DE2654635B2

DE2654635B2 - Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenwasserstoffölen aus Kohle durch spaltende Druckhydrierung

Info

Publication number: DE2654635B2
Application number: DE2654635A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr. 6703 Limburgerhof Raichle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-02
Filing date: 1976-12-02
Publication date: 1979-07-12
Also published as: CA1105864A; JPS5373204A; FR2372881A1; JPS6039109B2; US4152244A; AU513736B2; DE2654635A1; AU3090077A; GB1590963A; BE861433A; FR2372881B1

Description

Es ist bekannt. Kohle durch spaltende Druckhydrierung in der Sumpfphase, zweckmäßig in Gegenwart Feinverteilter Katalysatoren, in destillierbare Produkte überzuführen und diese in Gasphase oder Gemischtphase über einem fest angeordnetem Katalysator weiter ;cu hydrieren. Bei diesem Verfahren wird das den Reaktionsraum verlassende Hydriergemisch in einem dem Reaktionsraum nachgeschalteten Heißabscheider getrennt, einerseits in gas- bzw. dampfförmige Produkte, die zerlegt bzw. weiterhydriert werden, und andererseits ein flüssiges Schweröl, dad die Asphalte und die Feststoffe, ds. die nichtumgewandelte Kohle, die Kohlenasche und den gegebenenfalls zugegebenen Katalysator enthält Dieser sogenannte Abschlamm wird durch Zentrifugieren von dem Hauptteil der Feststoffe befreit, das Schleuderöl, das die Aspahlte und die nichtabgetrennten Feststoffe enthält, kehrt als Teil des Atireibeöls für die Kohle in den Hydrierprozeß

ίο zurück. Der Schleuderrückstand wird geschwelt das Schwelöl geht zum Anreibeöl, der Schwelrückstand — Schwelkoks und anorganische Bestandteile — wird herausgezogen. Bei dieser Arbeitsweise wird der Hauptteil der durch die Kohlehydrierung entstandenen

ι s Aspahlte mit dem Abreibeöl im Kreislauf geführt so daß deren Hydrierbarkeit einen entscheidenden Einfluß auf den Hydrierablauf hat

Es wurde nun gefunden, daß man auf kontinuierlichem Wege Kohlenwasserstofföle in wesentlich verbesserter Weise durch spaltende Druckhydrierung aus gemahlener Kohle erhält, indem man diese, zweckmäßig zusammen mit Katalysatoren, mit einem, dem Verfahren selbst anfallenden praktisch aspahltfreien Gemisch aus Mittelöl und Schweröl im Verhältnis 1 :1 bis 1 :3 anreibt und den Brei zusammen mit Wasserstoff unter einem Druck von 100 bis 400 bar auf 380 bis 440° C aufheizt und durch einen oder mehrere auf 420 bis 490° C gehaltene Reaktionsräume leitet, die Reaktionsprodukte in einen etwas unterhalb der Reaktionstemperatur gehaltenen Heißabscheider führt das Sumpfprodukt (Abschlamm) aus dem Heißabscheider trennt in ein Destillatöl zum Anreiben der Kohle und einen Rückstand, der in der Vergasungsanlage unter einem Druck von 30 bis 100 bar zu Synthesegas umgesetzt wird, wenn man einen Teil einen der am Kopf des Abscheiders abziehenden Gase und Dämpfe, gegebenenfalls über einen zweiten Heißabscheider, aus dem eine geringe Menge hochsiedender Anteile und Feststoffe entnommen wird, durch einen oder mehrere mit fest angeordneten Hydrierkatalysatoren versehene Reaktionsräume leitet, nach Abkühlung auf 40 bis 80° C in einen Abstreifer zur Trennung von Wasser (Kreislaufgas) und flüssigen Hydrierprodukten führt, den anderen Teil der Gase und Dämpfe aus dem Heißabscheider direkt abkühlt und in einem Abstreifer in Kreislaufgas und flüssige Produkte trennt, letztere von Benzin befreit und als Anreibeöl für die Kohle verwendet.

