DE2748706A1

DE2748706A1 - METHOD FOR CONVERTING A SOLID FUEL INTO A LIQUID FUEL

Info

Publication number: DE2748706A1
Application number: DE19772748706
Authority: DE
Inventors: Warren Gleason Schlinger
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1976-12-15
Filing date: 1977-10-29
Publication date: 1978-06-22
Also published as: ZA774926B; GB1527570A; AU2816377A; FR2374401A1; AU505387B2

Description

DR, GERHARD SCHUPFNERDR, GERHARD SCHUPFNER

PATENTASSESSORPATENT ASSESSOR IM HAUSE DEUTSCHE TEXACO ASAT DEUTSCHE TEXACO AS

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ύη·Γ*··Γΐηβ *O 2O0O Hamburg βθ Telefon (O«O) OS TB 2T 2β Farnrehralbar Oa ITOOOύη · Γ * ·· Γΐηβ * O 2O0O Hamburg βθ Telephone (O «O) OS TB 2T 2β Farnrehralbar Oa ITOOO

Hamburg, den 17.10.77 769-ροHamburg, October 17th, 777 769-ρο

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Verfahren zur Umwandlung eines Festbrennstoffes in einen FlüssigbrennstoffProcess for converting a solid fuel into a liquid fuel

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Diese Erfindung betrifft die Behandlung fester Brennstoffe, insbesondere die Umwandlung fester in flüssige Brennstoffe. Bis in jüngste Zeit wurden Brennstoffe vorwiegend in gasförmiger oder flüssiger Form eingesetzt. Beginnend mit der Ölkrise stieg dann das Interesse für eine Energieselbstversorgung, und es wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um die Kohle als Brennstoff einzusetzen. Jedoch sind die gegenwärtigen Anlagen zum Verbrauch gasförmiger oder flüssiger Brennstoffe ausgelegt, und deshalb besteht gegenwärtig das größte Interesse in einer Umwandlung fester Brennstoffe, wie beispielsweise Kohle, in solche gasförmiger oder flüssiger Natur. Aufgabe dieser Erfindung ist demzufolge das Umwandeln fester in gasförmige und flüssige Brennstoffe, wobei auch eine Umwandlung von Kohle oder anderen Festbrennstoffen in synthetisches Rohöl, das durch weiteres Behandeln in Schmieröle und Brennstoffe, wie beispielsweise für öfen, Kessel oder Verbrennungskraftmaschinen, überführt werden kann oder eine Umwandlung eines schwefelhaltigen Festbrennstoffes mit vermindertem Schwefelgehalt erfolgen kann.This invention relates to the treatment of solid fuels, particularly the conversion of solid to liquid fuels. Until recently, fuels were mainly used in gaseous or liquid form. Starting with the The oil crisis then increased interest in energy self-sufficiency, and considerable efforts were made to use coal as a fuel. However, are the present plants are designed to consume gaseous or liquid fuels, and therefore the greatest interest at present is in converting solid fuels, such as coal, to gaseous ones or liquid nature. The object of this invention is therefore to convert solid fuels into gaseous and liquid fuels, including a conversion of coal or other solid fuels into synthetic crude oil, which by further Treat in lubricating oils and fuels, such as for ovens, boilers or internal combustion engines or a conversion of a sulfur-containing solid fuel with a reduced sulfur content can take place can.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Verfahren zur Umwandlung eines Festbrennstoffes in einen Flüssigbrennstoff, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Mischung aus Festbrennstoffteilchen und Lösungsmittel hergestellt wird, die Mischung bei einer Temperatur von etwa 371 bis 482°C,The solution to this problem is a process for converting a solid fuel into a liquid fuel, which is characterized in that a mixture of solid fuel particles and solvent is prepared, the mixture at a temperature of about 371 to 482 ° C,

2 einem Druck von etwa 35 bis 352 kg/cm und für einen Zeitraum2 a pressure of about 35 to 352 kg / cm and for a period of time von etwa 10 Sekunden bis 30 Minuten erhitzt wird, der flüssige Teil des Ausstroms der Heizzone in eine Strippzone eingegeben wird, wobei derselbe in Gegenstromkontakt mitis heated from about 10 seconds to 30 minutes, the liquid portion of the effluent from the heating zone into a stripping zone is entered, the same in countercurrent contact with einem H₉-haltigen als Strippmittel dienenden Gas tritt,an H ₉ -containing gas serving as a stripping agent occurs,

3 3 das aufwärts durch die Strippzone mit mindestens 169 Ν"¹ /m3 3 up through the stripping zone with at least 169 Ν " ¹ / m normalerweise flüssigem, der Strippzone eingegebenem Mi. terial strömt, ein bis etwa 482 C bei Atmosphsrendruck siedende Material als überkopfprodukt der Strippzone entnommen wirdnormally liquid material added to the stripping zone flows, one boiling to about 482 C at atmospheric pressure Material is removed as overhead product from the stripping zone

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und das Überkopfprodukt in einen normalerweise gasförmigen und einen normalerweise flüssigen Brennstoff aufgetrennt wird.and the overhead product in a normally gaseous one and separating a normally liquid fuel.

