DE2628717A1 - Verfahren zur behandlung von kohle und nach dem verfahren hergestellte, behandelte kohle - Google Patents

Verfahren zur behandlung von kohle und nach dem verfahren hergestellte, behandelte kohle

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DE2628717A1 DE19762628717 DE2628717A DE2628717A1 DE 2628717 A1 DE2628717 A1 DE 2628717A1 DE 19762628717 DE19762628717 DE 19762628717 DE 2628717 A DE2628717 A DE 2628717A DE 2628717 A1 DE2628717 A1 DE 2628717A1
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    • C10L9/00—Treating solid fuels to improve their combustion
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    • Y10S44/00—Fuel and related compositions
    • Y10S44/905—Method involving added catalyst

Description

PATENTANWÄLTE
MANITZ. FINSTERWALD & G R Ä M K O W
München, den lo/Sv-P 3044-
l·οIyGuIf Associates
1 Gulf + We:: horn I'laza
i\e\! York, j.;err i"or2: 'iOC-l^,
Verfahren zur Behandlung von Kohle und nach dem Verfahren hergestellte, behandelte Kohle
Die Erfindung betrifft verbesserte Arbeitsweisen zur Verflüssigung von Kohle und insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Modifizierung von Kohle unter Bildung von neuen, modifizierten Kohleprodukten, die leichter verflüssigbar sind als Kohle in ihrem natürlichen Zustand.
Kohle als natürliche Quelle für Brennstoff ist im Vergleich zu Öl oder anderen Energiequellen in den USA und bestimmten anderen Ländern im Überfluß vorhanden. Im Hinblick auf die in letzter Zeit aufgetretenen Energieverknappungen und die erhöhten Öloreise hat Kohle erneut eine große Aufmerksamkeit als Energiequelle gewonnen. Als Ergebnis wurde das Interesse in die Technologie zur Umwandlung von Kohle in flüssige und gasförmige Produkte, welche als Ersatz für Öl und Erdgas verwendet werden können, erneut geweckt.
DR. C. MANITZ · DIPL.-ING. M. FINSTERWALD DtP L. -IN G. W. GRAMKOW ZENTRALKASSE BAYER. VOLKSBANKEN
β MÖNCHEN 522. ROBERT-KOCH-STRASSE 1 7 STUTTGART 50 (BAD CANNSTATT) MÖNCHEN. KONTO-NUMMER 727Ο
TEL. (089) 22 42 II. TELEX 5 - 29672 PATMF SEELBERGSTR. 23/25. TEL. (0711)56 72 61 POSTSCHECK.: MÖNCHEN 770 62 - 805
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ORIGINAL INSPECTED
Eine Vielzahl von Prozessen zur Umwandlung von Kohle in öl oder Gas wurden in der Vergangenheit vorgeschlagen oder auch angewandt. Solche Prozesse umfassen die Kohledestillation in Anwesenheit von Wasserstoff und einem Katalysator, wie dies in der US-Patentschrift 3 24-4- 615 beschrieben ist, die Hydrierung von Kohle, wie dies in den US-Patentschriften 3 143 489, 3 162 594, 3 502 564 und anderen beschrieben ist, sowie Arbeitsweisen der Lösungsmittelextraktion, wie dies in der US-Patentschrift 3 018 241 beschrieben ist. Ein neuer Überblick für eine solche Technologie der Kohleumwandlung ist in einem Aufsatz mit dem Titel "Goal Conversion Technology" erschienen, veröffentlicht in der Ausgabe von Chemical Engineering vom 22. Juli 1974. Solche Arbeitsweisen erforderten jedoch typischerweise einen hohen Energieeinsatz wie auch die Verwendung von Hochtemperatur- und Hochdruckausrüstungen, so daß die weit verbreitete Anwendung solcher Arbeitsweisen wirtschaftlich nicht ausführbar war.
Aufgabe der Erfindung ist die Herstellung von modifizierter Kohle mit verbesserter Löslichkeit und einem geringeren Schmelzpunkt als diejenigen von ursprünglicher Kohle, so daß sie entweder direkt verflüssigt oder einer weiteren Prozeßbehandlung unterzogen werden kann, z.B. einer Lösungsmittelextraktion oder Arbeitsweisen zur Raffination, um verflüssigte Kohle herzustellen, wobei die modifizierte Kohle eine Molekülstruktur und anderer Eigenschaften aufweist, so daß sie bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck in gewöhnlichen, flüssigen Kohlenwasserstoff-Kraftstoffen aufgelöst werden kann, um deren Volumen und Masse zu vergrößern, wodurch eine äquivalente oder verbesserte Energieabgabe möglich wird.
