiedenen Verunreinigungen, wie I3 und HzS. Die Ab trennung dieser Dampfprodukte aus dem Gasstrom erfolgt nach Verfahren, die dem Fachmann zu diesem Zweck bekannt sind. Ein geeigneter Teil des Gases kann zur Prozeßführung in die vor dem Reaktor liegenden Prozeßeinheiten rückgeführt werden.
  • Typischerweise sind die Hauptprodukte, die bei diesem Verfahren erhalten werden, Koks, leichte Kohlenwasserstoffe, wie Methan bigs C5-Kohlenwasserstoffe, und Aromate wie Benzol, Toluol und Xylol.
  • Der Wasserstoff, der beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, läßt sich aus einer beliebigen, herkömmlichen Quelle gewinnen, beispielsweise durch Koksvergasung, durch Reformieren eines Naphtha- und/oder Methanstromes oder durch Cracken von äthan zu Produktäthylen. Die Schritte der Herstellung des ISpeicherils,des IIeizens, des Kühlens und des Rückführens des Wasserstoffes sind bekannt und brauchen hier nicht erläutert zu weiden. Die Form und die Auslegung des Reaktors verdienen zwar unter Wirtschaftlichkeitsgesichtspunkten erhebliche Beachtung, jedoch bilden diese keinen wesentlichen Teil der Erfindung. Jedwede Reaktor art läßt sich verwenden, welche ein schnelles Aufheizen des kohlenstoffhaltigen Rohmaterials, eine kurze Reaktionszeit und ein rasche Abschrecken des Produktstromes ermöglicht.
  • Beispiel 1 Norddakota-Braunkohle, auf 100 Maschen (U.S.-Sieb) gemahlen, wurde in einen Hydrierreaktor eingegeben. Die Analyse der Kohle ergab, auf Abbaubasis, 1z) H20 und 17% Asche. Auf MAF-Basis (moist;ure-ash-free, also ohne Feuchtigkeit und Asche) ergab die Analyse 68,2/0 C, 5,5% H, 22,4% 0, 1,5% N und 2,4% S. Dem Reaktor wurde auf eine Temperatur von 724°C aufgeheizter Wasserstoff gleichzeitig mit einer Rate von 3,4 Gewichtseinheiten Wasserstoff pro Gewichtseinheit Rohkohle zugeführt. Die Reaktorbedingungen betrugen 105,46 kg/cm2 (1.500 psig) sowie 7050C. Die Verweildauer der Kohle im Reaktor betrug annähernd 16 Sekunden. Die Reaktionsmischung wtirde durch einen kalten Wasserstoffstrom (Temperatur 1500C) abgeschreckt, wobei der Abschreckstrom eine Rate von 4,5 Gew.-Einheiten kaltem Wasserstoff pro Gewichtseinheit Rohkohle aufwies. Die Temperatur der abgeschreckten Mischung, welche den Reaktor verließ, betrug weniger als 2040C. Die Verarbeitung und Analyse des Reaktorabstromes, unter Vernachlässigung des Überschußwasserstoffes, ergab pro Tonne zugeführter MAF-Rohkohle die nachfolgenden Resultate: Benzol 0,0867 3 (0,75 bbl.) (mit geringeren Mengen von Toluol und Xylol) 93,5 - 260°C (200 - 500°F)-Fraktion 0,0555 m³ (0,48 bbl.) CH4 231,63 m³ (8180 SCF) C2X6 73,06 m3 (2580 SCF) Koks 246,89 kg ( 545 lbs.) H2S 24,83 kg ( 45 lbs.) NH3 13,79 kg ( 25 lbs.) H20 158,6 kg ( 350 lbs.) CO 102,0 kg ( 225 lbs.) Beispiel 2 Mit einem ähnlichen Verfahren wie in Fig. 1 und un-ter den nachfolgenden Bedingungen wurden die nachfolgenden Ergebnisse erhalten: Wyoming Big-lIorn Kohle, unterbituminös, wurde zerkleinert auf weniger als 60 Maschen (U.S.-Sieb). Auf Abbaubasis ergaben sich 4,4% Asche und 22,0% H20. Auf MAF-Basis ergaben sich: 72,6% C 4,8% H 20,8% 0 1,3% N 0,5% s Die Reaktorbedingungen betrugen 210,92 kg/cm² (3.000 psig) und 7900C.
