DE3008446C2

DE3008446C2 -

Info

Publication number: DE3008446C2
Application number: DE3008446A
Authority: DE
Inventors: Donald Eugene Oklahoma City Okla. Us Rhodes
Original assignee: KERR-MCGEE CORP OKLAHOMA CITY OKLA US
Current assignee: KERR-MCGEE CORP OKLAHOMA CITY OKLA US
Priority date: 1979-06-27
Filing date: 1980-03-05
Publication date: 1987-06-11
Also published as: CA1125209A; BE881995A; ZA80950B; AU5569480A; FR2459826A1; FR2459826B1; DE3008446A1; US4225420A; GB2052552B; GB2052552A; AU514477B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur verbesserten Ge winnung von löslichen Kohleprodukten bei einem kontinuier lichen Kohleentaschungsprozeß.

Kohleverflüssigungs- und Kohleentaschungsprozesse sind be kannt, bei denen Kohle mit einem oder mehreren Lösungsmitteln behandelt und verarbeitet wird, um die erhaltenen unlöslichen Kohleprodukte von den löslichen Kohleprodukten zu trennen (DE-OS 27 25 040, US-PS 40 70 267, US-PS 37 91 956).

Bei einem weiterentwickelten Verfahren dieser Art werden Kohleverflüssigungsprodukte mit einem Entaschungslösungsmit tel in Kontakt gebracht und das erhaltene Gemisch in eine bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck gehaltene Abtrennzone eingeleitet und in eine schwere Phase, die die unlöslichen Kohleprodukte enthält, und eine leichte Phase getrennt, die die löslichen Kohleprodukte enthält. Wenn die Abtrennung unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen durchge führt wird, ist die schwere Phase gut fließfähig und aus der Abtrennzone leicht zu entfernen. Wenn jedoch die Bedingungen so eingestellt werden, daß die Ausbeute an löslichen Kohle produkten, die als leichte Phase gewonnen werden, über ein bestimmtes Maß hinausgehen soll, dann ist die schwere Phase nicht mehr fließfähig. Beim Entfernen einer solchen schweren Phase (selbst wenn die flüssigkeitsartig ist) können die Abzugsleitungen oder der aus der Apparatur abströmende Pro duktionsstrom durch verfestigtes Material der schweren Phase verstopft werden. Wenn sich die flüssigkeitsartige schwere Phase innerhalb der Vorrichtung verfestigt hat, kann sie in ihren flüssigkeitsartigen Zustand nur noch durch Einleiten von löslichen Kohleprodukten oder anderen hochsiedenden aromatischen Materialien zurückgebracht werden. Eine derar tige Verwendung der löslichen Kohleprodukte führt notwendi gerweise zu einer erheblich niedrigeren Nettoausbeute an entaschten löslichen Kohleprodukten.

Eine Auftrennung der Kohleverflüssigungsprodukte in eine erste leichte Phase und in eine erste schwere Phase derge stalt, daß letztere fluidartig und nicht fließfähig ist, jedoch dann durch gesonderte Lösungsmittelzugabe Fließfähig keit erhält, wurde bisher nicht in Erwägung gezogen.

Man hat zwar schon Kohleverflüssigungsprodukte mit einer Promotorflüssigkeit versetzt zwecks Abtrennung der unlösli chen Kohleprodukte, wobei das Gemisch aus Kohleverflüssi gungsprodukten und Promotorflüssigkeit in einen Absetzer auf Gravitationsbasis geleitet wird, wo sich die unlöslichen Kohleprodukte als Unterstrom abtrennen, der abgezogen und gestrippt wird, um einen Teil der verbliebenen löslichen Kohleprodukte zu gewinnen. In diesem Verfahren muß jedoch der feststoffhaltige Strom genügend lösliche Kohle enthalten, um einen Gehalt an Benzol-Löslichem von mindestens 35% einzu stellen. Der Gehalt an Benzol-Löslichem des abgestrippten feststoffhaltigen Stroms beträgt sogar normalerweise etwa 40 bis 60%. Dieses Verfahren ist wegen des erheblichen Ver brauchs an löslichen Kohleprodukten unwirtschaftlich.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, durch welches Kohleverflüssigungsprodukte so behandelt werden können, daß unlösliche Kohleprodukte von den löslichen Kohle produkten mit einem minimalen Verlust an wertvollen löslichen Kohleprodukten getrennt werden, während der Strom der un löslichen Kohleprodukte in fließfähigem Zustand gehalten wird.

Hierzu schlägt die Erfindung das Verfahren nach Anspruch 1 mit bevorzugten bzw. abgewandelten Ausgestaltungen nach den Ansprüchen 2-5 vor.

