DE2936888A1 - METHOD FOR DESULFURING FOSSILEM FUEL - Google Patents

METHOD FOR DESULFURING FOSSILEM FUEL

Info

Publication number
DE2936888A1
DE2936888A1 DE19792936888 DE2936888A DE2936888A1 DE 2936888 A1 DE2936888 A1 DE 2936888A1 DE 19792936888 DE19792936888 DE 19792936888 DE 2936888 A DE2936888 A DE 2936888A DE 2936888 A1 DE2936888 A1 DE 2936888A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sulfur
fuel
metal
iron
coal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19792936888
Other languages
German (de)
Other versions
DE2936888C2 (en
Inventor
Keith El Monte Caif. Sweeny
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INCON ANLAGENTECHNIK GmbH
Original Assignee
INCON ANLAGENTECHNIK GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INCON ANLAGENTECHNIK GmbH filed Critical INCON ANLAGENTECHNIK GmbH
Priority to DE19792936888 priority Critical patent/DE2936888C2/en
Priority to EP80101511A priority patent/EP0025474A1/en
Publication of DE2936888A1 publication Critical patent/DE2936888A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2936888C2 publication Critical patent/DE2936888C2/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L9/00Treating solid fuels to improve their combustion
    • C10L9/02Treating solid fuels to improve their combustion by chemical means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G45/00Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
    • C10G45/02Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing
    • C10G45/24Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds to eliminate hetero atoms without changing the skeleton of the hydrocarbon involved and without cracking into lower boiling hydrocarbons; Hydrofinishing with hydrogen-generating compounds
    • C10G45/26Steam or water

Description

Incon Anlagentechnik GmbH 12· September 1979Incon Anlagentechnik GmbH September 12 , 1979

Eisenbahnstraße 47Eisenbahnstrasse 47

6650 Homburg/Saar B 1614 D/ra6650 Homburg / Saar B 1614 D / ra

Beschreibungdescription

Verfahren zur Entschwefelung von fossilem Brennstoff 15Process for the desulfurization of fossil fuel 15

Ein wichtiges Merkmal bei der Energiegewinnung aus fossilen Brennstoffen, insbesondere Erdöl und Kohle, ist der Schwefelgehalt des Brennstoffs. Schwefel ist in diesem Brennstoff in sehr verschiedener Form, vom Schwefelwasserstoff bis zu sehr komplex aufgebauten Molekülstrukturen, enthalten. Bei der Verbrennung entsteht immer S0_, das leicht zu Schwefelsäure weiteroxidiert wird. Schwefeldioxid und Schwefelsäure verunreinigen die Luft und sind koirosiv.An important characteristic in the production of energy from fossil fuels, especially petroleum and coal, is the sulfur content of the fuel. In this fuel, sulfur is in a very different form from hydrogen sulfide up to very complex molecular structures. The combustion always produces S0_, which is easy is further oxidized to sulfuric acid. Sulfur dioxide and sulfuric acid pollute the air and are corrosive.

Bei Erdöl nimmt mit steigendem Siedebereich der Erdölfrak- _0 tion der Schwefelgehalt zu. Während Mittelöle im allgemeinen etwa 1% Schwefel enthalten, kann Atmosphärenrückstand aus Mittelostölen 2,5 bis 4% Schwefel enthalten. Beim Verbrennen als schweres Heizöl entsteht soviel SO2 , daß sehr hohe und kostspielige Schornsteine errichtet werden müsoc sen, um das Schwefeldioxid in hohen Luftschichten zu verteilen. For crude oil increases with increasing boiling range of petroleum fractions _ 0 tion of sulfur content. While middle oils generally contain about 1% sulfur, atmospheric residue from middle eastern oils can contain 2.5 to 4% sulfur. When burned as a fuel oil as much SO 2 is produced that very high and costly chimneys are built müsoc sen to distribute the sulfur dioxide at high altitude.

Neben dem Umweltschutz besteht ein weiterer wichtiger Ge-In addition to environmental protection, there is another important issue

1300U/02231300U / 0223

Sichtspunkt in der besseren Nutzung der ständig knapper werdenden Energiequellen. Der Optimierung des Kesselbetriebes von Warmwasser- und Dampferzeugern ist durch den Taupunkt des Schwefeldioxids im Rauchgas eine Grenze gezogen oder, mit anderen Worten, eine Herabsetzung des Schwefelgehaltes im Brennstoff ermöglicht eine Herabsetzung der Rauchgastemperatur und damit eine bessere Ausnutzung des Brennstoffs.Point of view in the better use of the increasingly scarce energy sources. The optimization of the boiler operation of hot water and steam generators, a limit is drawn by the dew point of the sulfur dioxide in the flue gas or, in other words, a reduction in the sulfur content in the fuel enables the sulfur content to be reduced Flue gas temperature and thus a better utilization of the fuel.

Wenn man bedenkt, daß die Erdölproduktion zu 85% für die Energieerzeugung verwendet wird (Römpp's Chemie Lexikon, 7. Auflage (1973), 1939; bei der Kohle dürfte der Prozentsatz noch höher liegen) kann man ermessen, welche Bedeutung dem Schwefelgehalt in diesen Brennstoffen zukommt.If you consider that 85% of the oil production is used for energy production (Römpp's Chemie Lexikon, 7th edition (1973), 1939; in the case of coal, the percentage is likely to be even higher) one can appreciate the importance the sulfur content in these fuels.