Die erfindungsgemäß behandelbaren Festbrennstoffe sind beispielsweise Anthrazit, Steinkohle, Moorkohle, Braunkohle, Petrolkoks und dergleichen. Die Festbrennstoffe sollten nicht größer als 0,635 cm sein, wobei vorzugsweise mindestens 50 % der Teilchen ein 200 mesh-US-Standard-Sieb, insbesondere mindestens 75 % der Teilchen ein 200 mesh-Sieb passieren. Der Feuchtigkeitsgehalt des Festbrennstoffes sollte nicht größer als etwa 5 % sein, vorzugsweise weniger als 3 % betragen. Demzufolge muß bei Vorliegen eines höheren Gehalts eine .Trocknung, beispielsweise durch Kontakt mit Rauchgas erfolgen. In der nachfolgenden Beschreibung wird zwecks Vereinfachung der Festbrennstoff als Kohle bezeichnet; es sollte aber nicht vergessen werden, daß der Ausdruck "Kohle" allgemeiner zu verstehen ist. Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Lösungsmittel sollte zwischen etwa 177 und 482 °C, vorzugsweise zwischen 190 und 427 C, sieden. Im Verfahrensablauf kann das Lösungsmittel zeitweise insgesamt oder teilweise einen Anteil im Verfahren hergestellter, verflüssigter Kohle enthalten. Lösungsmittel, die z.B. bei Verfahrensbeginn oder während des gesamten Verfahrensablaufs eingesetzt werden können, sind Anthrazenöl, Teeröl (creosote oil), Erdöldestillate, wie Kreislaufgasöl, Tetralin, Dekalin oder hydroaromatische Verbindungen. In der Mischung sollte das Lösungsmittel in einem Anteil von etwa 0,75 bis 5 Gewichtsteile/Gewichtsteil Kohle, vorzugsweise zwischen etwa 1 und 4 Gewichtsteile Lösungsmittel/ Gewichtsteil Kohle, vorhanden sein.The solid fuels that can be treated according to the invention are for example Anthracite, bituminous coal, bog coal, brown coal, petroleum coke and the like. The solid fuel should not greater than 0.635 cm, with preferably at least 50% of the particles being a 200 mesh US standard sieve, especially at least 75% of the particles pass through a 200 mesh screen. The moisture content of the solid fuel shouldn't be greater than about 5%, preferably less than 3%. Therefore, if there is a higher salary a .Drying, for example by contact with flue gas. The following description is used for the purpose of Simplification of the solid fuel referred to as coal; but it should not be forgotten that the expression "coal" is to be understood more generally. The solvent used in the process of the invention should be between about 177 and 482 ° C, preferably between 190 and 427 C, boil. In the course of the process, the solvent can temporarily total or partially a proportion of the contain liquefied coal. Solvents that are used e.g. at the start of the process or during the entire process can be used are anthracene oil, tar oil (creosote oil), petroleum distillates such as cycle gas oil, Tetralin, decalin or hydroaromatic compounds. In the mixture, the solvent should be in a proportion of about 0.75 to 5 parts by weight / part by weight of coal, preferably between about 1 and 4 parts by weight of solvent / Part by weight of coal.

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Die Kohle-Lösungsmittel-Mischung wird auf etwa 371 bis 482 C erhitzt und in einer bevorzugten Ausführungsform wird die Mischung in turbulenter Strömung durch eine rohförmige Heizzone, die ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von mindestens 100, vorzugsweise mindestens 1000, aufweist, geführt . Die Turbulenz, ausgedrückt durch das Verhältnis von durchschnittlicher scheinbarer Viskosität des Stromes zur molekularen oder kinematischen Viskosität, sollte mindestens 25, vorzugsweise mindestens 50, betragen.The coal-solvent mixture is heated to about 371 to 482 C and in a preferred embodiment the mixture is in turbulent flow through a tubular heating zone, which has a length to diameter ratio of at least 100, preferably at least 1000, has led. The turbulence expressed by the ratio of the average apparent viscosity of the flow to the molecular or kinematic viscosity should be at least 25, preferably at least 50.