  • Die Vorheiztemperatur des Wasserstoffs betrug 8400C.
  • Es wurden 1 Gewichtseinheit H2/Gewichtseinheit Rohkohle zugesetzt. Die Kohleverweildauer betrug 500 Millisekunden, Der Abschreckstrom betrug 2 Gewichtseinheiten H2 (bei -150°C) pro Gewichtseinheit Rohkohle. Die Temperatur der abfließenden Abschreckmischung lag unterhalb 204°C.
  • Als Produkte ergaben sich, pro Tonne MAF-Rohkohle: Benzol 0,347 m³ (3,0 bbl) (mit geringeren Mengen von Toluol und Xylol) 93,5 - 4270C (200 bis 800°F.)-Fraktion 0,0347 m3 (0,3 bbl) CH4 150,08 m³ (5300 SCF) C2H6 28,317 m3 (1000 SGF) Koks 126,o kg ( 278 lbs.) H2S 4,53 kg ( 10 lbs.) NH3 13,14 kg ( 29 lbs.) H20 135,9 kg ( 300 lbs.) COx 99,66 kg ( 220 lbs.) Beispiel 3 Nach dem Verfahren von Anspruch 1 wurden unter den nachfolgenden Bedingungen die ebenfalls nachstehenden Resultate erhalten: Es wurde Wyoming-Glenrock-Kohle verwendet, die auf -200 Maschen zermahlen wurde.
  • Die Kohle hatte 25% H20 und 13,5% Asche, auf Abbaubasis.
  • Auf MAF-Basis ergaben sich: 70,1% C 5,5% 11 22,770 0 1,0% N 0,7% s Die Reaktorbedingungen waren wie folgt: 42,184 k0/cm2 (600 psig) und 500°C. Die Vorheiztemperatur des Wasserstoffes betrug 565°C. Es wurden 0,5 Gewichtseinheiten E2 pro Gewichtseinheit Rohkohle zugegeben. Die Verweildauer der Kohle betrug 150 Millisekunden. Der ltbschreckstrom enthielt 0,5 Gew.-Einheiten H2 (-150°C)/Gewichtseinheit Rohkohle. Die Abschreckaustrittstemperatur betrug -232°C.
  • Als Produkte ergaben sich (pro Tonne MAF-Kohle): Benzol (plus Toluol und Xylol) 0,1272 m3 (1,1 bbl) 93,5 - 535°C (200 - 1000 F.)-Frak- 3 tion 0,035 m (0,3 bbl) Cl C 2 - Fraktion 82,12 m3 (2900 SOF) Koks 453 kg (1000 lbs.) H2S, 1i1f3. H20, 0O 253,68 kg ( 560 lbs.) Beispiel 4 Nach einem ähnlichen Verfahren wie Beispiel 1 und unt;er den nachfolgenden Bedingungen ergaben sich die ebenfalls nachstehenden Resultate: Kentucky-No.-11-Kohle, bituminös, gemahlen auf -40 Naschen, wurde verwendet. Die Kohle hatte 5% H2O und 6% Asche auf Abbaubasis. Auf MAF-Basis ergab sich die nachfolgende Analyse: 79,2% C 5,6% H 9,6% 0 1,5% N 4,1% S Die Reaktionsbedingungen waren 281,23 kg/cm² (4.000 psig) und 1.500°C. Die H2-Vorheiztemperatur betrug 1.530°C.
  • Es wurden 7 Gewichtseinheiten H2 pro Gewichtseinheit Rohkohle zugegeben. Die Kohleverweildauer betrug 10 Millisekunden. Der Abschreckstrom wies 25 Gewichtseinheit;en H2 (-1400C) pro Gewichtseinheit Zuführkohle auf. Die Ausgangs-Abschrecktemperatur betrug 1930 C.