Gemäß der Erfindung werden die neuen, modifizierten, flüssigen oder festen Kohleprodukte nach einem Verfahren erhalten,
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welches das Molekülpfropfen oder chemische Pfropfen und Polymerisation von ausgewählten Monomeren auf das ursprüngliche Kohlesubstrat umfaßt. Insbesondere umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die Stufen des Inkontaktbringens von pulverisierter Kohle mit ausgewählten, freiradikalischen oder ionischen Katalysatorsystemen, um Reaktionsplätze auf der Kohle zu schaffen, und das Umsetzen des hierdurch gebildeten, aktivierten Kohlesubstrates mit ausgewählten Monomeren in Anwesenheit der Katalysatoren, um Seitenketten von polymerisierten Monomeren herzustellen, die chemisch an die aktivierten Plätze gebunden sind· Diese polymeren Seitenketten erteilen der Kohle neue, erwünschte Eigenschaften ohne irgendwelche der positiven Eigenschaften der/Ausgangsmaterial verwendeten Kohle negativ zu beeinflussen.
Ohne irgendeine bestimmte Theorie zu bevorzugen, sei darauf hingewiesen, daß es bekannt ist, daß Kohle ein kristallines Aggregat mit einer sehr komplexen Molekülstruktur ist, siehe z.B. die Angaben in der US-Patentschrift 3 244 615, wobei die Kohlenstoffatome'in Kohlemolekül in vielkernigen, aromatischen Ringen vorliegen, und die anderen Elemente wie Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff, usw. in dieser Matrix als Sulfide, Thiole, Amine, Imine und Hydroxylgruppen ohne Störung der aromatischen Konfiguration verteilt sind. Das Durchschnittsmolekulargewicht des vielkernigen, aromatischen Moleküls beträgt mehr als 2000. Die Moleküle von Kohle sind stark resonanzstabilisiert, symmetrisch in ihrer Struktur und in einer planaren Konfiguration angeordnet. Diese Konfiguration zeigt sich in extrem hohen Kohäsionskräften und einen kompakten Zustand der Aggregation, wodurch die Verflüssigung und Solubilisierung von Kohle extrem schwierig gemacht wird. Es wird angenommen, daß das molekulare Pfropfen von polymeren Seitenketten auf dem.Kohlemolekül gemäß dem
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erfindungsgemäßen Verfahren diese kristalline Symmetrie abbaut, wodurch eine mehr amorphe Struktur mit niedrigeren, intermolekularen Kräften gebildet wird. Der kummulative Effekt ist, daß die Löslichkeit von Kohle in geeigneten, organischen Lösungsmitteln erhöht und ihre Umwandlung zu einer Flüssigkeit erleichtert wird.
Der Prozeß des Pfropfens von polymeren Seitenketten auf Kohle zur Bildung der neuen Kohleprodukte gemäß der Erfindung umfaßt die Stufen des Inkontaktbringens von pulverisierter Kohle mit einem geeigneten Katalysator bei einer erhöhten Temperatur für eine ausreichende Zeitspanne, um Kohleradikale zu bilden, und danach das Umsetzen dieeer Radikale mit einem geeigneten Monomeren unter Bedingungen, welche für die Addition des Monomeren an die Kohleradikale geeignet sind, sowie die nachfolgende Polymerisation des Monomeren.