Mit dieser Arbeitsweise erreicht man, daß man in dem

so Aggregat der Kohlephase die Weiterhydrierung des Sumpfphasenproduktes unmittelbar unter Ausnutzung der latenten Wärme des Sumpfphasenproduktes vornehmen kann und einen weitgehend raffinierten Ölgewinn erhält und gegebenenfalls ein an Wasserstoff angereichertes Anreibeöl, bei dessen Einsatz im Kohlebrei die Kohlehydrierung bei niedrigerem Druck durchgeführt werden kann und mit höherem Kohleabbau, vergrößertem Kohledurchsatz sowie geringerer Bildung von Asphalten und gasförmigen Kohlenwasserstoffen abläuft.

Als Ausgangsstoffe kommen feste kohlenstoffhaltige Substanzen in Betracht, z. B. Steinkohle, Braunkohle oder Torf. Diese Rohstoffe, deren Mineralgehalt unter 10, vorteilhaft unter 5% liegen sollte, werden zweckmäßigerweise mit 0,5 bis 5%, insbesondere 1 bis 3% einer feinverteilten katalytisch wirkenden Substanz versehen, z.B. Verbindungen der Metalle der IV., VI. und VIII. Gruppe des Periodensystems bzw. Gemische dieser

Metalle. Die Verbindungen der Metalle können Sauerstoff, Schwefel, Phosphor oder Halogene enthalten. Es ist vorteilhaft, Salze oder Verbindungen, z. B. Eisensulfat in Form einer Lösung auf die Kohle aufzusprühen. Insbesondere bei der Hydrierung der Steinkohle haben sich Zusätze als nützlich erwiesen, die unter den Reaktionsbedingungen in Schwefel- oder Halogenwasserstoff übergehen.

Die getrocknete Kohle wird mit einem dem Prozeß entnommen?!! Destillatöl, zweckmäßigerweise einem Gemisch aus Mittelöl und Schweröl, zu einem Kohlebrei angerieben im Verhältnis von 1:1 bis 1:3, vorteilhaft 13 bis 2,0, Teilen Anseibeöl zu einem Teil Reinkohle (wasser- und aschefrei). Es ist zweckmäßig, von dem aus dem Heißabscheider abgezogenen Sumpfprodukt 10 bis 40% oder auch mehr, bezogen auf die eingesetzte Reinkohle, dem Kohlebrei vor oder während der Aufhetzung mit oder ohne Druckentlastung zuzugeben. Der Kohlebrei wird dann zusammen mit i.n Kreislauf geführtem Wasserstoffgas unter einem Druck von 100 bis 350 bar durch Wärmeaustauscher und einen gasbeheizten Vorwärmer auf 380 bis 440° C aufgeheizt und durch einen oder mehrere hintereinandergeschaltete, auf 420 bis 490° C gehaltene Reaktionsräume geleitet Die gesamte in das System eingehende Hydriergasmenge, also Kreislaufgas zuzüglich Frischwasserstoff, beträgt 1000 bis 500ONm³A Reinkohle, wovon ein wesentlicher Teil, etwa 25 bis 50%, des Gesamtgases zum Ausgleich der Reaktionswärme und damit Konstanthaltung der Reaktionstemperatur als Kaltgas an geeigneten Stellen des Reaktionsraumes eingeführt wird. Im allgemeinen werden der Kohlebrei und die für den Aufheizweg vorgesehene Kreislaufgasmenge gemeinsam aufgeheizt Es kann aber vorteilhaft sein, einen Teil des Gases für sich aufzuheizen, und zwar höher als dies für die Breivorheizung vorgesehen ist und das überhitzte Gas vor, im oder hinter dem Vorheizer, zweckmäßig in der Nähe der Eintrittsstelle des Kohlebreis, in den Reaktionsraum zum schnellen Anspringen der Reaktion zuzugeben.

Die Reaktionsprodukte gelangen in einen Heißabscheider, dessen Temperatur 10 bis 50⁰C unterhalb der Reaktionstemperatur gehalten wird. In dem Abscheider erfolgt eine Trennung einerseits in das unten austretende Sumpfprodukt (Abschlamm), das die hochsiedenden Produkte, die Aspahlte, die nichtabgebaute Kohle sowie die anorganischen Bestandteile der Kohle und gegebenenfalls der Katalysatoren enthält, andererseits in das oben zusammen mit dem Kreislaufgas austretende gas- und dampfförmige Produkt.