Es wurde gefunden, daß die Kohleverflüssigungsprodukte unter Bedingungen entascht werden können, unter denen die Ausbeute an gewinnbaren löslichen Kohleprodukten auf ein Maximum einzustellen ist, wenn man unter spezifischen Parametern die Fließfähigkeit der flüssigkeitsartigen schweren Phase, die von den löslichen Kohleprodukten abgetrennt wird, innerhalb einer Trennzone wieder herstellt.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird eine kohlenwasserstoff haltige Beschickung aus löslichen Kohleprodukten und unlösli chen Kohleprodukten vorgegeben und ein Entaschungslösungsmit tel verwendet, das im wesentlichen aus mindestens einer Substanz mit einer kritischen Temperatur unter 427°C besteht und aus der folgenden Gruppe von Substanzklassen ausgewählt ist:

a) aromatische Kohlenwasserstoffe mit einem einzigen Benzolkern und Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
b) monocyclisch-aromatische Kohlenwasserstoffe mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
c) cycloparaffinische Kohlenwasserstoffe mit Normal siedepunkten unter etwa 154°C,
d) nichtaromatische monocyclische Kohlenwasserstoffe mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
e) offenkettige monoolefinische Kohlenwasserstoffe mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
f) offenkettige gesättigte Kohlenwasserstoffe mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
g) offenkettige Mono-, Di- und Triamine, die etwa 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten,
h) carbocyclische Amine mit einer monocyclischen Struktur, die etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatome enthält,
i) heterocyclische Amine, die etwa 5 bis 9 Kohlenstoff atome enthalten, und
j) Phenole, enthaltend etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatome, und deren Homologe;

wobei Beschickung und Lösungsmittel in einer Mischzone ge mischt werden, um ein Beschickungsgemisch herzustellen, dieses Beschickungsgemisch in eine erste Trennzone geleitet wird, die auf einer erhöhten Temperatur im Bereich von 204°C bis 371°C und bei einem erhöhten Druck im Bereich von 4,2 bis 10,5 MPa gehalten wird, um eine Trennung dieses Beschickungs gemisches in eine flüssigkeitsartige erste leichte Phase aus löslichen Kohleprodukten und Entaschungslösungsmittel und in eine im wesentlichen nichtfließfähige flüssigkeitsartige erste schwere Phase aus unlöslichen Kohleprodukten, etwas löslichen Kohleprodukten und etwas Entaschungslösungsmittel zu bewirken; innerhalb der ersten Trennzone eine zusätzliche Menge an Entaschungslösungsmittel in diese erste schwere Phase geführt wird, um ein Gewichtsverhältnis von Ent aschungslösungsmittel zur ersten schweren Phase im Bereich von 0,04 : 1 bis 10 : 1 einzustellen, die erste leichte Phase aus der ersten Trennzone abgezogen wird und die fließfähig gemachte erste schwere Phase aus der ersten Trennzone abgezo gen wird.

Die Erfindung führt zu löslichen Kohleprodukten mit einer erhöhten Ausbeute und stellt hierdurch ein wirtschaftlicheres Kohleentaschungsverfahren zur Verfügung.

Der Begriff "Entaschungslösungsmittel" bedeutet eine Flüssig keit, die im wesentlichen aus mindestens einer Substanz besteht mit einer kritischen Temperatur unterhalb 427°C und aus der Gruppe der im Anspruch 1 genannten Substanzklassen ausgewählt ist.

Der Begriff "unlösliche Kohleprodukte" bedeutet ungelöste Kohle, mineralische Materie, andere feste anorganische klein teilige Materie und andere derartige Materie, die in dem Entaschungslösungsmittel unter den Bedingungen der Erfindung unlöslich sind.

Der Begriff "Asche" bedeutet den Rückstand, der nach der Verbrennung der unlöslichen Kohleprodukte zurückbleibt.

Der Begriff "lösliche Kohleprodukte" bezeichnet die Bestand teile der Beschickung, die in dem Entaschungslösungsmittel unter den Bedingungen der Erfindung löslich sind.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 2 veranschaulicht schematisch ein alternatives Verfahren der Erfindung.