Die Aktivierung des Kohlesubstrates zur Bildung eines Kohleradikals ist eine kritische Stufe bei dem erfindungsgemäßen Verfahren. Kohleradikale können unter Verwendung von Bestrahrlungsarbeitsweisen, die auf dem Fachgebiet an sich bekannt sind, oder mittels einer Vielzahl von freiradikalischen, anionischen oder kationischen Katalysatorsystemen gebildet werden. Freiradikalische Pfropfinitiatorsysteme oder ionische Katalysatoren sind bevorzugt. Bei der Ausführungsform unter Verwendung eines freiradikalischen Katalysatorsystems besteht der Pfropfpolymerisationsinitiator aus Silberionen, die aus metallischem Silber oder aus Silbersalzen wie Silbernitrat, Silberperchlorat oder Silberacetat stammen können. Das freiradikalische System enthält ebenfalls einen Peroxidpolymerisationsinitiator, der zur Bildung von freien Radikalen wie auch zur Umwandlung von atomarem Silber in aktive Silberionen dient. Jeder der großen Vielzahl von an sich bekann-
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ten Initiatoren vom Peroxid-Typ kann verwendet werden, einschließlich z.B. Benzylperoxid, Methyläthylketonperoxid, tert.-Buty!hydroperoxid, Wasserstoffperoxid, Ammoniumpersulfat, Di-tert.-butylperoxid, tert.-Butylperbenzoat und Per essigsäure. Die freiradika".lischen Initiatorsysteme sind vollständiger in den US-Patentschriften 3 401 049 und 3 698 931 beschrieben.
Es wird derzeit angenommen, daß das freiradikalische Katalysatorsystem die zufällig auf dem Kohlemolekül vorliegenden Gruppen
HRR
-C-H, -CH, -C-OH, -SH, -COOH HRH
in Übereinstimmung mit folgender Reaktionsgleichung aktiviert:
- CH2 OH λ ν. ^. CH20
1 +**- ίΠίΟιΑ
Ein Monomeres (CHg=OHX, wobei X ein beliebiger Substituent aus einer großen Vielzahl von organischen oder anorganischen Substituenten ist) wird dann zu dem aktivierten Kohleradikal gemäß folgender Reaktionsgleichung hinzugegeben und umgesetzt:
-CH2O
Die Polymerisation des zuges&zten Monomeren kann dann als Ergebnis der Zugabe von weiteren Monomeren wie folgt angenommen werden:
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Γ CH20CH2CHX
+(CH2=GHX)n
- CH2 (OCH2CHX)CH2CHX
Der Abbruch der Polymerisationsreaktiön tritt als Ergebnis einer Kettenübertragung mit anderen Kohlemolekülen auf, wodurch zusätzliche Kohleradikale erzeugt werden, die bei weiteren Pfropfpolymerisationsreaktionen teilnehmen können. Alternativ kann der Abschluß als Ergebnis einer Reaktion mit freien Radikalen auftreten, welche durch die Peroxidinitiatoren erzeugt werden, um Silberionen gemäß folgenden Reaktionsgleichungen zu bilden:
Ag°+ R-O-O-R1 > Ag++ RO + RO"
r CH2O(CH2CHX)CH2CHX + RO-*
Als Alternative zu dem freiradikalischen Katalysatorsystem kann ein ionischer Katalysator wie ein Hatriumnapthalin-Ladungsübertragungskomplex verwendet werden. Es wird angenommen, daß ein solches Katalysatorsystem ein aktiviertes Kohleradikal gemäß folgender Reaktionsgleichung bildet:
-Na+
Die aktivierte Kohle kann dann die Polymerisation von olefinischen Monomeren wie folgt initiieren:
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(CH2-CHX)CB
Wie im lall des freiradikalischen Systems erfolgt der Abschluß der Polymerisationsreaktion als Ergebnis einer Kettenübertragung mit in dem System vorhandenen Kohlemolekülen als Folge deren hoher Konzentration, wodurch weitere Kohleradikale erzeugt werden, die bei weiteren Pfropfpolymerisationsreaktionen teilnehmen können.