Aufgrund der vorstehend dargelegten Bedeutung des Schwefelgehalts in Erdöl, Kohle und anderen Brennstoffen hat man seit langem verschiedene Verfahren zur Entschwefelung dieser Brennstoffe entwickelt.Because of the importance of the sulfur content in petroleum, coal and other fuels set out above various processes for desulfurizing these fuels have long been developed.

Aus Flüssiggas und Leichtbenzin können die Mercaptane durch Alkaliwäsche entfernt werden. Mit zunehmendem Siedebereich der Fraktion nimmt jedoch die Löslichkeit der Mercaptide stark ab. Beim sog. Meroxverfahren werden deshalb die Mercaptane in Gegenwart von Natronlauge mit Sauerstoff unter Verwendung eines speziellen Meroxkatalysators zu Disulfiden oxidiert. Dieses (und andere Verfahren, bei denen eine Umwandlung der Mercaptane in Disulfide erfolgt) wird als Süßen oder Sweetening bezeichnet.The mercaptans can be removed from liquid gas and light petrol by washing with alkali. With increasing boiling range however, the solubility of the mercaptides decreases sharply in the fraction. In the so-called Merox process, therefore the mercaptans in the presence of caustic soda with oxygen using a special Merox catalyst to disulfides oxidized. This (and other processes in which the mercaptans are converted into disulfides) is carried out referred to as sweetening or sweetening.

Mit steigendem Siedebereich der Erdölfraktion erhöht sich nicht nur der Schwefelgehalt, sondern der Schwefel kann dann auch nicht mehr durch Süßprozesse entfernt werden, weil er in komplizierter aufgebauten Verbindungen eingebaut ist, die nur unter schärferen Bedingungen aufgebrochen werden können.As the boiling range of the petroleum fraction increases, not only does the sulfur content increase, but also the sulfur can then it can no longer be removed by sweetening processes, because it is built into more complex compounds that can only be broken under more severe conditions.

1300U/02231300U / 0223

Bei diesen, als Hydrotreating, Hydrofining oder Hydrodesulfurierung bezeichneten Verfahren wird die Erdölfraktion zusammen mit Wasserstoff bei Temperaturen von 320 bis 4200C und Drücken von 15 bis 100 bar über spezielle Katalysatoren geleitet, die Kobalt/Molybdän oder Nickel/Molybdän auf Tonerdeträgern enthalten.In these processes, known as hydrotreating, hydrofining or hydrodesulfurization, the petroleum fraction is passed together with hydrogen at temperatures of 320 to 420 ° C. and pressures of 15 to 100 bar over special catalysts containing cobalt / molybdenum or nickel / molybdenum on alumina carriers.

Auch bei Kohle schwankt der Schwefelgehalt je nach Vorkommen. ?·.B. beträgt der Schwefelgehalt deutscher Braunkohlen 1 bis 2%, manchmal bis zu 5% oder sogar darüber, während Ruhrkohle 0,5 bis 2,5 % Schwefel enthält. Bei USA-Kohle kann der Schwefelgehalt ganz erheblich höher liegen.The sulfur content of coal also fluctuates depending on the occurrence. ? ·. B. the sulfur content of German lignite is 1 to 2%, sometimes up to 5% or even more, while Ruhr coal contains 0.5 to 2.5% sulfur. In USA coal, the sulfur content can be considerably higher.

Abgesehen von dejj Fällen, wo die Kohle größere Mengen Schwefelkies (Markasit) enthält, liegt auch in der Kohle die Hauptmenge des Schwefels in organischer Bindung vor, wobei dieser Schwefel nur nach Aufbrechen der mehr oder weniger kompliziert gebauten organischen Schwefelverbindungen entfernt werden kann.Except for dejj cases where the coal is larger in quantity Contains pyrites (marcasite), most of the sulfur in coal is organic, this sulfur only after breaking up of the more or less complex organic sulfur compounds can be removed.

Zur Entschwefelung von Kohle sind Verfahren bekannt, bei denen aus der trocken oder naß fein gemahlenen Kohle der anorganische gebundene Schwefel (Pyrit) mechanisch abgetrennt wird, oder der organisch gebundene Schwefel mit Wasserstoff unter Druck zu Schwefelwasserstoff reduziert und abgetrennt wird (SRC-Prozeß). Der anorganisch gebundene Schwefel (Pyrit) kann nach dem Meyers-Verfahren auch dadurch entfernt werden, daß manmitEisen-(III)-sulfat und Luftsauerstoff zu elementarem Schwefel oxidiert.For the desulfurization of coal, methods are known in which The inorganically bound sulfur (pyrite) is mechanically separated from the dry or wet, finely ground coal is, or the organically bound sulfur is reduced with hydrogen under pressure to hydrogen sulfide and separated becomes (SRC process). The inorganically bound sulfur (pyrite) can also be removed by the Meyers process be that one with iron (III) sulfate and atmospheric oxygen elemental sulfur oxidized.

Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Entschwefelung von foss'ilem Brennstoff, wie Erdöl, Kohle und dgl., durch Behandeln des teilchenförmigen, in wässrigem Medium dis-The invention now relates to a method for the desulfurization of fossil fuels such as petroleum, coal and the like Treating the particulate, dis-

pergierten Brennstoffs mit einem Reduktionsmittel bei erhöhter Te.nperatur, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man als Reduktionsmittel ein Metall mit negativem Redoxpotential verwendet, das mit Wasser unter den Reaktionsbe-Pergierten fuel with a reducing agent at increased Te.nperatur, which is characterized in that one a metal with a negative redox potential is used as the reducing agent, which reacts with water under the reaction conditions

1300U/02231300U / 0223

dingungen nicht in erheblichem Umfang gasförmigen Wasserstoff entwickelt.conditions did not develop gaseous hydrogen to a significant extent.

Das Verfahren der Erfindung erlaubt eine sehr gute Ent-Schwefelung von Brennstoffen mit unterschiedlichstem Schwefelgehalt, wobei auch sehr geringe Schwefelgehalte noch weitgehend entfernt werden können. Das Verfahren der Erfindung vermeidet die Anwendung von Wasserstoff und ist sehr wirtschaftlich, da sämtliche Reaktionsteilnehmer in einfaeher Weise regeneriert werden können. Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, daß nur der Schwefel entfernt wird, während die anderen energietragenden Werte des Brennstoffs erhalten bleiben. Im Gegensatz hierzu erfolgt bei den meisten Entschwefelungsverfahren eine Entfernung bzw. Zerstörung des gesamten schwefelhaltigen Moleküls, so daß bis zu 10% des gesamten Energieinhalts des Brennstoffs verloren gehen können.The method of the invention allows very good desulfurization of fuels with a wide variety of sulfur contents, with very low sulfur contents can be largely removed. The process of the invention avoids the use of hydrogen and is very economical, since all reactants can be regenerated in a simple manner. Another special one The advantage is that only the sulfur is removed while the other energy-carrying values of the fuel are removed remain. In contrast, most desulphurisation processes involve removal or removal. Destruction of the entire sulfur-containing molecule, so that up to 10% of the total energy content of the fuel is lost can go.

Schließlich ist erfindungsgemäß auch die Entschwefelung von öl mit hohen Metallgehalten, insbesondere an Nickel und/oder Vanadin, gut durch-™ führbar, was nach den bisherigen Verfahren entweder überhaupt nicht oder nur sehr schlecht möglich ist.Finally, according to the invention, the desulfurization of oil with high Metal contents, especially nickel and / or vanadium, well through ™ feasible, which is either not possible at all or only very poorly according to the previous methods.

Erfindungsgemäß sind als Reduktionsmetalle alle Metalle mit negativem Redoxpotential geeignet, also Metalle, die negativer sind als Wasserstoff, sofern diese Metalle mit Wasser unter den Reaktionsbedingungen nicht in erheblichem Umfang gasförmigen Wasserstoff entwickeln. Auf die Praxis bezogen bedeutet dies, daß die Grenze etwa bei -2 Volt liegt, wobei das Aluminium (-1,67 Volt) das großtechnisch brauchbare Endglied der Kette ist, die sich zur positiveren Seite hin über Mangan, Zink, Chrom, Eisen, Cadmium, Kobalt, Nickel und Zinn bis zum Blei erstreckt. Neben dem Redoxpotential spielen für die technische Durchführung aber auch noch andere Gesichtspunkte eine Rolle, z.B. die Regenerierfähigkeit des bei der Reaktion entstehenden Metallsulfids und, nicht zuletzt, der Preis des Metalls. Allen vorgenannten Anforderungen genügt Eisen am besten, weshalb Eisen ganz besonders bevorzugt ist.According to the invention, all metals are included as reducing metals negative redox potential, i.e. metals that are more negative than hydrogen, provided these metals do not develop gaseous hydrogen to a significant extent with water under the reaction conditions. On the In practice, this means that the limit is around -2 volts, with aluminum (-1.67 volts) being used on an industrial scale useful end link of the chain, which extends to the more positive side via manganese, zinc, chromium, iron, cadmium, Cobalt, nickel and tin extends to lead. In addition to the redox potential, play for the technical implementation But other aspects also play a role, e.g. the ability of the metal sulfide to be regenerated during the reaction and, last but not least, the price of the metal. Iron meets all of the above requirements best, which is why Iron is particularly preferred.

1 300U/02231 300U / 0223

- 6 1 - 6 1

Die Reduktionsmetalle kommen feinteilig zur Anwendung. Diese Anwendung erfolgt entweder als Festbett, gegebenenfalls mit Sand vermischt, oder vorzugsweise als Fließbett. Für diesen Anwendungszweck ist technisches Eisenpulver im Handel, und auch bei den anderen Metallen sind geeignete Fließbettkörnungen erhältlich.The reducing metals are used in finely divided form. These It is used either as a fixed bed, optionally mixed with sand, or preferably as a fluidized bed. For this application is technical iron powder in the trade, and suitable fluidized bed grains are also available for the other metals.

Das Verfahren der Erfindung wird in wässriger Dispersion durchgeführt, wobei das Wasser folgende drei Funktionen hat: The process of the invention is carried out in an aqueous dispersion, the water having the following three functions:

1.) Das Wasser liefert den für die Reaktion erforderlichen Wasserstoff, für den Fall der Reduktion von Disulfiden nach der Reaktionsgleichung I1.) The water supplies the hydrogen required for the reaction, for the case of the reduction of disulfides the reaction equation I.