In Fig. 1 wird eine Beschickung aus kohlenwasserstoffhaltigem Material über Leitung 10 in eine erste Mischzone 14 geleitet. Das kohlenwasserstoffhaltige Material enthält Kohleverflüssi gungsprodukte oder Fraktionen derselben, mit löslichen und unlöslichen Kohleprodukten, die durch Kohleverflüssigung oder Verflüssigung anderer kohlenstoffhaltiger Materialien erzeugt werden, einschließlich Produkte wie Pech und Teer, die sich aus der zersetzenden Destillation von kohlenstoffhaltigen Materialien wie Kohle, Koks oder dergleichen ergeben, und insbesondere Produktfraktionen, die im wesentlichen nicht- destillierbare lösliche Kohleprodukte enthalten, d. h. Frak tionen mit einem Normalsiedebeginn über 510°C (Normaldruck); diese Produkte werden im folgenden als lösliche Kohleprodukte und unlösliche Kohleprodukte enthaltende Materialien be zeichnet.

In der ersten Mischzone 14 wird die Beschickung mit einem Entaschungslösungsmittel in Kontakt gebracht und gemischt, das durch Leitung 12 zugeführt wird, um ein Beschickungsge misch zu bilden. Genügend Entaschungsmittel wird in die Mischzone 14 geleitet, um ein Gewichtsverhältnis von Ent aschungslösungsmittel zu Beschickung von etwa 1 : 1 bis etwa 10 : 1 einzustellen.

Größere Mengen Lösungsmittel können verwendet werden, deren Verwendung ist jedoch zuweilen unökonomisch. Das Be schickungsgemisch wird aus der ersten Mischzone 14 über Leitung 16 in eine erste Trennzone 20 geleitet, die z. B. einen Trennkessel umfaßt.

Die erste Trennzone 20 wird unter den speziellen Bedingungen der erhöhten Temperatur und des erhöhten Druckes gehalten, um eine Trennung des Beschickungsgemisches in eine flüssigkeits artige erste leichte Phase aus löslichen Kohleprodukten und Entaschungslösungsmittel und in eine flüssigkeitsartige erste schwere Phase aus unlöslichen Kohleprodukten und etwas Ent aschungslösungsmittel zu bewirken.

Die erste leichte Phase wird im oberen Teil 22 der ersten Trennzone 20 abgetrennt und die erste schwere Phase sammelt sich im unteren Teil 24 der ersten Trennzone 20.

Die erste Trennzone 20 wird bei einer Temperatur im Bereich von 204°C bis 371°C gehalten. Der Überdruck wird im Bereich von 4,2 MPa bis 10,5 MPa gehalten.

Die speziellen Temperatur- und Drucktemperaturen sind so gewählt, daß die Ausbeute an gewinnbaren löslichen Kohlepro dukten in der ersten leichten Phase maximiert wird. Diese Bedingungen führen jedoch zu einer flüssigkeitsartigen ersten schweren Phase, die nicht mehr fließfähig ist.

Damit nun die erste schwere Phase aus dem unteren Teil 24 der ersten Trennzone 20 abgezogen werden kann, wird erfindungsge mäß eine zusätzliche Menge an Entaschungslösungsmittel in die erste schwere Phase über Leitung 18 zugeleitet. Das Ent aschungslösungsmittel wird unterhalb der Grenzfläche zwischen der ersten leichten Phase und der ersten schweren Phase zugeleitet. Es mischt sich mit der ersten schweren Phase und reduziert die Viskosität des Gemisches, wodurch die erste schwere Phase beim Abziehen aus der ersten Trennzone 20 fließfähig wird. Das Entaschungslösungsmittel wird in den unteren Teil 24 der ersten Trennzone 20 in ausreichender Menge eingeleitet, um ein Gewichtsverhältnis von Entaschungs lösungsmittel/erste schwere Phase von 0,04 : 1 bis 10 : 1 einzustellen. Das bevorzugte Verhältnis für Entaschungs lösungsmittel/erste schwere Phase beläuft sich auf einen Bereich von 0,08 : 1 bis 0,25 : 1.

Die Erhöhung der Menge an Entaschungslösungsmittel bereits in dem in die Trennzone 20 eingeleiteten Beschickungsgemisch verhindert demgegenüber nicht, daß die erste schwere Phase nichtfließfähig wird.

Die erste schwere Phase, die durch Einleitung des Ent aschungslösungsmittels in den unteren Teil 24 der ersten Trennzone 20 fließfähig geworden ist, wird aus der ersten Trennzone 20 über Leitung 26 abgezogen. Die erste schwere Phase wird dann vorzugsweise in eine Lösungsmittel-Rückgewin nungszone 28 geleitet, wo das Entaschungslösungsmittel zwecks Rückführung und Verwendung zur Herstellung von zusätzlichem Beschickungsgemisch abgetrennt wird. Das Entaschungslösungs mittel wird über Leitung 30 aus der Lösungsmittel-Rückgewin nungszone 28 abgezogen. Die unlöslichen Kohleprodukte werden aus der Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 28 über Leitung 32 abgezogen.