Jedes polymerisierbare Monomere, vorzugsweise ein.olefinisch ungesättigtes Monomeres, kann zur Bildung der modifizierten Kohleprodukte gemäß der Erfindung verwendet werden. Typische, polymerisierbare Monomere umfassen: Äthylen, Propylen, Butylen, Tetrapropylen, Isopren, Butadien, olefinische Petroleumfraktionen, Styrol, Vinyltoluol, Methylmethacrylat, Äthylacrylat, Äthylhexylacrylat, tert.-Butylacrylat, Oleylacrylat und -methacrylat, Stearylacrylat und -methacrylat, My.r;istylacrylat und -methacrylat, Laurylacrylat und -methacrylat, Vinyloleat, Vinylstearat, Vinylmyristat, Vinyllaurat, oder Mischungen dieser Verbindungen. Dem Fachmann ist es ohne weiteres verständlich, daß durch geeignete Auswahl des Monomeren die relative Löslichkeit des modifizierten Kohleproduktes in unterschiedlichen, flüssigen Medien gesteuert werden kann. Beispielsweise fördern Monomere, welche nichtpolare Alkylsubstituenten wie Methyl, Äthyl, Propyl, usw. tragen, die !Löslichkeit der modifizierten Kohle in aliphatischen Kohlenwasserstoffen, während anhängende Phenylreste, Methylphenylreste, usw. eine in aromatischen lösungsmitteln lösliche Art liefert. Andererseits machen polare Gruppen wie Hydroxyl, positive oder negative, anhängende Gruppen die gepfropfte Kohle in irgendwelchen der zuvorgenannten Lösungsmittel unlöslich.
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Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen, modifizierten liohleprodukte verwendete Kohleart ist nicht kritisch. Dementsprechend liegt es im Rahmen der Erfindung, modifizierte Kohleprodukte aus bituminöser Kohle, subbituminöser Kohle, Anthracit, Lignit oder anderen festen, kohlenstoffhaltigen Materialien natürlichen Ursprungs herzustellen. Für gewöhnlich wird die Kohle pulverisiert, so daß eine große Oberfläche zur Durchführung der beabsichtigten Reaktion zur Verfügung steht.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird normalerweise in einem Lösungsmittel oder in einem anderen, fließfähigen bzw. flüssigen Medium durchgeführt, das zur- Dispersion der Reaktionsteilnehmer und des Katalysators in der Lage ist. so daß die Reaktionen in wirksamer Weise ablaufen. Die Auswahl des Lösungsmittels ist nicht kritisch und vjird normalerweise durch Faktoren wie Kosten, Leichtigkeit bei der Wiedergewinnung (wo gewünscht) sowie Verträglichkeit mit dem Monomeren, welches zur Herstellung der modifizierten Kohleprodukte gemäß der Erfindung verwendet werden soll, bestimmt. Eine große Vielzahl von Lösungsmitteln sind zu diesem Zweck brauchbar bzw. vorteilhaft, einschließlich Dimethylformamid, Tetrahydrofuran, Tetrahydr©furfurylaikohol, Dimethylsulfoxid, Wasser, Methylalkohol, Äthylalkohol oder Isopropylalkohol, Aceton9 Methyläthy!keton, Äthylacetat und einer großen. Vielzahl von Kohlenwasserstoffen einschließlich Benzol, Toluol, Iiylol, Sohlenwasserstoff-Fraktionen wie Naphtha, mittelsiedenden Fstroleumfraktionen (Siedepunkt 100-1800O) oder Mischungen von einem oder mehreren der suvorgenannten Materialien. Bei irerwendung von Lösungsmitteln für die neuen, modifizierten ICohlepro&ukfce gemäß der Erfindung, s.3, -on Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln -■/ie Benzol oder Naphtha kann das Lösungsmittel für eine doppelte Funktion verwendet werden, d.h. einmal öjeit es als Sxtraktionsmittel bei der Abtrennung der modifizierten ICohieprodukte von nichtumgesetzter Sohle und zusätzlich dient es als Reaktionsmedium.
;-: 5 1 ? H 7
Die zur Bildung der erfindungsgemäßen, modifizierten Kohleprodukte angewandten Bedingungen sind nicht kritisch. Im allgemeinen wird das Verfahren bei einer Temperatur im Bereich von 250G bis 150° C und vorzugsweise von 5O0C bis 75° C für eine ausreichende Zeitspanne durchgeführt, um die Reaktion bis zum Ende ablaufen zu lassen, z.B. für 1 bis 2 Stunden. Obwohl das Verfahren gegebenenfalls unter Druck durchgeführt werden kann, z.B. von 1 bis 50 Atmosphären, liegt ein wesentliches Merkmal der Erfindung darin, daß die hohen Drücke, welche normalerweise beim Stand der Technik bei Prozessen zur Kohleverflüssigung vorkamen, nicht erforderlich sind.