Aus dem Abschlamm werden so viel flüchtige Produkte abgetrieben, daß der verbleibende Rückstand, der eingedickte Abschlamm, bei Temperature^ bis etwa 150° C noch pumpbar ist Im allgemeinen stellt man einen Feststoffgehalt (Benzolunlösliches) von 40 bis 60%, zweckmäßig etwa 50%, ein. Das Eindicken des Abschlamms kann durch Entspannungsverdampfung, Vakuumdestillation oder eine Kombination beider Verfahren vorgenommen werden. Zur Durchführung der Entspannungsverdampfung entspannt man den Abschlamm nahe der Heißabscheidertemperatur in ein Gefäß, wobei die freiwerdenden Gase die Entspannungsverdampfung bewirken. Die Abschlammentspannung kann ein oder mehrstufig erfolgen, wobei gegebenenfalls ein Teil der vom öl befreiten Entspannungsgase über einen Verdichter und einen Erhitzer im Kreislauf gerührt wird. Wenn die so erreichte Abschlammeindickung weiter getrieben werden soll, kann man aus dem so eingedickten Abichlamm in einer Vakuumdestillation weiteres öl abtreiben. Auch kann man den Abschlamm nach Entspannung direkt in die Vakuumdestillation einbringea Die Destillate aus der Abschlammeindickung werden als Anreibeöl in die Hydrierung zurückgeführt Der getoppte Abschlamm wird in einem Generator durch partielle Oxidation in Gegenwart von Wasserdampf bei 1100 bis 1500° C zu einem Gemisch von Kohleoxiden und Wasserstoff

ίο vergast das in an sich bekannter Weise zu Wasserstoffgas aufgearbeitet wird. Die in die Vergasung eingebrachten mineralischen Bestandteile werden im allgemeinen als Schlacke aus dem Generator abgezogea Genügt die so gewonnene Wassersioffmenge nicht zur Deckung des Bedarfs der Kohlehydrierung, so kann man den Eindickungsgrad vermindern und bis zur Erreichung der Pumpgrenze mit Kohle auffüllen. Es ist aber bei Wasserstoffmangel ebenso möglich, ergänzend andere kohlenstoffhaltige Materialien, wie beispielswei-

2a se Vakuumrückstände oder Propanasphake aus hochschwefelhaltigen Erdölen oder auch Teere aus der Vergasung von Kohlen, mit in den Generator einzusetzen.
Die aus dem oberen Teil des Heißabscheiders abziehenden Gase und Dämpfe werden in zwei Teile zerlegt von denen der eine einer Hydrierung über einen festangeordneten Katalysator zugeführt und anschließend abgekühlt und kondensiert wird, während der andere Teil unmittelbar in die Abkühlung und

jo Kondensation geht Der für die Hydrierung vorgesehene Teil wird vorteilhafterweise zwecks Abscheidung mitgerissener schwerer Anteile (Feststoffe, Asphalte) nach Abkühlung um etwa 20°C in einen zweiten Heißabscheider geführt. Die geringen dort abgeschiede-

J5 nen Teile können direkt dem Anreibeöl zugegeben werden. Anstelle eines zweiten Heißabscheiders kann man auch einen Fliehkraftabscheider von der Art der Hydrozyklone verwenden.

Der für die Hydrierung vorgesehene Teil wird so bemessen, daß er zweckmäßig dem in der Sumpfphase aus der Kohle neugebildeten Destillatöl entspricht und somit dem aus dem Sumpfphase-Ölkreislauf ausscheidenden öl. Hierfür verwendet man im allgemeinen 20 bis 40% des gesamten Destillatöls aus dem Heißabscheider. Man kann aber auch eine den flüssigen ölgewinn übersteigende Menge des Destillatöls aus dem Heißabscheider, beispielsweise bis zu etwa 80% der gesamten Destillatöle, über den festangeordneten Hydrierkatalysator führen und das vom Benzin befreite