Zweckmäßigerweise umfaßt die Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 28 einen Entspannungs-Verdampfungskessel. Die erste schwere Phase wird in den Entspannungs-Verdampfungskessel geleitet, wo der Druck durch Entspannen um mindestens 0,7 MPa reduziert und mindestens ein Entaschungslösungsmittel enthaltender Überkopfstrom und ein weiterer Strom erzeugt wird, der un lösliche Kohleprodukte in trockener, pulverförmiger, leicht fließender Form enthält.

Alternativ kann die zusätzliche Menge an Entaschungslösungs mittel in die Abzugsleitung 26 geleitet werden, statt sie direkt in die Trennzone 20 zu leiten, um der ersten schweren Phase Fließfähigkeit zu geben. Vorzugsweise wird das zusätz liche Entaschungslösungsmittel in die Abzugsleitung 26 nahe ihrem Eingang geleitet, jedoch kann das Entaschungslösungs mittel auch in Leitung 26, z. B. in Nähe der Mittellänge oder an einer anderen Stelle, geleitet werden.

Die erste leichte Phase wird aus der ersten Trennzone 20 über Leitung 34 abgezogen, und in eine zweite Trennzone 36 gelei tet, die z. B. aus einem zweiten Trennkessel besteht. Die zweite Trennzone 36 wird bei einer Temperatur höher als die Temperatur in der ersten Trennzone 20 gehalten und bei einem Druck, der im wesentlichen der gleiche ist oder unterhalb des Drucks in der ersten Trennzone 20 liegt, um darin eine Trennung der ersten leichten Phase zu bewirken. Vorzugsweise wird die Temperatur in der zweiten Trennzone 36 im Bereich von 210°C bis 482°C und der Druck im Bereich von 4,1 MPa bis 10,5 MPa gehalten.

Die speziellen Temperatur- und Druckbedingungen in der zwei ten Trennzone 36 werden so gewählt, daß ein Differential in der Entaschungslösungsmitteldichte in der ersten leichten Phase von ausreichender Höhe eingestellt wird, damit die erste leichte Phase in zwei flüssigkeitsähnliche Phasen getrennt werden kann. Die erste leichte Phase trennt sich in eine zweite leichte Phase aus Entaschungslösungsmittel und eine zweite schwere Phase, die lösliche Kohleprodukte und etwas Entaschungslösungsmittel enthält. Die zweite leichte Phase wird aus der zweiten Trennzone 36 über Leitung 38 abgezogen und zur ersten Mischzone 14 zurückgeführt. Die zweite schwere Phase wird aus der zweiten Trennzone 36 über Leitung 40 abgezogen und in eine Lösungsmittel-Rückgewin nungszone 42 geleitet, wo das Entaschungslösungsmittel zur Rückführung abgetrennt wird.

Bevorzugt umfaßt die Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 42 einen Entspannungs-Verdampfungskessel. Die zweite schwere Phase wird in den Entspannungs-Verdampfungskessel geleitet, worauf sie durch Entspannung verdampft wird, um mindestens einen Entaschungslösungsmittel enthaltenden Überkopfstrom und einen weiteren Strom zu erhalten, der lösliche Kohleprodukte enthält. Das abgetrennte Entaschungslösungsmittel wird aus der Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 42 über Leitung 44 abgezogen. Die löslichen Kohleprodukte werden aus der Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 42 über Leitung 46 zur Rückgewinnung abgezogen.

Die Temperatur- und Druckbedingungen werden innerhalb der zweiten Trennzone zweckmäßigerweise so gewählt, daß die erste leichte Phase in eine zweite leichte Phase aus Entaschungs lösungsmittel und einem Teil der löslichen Kohleprodukte und in eine zweite schwere Phase getrennt wird, die den Rest der löslichen Kohleprodukte und etwas Entaschungslösungsmittel enthält. Die zweite leichte Phase wird dann aus der zweiten Trennzone 36 abgezogen und in eine folgende Trennzone (nicht gezeigt) geleitet, die so arbeitet, daß das Entaschungslö sungsmittel von den löslichen Kohleprodukten getrennt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Trennung der löslichen Kohleprodukte in verschiedene Fraktionen, die durch Destillation nicht getrennt werden könnten. Dies ist der Fall, wenn die löslichen Kohleprodukte einen Teil einer im wesentlichen nichtdestillierbaren Kohleverflüssigungsprodukt- Fraktion bilden.