Das Erhitzen wird durch einen Druck von etwa 35,2 bisThe heating is done by a pressure of about 35.2 to

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352 kg/cm unterstützt. Vor der Eingabe der Mischung in die352 kg / cm supported. Before entering the mixture into the Heizzone kann ein H₂~haltiger Gasstrom in die Mischung eingebracht werden; allerdings ist diese Maßnahme nicht wesentlich für das Verfahren, stellt aber eine bevorzugte Verfahrensvariante dar. Das Gas sollte mindestens 40* % und kann mehr als 95 % H- enthalten, wobei H₂ von kommerzieller Reinheit eingesetzt wird. Bei dem H_ kann es sich um Synthesegas, das gewöhnlich aus annähernd gleichen Teilen CO und H- zusammengesetzt ist, um ein als Nebenprodukt beim katalytischen Reformieren von Erdöl, wie beispielsweise Straight-run-Naphtha, anfallendes Gas oder um aus der Elektrolyse erhaltenes H» handeln. Der Ausdruck "H₂" bedeutet auch verunreinigtes H₂. _{A gas stream containing H 2} can be introduced into the mixture in the heating zone; however, this measure is not essential for the process, but represents a preferred variant of the process. The gas should contain at least 40% and can contain more than 95% H, with H ₂ of commercial purity being used. The H_ can be synthesis gas, which is usually composed of approximately equal parts of CO and H-, a gas that occurs as a by-product in the catalytic reforming of petroleum, such as straight-run naphtha, or H »obtained from electrolysis. Act. The term "H ₂ " also means contaminated H ₂ .

Die Mischung von Kohle und Lösungsmittel und wahlweise zusätzlichem H₂ wird innerhalb etwa 10 Sekunden bis 30 Minuten, vorzugsweise innerhalb 30 Sekunden bis 20 Minuten, durch die Heizzone geführt. Falls H₂ verwendet wird, kann er in einem Anteil zwischen 0,134 und 2,7 Nm³/ 0,454 kg Kohle, vorzugsweise zwischen 0,54 und 1,3 Nm / 0,454 kg Kohle, in die Heizzone eingeführt werden. In diesem Zusammenhang bezieht sich Nm auf 0 °C und den tatsächlichen H₂-Anteil.The mixture of coal and solvent and optionally additional H ₂ is passed through the heating zone within about 10 seconds to 30 minutes, preferably within 30 seconds to 20 minutes. If H ₂ is used, it can be introduced into the heating zone in a proportion between 0.134 and 2.7 Nm ³ / 0.454 kg coal, preferably between 0.54 and 1.3 Nm / 0.454 kg coal. In this context, Nm relates to 0 ° C and the actual H ₂ content.

Nach dem Verlassen der Heizzone wird die Lösungsmittel-After leaving the heating zone, the solvent

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Kohle-Mischung, wahlweise Zusatz-Hp enthaltend, auf den Kopf einer Strippkammer geführt, in der die Flüssigkeiten vom H₂ und allen während des Erhitzens aus dem Festbrennstoff gebildeten Dämpfen getrennt werden. Die aus Lösungsmittel, verflüssigter Kohle und nicht umgewandelter Kohle bestehende flüssige Phase fließt nach unten durch die Strippkammer und tritt im Gegenstrom in Berührung mit H_-haltigem Gas, das am Boden der Strippzone als aufsteigender Strom eingeführt würde. Beim Aufsteigen führt das H_?-haltige Gas eine weitere Abtrennung von Dämpfen aus der flüssigen Phase herbei. Außerdem tritt infolge des einen längeren Zeitraum bei erhöhter Temperatur ablaufenden Betriebes weiteres Cracken in der Strippzone ein unter Bildung weiterer Dämpfe, die mit dem aufsteigenden H- aus der Strippzone ausgetragen werden. Auf diesem Wege wird der größte Teil des Lösungsmittels und die meiste verflüssigte Kohle Überkopf aus der Strippzone transportiert.Coal mixture, optionally containing additional Hp, fed to the top of a stripping chamber in which the liquids are separated from the H ₂ and all vapors formed from the solid fuel during the heating. The liquid phase consisting of solvent, liquefied coal and unconverted coal flows downwards through the stripping chamber and comes into countercurrent contact with H_-containing gas, which would be introduced as an ascending stream at the bottom of the stripping zone. When climbing the H _? -containing gas brings about a further separation of vapors from the liquid phase. In addition, as a result of the longer period of operation at an elevated temperature, further cracking occurs in the stripping zone with the formation of further vapors which are carried out of the stripping zone with the rising H-. In this way, most of the solvent and most of the liquefied coal is transported overhead out of the stripping zone.

Um einen längeren und innigeren Kontakt zwischen dem H- und der Flüssigkeit zu ermöglichen, wird der Strippkessel vorteilhafterweise für. eine längere Verweilzeit ausgelegt. Dies kann durch eine inerte Packung, z.B. Berl-Sättel, oder durch ein System von Prallblechen, wie beispielsweise Scheiben- oder Ringplatten, erreicht werden. Das H^-haltige am Boden der Strippzone eingegebene Gas kann die gleiche Zusammensetzung wie das Gas haben, das in die Kohle-Lösungsmittel-Mischung vor der Eingabe derselben in die Heizzone eingeführt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Strippmedium Synthesegas, das durch Partialoxidation aus nicht umgewandelter Kohle erzeugt wurde, wobei diese Kohle am Boden der Strippzone abgenommen wird. Das Strippgas wird am Boden des Strippers mit einer Geschwindigkeit von mindestens 169 Nm /m in den Strippreaktor eingeführter Flüssigkeit, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit zwischen 507 und 3380 Nm³/m³ Flüssigkeit,In order to enable a longer and more intimate contact between the H and the liquid, the stripping vessel is advantageously used for. designed for a longer dwell time. This can be achieved by an inert packing, for example Berl saddles, or by a system of baffle plates, such as for example disc or ring plates. The H 2 -containing gas introduced at the bottom of the stripping zone may have the same composition as the gas introduced into the coal-solvent mixture prior to its introduction into the heating zone. In a preferred embodiment, the stripping medium is synthesis gas which has been generated from unconverted coal by partial oxidation, this coal being taken off at the bottom of the stripping zone. The stripping gas is introduced into the stripping reactor at the bottom of the stripper at a rate of at least 169 Nm / m 3 of liquid, preferably at a rate of between 507 and 3380 Nm ³ / m ^{3 of} liquid,

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eingeführt. Die Geschwindigkeit wird auf das Gesamtvolumen Gas und nicht auf das Hp-Volumen berechnet. Temperatur und Druck in der Strippzone sind gewöhnlich im wesentlichen die gleichen wie in der Heizzone. Natürlich tritt ein gewisser Druckabfall infolge des Durchströmens der Reaktanden durch das System auf.introduced. The speed is calculated on the total volume of gas and not on the Hp volume. Temperature and Pressures in the stripping zone are usually essentially the same as in the heating zone. Of course there is a certain one Pressure drop as the reactants flow through the system.

Falls benötigt, kann ein Vorteil in der Verwendung von Synthesegas als Strippmedium liegen. Da das Synthesegas CO, H_ und Dampf enthält, kann es wirkungsvoll als Entschwefelungsmittel verwendet werden. Zu diesem Zweck sollte das Strippen bei etwa 593 C und mindestens etwa 56,2 kg/cm erfolgen. BeiIf needed, there may be an advantage in using synthesis gas as the stripping medium. Since the synthesis gas CO, H_ and Contains steam, it can be used effectively as a desulfurizing agent. For this purpose, the stripping should take place about 593 C and at least about 56.2 kg / cm. at einer Stripptemperatur zwischen etwa 593 ⁰C und etwa Auflösungs-a stripping temperature between about 593 ⁰ C and about dissolution

2 temperatur, einem Druck von mindestens etwa 56,2 kg/cm und2 temperature, a pressure of at least about 56.2 kg / cm and bei einer Verweilzeit von mindestens etwa 5 Minuten kann der Schwefelgehalt der Kohle auf 30 bis 60 % vermindert werden.with a residence time of at least about 5 minutes, the The sulfur content of the coal can be reduced to 30 to 60%.

Die Sümpfe der Strippzone, bestehend aus organischem Material, nicht umgewandelter Kohle und Asche, werden in eine Partialoxidationszone zwecks Erzeugung von als Strippmedium verwendbarem Synthesegas eingegeben. Falls benötigt, kann ein Teil des Synthesegases zur Hp-Erzeugung verwendet werden.The sumps of the stripping zone, consisting of organic material, unconverted coal and ash, are fed into a partial oxidation zone for the purpose of generating synthesis gas that can be used as a stripping medium. If needed, a part can of the synthesis gas can be used to generate Hp.

Das Überkopfprodukt des Strippers, bestehend aus H_?, dampfförmigen und teilweise kondensierten flüssigen Kohlenwasserstoffen, einschließlich Lösungsmittel und verflüssigter Kohle, kann wahlweise in eine katalytische Hydriereinheit geführt werden, wo der Reaktandenstrom in einer bevorzugten Ausführungsform abwärts durch ein Festbett schwefelfester Hydrierkatalysatorteilchen strömt. Ein derartiger Katalysator kann ein Metall oder Verbindungen desselben aus der Gruppe VI oder VIII des PSE auf einem feuerfesten anorganischen Oxidträger aufweisen. Geeignete katalytisch wirksame MaterialienThe stripper's overhead product, consisting of H _? , vapor and partially condensed liquid hydrocarbons, including solvents and liquefied coal, can optionally be fed into a catalytic hydrogenation unit where, in a preferred embodiment, the reactant stream flows downward through a fixed bed of sulfur-resistant hydrogenation catalyst particles. Such a catalyst can have a metal or compounds thereof from Group VI or VIII of the PSE on a refractory inorganic oxide support. Suitable catalytically active materials

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sind Kobalt, Nickel, Molybdän, Wolfram und deren Oxide oder Sulfide. Besonders geeignete Kombinationen sind Nickel/Wolfram oder Kobalt/Molybdän. Im allgemeinen ist das Metall der Gruppe VI in einem Anteil zwischen etwa 5 und 3oGew.% der Katalysatorzusammensetzung und das Metall der Gruppe VIII in einem Anteil zwischen etwa 1 und 8 Gew.% Katalysator-' zusammensetzung vorhanden. Geeignete feuerfeste anorganische Oxide sind Al-, Si-, Mg-, Zr-Oxide und ähnliche Oxide, sowie Mischungen derselben. Ein bevorzugter Träger enthält Al-Oxid mit einem kleinen Si-Oxid-Anteil, z.B. 1 bis 15 Gew.% der Katalysatorzusamaensetzung als Stabilisierungsmittel. Der Katalysator kann als Festbett, Wanderbett oder Wirbelbett angeordnet sein. Liegt ein Festbett vor, können die Reaktanden auf- oder abwärts oder im Gegenstrom mit der abwärts strömenden Flüssigkeit und dem aufwärts strömenden H₂ fliessen. In einer bevorzugten Ausführungsform fliessen die Reaktanden jedoch abwärts durch ein Festbett von Katalysatorteilchen.are cobalt, nickel, molybdenum, tungsten and their oxides or sulfides. Particularly suitable combinations are nickel / tungsten or cobalt / molybdenum. Generally, the Group VI metal is present in an amount between about 5 and 30 percent by weight of the catalyst composition and the Group VIII metal is present in an amount between about 1 and 8 percent by weight of the catalyst composition. Suitable refractory inorganic oxides are Al, Si, Mg, Zr oxides and similar oxides, as well as mixtures thereof. A preferred support contains Al oxide with a small proportion of Si oxide, for example 1 to 15% by weight of the catalyst composition, as a stabilizing agent. The catalyst can be arranged as a fixed bed, moving bed or fluidized bed. If there is a fixed bed, the reactants can flow upwards or downwards or in countercurrent with the downward flowing liquid and the upward flowing H ₂ . In a preferred embodiment, however, the reactants flow downward through a fixed bed of catalyst particles.

ZEICHNUNGDRAWING

Die beigefügte Zeichnung zeigt als Diagramm ein Fließbild des durchgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens:The attached drawing shows as a diagram a flow diagram of the method according to the invention carried out:

Gemahlene Kohle wird durch die Leitung (11) in den Mischer (12) geführt und hier mit H₂ aus der Leitung (13) und mit Lösungsmittel aus der Leitung (14) durch die Leitung (15) und den Vorerhitzer (16) in den Löser (17), dann durch die Leitung (18) zum Stripper (19) geführt, wobei der Stripper(19) eine Beruhigungszone in seinem unteren Teil zwecks Trennung der Gase von den Flüssigkeiten hat. Synthesegas wird am Boden des Strippers (19) durch die Leitung (20) eingeführt und strömt aufwärts, wobei es in Gegenstromkontakt mit derGround coal is fed through line (11) into mixer (12) and here with H ₂ from line (13) and with solvent from line (14) through line (15) and the preheater (16) into the Dissolver (17), then passed through line (18) to the stripper (19), the stripper (19) having a calming zone in its lower part for the purpose of separating the gases from the liquids. Synthesis gas is introduced at the bottom of the stripper (19) through line (20) and flows upwards, being in countercurrent contact with the

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abwärts fließenden Flüssigkeit tritt. Gas- und dampfförmige Materialien verlassen den Stripper (19) durch die Leitung (21) und werden in die katalytische Hydriereinheit (22) gegeben. Das hydrierte Material mit vermindertem Schwefelgehalt passiert die Leitung (23), den Kühler (24), die Leitung (25) zum Hochdruckseparator (26), aus dem komprimierte Gase durch die Leitung (27) abgezogen werden. Diese Gase können auf den Stripper (19) durch die Leitungen (27) und (20) zurückgeführt oder über die Leitungen (27) und (58) zwecks Einsatz als Brennstoff, zur Hp-Gewinnung oder für weitere Verwendungen oder Behandlungen abgenommen werden. Flüssiges Produkt wird dem Separator (26) über die Leitung (32) entnommen und in die Abtrennzone (28) eingegeben. Obgleich die Abtrennzone nur als Einzelreaktor gezeigt ist, können hier mehrere derartige Reaktoren, beispielsweise als Niederdruckseparatoren, atmosphärische oder Vakuum-Säulen, vorhanden sein. Die aus der Abtrennzone gewonnenen leichten Fraktionen werden durch die Leitung (29) zur weiteren Behandlung abgenommen oder direkt als Brennstoff eingesetzt. Das schwerere zwischen etwa 177 und 482⁰C siedende Material wird durch die Leitung (30) abgenommen. Ein Teil desselben ausreichend, um zur Bildung der Ausgangsmischung beizutragen, wird dem Mischer (12) durch die Leitung (14) zugeführt, während der Überschuß dem Gesamtsystem durch die Leitung (40) entzögen wird. Die Strippersümpfe, bestehend aus schwerer Flüssigkeit und nicht umgewandeltem Feststoffmaterial werden durch die Leitung (41) dem Vergaser (42) zugeführt, wo auch Dampf aus der Leitung (43) und Sauerstoff aus der Leitung (44) eintreten, um in einer teilweisen Verbrennung ein aus CO und H, bestehendes Synthesegas zu erzeugen. In dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform, anlehnend an die Offenbarung der US-Patentanmeldung vom 01.10.1975, Aktenzeichen: No. 618 535, wird der Ausfluß der Partialoxidationszone in einen im wesentlichen aschefreien Synthesegasstrom, der durch die Leitung (54), de« Heißgaskühler (45), die Leitung (46), den Vorerhitzer (16), die Leitung (20) in den Stripper (19) durchströmt, und einen Reststrom, der mit Wasser in einer Quench-downward flowing liquid occurs. Gaseous and vaporous materials leave the stripper (19) through line (21) and are fed into the catalytic hydrogenation unit (22). The hydrogenated material with reduced sulfur content passes the line (23), the cooler (24), the line (25) to the high pressure separator (26), from which compressed gases are withdrawn through the line (27). These gases can be returned to the stripper (19) through lines (27) and (20) or taken off via lines (27) and (58) for use as fuel, for Hp production or for other uses or treatments. Liquid product is removed from the separator (26) via line (32) and fed into the separation zone (28). Although the separation zone is only shown as a single reactor, several such reactors can be present here, for example as low-pressure separators, atmospheric or vacuum columns. The light fractions obtained from the separation zone are taken off through line (29) for further treatment or used directly as fuel. The heavier material boiling between about 177 and 482 ^° C. is removed through line (30). A portion of this, sufficient to contribute to the formation of the starting mixture, is fed to the mixer (12) through line (14), while the excess is withdrawn from the overall system through line (40). The stripper sumps, consisting of heavy liquid and unconverted solid material, are fed through line (41) to the gasifier (42), where steam from line (43) and oxygen from line (44) also enter to enter into a partial combustion from CO and H to generate existing synthesis gas. In this embodiment of the invention, based on the disclosure of the US patent application of October 1, 1975, file number: No. 618 535, the outflow from the partial oxidation zone is converted into an essentially ash-free synthesis gas stream which flows through line (54), the hot gas cooler (45), line (46), preheater (16), line (20) into the stripper (19) flows through, and a residual flow, which with water in a quenching

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kammer (im unteren Bereich des Vergasers (42) gequencht wird, getrennt. Mit Wasser gesättigtes Synthesegas tritt durch die Leitung (50) aus. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform kann dieses Gas einer Umwandlungsanlage (nicht gezeigt) zugeführt werden und nach dem CO.-Entfernen ist das resultierende H_ zur Eingabe in den Kohle-Lösungsmittel-Strom durch die Leitung (13) verfügbar. Schlacke oder Asche werden durch die Leitung (60) aus dem Vergaser (42) entfernt.chamber (is quenched in the lower area of the carburetor (42), separated. Synthesis gas saturated with water exits through line (50). In one embodiment of the invention this gas can be fed to a conversion plant (not shown) and after the CO. removal is the resultant H_ available for entry into the coal-solvent stream through line (13). Slag or ashes are produced by the Line (60) removed from the carburetor (42).

EXAMPLE

Kentucky Steinkohle No. 11 wurde gemahlen, so daß 95 % derselben ein 100 mesh-Sieb (US-Standard) passierten. Sie wurde mit Lösungsmittel, das aus einem vorhergehenden Lauf dieses erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wurde, aufgeschlämmt,wobei das Verhältnis Lösungsmittel zu trockner Kohle 2 : 1 betrug. Die Aufschlämmung wurde in Gegenwart von 95% H₉ mit 1,34 Nm /0,454 kg Kohle bei 454 C, 105 kg/cm , 15 Minuten erhitzt, während sie unter Turbulenz durch die Heizschlangen strömte. Der Erhitzerausfluß wurde in den oberen Teil des Strippturmes eingegeben, wo gasförmiges Material von der flüssigen Phase abgetrennt wurde; die letztere floß abwärts durch eine mit Prallblechen versehene Strippzone im Gegenstrom mit dem aufsteigenden Synthesegas, dessen Erzeugung nachstehend beschrieben ist. Das Synthesegas wurde nahe dem Boden der Strippzone mit 438 C und einer Geschwindigkeit von 1690 Nm /m flüssiger Phase eingeführt. Bei der Durchführung des Strippens mit dampfhaltigem Synthesegas bei etwa 443⁰C und etwa 98,4 kg/cm wur
Schwefelgehaltes der Kohle erzielt.Kentucky Hard Coal No. 11 was ground so that 95% of it passed through a 100 mesh (US standard) sieve. It was slurried with solvent obtained from a previous run of this inventive method, the ratio of solvent to dry coal being 2: 1. The slurry was heated in the presence of 95% H ₉ with 1.34 Nm / 0.454 kg coal at 454 ° C, 105 kg / cm for 15 minutes while flowing through the heating coils with turbulence. The heater effluent was fed into the top of the stripping tower where gaseous material was separated from the liquid phase; the latter flowed downward through a baffled stripping zone in countercurrent to the ascending synthesis gas, the generation of which is described below. The synthesis gas was introduced near the bottom of the stripping zone at 438 ° C. and a velocity of 1690 Nm / m liquid phase. In carrying out the stripping with dampfhaltigem synthesis gas at about 443 ⁰ C and about 98.4 kg / cm WUR
Sulfur content of the coal achieved.

etwa 443⁰C und etwa 98,4 kg/cm wurde eino50% Verminderung desabout 443 ⁰ C and about 98.4 kg / cm was eino50% reduction of

Das normalerweise flüssige Überkopfprodukt des Strippers ist nach dem Entfernen des unter 204⁰C siedenden leichteren Materials befriedigend für die Rückführung, um weitere Kohle-öl-Aufschlämmung herzustellen. Um jedoch das Lösen durch SteigerungThe normally liquid overhead product of the stripper, after the removal of the ^{lighter material boiling below 204 °} C., is satisfactory for recycling to produce further coal-oil slurry. However, it is about solving by increasing

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des Hp- und Verminderung des S-Gehaltes des Lösungsmittels zu verbessern, wurde das gesamte Material abgetrennt aus dem Erhitzerausfluß und in einen Hydrierreaktor, der pelletierten Kobalt-Molybdän-Katalysator auf einem SiO^-stabilisierten Al₃O₃ enthielt, bei 427°C, 98,4 kg/cm² und von 0,5 Volumina normalerweise flüssigem Material / Stunde / Volumen Katalysator eingegeben. Der Ausfluß der Hydrierzone wurde in eine normalerweise gasförmige Phase, einen leichten flüssigen bis 177 ⁰C siedenden Teil und eine Lösungsmittelfraktion mit einem Anfangssiedepunkt von 177 °C aufgetrennt, wobei die Lösungsmittelfraktion ausgezeichnet zur Bildung weiterer Kohle-Öl-Aufschlämmung geeignet ist.To improve the Hp and S content of the solvent, the entire material was separated from the heater effluent and into a hydrogenation reactor containing pelletized cobalt-molybdenum catalyst on a SiO ^ -stabilized Al ₃ O ₃ at 427 ° C , 98.4 kg / cm ² and 0.5 volumes of normally liquid material / hour / volume of catalyst. The effluent of the hydrogenation zone is separated into a normally gaseous phase, a light liquid to 177 ⁰ C boiling part and a solvent fraction having an initial boiling point of 177 ° C, wherein the solvent fraction excellent another to form coal-oil slurry is suitable.

Die Sümpfe der Strippzone mit einem Anfangssiedepunkt von etwa 482 ⁰C wurden mit Dampf und Sauerstoff bei einem Kohlenwasserstoff : Dampfgewichtsverhältnis von 3 : 1 vereinigt und bei einem Sauerstoff : C-Atom-Verhältnis von 0,87 % der partialoxidierenden Vergasung unterworfen, um Synthesegas als Strippmedium zu erzeugen. Das so hergestellte Synthesegas enthielt kleine Mengen Teilchen, aber es war nicht nötig, die üblicherweise durchgeführte Gaswäsche vorzunehmen, da aller Ruß oder alle Asche im Synthesegas in der Strippzone entfernt werden.The bottoms of the stripping zone with an initial boiling point of about 482 ⁰ C were mixed with steam and oxygen at a hydrocarbon: united 1 and at an oxygen: steam weight ratio of 3 subjected to carbon atom ratio of 0.87% of partialoxidierenden gasification to produce synthesis gas as Generate stripping medium. The synthesis gas produced in this way contained small amounts of particles, but it was not necessary to carry out the gas scrubbing that is normally carried out, since all soot or all ashes in the synthesis gas are removed in the stripping zone.

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Claims

1. Verfahren zur Umwandlung eines Festbrennstoffes in einen Flüssigbrennstoff, dadurch g e k e η η zeichnet, daß eine Mischung aus Festbrennstoffteilchen und Lösungsmittel hergestellt wird, die Mischung bei einer Temperatur1. Process for converting a solid fuel into a Liquid fuel, characterized in that a mixture of solid fuel particles and solvent is produced, the mixture at one temperature

von etwa 371 bis 482 °C, einem Druck von etwa 35 bisfrom about 371 to 482 ° C, a pressure from about 35 to

2 352 kg/cm und für einen Zeitraum von etwa 10 Sekunden2 352 kg / cm and for a period of about 10 seconds bis 30 Minuten erhitzt wird, der flüssige Teil des Ausstroms der Heizzone in eine Strippzone eingegeben wird, wobei derselbe in Gegenstromkontakt mit einem Hp-haltigen als Strippmittel dienenden Gas tritt, das aufwärts durch die Strippzone mit mindestens 169 Nm /m normalerweise flüssigem, der Strippzone eingegebenem Material strömt, ein bis etwa 482 °C bei Atmosphärendruck siedende Material als Oberkopfprodukt der Strippzone entnommen wird und das überkopfprodukt in einen normalerweise gasförmigen und einen normalerweise flüssigen Brennstoff aufgetrennt wird.is heated up to 30 minutes, the liquid part of the effluent from the heating zone is fed into a stripping zone, being in countercurrent contact with an Hp-containing gas serving as stripping agent, which normally passes up through the stripping zone with at least 169 Nm / m liquid material fed into the stripping zone flows, a material boiling up to about 482 ° C. at atmospheric pressure is removed as the top product of the stripping zone and the overhead product in a normally gaseous form and separating a normally liquid fuel.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das überkopfprodukt der Strippzone vor seiner Auftrennung katalytisch hydriert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the overhead product of the stripping zone is catalytically hydrogenated prior to its separation.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die oberhalb etwa 482 ⁰C siedend^ Sumpfprodukte der Strippzone zwecks Erzeugung von CO-H--haltigem Synthesegas einer Partialoxidation unterworfen werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the above about 482 ⁰ C boiling ^ bottom products of the stripping zone for the purpose of generating CO-H - containing synthesis gas are subjected to partial oxidation.

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4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that as a stripping agent Synthesis gas is used.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating is carried out in the presence of a gas _{containing at least 90% H 2.}

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating in The presence of a Hp-containing gas, such as synthesis gas, carried out will.

7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one part of the liquid fuel as a solvent in the mixing zone is returned.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the stripping means with 507 to 3380 Nm / m of normally liquid material is added to the stripping zone.

9. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the gaseous component is combined with the overhead product of the stripping zone.

the outflow of the heating zone

10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the normally gaseous fuel is mixed with the synthesis gas to form a stripping agent.

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11. The method according to one of the preceding addresses,

characterized in that the stripping is carried out at a temperature of 371 to 593 ° C and a pressure

2
from 56 to 352 kg / approx.

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