so mengenmäßig den ölgewinn übersteigende Destillatöl-Gemisch in den Anreibekreislauf zurückführen zusammen mit dem nicht über den fest&ngeordneten Hydrierkatalysator geführten Destillatöl. Mit diesem Vorgehen kann man in dem zurückzuführenden Anreibeöl das Verhältnis von hydriertem und nichthydriertem Anteil darin nach den Erfordernissen der Kohlehydrierung einstellen. Bei einer nur geringen Erhöhung des Wasserstoffgehaltes des Anreibeöls treten die obenerwähnten Verbesserungen im Ablauf

oo der Kohlehydrierung nicht ausreichend hervor, bei sehr weitgehender Überführung der sauerstoffhaltigen Anteile im Anreibeöl in Kohlenwasserstoffe werden Kohle- und Aspahltabbau ungünstig beeinflußt.
Es kann nützlich sein, Fraktionen des Destillatöls

b5 zwischen ölgewinn und Rückführung gegeneinander auszutauschen.

Die Hydrierung kann spaltend oder raffinierend durchgeführt werden. Es kann vorteilhaft sein, den für

die Festbetthydrierung vorgesehenen Destillatölanteile nochmals zu unterteilen und dann in getrennten Strömen über parallelgeschaltete Hydrierrekatoren zu führen. Zweckmäßigerweise wählt man für den dem ölgewinn entsprechenden Teil spaltende, für den anderen Teil raffinierende Hydrierbedingungen. Man erreicht auf diese Weise eine Einstellung geeigneter Eigenschaften der Hydrierprodukte für deren Weiterverwendung. Als Hydrierkatalysatoren eignen sich Oxide, Sulfide oder Phosphate der Metalle der Vl. und VIII. Gruppe, z. B. Molybdän oder Wolfram, gegebenenfalls im Gemisch mit Oxiden oder Sulfiden der Eisengruppe. Auch Platin und Rhenium, zweckmäßigerweise in metallischer Form, bzw. deren Gemische sind als Hydrierkatalysatoren geeignet. Die genannten Metalle werden vorteilhaft als Lösung bei den genannten Verbindungen in Mengen von 3 bis 15%, bei Platin und Rhenium in Mengen von 0,2 bis 2%, auf Träger aufgebracht. Für die raffinierende Hydrierung eignen sich Aluminiumoxid und dessen Spinelle sowie Titanoxid, Zirkonoxid und Magnesiumoxid, für die spaltende Hydrierung natürliche und synthetische Bleicherden, diese vorteilhaft mit Flußsäure aktiviert, und insbesondere Zeolithe. Die Katalysatoren haben die Gestalt von Kugeln, Ringen (Raschigringen), Kegeln oder Zylindern.

Für die spaltende Hydrierung eignen sich Temperaturen von 420 bis 480° C, für die raffinierende Hydrierung der Bereich von 340 bis 420° C.

Die abgekühlten Hydrierprodukte gelangen in einen Behälter (Abstreifer), wo die Trennung zwischen Kondensat und Gas erfolgt. Durch Regulierung der den Abstreifer verlassenden Gasmengen wird die Verteilung der den Heißabscheider verlassenden Ströme von Gasen und Dämpfen vorgenommen. Das aus den Abstreifern abgezogene Gas kehrt, zweckmäßig nach Durchgang durch eine ölwäsche, in die Hydrierung zurück. Die Kondensate aus den Abstreifern werden in Destillationskolonnen getrennt in Benzin, Mittelöl und Schweröl. Das gesamte Benzin aus allen Strömen wird weiterverarbeitet auf Motorenbenzin oder auch auf Chemierohstoffe. Mittelöl und Schweröl aus dem ölgewinnstrom werden herausgezogen oder weiterverarbeitet, Mittelöl und Schweröl aus den anderen Strömen kehren als Anreibeöl in den Kohlehydrierprozeß zurück.