In Fig. 2 wird eine Kohleverflüssigungsprodukte enthaltende Beschickung über Leitung 110 in eine erste Mischzone 114 geleitet. Die Beschickung wird mit einem Entaschungslösungs mittel in Kontakt gebracht und gemischt, das in die erste Mischzone 114 über Leitung 112 eingeleitet wird, um ein Beschickungsgemisch zu erhalten. Genügend Entaschungslösungs mittel wird zugeleitet, um ein Gewichtsverhältnis von Ent aschungslösungsmittel zu Beschickung in dem Beschickungsge misch von etwa 1 : 1 bis etwa 10 : 1 zu erhalten. Das Beschickungsgemisch wird aus der ersten Mischzone 114 über Leitung 116 entladen und tritt in eine erste Trennzone 118 ein.

Die erste Trennzone 118 wird bei einer Temperatur im Bereich von 232°C bis 427°C und bei einem Druck im Bereich von 4,2 MPa bis 10,5 MPa gehalten, um eine Trennung des Beschickungs gemisches zu bewirken. Das Beschickungsgemisch wird in eine erste leichte Phase aus löslichen Kohleprodukten und Ent aschungslösungsmittel mit einem Aschegehalt von weniger als 0,1 Gew.-% und in eine erste schwere Phase aus unlöslichen Kohleprodukten, etwas löslichen Kohleprodukten und etwas Entaschungslösungsmittel getrennt.

Die speziellen Temperatur- und Druckbedingungen in der ersten Trennzone 118 werden so gewählt, daß die löslichen Kohlepro dukte der ersten leichten Phase weniger als etwa 0,1 Gew.-% Asche enthalten.

Die erste schwere Phase wird aus der ersten Abtrennzone 118 über Leitung 120 abgezogen und in eine zweite Mischzone 122 eingeleitet. In der zweiten Mischzone 122 wird die erste schwere Phase mit einem zusätzlichen Teil an Entaschungslö sungsmittel in Kontakt gebracht und gemischt, das in die Mischzone 122 über Leitung 124 eingeleitet wird, um eine leicht fließfähige Mischung zu erhalten. Die spezielle Menge an Entaschungslösungsmittel, die in die zweite Mischzone 122 gelangt, kann variieren, solange eine ausreichende Menge vorhanden ist, damit die erste schwere Phase hiervon leicht abfließen kann. Das Gemisch wird dann über Leitung 126 geführt und tritt in eine zweite Trennzone 128 ein.

Die zweite Trennzone 128 wird unter den speziellen Bedingun gen der erhöhten Temperatur und des erhöhten Drucks gehalten, um eine Trennung des Gemisches in eine flüssigkeitsartige zweite leichte Phase aus löslichen Kohleprodukten und Ent aschungslösungsmittel und eine flüssigkeitsähnliche zweite schwere Phase zu erhalten, die unlösliche Kohleprodukte und etwas Entaschungslösungsmittel enthält. Die speziellen Tempe ratur- und Druckbedingungen werden so gewählt, daß die Aus beute an gewinnbaren löslichen Kohleprodukten aus der ersten schweren Phase auf ein Maximum eingestellt wird. Im allgemei nen sind die Bedingungen derart, daß die Temperatur der zweiten Trennzone 128 niedriger liegt als die Temperatur, die in der ersten Trennzone 118 eingehalten wird, und der Druck bei etwa dem gleichen Wert gehalten wird. Im einzelnen wird die zweite Trennzone 128 bei einer Temperatur im Bereich von 204°C bis 371°C und bei einem Druck im Bereich von 4,2 MPa bis 10,5 MPa gehalten. Der Betrieb der zweiten Trennzone 128 zur Maximierung der Ausbeute an gewinnbaren löslichen Kohle produkten führt zu einer flüssigkeitsartigen zweiten schweren Phase, die nichtfließfähig wird. Damit die zweite schwere Phase aus der zweiten Trennzone 128 abgezogen werden kann, wird über Leitung 130 eine zusätzliche Menge an Entaschungs lösungsmittel in die zweite schwere Phase geleitet. Das Entaschungslösungsmittel mischt sich mit der zweiten schweren Phase und reduziert die Viskosität des Gemisches, wodurch die zweite schwere Phase beim Abziehen aus der zweiten Trennzone 128 fließfähig wird. Das Entaschungslösungsmittel wird in die zweite schwere Phase in ausreichender Menge eingeleitet, um ein Gewichtsverhältnis an Entaschungslösungsmittel zur zwei ten schweren Phase von etwa 0,04 : 1 bis etwa 10 : 1 zu erreichen.