R-S-R1+2 Fe + 2H2O-* RH + R1H + FeS + Fe(OH)2 (I)RSR 1 +2 Fe + 2H 2 O- * RH + R 1 H + FeS + Fe (OH) 2 (I)

Hierbei kann im Fall von Mercaptanen die Re^- -ior* auch ohne Beteiligung von Wasser, zumindest in der Bilanz, nach der Reaktionsgleichung II erfolgenIn the case of mercaptans, the Re ^ - -ior * can also take place without the participation of water, at least in the balance, according to reaction equation II

RSH + Fe -» RH + FeS (II)RSH + Fe - »RH + FeS (II)

2.) Das Wasser dient als Kontaktvermittler bzw. Reaktionsvermittler zwischen Brennstoff und Reduktionsmetall,und 2.) The water serves as a contact mediator or reaction mediator between fuel and reducing metal, and

3.) das Wasser dient als Dispergiermittel für den Brennstoff und in der bevorzugten Ausführungsform als Fluid für das Fließbett.3.) the water serves as a dispersant for the fuel and in the preferred embodiment as a fluid for the fluid bed.

Da die für die Reduktion nach 1.) erforderliche Wassermenge relativ gering ist, richtet sich der Wasserbedarf in erster Linie nach den Funktionen 2.) und 3.). In der Praxis haben sich bei der Entschwefelung von Heizöl Wasser:Öl-Volumverhältnisse von etwa 1:1 als sehr vorteilhaft erwiesen. Man kann jedoch sowohl mit sehr viel größerem als auch mitSince the amount of water required for the reduction according to 1.) is relatively small, the water requirement is primarily determined Line after functions 2.) and 3.). In practice, the desulphurisation of heating oil has water: oil volume ratios of about 1: 1 proved to be very beneficial. You can, however, both with a much larger one and with

1300U/0223 ORIGINAL IMSPECTEO1300U / 0223 ORIGINAL IMSPECTEO

sehr viel geringerem Wasseranteil arbeiten.work with a much lower water content.

c Die öltröpfchengröße der ölemulsion wird hierbei so gewählt, daß nach Maßgabe der Reaktionsbedingungen der gewünschte Entschwefelungsgrad erreicht wird. Im Fall von festem Brennstoff, wie Kohle, wählt man die Brennstoffkörnung ebenfallsso, daß der Brennstoff das Fließbett mit der ge-IQ wünschten Geschwindigkeit durchströmt. Gegebenenfalls arbeitet man unter Zusatz von Dispergierhilfsmitteln.c The oil droplet size of the oil emulsion is chosen so that that, depending on the reaction conditions, the desired degree of desulfurization is achieved. In the case of solid fuel, such as coal, the fuel grain size is also chosen so that the fuel flows into the fluidized bed with the IQ desired speed flows through. If necessary, one works with the addition of dispersing aids.

Das Verfahren der Erfindung wird ohne Laugenzusatz, also bei neutralem pH-Wert durchgeführt. Manchmal kommt es durch den Schwefelgehalt des Brennstoffs (H2S) zu einer gewissen pH-Verschiebung zum Sauren hin. Dies spielt jedoch keine besondere Rolle, insbesondere ist der Zusatz von Lauge nicht erforderlich.The process of the invention is carried out without the addition of alkali, that is to say at a neutral pH. Sometimes the sulfur content of the fuel (H 2 S) leads to a certain pH shift towards acidity. However, this does not play a special role, in particular the addition of lye is not necessary.

Die bei der Durchführung des Verfahrens der Erfindung angewendeten Temperaturen unterliegen keiner besonderen Beschränkung, sofern man die flüssige Phase (Dispersion) aufrechterhält. Im allgemeinen arbeitet man bei Temperaturen von 80 bis 1400C, vorzugsweise 90 bis 1100C, im umweltgeschlossenen System.The temperatures used in carrying out the process of the invention are not particularly limited as long as the liquid phase (dispersion) is maintained. In general, temperatures of 80 to 140 ° C., preferably 90 to 110 ° C., are used in an environmentally closed system.

Die angewendeten Temperaturen sollten einerseits zur Erzielung kurzer Reaktionszeiten möglichst hoch sein; andererseits ist ein energieverbrauchendes Erwärmen des Reaktionsgemisches zu vermeiden. Ohne direkte Weiterverwendung des entschwefelten Brennstoffs werden deshalb vorzugsweise niedrigere Temperaturen bis etwa 900C angewendet. Andererseits muß beim Verfeuern von schwerem Heizöl in Kraftwerken wegen der Zerstäubungseigenschaften in den Brenneranlagen ohnehin eine Erwärmung des Heizöls auf etwa 1200C erfolgen. In diesem Fall wird man das Entschwefelungsverfahren vorzugsweise bei 1200C durchführen und dann das entschwefelte Heizöl direkt in den Brenner einspeisen.On the one hand, the temperatures used should be as high as possible in order to achieve short reaction times; on the other hand, energy-consuming heating of the reaction mixture is to be avoided. Without direct further use of the desulphurized fuel, lower temperatures of up to about 90 ° C. are therefore preferably used. On the other hand, when heavy fuel oil is burned in power stations, the fuel oil must be heated to around 120 ° C. anyway because of the atomization properties in the burner systems. In this case, the desulfurization process will preferably be carried out at 120 ° C. and then the desulfurized heating oil will be fed directly into the burner.