Beispiel 1

100 t feingemahlene Ruhrsteinkohle (berechnet als Reinkohle) werden mit 1,2% FeSO₄ · 7 H₂O+ 2% Bayermasse und 0,3% Na₂S als Katalysator versehen. Bayermasse ist der beim Aufschluß des Bauxits mit Soda anfallende Rückstand (s. U 11 rn a η η 1958, Band 10, Seite 499). Bayermasse besteht im allgemeinen aus 48% Fe₂O₃,20% Al₂O₃,9,2% SiO₂,6% TiO₂ und den Oxiden von Mangan, Calcium, Magnesium, Natrium und Kalium.

Die Kohle gelangt aus dem Behälter 1 durch Leitung 2 in den Behälter 3. In diesem wird die Kohle mit 1901 eines aus Mittelöl und Schweröl bestehenden Gemisches, das aus Behälter 4 durch Leitung 5 zugeführt wird, vermengt Durch die Leitung 6 gelangen 2921 Kohlebrei zu den drei Pressen 6a, in denen der Brei auf 300 at gedruckt wird. Er wird dann mit 301 Kreislaufgas, das ebenfalls unter 300 at steht und auf die drei Zuleitungen 7 aufgeteilt ist, vereint Das Eingangsgemisch gelangt durch die drei Wärmeaustauscher 8 und zwei gasbeheizte Vorheizer 11, in denen es auf 420⁰C aufgeheizt wird.

in die drei hintereinandergeschalteten Reaktionsgefäße 12, 13 und 14, die zusammen einen Inhalt von 130 m³ aufweisen. Aus dem Hydriergaskreislauf mit 300 at Druck werden aus Leitungen 15 über die Leitung 9 50 t Kreislaufgas abgezweigt, wovon 301 durch die Leitung 9a zu den drei Leitungen 7 fließen und 201 durch die Leitung 9b in den Vorheizer 20 gelangen, auf 43O⁰C erhitzt und in das erste Reaktionsgefäß 12 eingeleitet. Ein weiterer Teilstrom des Kreislaufgases von 27 t wird aus Leitung 15 entnommen und auf die drei Reaktionsgefäße zur Temperaturregelung aufgeteilt Die Reaktionstemperatur in den Gefäßen beträgt 480° C. 369 t Reaktionsprodukt gelangen in den ersten Heißabscheider 16, in dem eine Temperatur von 450° C herrscht. Am unteren Ende desselben werden durch die Leitung 17 65 t eines hochsiedenden Produktes abgezogen. 201 werden dem Anreibeölbehälter 4 durch Leitung 10 zugeführt, während die restlichen 451 in die Vakuumdestillationskolonne 18 gelangen. Durch Leitung 19 fließen 201 Schweröl dem Anreibeölbehälter 4 zu. Am Sumpf der Kolonne werden 27 t Rückstand entnommen und durch Leitung 21 der Druckvergasungsanlage 22 zugeführt. Mit Hilfe von 17 t Sauerstoff durch Leitung 23 wird ein Synthesegas erzeugt, aus dem durch Konvertierung Wasserstoff gewonnen wird, der dem Hydriergaskreislauf zugeführt wird. Im Wärmeaustauscher 24 wird ein Hochdruckwasserdampf von 100 at erzeugt, der zum Antrieb der Turbomaschine 15fc, die das Kreislaufgas und den Frischwasserstoff auf dem Betriebsdruck von 300 at hält benötigt wird.

Am oberen Ende des ersten Heißabscheiders 16 entweichen insgesamt 304 t Von diesen werden 74 t über Leitung 25 dem zweiten Heißabscheider 26 zugeleitet, in dem eine Temperatur von 450°C herrscht. Am unteren Ende des Abscheiders werden 2 t die der Vakuumdestillationskolonne 18 zugeführt werden, abgezogen, während 721 eines aus Benzin, Mittelöl und Schweröl bestehenden Produktes am oberen Ende durch Leitung 27 einem mit festangeordnetem Katalysator versehenen Reaktionsgefäß 28 zugeleitet werden. Der Katalysator besteht aus Aluminiumsilikat als Träger, der mit Molybdän-Kobalt-Nickel-Sulfid versehen ist