Die zweite schwere Phase, die durch Einleiten des Ent aschungslösungsmittels fließfähig geworden ist, wird aus der zweiten Trennzone 128 über Leitung 134 abgezogen und in eine Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 136 geleitet. In der Lö sungsmittel-Rückgewinnungszone 136 wird das Gemisch der zweiten schweren Phase unter Entspannung verdampft, um min destens einen Entaschungslösungsmittel enthaltenden Überkopf strom und einen weiteren Strom zu erhalten, der unlösliche Kohleprodukte enthält. Der Entaschungslösungsmittelstrom wird aus der Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 136 abgezogen und über Leitung 138 zur ersten Mischzone 114 geleitet. Die unlöslichen Kohleprodukte werden aus der Lösungsmittel- Rückgewinnungszone 136 über Leitung 140 abgezogen.

Die zweite leichte Phase wird aus der zweiten Trennzone 128 über Leitung 132 abgezogen, die die Leitung 138 zur Rückfüh rung der zweiten leichten Phase zur ersten Mischzone 114 verbindet. Die Rückführung der zweiten leichten Phase liefert Entaschungslösungsmittel für die Herstellung des Beschic kungsgemisches und verbessert die Gewinnung der löslichen Kohleprodukte, die als erste leichte Phase in der ersten Trennzone 118 abgetrennt werden.

Die erste leichte Phase wird aus der ersten Trennzone 118 über Leitung 142 abgezogen und in eine dritte Trennzone 144 geleitet. Die dritte Trennzone 144 wird bei einer Temperatur im Bereich von 260°C bis 482°C und einem Druck gehalten, der von atmosphärischem Druck bis etwa 10,5 MPa Überdruck reicht.

In der dritten Trennzone 144 wird die erste leichte Phase in eine dritte leichte Phase aus Entaschungslösungsmittel und eine dritte schwere Phase getrennt. In jenen Fällen, in denen der Druck in der dritten Trennzone 144 im wesentlichen gleich dem Druck in der ersten Trennzone 118 gehalten wird, enthält die dritte schwere Phase lösliche Kohleprodukte und etwas Entaschungslösungsmittel. Wird unter diesen Bedingungen gearbeitet, wird die dritte schwere Phase aus der dritten Trennzone 144 über Leitung 148 abgezogen und in eine Lösungs mittel-Rückgewinnungszone 150 geleitet.

In der Lösungsmittel-Rückgewinnungszone 150 wird die dritte schwere Phase, z. B. durch Entspannungsverdampfung, in einen Entaschungslösungsmittel enthaltenden Überkopfstrom und einen weiteren Strom getrennt, der lösliche Kohleprodukte enthält. Die löslichen Kohleprodukte werden aus der Lösungsmittel- Rückgewinnungszone 150 über Leitung 152 zwecks Rückgewinnung abgezogen. Das Entaschungslösungsmittel wird aus der Lösungs mittel-Rückgewinnungszone 150 über Leitung 154 zur Rückfüh rung in das Verfahren abgezogen.

In jenen Fällen, in denen der in der dritten Trennzone 144 vorherrschende Druck wesentlich geringer ist als der Druck innerhalb der ersten Trennzone 118, besteht die dritte schwere Phase im wesentlichen aus löslichen Kohleprodukten. Unter diesen Umständen wird die dritte schwere Phase aus der dritten Trennzone 144 abgezogen und ohne zusätzliche Behand lung zur Entaschungslösungsmittel-Rückgewinnung geleitet.

Die dritte leichte Phase wird aus der dritten Trennzone 144 über Leitung 146 zur Rückführung zur ersten Mischzone 144 abgezogen und zur Herstellung des Beschickungsgemisches verwendet.

Beispiel

Ein Beschickungsgemisch wird hergestellt durch Mischen von Kohleverflüssigungsprodukten mit Toluol in einem Verhältnis von etwa 1 Gewichtsteil Kohleverflüssigungsprodukte zu etwa 2,8 Gewichtsteilen Toluol bei einem Überdruck im Bereich von etwa 4,2 MPa bis etwa 10,5 MPa und einer Temperatur im Bereich von etwa 204°C bis etwa 371°C.

Ein erster Test wird durchgeführt, indem das Beschickungsge misch innerhalb der ersten Trennzone 20 (Fig. 1) in eine erste leichte und eine erste schwere Phase getrennt wird und die getrennten Phasen kontinuierlich ohne Verwendung von zusätzlichem Entaschungslösungsmittel, das in die schwere Phase einzuführen wäre, abgezogen werden, während allmählich die Arbeitstemperatur der Trennzone herabgesetzt wird.

Ein zweiter Test wird dann durchgeführt, indem das Be schickungsgemisch in eine erste leichte und eine erste schwere Phase getrennt wird, welche kontinuierlich abgezogen werden, während eine zusätzliche Menge an Entaschungslösungs mittel über Leitung 18 in die erste schwere Phase geleitet wird, und zwar unterhalb der Grenzfläche der Phasen innerhalb der ersten Trennzone 20, und die Betriebstemperatur allmählich herabgesetzt wird.