Die Mengen der verwendeten Reaktionsteilnehmer sind ebenfalls kein kritisches Merkmal der Erfindung. Aus offenliegenden, wirtschaftlichen Gründen sind jedoch die Mengen von Monomerem und Katalysator, die in dem System verwendet werden, die minimal erforderlichen Mengen, um die kristalline Kohlestruktur, wie zuvor beschrieben, zu verändern. Die Menge von verwendetem Monomeren liegt normalerweise im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-^ der Menge an verwendeter Kohle. Die Mengen an erforderlichem Katalysator sind relativ gering, insbesondere im Hinblick auf die zuvor beschriebene Neigung zur Bildung von Kohleradikalen durch Kettenübertragung. Bei dem freiradikalischen Katalysatorsystem kann die Menge an Katalysator zwischen 0,01 und 0,05 Gew.-% und vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,02 Gew.-^ der Menge an verwendetem Monomeren liegen, wobei die niedrigeren Mengen aus wirtschaftliehen Gründen bevorzugt sind. Die Menge an verwendetem Peroxidinitiator liegt normalerweise im Bereich von 0,5 bis 2,5 Gew.-% der Menge an verwendetem Monomeren, vorzugsweise von 1,0 bis 2,0 Gew.-#. Wenn der ionische Katalysator verwendet wird, liegt er normalerweise in einer Menge von 0,5 bis 5»0 Gew.-^ und vorzugsweise von 2,0 bis 3,0 Gew.-^ der Menge an verwendetem Monomeren vor.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Pittsburgh-Kohle mit folgender Zusammensetzung wurde pulverisiert und durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 0,074- mm (200 mesh) durchgeschickt:
Flüchtige Anteile 38»2 % (bei Verkokungstemperatur)
Asche 6,37 %
Schwefel 1,22 %
Feuchtigkeit ktl0 fo
fixierter Kohlenstoff ^
Die Kohle wurde auf 11O0G erhitzt, bis ein konstantes Gewicht von 100 g Kohle erhalten wurde. Danach wurde die Kohle in einem Dreihals-Kolben, der mit Kühler und Rührer ausgerüstet war, dispergiert, und es wurden 200 ml Benzol zur Ausbildung einer Aufschlämmung hinzugegeben. 0,1 g Benzoylperoxid und 25 ppm (ppm = Teile pro Million) Silberperchlorat wurden zu der Aufschlämmung hinzugegeben, und die Aufschlämmung wurde dann auf 65-7O0O für 1 Stunde erhitzt. Danach wurden 10 g Styrolmonomeres zu der Aufschlämmung hinzugegeben, und das Erhitzen wurde für eine weitere Periode von 1 Stunde fortgeführt. Der Inhalt des Kolbens wurde dann abgekühlt, und der feste Anteil des Inhalts wurde durch Filtration abgekühlt. Das Filtrat wurde dann im Vakuum destilliert, um nichtumgesetztes Monomeres und Lösungsmittel zu entfernen, wobei eine hochviskose Flüssigkeit zurückgelassen wurde. Die bei der FiItrationsstufe nichtaufgelösten Feststoffe wurden mit Benzol in einem Sohxlet-Extraktor für 2 h bei einer Temperatur von 60-700G extrahiert. Danach wurde das Benzollösungsmittel durch Destillation entfernt, wobei eine viskose Flüssigkeit zurückblieb. Die aus den zuvor beschriebenen Arbeitsvorgängen erhaltenen, viskosen Flüssigkeiten wurden miteinander vereinigt und auf etwa 80 G unter Vakuum erhitzt, bis ein konstantes Gewicht erreicht war. Das Gewicht betrug 19,65 g.
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Bei einem getrennten Versuch wurden 100 g getrocknete Kohle mit Benzol unter Rückflußbedingungen für 4 h behandelt. Das Filtrat wurde unter Vakuum getrocknet, wobei etwa 5 g einer viskosen Flüssigkeit zurückblieben.
Ein Vergleich der ζuvorgenannten Versuche zeigt deutlich, daß beinahe das Vierfache an Kohle bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verflüssigt wurde, im Vergleich zu der Extraktion von Kohle unter Verwendung eines identischen Lösungsmittels.