72 t des Reaktionsproduktes gelangen mit 45O⁰C über die Leitung 29, Wärmeaustauscher 8, Wasserkühler 31, Regulierventil 32 und Leitung 34 in den Abstreifer 35, in dem eine Temperatur von 50⁰C herrscht In diesem erfolgt die Abtrennung von 191 Kreislaufgas, das über eine Gaswäsche 15a in das Röhrensystem 15 gelangt während die Flüssigkeit durch Leitung 36 über eine Druckentspannung in Gefäß 37 durchgeführt wird. Der Druck beträgt 50 at Dabei werden 3 t Hydriergas freigesetzt, die durch Leitung 60 abgezogen werden. Ober Leitung 38 gelangt die Flüssigkeit in die Destillationskolonne 39. In dieser erfolgt die destillative Zerlegung. Aus Leitung 40 erhält man 5 t leichte Kohlenwasserstoffe und Benzin, aus Leitung 41 211 Mittelöl und am Ende der Kolonne fließen durch Leitung 42 231 Schweröl ab.

Der restliche Teil des den ersten Heißabscheider 16 verlassenden Produktes, nämlich 230 t, wird durch Leitung 44 über die beiden Wärmeaustauscher 8, die beiden Wasserkühler 46, Regulierventile 47 und 48 und Leitung 49 in den Abstreifer SO geleitet

Durch die Regulierventile 32,47 und 48 läßt sich die Menge dosieren, die katalytisch druckhydriert bzw. direkt der Destillation zugeführt wird

Aus dem Abstreifer 50 entweichen 551 Kreislaufgas

durch Leitung 51 und gelangen über die Wäsche 15a in das Röhrensystem 15. 175 t Flüssigkeit aus dem Abstreifer werden auf 50 at entspannt und gelangen in das Gefäß 52. Hierbei werden 7 l Hydriergas frei, die durch Leitung 61 abgeführt werden. Über Leitung 53 wird die Flüssigkeit in die Destillationskolonne 54 geleitet, in der die destillative Zerlegung erfolgt. 15 t leichte Kohlenwasserstoffe (C3 + C4) und Benzin ziehen durch Leitung 55,60 t Mittelöl durch Leitung 57 und 90 t Schweröl durch Leitung 58 ab. Letztere werden dem Anreibeölbehälter4 durch Leitung 59 zugeführt.

Aus den Entspannungsgefäßen 37 und 52 entweichen durch die Leitungen 60 und 61 3 t und 7 t Hydriergas. Dazu kommen noch aus der Destillation 39 1 t Hydriergas durch Leitung 62 und aus der Destillation 54 3 t Hydriergas durch Leitung 63 sowie 2,5 t Hydriergas aus der Gaswäsche 15a durch Leitung 64, so daß insgesamt 16,5 t Hydriergas anfallen.

Dem Hydrierkreislauf im Röhrensystem 15 werden durch Leitung 65 5,5 t Frischwasserstoff zugegeben.

Beispiel 2

117 tato (t/Tag) Steinkohle mit 10% Wasser in Rohkohle und 5% Asche in Trockenkohle, entsprechend 100 tato Reinkohle (wasser- und aschefrei [waf]), werden mit 1,2 tato FeSO₄ · 7 H₂O und 2 tato Bayermasse versetzt, einer Mahltrocknung zugeführt und mit einem Destillatölgemisch aus 60 tato Mittelöl (200-325⁰C) und 110 tato Schweröl (325-450⁰C) zu einem Brei angerührt, dem 0,3 tato Natriumsulfid zugegeben werden. Mittels einer Breipresse wird der Brei auf den Betriebsdruck von 225 bar gebracht und dann versetzt mit 20 tato Abschlamm (Rückführabschlamm), der ohne Druckentlastung und ohne Temperaturerniedrigung aus dem Sumpf des Heißabscheiders zugeführt wird. Der Kohlebrei wird zusammen mit 15 000NmVh Kreislaufgas mit 80 VoI.-% Wasserstoff über Wärmeaustauscher und einen Vorheizer auf 430⁰C aufgeheizt und in einen Reaktor von 7,5 m³ Volumen eingeführt, wo die Hydrierung bei 465° C erfolgt. Aus dem Reaktor gelangen die Reaktionsteilnehmer in einen Heißabscheider, wo bei 43O⁰C die Trennung erfolgt in ein Sumpfprodukt (Abschlamm) einerseits und den aus dem oberen Teil abziehenden Gasen und Dämpfen andererseits. Von diesen Gasen und Dämpfen geht ein Teil (Strom I) direkt in den Abkiihlweg, wird also nicht hydriert und dient nach Abdestillieren des Benzins als Anreibeölkomponente. Der andere Teil der Gase und Dämpfe geht über einen Hydrozyklon und wird dann unterteilt in zwei Ströme, von denen der eine (Strom II) raffinierend hydriert wird zur Erzielung einer Anreibeölkomponente, der andere (Strom III) spaltend hydriert wird zur Erzielung eines weitgehend raffinierten und im Molekulargewicht erniedrigten Ölgewinns.