Im ersten Test wird das Beschickungsgemisch kontinuierlich in die erste Trennzone 20 geführt, die bei einem Überdruck von etwa 5,6 MPa und einer Temperatur über 350°C gehalten wird, um das Beschickungsgemisch in eine erste leichte Phase und eine erste schwere Phase zu trennen. Die erste schwere Phase wird kontinuierlich von der ersten Trennzone über eine Lei tung abgezogen, die ein zwischengeschaltetes Druckreduktions ventil aufweist. Die Temperatur innerhalb der ersten Trenn zone wird allmählich vermindert, während fortgesetzt Be schickungsgemisch eingeleitet und erste schwere Phase abgezo gen werden. Bei einer Temperatur von etwa 291°C wird die flüssigkeitsartige erste schwere Phase nichtfließfähig und das Druckreduktionsventil in der Abzugsleitung wird mit festem Material der schweren Phase verstopft.

Die Ausbeute an gewonnener Kohle aus dem Beschickungsgemisch beläuft sich vor dem Verstopfen auf etwa 81 Gew.-%, bestimmt durch Kresollöslichkeit bei 0,098 MPa Druck und der Siedetem peratur des Kresols.

Im zweiten Test wird das Beschickungsgemisch kontinuierlich in die erste Trennzone geleitet, welche bei einem Überdruck von etwa 5,6 MPa und einer Temperatur über 302°C gehalten wird, um das Beschickungsgemisch zu trennen. Die erste schwere Phase wird kontinuierlich aus der ersten Trennzone über die Leitung abgezogen, in welcher ein Druckreduktions ventil zwischengeschaltet ist, während eine zusätzliche Menge an Entaschungslösungsmittel in die erste schwere Phase unter halb der Grenzfläche innerhalb der ersten Trennzone 20 gelei tet wird. Das Gewichtsverhältnis an Entaschungslösungsmittel, das in das Gemisch der schweren Phase geleitet wird, zur ersten schweren Phase beläuft sich auf etwa 0,15 : 1. Die Temperatur innerhalb der ersten Trennzone wird allmählich herabgesetzt, während Beschickungsgemisch eingeleitet, erste schwere Phase abgezogen, und Entaschungslösungsmittel fortge setzt zugeleitet werden. Die Temperatur wird allmählich auf 275°C reduziert, während die erste schwere Phase flüssig keitsartig und leicht fließfähig verbleibt.

Die Ausbeute an gewonnener löslicher Kohle im zweiten Test aus dem Beschickungsgemisch ist größer als 86 Gew.-%.

Der Gehalt an Benzollöslichem der ersten schweren Phase (die das Entaschungslösungsmittel enthält) im zweiten Test wird durch bekannte Techniken bestimmt, wobei das Benzollösliche als "100 minus Benzolunlösliches" definiert und das Benzol unlösliche aus der Technik bekannt ist. Der Gehalt an Benzol löslichem der ersten schweren Phase ist geringer als 35 Gew.-%.

Ein Vergleich der Ausbeute an löslicher Kohle des zweiten Testes mit der Ausbeute des ersten Testes belegt eindeutig die erfindungsgemäße Verbesserung hinsichtlich der Ausbeute an löslicher Kohle. Außerdem ist die erste schwere Phase unter Bedingungen fließfähig, selbst wenn der Gehalt an Benzollöslichem unterhalb 35 Gew.-% bleibt, was man bisher für unmöglich hielt.

Claims

1. Verfahren zur Gewinnung von löslichen Kohleprodukten, wobei eine kohlenwasserstoffhaltige Beschickung aus löslichen und unlöslichen Kohleprodukten vorgegeben und ein Entaschungs lösungsmittel verwendet wird, das im wesentlichen aus min destens einer Substanz mit einer kritischen Temperatur unter 427°C besteht und ausgewählt ist aus der Gruppe der folgenden Substanzklassen:

a) aromatischen Kohlenwasserstoffen mit einem einzigen Benzolkern und Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
b) monocyclisch-aromatischen Kohlenwasserstoffen mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
c) cycloparaffinischen Kohlenwasserstoffen mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
d) nichtaromatischen monocyclischen Kohlenwasserstoffen mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
e) offenkettigen monoolefinischen Kohlenwasserstoffen mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
f) offenkettigen gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Normalsiedepunkten unter etwa 154°C,
g) offenkettigen Mono-, Di- und Triaminen, die etwa 2 bis 8 Kohlenstoffatome enthalten,
h) carbocyclischen Aminen mit einer monocyclischen Struktur, die etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatome enthält,
i) heterocyclischen Aminen, die etwa 5 bis 9 Kohlenstoff atome enthalten, und
j) Phenolen, die etwa 6 bis 9 Kohlenstoffatome enthalten, und deren Homologe;