1300U/02231300U / 0223

Bei der Entschwefelung von Kohle oder anderen nichtflüssigen Brennstoffen nach dem Verfahren der Erfindung besteht insofern ein gewisser Unterschied zur Erdölentschwefelung als, nach Naßzerkleinerung bzw. Naßvermahlung des festen Brennstoffs, anorganische Schwefelverbindungen, wie Schwefelkies, die in größerer Menge enthalten sein können, vorzugsweise vorab durch Laugenextraktion entfernt werden. Dies gilt auch für lösliche Sulfate. Soweit schlecht laugenlösliche Schwefelverbindungen nicht bereits durch Flotation abgetrennt werden können, wird dieser Schwefel zusammen mit dem unlöslichen Sulfatschwefel durch die Reaktion mit dem Reduktionsmetall zu Sulfidschwefel reduziert.In the desulfurization of coal or other non-liquid fuels according to the method of the invention a certain difference to crude oil desulphurization as, after wet grinding or wet grinding of the solid Fuel, inorganic sulfur compounds, such as pyrites, which may be contained in larger quantities, preferably be removed beforehand by lye extraction. This also applies to soluble sulfates. As far as poorly alkali-soluble Sulfur compounds cannot already be separated by flotation, this sulfur is together with the insoluble sulphate sulfur is reduced to sulphide sulfur by reaction with the reducing metal.

Nach beendeter Reaktion erfolgt im Falle von Erdöl eine Öl/Wasser-Phasentrennung. Im allgemeinen erhält man eine leichte Emulsionstrennung in üblichen Separatoren. In manchen Fällen, insbesondere wenn Emulgatoren (grenzflächenaktive Stoffe) verwendet wurden, ist jedoch die Anwendung von Emulsionsbrechern von Vorteil. Hierzu geeignete Stoffe und die anzuwendenden Mengen sind dem Fachmann bekannt.After the reaction has ended, an oil / water phase separation takes place in the case of petroleum. Generally one gets one easy emulsion separation in common separators. In some cases, especially when emulsifiers (surface-active Substances) have been used, however, the use of emulsion breakers is advantageous. Suitable substances for this and the amounts to be used are known to the person skilled in the art.

Im Fall von festen Brennstoffen, wie Kohle, erfolgt nach der Entschwefelung eine Sedimentation des festen Brennstoffs. In manchen Fällen ist es hierbei von Vorteil, Antinetzmittel zur schnelleren Sedimentation zuzusetzen, insbesondere wenn vorher zur besseren Dispergierung der Brennstoffteilchen Dispergierhilfsmittel (grenzflächenaktive Stoffe) verwendet wurden. Geeignete Antinetzmittel und die zu verwendenden Mengen sind dem Fachmann bekannt.In the case of solid fuels, such as coal, the Desulfurization is a sedimentation of the solid fuel. In some cases it is advantageous to use anti-wetting agents to add for faster sedimentation, especially if beforehand for better dispersion of the fuel particles Dispersing aids (surface-active substances) are used became. Suitable anti-wetting agents and the amounts to be used are known to the person skilled in the art.

Der entschwefelte Brennstoff enthält nach der Abtrennung von der wässrigen Phase noch eine gewisse Menge Wasser, im Fall von Heizöl etwa 2 bis 3%. Dies hat jedoch keinen störenden Einfluß und wirkt sich insbesondere nicht nachteilig auf die Energiebilanz aus.After separation from the aqueous phase, the desulphurized fuel still contains a certain amount of water, im Case of heating oil about 2 to 3%. However, this has no disruptive influence and, in particular, does not have a disadvantageous effect on the energy balance.

1 300U/02231 300U / 0223

Das durch Reduktion der Schwefelverbindungen entstehende Metallsulfid wird durch übliches Abrösten in Metalloxid und Schwefeldioxid überführt. Im Fall der Verwendung von Eisen als Reduktionsmetall erhält man Eisensulfid, das beim Abrösten Eisenoxid und Schwefeldioxid ergibt. Das Schwefeldioxid wird auf Schwefel oder Schwefelsäure aufgearbeitet. Das Eisenoxid kann zu Eisen, reduziert und in den Prozeß zurückgeführt werden.The metal sulfide formed by reducing the sulfur compounds is converted into metal oxide by the usual roasting and sulfur dioxide transferred. In the case of using iron as the reducing metal, iron sulfide is obtained when roasting iron oxide and sulfur dioxide results. The sulfur dioxide is processed to sulfur or sulfuric acid. The iron oxide can be reduced to iron and fed back into the process.

Die Nutzung des Schwefels stellt einen weiteren Vorteil des Verfahrens der Erfindung dar. Die herkömmliche Rauchgasentschwefelung erfolgt ausschließlich durch Absorption des Schwefeldioxids mittels Kalkmilch, wobei das zunächst gebildete Hydrogensulfit durch Oxidation in Sulfat (Gips) überführt wird, das einer Wiederverwendung nicht zugänglich ist.The use of sulfur represents a further advantage of the process of the invention. Conventional flue gas desulphurization takes place exclusively through the absorption of sulfur dioxide by means of milk of lime, which is initially hydrogen sulfite formed by oxidation in sulfate (gypsum) is convicted that is not accessible for reuse.

in einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung wird das Reduktionsmetall in Verbindung mit einem Aktivator verwendet. Als Aktivatoren kommen Stoffe mit einem Redoxpotential in Frage, das positiver als dasjenige des Reduktionsmetalls ist. Vorzugsweise handelt es sichin a preferred embodiment of the method of In the invention, the reducing metal is used in conjunction with an activator. Substances come along as activators a redox potential in question, which is more positive than that of the reducing metal. Preferably it is

£Ό bei dem Aktivator um ein Metall. Ein besonders bevorzugtes Aktivatormetall ist Kupfer, insbesondere auch in Kombination mit Eisen als Reduktionsmetall. £ Ό with the activator around a metal. A particularly preferred activator metal is copper, in particular also in combination with iron as a reducing metal.