Durch Regulierung der Gasausgangsmengen an den Kaltabstreifern hinter der Abkühlung und der Kondensation wird bewirkt, daß 37,4% der Gase und Dämpfe (Strom I) direkt in den Abkühlweg gelangen und 62,6% weitergeführt werden in einen auf 410⁰C gehaltenen Hydrozyklon, in welchem durch Fliehkraft 9 tato Schweröl ausgeschieden werden, die ohne Druckentlastung und Abkühlung in den Vorheizer zurückkehren. Die den Hydrozyklon verlassenden Gase und Dämpfe werden in der oben beschriebenen Weise weiter in 37,4% (Strom II) und 25,2% (Strom III) unterteilt, die nun getrennt Hydrierungen über fest angeordneten Katalysatoren zugeführt werden, Strom IiI bei 430⁰C über Kobaltmolybdat auf Aluminiumsilikat, Strom 11 bei 370°C über Kobaltmolybdat auf Aluminiumoxid. Die hydrierten Ströme werden getrennt gekühlt und in getrennten Abstreifern kondensiert.

Aus dem Sumpf des Heißabscheiders werden 48,4 tato Abschlamm abgezogen und in eine Vakuumdestillation entspannt, aus der erhalten werden 19,3 tato Destillat, das als Anreibeöl verwendet wird, und 29,1 tato getoppter Abschlamm, der mit Wasserdampf und Sauerstoff bei 1300⁰C unter 80 bar über Synthesegas zu Wasserstoff vergast wird; die in die Vergasung eingebrachten anorganischen Anteile werden als Schlacke abgezogen.

Die in den Abstreifern aus den Strömen I, II und 111 erhaltenen Kondensate werden getrennt destilliert. Zur besseren Charakterisierung werden die zur Verfügung stehenden Mengen getrennt aufgeführt nach den Anteilen, die direkt aus der Kohlephase stammen (bezeichnet als »nichthydriert«) und denen, die über die fest angeordneten Katalysatoren gefahren worden sind (»hydriert«).

Produkt	Anreibeöl Schweröl	M'öl	S'öl	Ölgewinn M'öl	Benzin	Sa.
Nichthydriert Hydriert	42,2 48,7	29,2 30,8	10,0	23,8	4,1 10,2	4,1 44.0
Sa. Dazu Öl aus Abschlamm- destillation	90,7 19,3	60,0	10,0	23,8	14,3	48,1
Sa.	110.0

Die Mengen sind in tato (Tagestonnen) angegeben.

Außerdem fallen 21 tato gasförmige Kohlenwasserstoffe Ci — C4 an. Der in chemische Bindung übergehende Wasserstoff beträgt 6,5 tato.