Beschickung und Lösungsmittel in einer Mischzone unter Erhalt eines Beschickungsgemisches gemischt werden, dieses Beschickungsgemisch in eine erste Trennzone geleitet wird, und eine erste leichte Phase aus der ersten Trennzone und eine erste schwere Phase aus der ersten Trennzone abgezo gen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Trennzone bei einer Temperatur im Bereich von 204°C bis 371°C und einem Überdruck im Bereich von 4,2 MPa bis 10,5 MPa gehalten wird, um eine Trennung des Beschickungsgemisches in eine fluidartige erste leichte Phase aus löslichen Kohlepro dukten und Entaschungslösungsmittel und in eine im wesentli chen nichtfließfähige fluidartige erste schwere Phase aus unlöslichen Kohleprodukten, etwas löslichen Kohleprodukten und etwas Entaschungslösungsmittel zu bewirken; und
daß eine zusätzliche Menge an Entaschungslösungsmittel in diese erste schwere Phase geleitet wird, um innerhalb der ersten Trennzone durch Einstellung eines Gewichtsverhältnisses von Entaschungslösungsmittel zur ersten schweren Phase im Bereich von 0,04 : 1 bis 10 : 1, der ersten schweren Phase unter Bildung eines ersten Schwerphasengemisches Fließfähigkeit zu geben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Menge an Entaschungslösungsmittel in die erste schwere Phase innerhalb der ersten Trennzone unter Einstellung eines Gewichtsverhältnisses von Entaschungslö sungsmittel zur ersten schweren Phase im Bereich von 0,08 : 1 bis 0,25 : 1 eingeleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich die folgenden Schritte umfaßt: einleiten dieser ersten schweren Phase in eine Lösungsmittel-Rückgewin nungszone, um mindestens einen Teil des Entaschungslösungs mittels, das in dieser ersten schweren Phase enthalten ist, zurückzugewinnen; und Zurückgewinnen dieses Entaschungslö sungsmittels, das aus dieser Lösungsmittel-Rückgewinnungszone abgetrennt worden ist.

4. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Beschickungsgemisch aus der ersten Mischzone in eine erste Trennzone geleitet wird, die bei einer Temperatur im Bereich von 232°C bis 427°C unter einem Überdruck im Bereich von 4,2 MPa bis 10,5 MPa gehalten wird, um eine Trennung dieses Beschickungsgemisches in eine erste leichte Phase, die weniger als 0,1 Gew.-% Asche enthält, und in eine erste schwere Phase zu bewirken;
daß die erste leichte Phase aus der ersten Trennzone zur Rückgewinnung abgetrennt wird;
daß die erste schwere Phase aus der ersten Trennzone abgezo gen und in eine zweite Mischzone geleitet wird, wo die schwere Phase mit zusätzlichem Entaschungslösungsmittel unter Erhalt eines leicht fließfähigen Gemisches abgemischt wird;
daß dieses Gemisch aus der zweiten Mischzone in eine zweite Trennzone geleitet wird, die bei einer Temperatur, die gerin ger ist als die Temperatur in der ersten Trennzone und im Bereich von 204°C bis 371°C liegt und bei einem Überdruck im Bereich von 4,2 MPa bis 10,5 MPa gehalten wird, um eine Trennung des Gemisches in eine flüssigkeitsartige zweite leichte Phase aus löslichen Kohleprodukten und Entaschungs lösungsmittel und in eine im wesentlichen nichtfließfähige flüssigkeitsartige zweite schwere Phase zu bewirken, die unlösliche Kohleprodukte und etwas Entaschungsmittel enthält;
daß eine zusätzliche Menge an Entaschungslösungsmittel in die zweite schwere Phase geleitet wird, um ein Gewichtsverhältnis von Entaschungslösungsmittel zu zweiter schwerer Phase im Bereich von 0,04 : 1 bis 10 : 1 einzustellen und der zweiten schweren Phase Fließfähigkeit zu geben; und
daß die zweite leichte Phase aus der zweiten Trennzone abgezogen und die zweite schwere Phase aus der zweiten Trennzone abgezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Schritt der Zurückführung der zweiten leichten Phase zur ersten Mischzone umfaßt, um Entaschungslösungsmit tel für die Herstellung dieses Beschickungsgemisches bereit zustellen.