Der Aktivator wird vorzugsweise auf das ReduktionsmetallThe activator is preferably applied to the reducing metal

aufgebracht, z.B. indem man das Reduktionsmetallpulver mit einer Aktivatorlösung oder -dispersion, z.B. mit einer Lösung des Aktivatormetallsalzes, vorzugsweise einer Kupfersalzlösung, tränkt.applied, e.g. by treating the reducing metal powder with an activator solution or dispersion, e.g. with a Solution of the activator metal salt, preferably a copper salt solution, soaks.

Die Menge des Aktivators ist nicht kritisch. Es genügen bereits sehr geringe Mengen, z.B. 0,01 bis 2 %, bezogen auf Reduktionsmetall. Die obere Grenze wird durch diejenige Aktivatormenge bestimmt, die keine weitere Verfahrensver-The amount of activator is not critical. Even very small amounts are sufficient, e.g. 0.01 to 2%, based on Reducing metal. The upper limit is determined by the amount of activator that does not require any further procedural

1300U/02231300U / 0223

293688a293688a

besserung bringt.brings improvement.

c Zur Erzielung einer besseren Benetzung bzw. eines besseren Kontakts zwischen dem Reduktionsmetall und dem flüssigen oder festen Brennstoff in der Dispersion werden vorzugsweise geringe Mengen Netzmittel (grenzflächenaktive Stoffe) verwendet. Geeignete Netzmittel sind dem Fachmann IQ bekannt. Meist sind schon sehr geringe Mengen von z.B. nur 2 bis 10 ppm ausreichend.c To achieve better wetting or a better one Contacts between the reducing metal and the liquid or solid fuel in the dispersion are preferred small amounts of wetting agents (surface-active substances) used. Suitable wetting agents are known to those skilled in the art IQ known. Usually very small amounts of e.g. only 2 to 10 ppm is sufficient.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. The invention is explained below with reference to the drawing.

Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens der Erfindung zur Entschwefelung von Heizöl.The single figure shows in a schematic representation a preferred embodiment of the method of the invention for desulphurisation of heating oil.

Schwefelhaltiges Heizöl, Kreislaufwasst ·, v~' wasser und Dispergierhilfsmittel werden über die Leitungen 1, 2, 3 bzw. 4 eingespeist. Nachdem man in einem Wärmeaustauscher 5 auf etwa 1000C erhitzt hat, erfolgt in einem Mischer 6 die Herstellung einer Emulsion, die dann von unten in eine erste Reaktionskolonne 7 eingespeist wird. In einem Eisenpulver-Fließbett 8 erfolgt die Reduktionsreaktion des Eisenpulvers mit den Schwefelverbindungen des Heizöls. Das im Fließbett 8 verwendete Eisenpulver ist so hergestellt worden, daß man technisches Eisenpulver mit einer Kupferchloridlösung getränkt hat, so daß 2 Gew.-% Kupfer, bezogen auf Eisenpulver, anwesend sind. Ein überlauf 9 am oberen Ende der Reaktionskolonne 7 dient als Scheider für die Trennung des Öl-Wasser-Eisensulfid-Gemisches von dem nicht umgesetzten Eisenpulver. Der Überlauf aus der ersten Reaktionskolonne wird durch eine zweite Reaktionskolonne 11 gepumpt, die ein exaktes Duplikat der ersten Reaktionskolonne darstellt. Der Überlauf aus dieser zweiten Reaktionskolonne 11 wird über eine Leitung 12 in einen ersten Separator 13Sulfur-containing heating oil, circulating water, v ~ ' water and dispersing agents are fed in via lines 1, 2, 3 and 4, respectively. After heating to approximately 100 ° C. in a heat exchanger 5, an emulsion is produced in a mixer 6, which is then fed into a first reaction column 7 from below. The reduction reaction of the iron powder with the sulfur compounds of the heating oil takes place in an iron powder fluidized bed 8. The iron powder used in the fluidized bed 8 has been produced in such a way that technical iron powder has been impregnated with a copper chloride solution, so that 2% by weight of copper, based on iron powder, is present. An overflow 9 at the upper end of the reaction column 7 serves as a separator for the separation of the oil-water-iron sulfide mixture from the unreacted iron powder. The overflow from the first reaction column is pumped through a second reaction column 11, which is an exact duplicate of the first reaction column. The overflow from this second reaction column 11 is passed into a first separator 13 via a line 12