Beispiel 2
100 g getrocknete Kohle (Korngröße = 0,074 mm = 200 mesh) wurden in 200 g Wasser dispergiert. 1 g Acetylperoxid und 25 ppm Silbernitrat wurden zu dieser Aufschlämmung hinzugegeben, und die Aufschlämmung' wurde auf 80-85°0 für 1 h erhitzt. Danach wurden 10 g Acrylsäure zu der Aufschlämmung hinzugegeben, und das Erhitzen wurde bei 80-85°C für eine weitere Stunde fortgeführt. Die umgesetzte Kohle wurde mit entionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet. 1 g der behandelten Kohle und 1 g nichtbehandelte Kohle wurden getrennt in jeweils 50 ml Wasser dispergiert, und der pH-Wert der beiden Lösungen wurde gemessen. Der pH-Wert der Lösung von ursprünglicher Kohle betrug 7,6, und der pH-Wert der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelten Kohle lag bei 6,2. Dieser Versuche zeigen daher, daß eine wesentliche Menge des Acrylsauremonomeren mit der Kohle kombiniert hatte.
Beispiel 5
100 g pulverisierte Kohle (Korngröße = 0,074 mm = 200 mesh) wurden mit 2 ml Natriumnaphthalinkomplex (15 #ige Lösung in Diglyme) bei Zimmertemperatur für 1 h behandelt. 10 g einer niedrigsiedenden Gasolinfraktion, welche etwa 5° # Unsättigung enthielt (leichtes Koksgasolin, Produkt von Getty Oil Co.) wurden hinzugegeben, und die Behandlung wurde für eine weitere
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Stunde fortgeführt. Die Feststoffe wurden von der Aufschlämmung durch Filtration abgetrennt, wobei eine viskose Flüssigkeit zurückgelassen wurde. Der feste Rückstand wurde mit Benzol extrahiert, wie in Beispiel 1 beschrieben. Die restlichen Feststoffe (Kohle) nach der Extraktionsstufe wurden auf konstantes Gewicht von 79,2 g getrocknet. Dieser Versuch zeigt, daß 21 % der Kohle zu einer viskosen Flüssigkeit als Ergebnis der Durchführung des erfxndungsgemaßen Verfahrens verflüssigt worden war.
Beispiel 4
Um festzustellen, ob Kohle kontinuierlich umgesetzt und extrahiert werden kann, wurden eine Reihe von Versuchen, die dem Beispiel 3 ähnlich waren, durchgeführt, wobei eine Gesamtmenge von 100 g pulverisierter Pittsburgh-Kohle, weniger als 1 g Katalysator und 20 g Monomeres verwendet wurden. Bei jedem Versuch wurde die Kohle vier aufeinanderfolgenden Reaktions- und Extraktionsstufen unter Verwendung von 5 g Monomerem und 200 ecm Benzol in jeder Stufe unterworfen. Die Ergebnisse der Anwendung dieser Methode mit verschiedenen Monomeren sind in der folgenden Tabelle I zusammengestellt.
Tabelle I in g aus 100 g Kohle
Extraktions- Gewichtsverlust Octadien-
monomeres		 leichtes Koks-
gasolinmonomeres
stufe schwere, unge
sättigte Öl-
fraktion		 20,1
5,0
4,5
2,5		 18,5
5,3
4,0
2,8
1.
2.
3-
4.		 24,5
6,0
5,0
3,0
Gesamt 38,5 32,1 30,6
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Das Filtrat war in jedem lall eine dunkle, viskose Flüssigkeit, welche vollständig in Benzol wiederaufgelöst werden konnte. Dies zeigt, daß extrahierte Kohle weiter umgesetzt werden kann, um extraktionsfähige Produkte zu erhalten, so daß das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden kann.
Eine Analyse des Schwefelgehaltes der gepfropften Kohleprodukte (viskose Flüssigkeit), die als Ergebnis eines jeden der Reaktions- und Extraktionsstufen mitjdem schweren, ungesättigten Monomeren der Ölfraktion erhalten wurden, zeigte, daß das erfindungsgemäße Verfahren ein flüssiges Kohleprodukt mit vermindertem Schwefelgehalt ergibt, im Vergleich zu der ursprünglichen Kohle, die einen Schwefelgehalt von 1,2 % besaß. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengestellt.