Zur besseren Obersicht über den Ablauf des Verfahrens ist hier die Ausführungsform beschrieben worden, bei welcher die Trennung in die drei Ströme durch Regulierung der die drei Kaltabstreifer verlassenden Gasmengen vorgenommen wird. In der technischen Gestaltung des Verfahrens kann es aber vorteilhafter sein, die Regulierung der Ströme in den heißen Teil zu verlegen: Die den ersten Heißabscheider verlassenden Gase und Dämpfe werden durch Schieber oder andere Reguliervorrichtungen getrennt in Strom I zur Weiterleitung in die Abkühlzone und die Ströme 11 und III zusammen, die in den zweiten Heißabscheider bzw. Hydrozyklon gehen. Hinter diesem Abscheider werden

die beiden Ströme getrennt zur Einführung in die beiden Festbett-Hydrierreaktoren. Ist vorgesehen, die beiden Ströme unter gleichen Bedingungen zu hydrieren, so erfolgt die Trennung erst hinter den Hydrierreaktoren. Hinter der Hydrierung wird Strom Il zusammen mit Strom I oben in den heißen Wärmeaustauscher (Regenerator I) eingeführt, und beide gehen zusammen durch die weitere Abkühlung und Kondensation in einen gemeinsamen Kallabstreifer. Aus dem Abstreiferprodukt wird destillativ das Benzin abgetrennt, der Rückstand dient als Anreibeöl. Man kann aber auch die

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Hydrierprodukte im Abkühlweg fraktioniert kondensieren zu Benzin und Anreibeöl. Strom 111 geht durch einen eigenen Teil der Wärmeaustauscher und Kühler zu einem 2. Kaltabstreifer.

Das nichthydrierte Benzin wird mit Zwischenentspannungsgas von 50 bar aus dem Kohlehydriersystem hydrierend raffiniert. Das dann vorliegende gesamte Benzin wird einer katalytischen Reformierungsanlage zugeführt; Mittelöl und Schweröl aus dem ölgewinn werden in bekannter Weise durch katalytische spaltende Gasphasenhydrierung in Benzin übergeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Kohlenwasserstoffölen aus Kohle durch spaltende Druckhydrierung, bei dem man gemahlene Kohle, zweckmäßig zusammen mit Katalysatoren, mit einem bei dem Verfahren selbst anfallenden praktisch asphaltfreiem Gemisch aus Mittelöl und Schweröl im Verhältnis 1 :1 bis 1:3 anreibt und den Brei zusammen mit Wasserstoff unter einem Druck von 100 bis 400 bar auf 380 bis 440⁰C aufheizt und durch einen oder mehrere auf 420 bis 490° C gehaltene Reaktionsräume leitet, die Reaktionsprodukte in einen etwas unterhalb der Reaktionstemperatur gehaltenen Heißabscheider führt, das Sumpfprodukt (Abschlamm) aus dem Heißabsclieider trennt in ein Destillatöl zum Anreiben der Kohle und einen Rückstand, der in einer Vergasungsanlage unter einem Druck von 30 bis 100 bar zu Synthesegas umgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Teil der am Kopf des Abscheiders abziehenden Gase und Dämpfe, gegebenenfalls über einen zweiten Heißabscheider, aus dem eine geringe Menge hochsiedender Anteile und Feststoffe entnommen wird, durch einen oder mehrere mit festangeordneten Hydrierkatalysatoren versehene Reaktionsräume leitet, nach Abkühlung auf 40 bis 80° C in einen Abstreifer ;iur Trennung von Wasserstoff (Kreislaufgas) und flüssigen Hydrierprodukten führt, den anderen Teil der Gase und Dämpfe aus dem Heißabscheider direkt abkühlt und in einem Abstreifer in Kreislaufgas und flüssige Produkte trennt, letztere von Benzin befreit und als Anreibeöl für die Kohle verwendet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der über den festangeordneten Hydrierkatalysator zu leitenden Gase und Dämpfe aus dem Heißabscheider dem flüssigen Ölgewinn aus der Kohlehydrierung entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine größere als dem ölgewinn aus der Kohlehydrierung entsprechende Gase und Dämpfe aus dem Heißabscheider über den festangeordneten Hydrierkatalysator führt und den Teil des Hydrierproduktes, der den ölgewinn übersteigt, nach Abtreiben des Benzins als Anreibeölkomponente einsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man den Teil für die Hydrierung an festangeordneten Katalysatoren nochmals unterteilt und den Teil, der dem herauszuziehenden flüssigen ölgewinn entspricht, unter spaltenden Bedingungen hydriert, den anderen Teil unter raffinierenden Bedingungen hydriert und als Anreibeöl verwendet