1300U/0223 ORIGINAL IWSPECTED BAD ORIGINAL1300U / 0223 ORIGINAL IWSPECTED BAD ORIGINAL

- 11 1 - 11 1

eingespeist. Am Boden dieses ersten Scheiders wird das gebildete Eisensulfid abgezogen, das dann in üblicher Weise c abgeröstet und weiterverarbeitet wird, über eine Leitung 14 erfolgt dann Einspeisung in einen zweiten Separator 15, wo die Phasentrennung der Öl-Wasser-Emulsion, gegebenenfalls unter Zusatz geringer Mengen Antinetzmittel, erfolgt. Das entschwefelte Öl wird dann über eine Leitung 16 ausgetragen und direkt dem Brenner eines Heizkraftwerkes zugeführt. Das Wasser wird über die Leitung 2 ausgetragen und in den Prozeß zurückgeführt.fed in. The iron sulphide formed is drawn off at the bottom of this first separator, which is then removed in the usual way c is roasted and further processed via a line 14 is then fed into a second separator 15, where the phase separation of the oil-water emulsion, if necessary with the addition of small amounts of anti-wetting agent. The desulphurized oil is then discharged via a line 16 and fed directly to the burner of a thermal power station. The water is discharged via line 2 and fed back into the process.

Beide Reaktionskolonnen 7 und 11 sind mit Wärmeisolierung und Fenstern (nicht dargestellt) versehen, durch die die Reaktion beobachtet werden kann. Elektrische Heizungen (nicht dargestellt) ermöglichen die Einhaltung einer konstanten Reaktionstemperatur bzw. die Veränderung der Reaktionstemperatur. über eine Leitung 17 wird frisches, aktiviertes Eisenpulver nach Maßgabe des Eisenverbrauchs zugeführt. Das beschriebene Verfahren ermöglicht bei einem Heizöl mit 3,5 Gew.-% Schwefelgehalt die Herabsetzung des Schwefelgehaltes auf<0,1Gew.-% unter folgenden Bedingungen:Both reaction columns 7 and 11 are thermally insulated and windows (not shown) through which the reaction can be observed. Electric heaters (not shown) make it possible to maintain a constant reaction temperature or to change the reaction temperature. A line 17 is fresh, activated Iron powder supplied in accordance with the iron consumption. The method described enables a Heating oil with a sulfur content of 3.5% by weight reduces the sulfur content to <0.1% by weight under the following conditions:

Wasser/Öl-Verhältnis 1:1Water / oil ratio 1: 1

Reaktionstemperatur 90 bis 1000CReaction temperature 90 to 100 0 C

mittlere Verweilzeit 5 min. pro ReaktionskolonneAverage residence time 5 minutes per reaction column

3 2
Fließgeschwindigkeit 0,4 m /m /h Öl/Wassergemisc Netzmittel- und Antinetzmittelzusatz
3 2
Flow rate 0.4 m / m / h oil / water mixture Wetting agent and anti-wetting agent additive

on 1 bis 5g/hon 1 to 5g / h

gebildetes Eisensulfid 95 kg/h
Heizöldurchsatz 1 t/h .
iron sulfide formed 95 kg / h
Heating oil throughput 1 t / h.

1300U/02231300U / 0223

-41--41-

LeerseiteBlank page

Claims (4)

PATENT- UND RECHTSANWÄLTE RECHTSANWALT PATENTT ANWÄLTEJOCHEN PAGENBERG or jur . u. μ harvard WOLFGANG A. DOST dr.dipi UDO W. ALTENBURG D,PL -PH GALILEIPLATZ 1, 8000 MÜNCHEN 80 TELEFON (0 89) 98 66 64 TELEX: (05) 22 791 pad d CABLE: PADBÜRO MÜNCHEN datum 12 September 1979 B 1614 D/ra PatentansprüchePATENT- AND LAWYERS LAWYER PATENTT ANWÄLTEJOCHEN PAGENBERG or jur. u. μ harvard WOLFGANG A. DOST dr.dipi UDO W. ALTENBURG D, PL -PH GALILEIPLATZ 1, 8000 MUNICH 80 TELEPHONE (0 89) 98 66 64 TELEX: (05) 22 791 pad d CABLE: PADBÜRO MUNICH date 12 September 1979 B 1614 D / ra claims 1. Verfahren zur Entschwefelung von fossilem Brennstoff, wie Erdöl, Kohle und dergleichen, durch Behandeln des teilchenförmigen, in wässrigem Medium dispergierten Brennstoffs mit einem Reduktionsmittel bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmittel ein Metall mit negativem Redoxpotential1. Process for the desulfurization of fossil fuels, such as petroleum, coal and the like, by treating the particulate, dispersed in an aqueous medium fuel with a reducing agent at elevated temperature, characterized in that as Reducing agent a metal with a negative redox potential ' verwendet, das mit Wasser unter den Reaktionsbedingungen nicht in erheblichem Umfang gasförmigen Wasserstoff entwickelt. 'used that with water under the reaction conditions does not develop gaseous hydrogen to any significant extent. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Reduktionsmetall Eisen verwendet.2. The method according to claim 1, characterized in that one iron is used as a reducing metal. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Reduktionsmetall mit Aktivatorzusatz verwendet.3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that that one uses a reducing metal with added activator. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man4. The method according to claim 3, characterized in that one als Aktivatorzusatz Kupfer verwendet.copper is used as an activator additive. 1 300U/02231 300U / 0223 "ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPAISCHEN PATENTAMT PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT"APPROVED REPRESENTATIVES AT THE EUROPEAN PATENT OFFICE PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE THE EUROPEAN PATENT MANDATAIRES AGREES PRtS L' OFFICE EUROPEEN DES BRf VETSMANDATAIRES AGREES PRtS L 'OFFICE EUROPEEN DES BRf VETS ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
DE19792936888 1979-09-12 1979-09-12 Process for the desulfurization of fossil fuel Expired DE2936888C2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792936888 DE2936888C2 (en) 1979-09-12 1979-09-12 Process for the desulfurization of fossil fuel
EP80101511A EP0025474A1 (en) 1979-09-12 1980-03-21 Process for the desulphurization of a fossil fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792936888 DE2936888C2 (en) 1979-09-12 1979-09-12 Process for the desulfurization of fossil fuel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2936888A1 true DE2936888A1 (en) 1981-04-02
DE2936888C2 DE2936888C2 (en) 1984-11-15