Tabelle II
Extraktive
Reaktions-
stufe		 Schwefelgehalt im
Filtrat (#)
1. Fraktion
2. Fraktion
3· Fraktion
4. Fraktion		 0,33
0,32
0,30
0,32
Aus den vorangegangenen Beispielen ist ersichtlich, daß das erfindungsgemäße Verfahren in der lage ist, neue, gepfropfte Kohleprodukte mit verbesserten Löslichkeitseigenschaften zu erzeugen, so daß Kohle auf diese Weise leichter verflüssigbar als natürliche Kohle ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Kohle mit freiradikalischen oder ionischen Katalysatorsystemen aktiviert und danach diese aktivierte Kohle mit Vinylmonomeren umgesetzt, um polymere Seitenketten an der Kohle anzubringen.
- Patentansprüche 609882/1176

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Λ . Modifiziertes Kohleprodukt, dadurch gekennzeichnet, daß es gepfropfte, polymere Seitenketten besitzt, welche chemisch an natürliche Kohle gebunden sind, wobei dieses Kohleprodukt das Reaktionsprodukt von Kohleradikalen, welche aus natürlicher Kohle in Anwesenheit eines Katalysatorsystems in Form von freiradikalischen oder ionischen Katalysatoren gebildet wurden, und einen polymerisierbaren Monomeren ist.
    2. Kohleprodukt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerisierbar Monomere ein olefinisch ungesättigtes Monomeres ist.
    3. Kohleprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das Katalysatorsystem eine Quelle für Silberionen und ein Peroxid enthält.
    4. Kohleprodukt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorsystem ein Natriumnaphthalin-ladungsübertragungskomplex ist.
    5. Kohleprodukt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Flüssigkeit ist.
    '. Verfahren zur Herstellung eines modifizierten Kohleproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß polymere Seitenketten auf natürliche Kohle aufgepfropft werden, wozu natürliche Kohle mit einem Katalysatorsystem in Form von freiradikalischen oder ionischen Katalysatoren unter Bildung von Kohleradikalen in Kontakt gebracht wird und diese Kohleradikale mit einem olefinisch ungesättigten Monomeren für eine ausreichende Zeitspanne zur Bildung eines gepfropften Kohleproduktes, das polymere Seitenketten an die Kohle gebunden aufweist, umgesetzt werden.
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    7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorsystem eine Quelle von Silberionen und einen Peroxidinitiator enthält.
    8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Katalysatorsystem ein Natriumnaphthalin-Ladungsübertragungskomplex ist.
    9. Verfahren nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle und das Monomere für eine Zeitspanne von 10 bis 60 Minuten bei einer Temperatur von 30°C bis 1500O in Kontakt gebracht werden.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an verwendetem Monomeren im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-^ der ^enge an Kohle liegt.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein fließfähiges oder fluides Medium zum Dispergieren der Reaktionsteilnehmer und des Katalysators verwendet wird.
    12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige oder fluide Medium ein Lösungsmittel für das gepfropfte Kohleprodukt ist, und daß das gepfropfte Kohleprodukt aus dem Reaktionsgemisch im Anschluß an die Reaktion zur Bildung dieses gepfropften Kohleproduktes extrahiert wird.
    13· Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige oder fluide Medium Benzol ist·
    14·. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige oder fluide Medium eine Petroleumfraktion mit mittlerem Siedepunkt ist.
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    15· Verfahren nach. Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß das fließfähige bzw. fluide Medium ein lösungsmittel für das gepfropfte Kohleprodukt ist, und daß das gepfropfte Kohleprodukt aus dem umgesetzten Gemisch der Bestandteile nach dem Abschluß der Erhitzungsstufe extrahiert wird.
    16. Verfahren zur Herstellung eines modifizierten Kohleproduktes, dadurch gekennzeichnet, daß polymere Seitenketten auf natürliche Kohle aufgepfropft werden, wozu natürliche Kohle, 0,5 bis 10 Gew.-$, bezogen auf diese Kohle, eines olefinisch ungesättigten Monomeren und ein Katalysatorsystem in Form von freiradikalischen oder ionischen Katalysatoren in einem fließfähigen oder fluiden Medium disper~iert werden, und daß diese Materialien auf eine Temperatur von 25 G bis 1500G unter Bildung von Kohleradikalen und Umsetzung der Kohleradikalen mit dem Monomeren unter Bildung eines gepfropften Kohleproduktes erhitzt werden.
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