  • Pro Tonne MAF-Rohkohle wurden die folgenden Produkte erhalten: BTX-Misshung 0,30 m3 (2,6 bbl.) 93,5 - 2600C (200 - 5000F.)-Fraktion 0,035 m3 (0,3 bbl.) C1 - C2 339,8 m3 (12.000 SCF) Koks 81,54 kg ( 180 lbs.) 112S, NH3, H2O, COx 226,5 kg ( 500 lbs.)

Claims (10)

  1. An sprüche Verfahren zum Behandeln von kohlenstoffhaltigem Material mit Wassers-toff ohne Zufügen eines Katalysators, gekennzeichnet durch die Kombinauion der nachstehenden, auf ein anderfolgerlden Schritte: a) Eingeben eines flüssigen oder eines gebrochenen festen kohlenstoffhaltigen Materials in einen Reaktor; b) hinzufügen von heißem Wasserstoff zu dem Strom des kohlenstoffhaltigen IvEterials; c) Reagieren des Wasserstoffes und des kohlenstoffhaltigen Materials; und d) Abschrecken der Mischung, wobei die Gesamt-Verweilzeit zwischen etwa zwei Millisekunden und etwa zwei Sekunden variiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein festes Material mit einer mittleren Deilchengröße von weniger als etwa 1,27 cm C1/2t?) verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von kohlenstoffhaltigem Material zu Wasserstoff in der Mischung aus kohlenstoffhaltigem Material und Vasserstoff von etwa 0,05 bis etwa 4 variiert.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionstemperatur für das kohlen stofShqltis,e Material und den 'lasserstoff von etwa 4000C bis etwa 2.OQ0°C variiert.
  5. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsdruck von etwa 35,15 bis etwa 351,54 kg/cm²(500 bis 5.000 psig.).
  6. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der abgeschreckten Mischung etwa 200°C nicht übersteigt.
  7. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Abschreckmaterial Wasserstoff bei einer Temperatur unterhalb 2000C und als kohlenstoffhaltiges Naterial Kohle verwendet wird.
  8. 8. Verfahren zum Umwandeln von Kohle in flüssigen Kohlenwasserstoff, gekennzeichnet durch die nachfolgenden Schritte: a) Eingeben von feinzerkleinerter Kohle in einem Druckbehälter in kontinuierlichem Strom; b) kontinuierliches Zufügen von heißem Wasserstoff in den Druckbehälter, so daß der Wasserstoff auf den Kohlestrom auftrifft; c) Begrenzen des Kontaktes zwischen dem heißen Wasserstoff und dem Kohlestrom innerhalb des Druckbehälters auf eine Zeitdauer von weniger als zwei Sekunden; d) nachfolgendes Abschrecken des heißen 'Vasserstoff-Sohle-Stromes mit kaltem Wasserstoff; und e) Abtrennen der flüssigen Kohlenwasserstoffe von dem abgeschreckten Wasserstoff-Kohle-Strom.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß a) die Kohle eine mittlere PartikelgröBe von weniger als etwa 1,27 cm (1/2") aufweist; b) daß das Gewichtsverhältnis von Wasserstoff zu Kohle in der Reaktionsmischung von etwa 0,05 bis etwa 4 variiert; c) daß die Reaktionstemperatur von etwa 5000C bis etwa 1.500°C variiert; d) daß der Reaktionsdruck von etwa 42,18 bis ea 210,92 kg/cm2 (600 bis 3.000 psig.) variiert; e) daß die gesamte Verweildauer des Wasserstoffes und der Kohle nicht mehr als etwa 1 Sekunde beträgt; f) daß der kalte Wasserstoff-ibschreckstrom eine Temperatur von weniger als 200°C hat; und g) daß der abgetrennte flüssige Kohlenwasserstoffstrom weiter verarbeitet wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgetrennten flüssigen Kohlenwasserstoffe weiter verarbeitet werden.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1857814A (en) * 1926-07-28 1932-05-10 Standard L G Company Supplying heat in high pressure reactions
US3030297A (en) * 1958-03-11 1962-04-17 Fossil Fuels Inc Hydrogenation of coal

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1857814A (en) * 1926-07-28 1932-05-10 Standard L G Company Supplying heat in high pressure reactions
US3030297A (en) * 1958-03-11 1962-04-17 Fossil Fuels Inc Hydrogenation of coal

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