Family

ID=6080694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792936888 Expired DE2936888C2 (en) 1979-09-12 1979-09-12 Process for the desulfurization of fossil fuel

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0025474A1 (en)
DE (1) DE2936888C2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1692756A (en) * 1927-01-18 1928-11-20 Vacuum Oil Company Desulphurizing hydrocarbon oils
DE570876C (en) * 1927-03-19 1933-02-22 Benzol Verband G M B H Process for the desulphurisation of earth and tea oils
DE640204C (en) * 1931-12-04 1936-12-24 Hugo Kiemstedt Dr Process to remove the corrosive properties and bad smell of sulfur-containing hydrocarbons
US3387941A (en) * 1965-03-23 1968-06-11 Carbon Company Process for desulfurizing carbonaceous materials

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE548711C (en) * 1925-09-03 1934-07-18 I G Farbenindustrie Akt Ges Process for refining coal, tars, mineral oils, their extraction and distillation products or residues
GB263381A (en) * 1926-04-27 1926-12-30 Charles Delamare Maze Process and apparatus for the purification and hydrogenation of liquid hydrocarbons
US1962182A (en) * 1931-09-24 1934-06-12 Universal Oil Prod Co Treatment of hydrocarbon oils
FR831021A (en) * 1937-03-31 1938-08-18 Cie Tech Des Petroles Improvements in desulphurization and stabilization processes for hydrocarbon mixtures and in particular natural gasolines and cracking
US2420218A (en) * 1944-09-22 1947-05-06 Pure Oil Co Sweetening hydrocarbon oils

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1692756A (en) * 1927-01-18 1928-11-20 Vacuum Oil Company Desulphurizing hydrocarbon oils
DE570876C (en) * 1927-03-19 1933-02-22 Benzol Verband G M B H Process for the desulphurisation of earth and tea oils
DE640204C (en) * 1931-12-04 1936-12-24 Hugo Kiemstedt Dr Process to remove the corrosive properties and bad smell of sulfur-containing hydrocarbons
US3387941A (en) * 1965-03-23 1968-06-11 Carbon Company Process for desulfurizing carbonaceous materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Erdöl und Kohle-Erdgas-Petrochemie vereinigt mit Brennstoff-Chemie", 1977, H.4, S.159-164 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE2936888C2 (en) 1984-11-15
EP0025474A1 (en) 1981-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69932362T2 (en) DEGREASING AGENT AND METHOD FOR THE DESOLUTION OF CARBON HYDROGEN
DE2326696A1 (en) PROCESS FOR DESULFURIZING PETROLEUM WITH ALKALINE METALS
DD237181A5 (en) METHOD FOR REDUCING THE CONCENTRATION OF MERCAPTAN COMPOUNDS
DE1019786B (en) Process for hydrated desulphurisation of high-boiling, sulphurous petroleum products
EP0160332A2 (en) Process for eliminating hydrogen sulfide from exhaust gases and for producing sulfur by the Claus- process
DE2142730C3 (en) Process for reducing the total sulfur content of a sulfite-containing aqueous solution
DE2167259C2 (en) Process for the pyrolysis of carbonaceous materials
DE2936888A1 (en) METHOD FOR DESULFURING FOSSILEM FUEL
DE1130544B (en) Process for the desulfurization of hydrocarbons
US1789335A (en) Process of treating sulphur-containing oils
DE1470611C (en) Process for sweetening light petroleum distillates
DE936088C (en) Process for reducing the sodium sulphide and mercaptan content of aqueous alkaline solutions
DE2924288A1 (en) METHOD OF REMOVING SULFUR FROM COAL
CH595432A5 (en) Removal of sulphur cpds. from oil fractions
US2768929A (en) Refining of sulfur bearing mineral oils with dialkylpolysulfide
DE1645726A1 (en) Desulfurization of petroleum fractions
DE2337364B2 (en) Method for purifying a gas containing hydrogen sulfide
DE2815069A1 (en) CATALYTIC PROCESS FOR CRACKING HYDROCARBONS WITH REDUCED POLLUTANT CONTENT IN THE EXHAUST GAS AND SUITABLE COMPOSITION
DE966995C (en) Process for the catalytic desulfurization of naphthenic petroleum distillates
DE2304497A1 (en) Hydrogen sulphide removal from gases - by absorption in wash liq. contg. copper ions,and oxidn. in acid medium contg. halide
DE1470611B (en) Process for sweetening light petroleum distillates
US2060108A (en) Treatment of blackstrap sludge
DE2122000A1 (en) Process for converting hydrogen sulphide into free sulfur
AT285784B (en) Process for continuously carrying out the oxidation of a mercaptan compound
DE912249C (en) Process for the desulphurization of acidic or mercaptan-containing hydrocarbon oils

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee