DE2840575C2

DE2840575C2 -

Info

Publication number: DE2840575C2
Application number: DE2840575A
Authority: DE
Inventors: Des Erfinders Beantragt Teilnichtnennung
Original assignee: Kraftwerk Union AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-09-18
Filing date: 1978-09-18
Publication date: 1987-06-25
Also published as: US4303495A; BR7905924A; DE2840575A1; MA18578A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung flüs siger und gasförmiger Kohlenwasserstoffe aus Ölschiefer oder Kohle, bei dem dem Rohstoff bei einer Temperatur von 610 K bis 690 K und unter einem Druck von 20 bis 100 bar Extraktionsöl zugesetzt wird und bei dem nach einer gewissen Reaktionszeit die aus dem Rohstoff dann heraus lösbaren Substanzen in nachfolgenden Verfahrensschritten von den verbleibenden Rückständen mit Hilfe von Lösungs mitteln (Benzin) getrennt werden.

Ein derartiges Verfahren zur Gewinnung von Öl aus Ölschiefer ist in der deutschen Offen legungsschrift 28 04 133 beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Verfah ren so zu verbessern, daß ein möglichst großer Anteil an kondensierbaren Substanzen in Dampfform aus dem Rohstoff bei minimiertem Extraktionsmitteleinsatz gewonnen werden kann, oder anders ausgedrückt, daß danach ein wesentlich geringerer Anteil an flüssigen Substanzen aus dem Gemisch aus Rohstoff, Öl und Extrakt mit einem Lösungs mittel herausgelöst zu werden braucht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen beheizten Reaktionsbehälter das Extraktionsöl in dampfförmigem Zustand einströmt, daß der Rohstoff in den Reaktionsbehälter bei einer Tempera tur unterhalb der Kondensationstemperatur des Extrak tionsöles eingebracht wird, und daß die Heizung des Reaktionsbehälters so eingestellt ist, daß die Temperatur des den Reaktionsbehälter verlassenden Rohstoffes ober halb der Kondensationstemperatur des Ölgemisches aus Extraktionsöl und Produktöl bei dem im Reaktionsbehäl ter herrschenden Druck liegt.

Ein Ausführungsbeispiel wird an Hand einer schematischen Zeichnung nachstehend beschrieben.

Ein einzelne Rohre 1 enthaltender Reaktionsbehälter 2 besitzt eine obere Kammer 3 und eine untere Kammer 4. Über eine Zuführungsleitung 5 für den Rohstoff wird gemahlener Ölschiefer oder gemahlene Kohle mit einer Korngröße von ca. 4 mm in einer Menge von beispiels weise 10 kg/s zugeführt. Von der oberen Kammer 3 gelangt dieser Rohstoff in die Rohre 1.

Außerhalb der Rohre 1 strömt zur Beheizung des Reak tionsbehälters 2 ein heißes Gas, das über eine Heiß gasleitung 6 zugeführt wird und den Reaktionsbehälter 2 über eine Heißgasleitung 7 wieder verläßt.

In die obere Kammer 3 mündet eine Lösungsmittelleitung 8. In diese Lösungsmittelleitung 8 ist ein Wärmetauscher 9 eingeschaltet. Zur Aufheizung des Lösungsmittels wird dem Wärmetauscher einerseits Wasserdampf über eine Wasserdampfleitung 10 zugeführt, andererseits mündet in den Wärmetauscher eine Ölleitung 11, in die etwa 1 kg/s des Extraktionsöles (beispielsweise C₁₂H₂₆) strömt. In die Ölleitung 11 ist eine Pumpe 12 eingeschaltet, die das Extraktionsöl auf einen Druck von etwa 35 bar bringt. Bei diesem Druck kann dem Extraktionsöl über eine Wasser stoffleitung 13 beispielsweise eine Menge von 20 l/s Wasserstoff zugesetzt werden.

Im Ausführungsbeispiel ist der Druck im Reaktionsbehäl ter 2 so gewählt, daß das Lösungsmittel - bestehend aus einem Gemisch von Extraktionsöl, im vorliegenden Fall Dodecan, und Wasserstoff - bei einer Temperatur von etwa 670 K in dampfförmigem Zustand in die obere Kammer 3 des Reaktionsbehälters 2 strömt. Beim Zusammentreffen des Lösungsmittels und des Rohstoffes wird ein Teil des Lösungsmittels an der Oberfläche des Rohstoffes konden siert und damit der Umwandlungsprozeß des im Rohstoff enthaltenen organischen Materials (Kerogen) eingeleitet. Durch die Heizung über die Heißgasleitungen 6 und 7 wird der Rohstoff aufgewärmt, so daß die flüssige Zone infol ge verminderter Viskosität weiter ins Innere der Roh stoffteilchen wandert. Zum Schluß ist auch der Rohstoff auf eine Temperatur aufgeheizt, die oberhalb der Kon densationstemperatur des Lösungsmittels liegt. Ein gro ßer Teil des Lösungsmittels wird also zusammen mit einem Teil der bereits extrahierten Kohlenwasserstoffe ver dampfen und kann den Reaktionsbehälter über die Kammer 4 und eine Austrittsleitung 14 verlassen.

In die Austrittsleitung 14 ist ein Kühler 15 eingeschal tet, in dem der Wasserstoff und die gasförmigen Kohlen wasserstoffe von den flüssigen Kohlenwasserstoffen ge trennt werden. Durch die Leitung 16 werden beim vorlie genden Ausführungsbeispiel etwa 10 l/s Wasserstoff und 2 l/s gasförmige Kohlenwasserstoffe abgezogen. Über die Leitung 17, die wie die Leitung 16 an den Kühler 15 an geschlossen ist, verlassen 0,9 kg/s Gas bzw. Extraktions öl und 1 kg/s Produktöl die Anlage.

Der so vorbehandelte und teilextrahierte Rohstoff ge langt von dem Reaktionsbehälter 2 über eine Druck schleuse 18 in einen zweiten, gleichartig aufgebauten Reaktionsbehälter 19. Dieser wird über die Kühlgasleitungen 20 und 21 gekühlt. Der unteren Kammer 22 des Reaktions behälters 19 wird ein leicht verdampfendes Lösungsmittel, z. B. 3 kg/s Benzin dampfförmig bei einer Temperatur von 390 K zugesetzt. Zur Zuführung dient eine Leitung 23, in die zur Aufheizung des Benzins ein dampfbeheizter Wärme tauscher 24 eingeschaltet ist. Von der oberen Kammer 25 des Reaktionsbehälters 19 wird über eine Leitung 26 ein Gemisch aus 2,7 kg/s Benzin, 0,1 kg/s Extraktionsöl und 1,5 kg/s aus dem Rohstoff herausgelöster Extrakt bzw. Produktöl abgezogen.

Der verbleibende Rohstoff gelangt über eine Druckschleu se 27 entweder ins Freie oder zur vollständigen Lösungs mittelrückgewinnung in einen Extraktionsbehälter 28, dem über eine Leitung 29 1,5 kg/s Niederdruckwasserdampf zugeführt wird. Der Wasserdampf verläßt zusammen mit dem restlichen, herausgelösten Lösungsmittel den Extrak tionsbehälter 28 über die Leitung 30. In die Leitung 30 ist ein Kühler 31 und eine Trennvorrichtung 32 einge schaltet, die den im Lösungsmittel enthaltenen Wasser dampf kondensiert.

Durch eine Kondensatleitung 33 strömt eine Menge von 1 kg/s kondensiertes Wasser, während das Lösungsmittel die Trennvorrichtung 32 über eine Lösungsmittelleitung 34 verläßt. Die Lösungsmittelleitung 34 ist zur Wiederver wendung des beispielsweise als Lösungsmittel verwendeten Benzins an den Wärmetauscher 24 angeschlossen. Die zusätzlich benötigte Lösungsmittelmenge gelangt in den Wärmetauscher 24 über eine Leitung 35. Über eine weitere, dem Extraktionsbehälter 28 nachgeschaltete Druckschleuse 36 verläßt das restliche Material den Extraktionsbe hälter 28.

Bei Verwendung von Kohle als Rohstoff erhält man eine weitgehend von Kohlenwasserstoffen befreite Kohle, die als koksähnliche Kohle allerdings noch gut zu Heizzwecken, beispielsweise in einem angeschlossenen Kohlenkraftwerk, verwendet werden kann.

Bezugszeichenliste 1 Rohre
2 Reaktionsbehälter
3 obere Kammer
4 untere Kammer
5 Zuführungsleitung
6 Heißgasleitung
7 Heißgasleitung
8 Lösungsmittelleitung
9 Wärmetauscher
10 Wasserdampfleitung
11 Ölleitung
12 Pumpe
13 Wasserstoffleitungen
14 Austrittsleitung
15 Kühler
16 Leitung
17 Leitung
18 Druckschleuse
19 Reaktionsbehälter
20 Kühlgasleitung
21 Kühlgasleitung
22 untere Kammer
23 Leitung
24 Wärmetauscher
25 obere Kammer
26 Leitung
27 Druckschleuse
28 Extraktionsbehälter
29 Leitung
30 Leitung
31 Kühler
32 Trennvorrichtung
33 Kondensat
34 Lösungsmittel
35 Leitung
36 Druckschleuse

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung flüssiger und gasförmiger Kohlenwasserstoffe aus Ölschiefer oder Kohle, bei dem dem Roh stoff bei einer Temperatur von 610 K bis 690 K und unter einem Druck von 20 bis 100 bar Extraktionsöl zu gesetzt wird und bei dem nach einer gewissen Reaktions zeit die aus dem Rohstoff dann herauslösbaren Substanzen in nachfolgenden Verfahrensschritten von den verbleiben den Rückständen mit Hilfe von Lösungsmitteln (Benzin) getrennt werden, dadurch gekennzeichnet, daß in einen beheizten Reaktionsbehälter (2) das Extraktionsöl in dampfförmigem Zustand einströmt, daß der Rohstoff in den Reaktionsbehälter (2) bei einer Tem peratur unterhalb der Kondensationstemperatur des Extraktionsöles eingebracht wird, und daß die Heizung des Reaktionsbehälters so eingestellt ist, daß die Temperatur der den Reaktionsbehälter verlassenden Roh stoffe oberhalb der Kondensationstemperatur des Ölge misches bei dem im Reaktionsbehälter (2) herrschenden Druck liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Reaktionsbehälter zuströmenden dampfförmigen Extraktionsöl Wasserstoffgas beigemischt wird.

3. Reaktionsbehälter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsbehälter einzelne Rohre (1) enthält, die eine obere Kammer (3) mit einer unteren Kammer (4) verbinden.

4. Reaktionsbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Reaktionsbehälter zur Beheizung Heißgasleitungen (6, 7) angeschlossen sind.