DE3016513C2

DE3016513C2 - Verfahren zur Herstellung von Hüttenkoks

Info

Publication number: DE3016513C2
Application number: DE3016513A
Authority: DE
Inventors: Yukio Takarazuka Hyogo Nakako; Toshio Kobe Ohzawa; Masaaki Kobe Tamura; Shizuo Nishinomiya Hyogo Yokota
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1979-05-01
Filing date: 1980-04-29
Publication date: 1984-07-05
Also published as: DE3016513A1; AU522726B2; AU5792480A; JPS55145791A; US4314898A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hüttenkoks aus minderwertigen zerkleinerten Kohlematerialien in Vermischung mit einem Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasts gemäß Obe" begriff des Anspruchs 1.
Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der DE-OS 27 42 313 bekannt, bei dem die Hydrierung bei

einer Temperatur von 300° C bis 600° C und bei einem Druck von 50 bis 300 atm durchgeführt wird. Im Anschluß an die Hydrierung wird eine Gas/Flüssigkelt-Trennung vorgenommen; der aus Öl und lösungsmittelraffinierter Kohle bestehende Teil wird destilliert, und der dabei verbleibende Kohleanteil stellt das zu gewinnende Produkt dar. Auf diese Welse wird bei diesem bekannten Verfahren aus Kohlematerialien metallurgisches kohlenstoffhaltiges Material hergestellt. Als Katalysator werden hierbei ein Katalysator bestehend aus reinem

Eisen und Schwefel und/oder ein Katalysator bestehend aus einem Elsenoxid und Schwefel verwendet. Ferner läßt sich dort das aus der Aufarbeitung gewonnene flüssige Produkt als Einsatzlösungsmittel wiederverwenden.

Aus DE-OS 25 22 772 ist ein Verfahren zur Herstellung eines kohlenstoffhaltigen Materials, insbesondere zur Herstellung von metallurgischem Koks bekannt, das sich sowohl auf verhältnismäßig hochwertige Kohle, wie Steinkohle, als auch auf minderwertige Kohle, insbesondere Braunkohle, anwenden läßt. Die Kohle wird in zer-

kleinertem Zustand der Verflüssigung In einem hochsiedenden Lösungsmittel, welches sich in physikalischem bzw. chemischem Sinne als Wasserstoffträger eignet, bei einer Temperatur über 350° C, beispielsweise zwischen 350 und 500° C, In Gegenwart von Wasserstoff und bei Drücken zwischen 30 und 250 bar der Verflüssigung ausgesetzt. Die Verflüssigung bzw. Hydrierung soll etwa nach 15 bis 120 Minuten, insbesondere 50 bis 90 Minuten abgeschlossen sein. Ein Hinwels auf einen entscheidenden Einfluß der Verweilzeiten der Reaktionskomponenten bei der Hydrierung läßt sich dieser Druckschrift nicht entnehmen.

Bei der Hydrierung von minderwertigen Kohlematerialien, wie Fettkohle, Torf, Braunkohle, einigen Weichkohlesorten u. dgl. zur Herstellung von Hüttenkoks Hegt eine Hauptschwierigkeit oder ein bedeutungsvolles technisches Problem in der Art und Weise, wie sich die Festigkeit des als Endprodukt erhaltenen Kokses verbessern läßt. Die bisher durch Hydrierung gewonnene lösungsmlttel-rafflnierte Kohle hat keine für die prakti-

sehe Verwertung und Verwendung ausreichende und gleichbleibende Qualität. Auch ergeben sich häufig Schwierigkelten bei der Kokserzeugung aufgrund von freien Radikalen oder anderen Instabilen Substanzen, die in großen Mengen nach der Hydrierung In dem verbleibenden Kohleanteil verbleiben. Die freien Radikalen oder anderen Instabilen Substanzen können auch zu einer Zerstörung des Katalysators bei der Kokserzeugung führen, da sich auf dem Hydrierungskatalysator bei der Kokserzeugung Koks ablagert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Hüttenkoks zu schaffen, der verbesserte Eigenschaften, Insbesondere eine verbesserte Festigkeit hat, wobei die nach der Hydrierung gewonnene lösungsmittel-rafflnlerte Kohle qualitativ hochwertig ist. Unter lösungsmittelraffinlerter Kohle ist in diesem Zusammenhang der nach der Aufarbeitung durch Hydrierung. Gas/Flüssigkelt-Trennung und Destillation verbleibende Kohleanteil zu verstehen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch das Verfahren nach dem Hauptanspruch gelöst.

Bei der Hydrierung nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird ein bestimmter Bereich für die Temperatur und den Druck ausgewählt, wobei man in Verbindung mit der Einstellung der Verweilzeiten des Hauptteils der Reaktionskomponenten (ausgenommen gasförmige Reaktionskomponenten) In überraschender Weise einen Koks von überlegener Festigkeit gewinnen kann. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden

die Anteile der instabilen Substanzen der lösungsmittel-raffinlerten Kohle herabgesetzt, so daß sich eine qualitativ hochwertige lösungsmittel-rafflnierte Kohle ergibt, die einer üblichen Weiterbehandlung zur Kokserzeugung unterzogen werden kann. Der hierbei erzeugte Hüttenkoks Ist qualitativ hochwertig, hat eine hohe Festigkeit, und die Qualität läßt sich auf wiederholbare Weise gewährleisten. Somit lassen sich beim erfindungsgemäßen Verfahren die im Zusammenhang mit der Kokserzeugung des aufgearbeiteten Kohlematerials auftretenden

Schwierigkeiten, wie Katalysatorzerstörung u. dgl. überwinden. Bei dem Herstellungsverfahren nach der Erfindung läßt sich auch die lösungsmlttel-raffinierte Kohle mit einer für die Erzeugung von Hüttenkoks üblichen Kohle vermischen, und man erhält selbst dann noch einen hochwertigen Koks, wenn schwer verkokbare Kohle in einem extrem niedrigen Mischungsverhältnis verwendet wird. Auch erhält man selbst dann noch zufrieden-

stellende Resultate bei der Herstellung von Hüttenkoks nach der Erfindung, wenn eine Kombination mit der sogenannten Kokserzeugung unter Verwendung einer Brikettiermischung oder mit der Formkokserzeugung vorgenommen wird. Wesentlich bei dem er'lndungsgemäßen Herstellungsverfahren ist der innere Zusammenhang zwischen Temperatur, Druck und Verweilzeiten während der Hydrierung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung sowie eines Beispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 ein Flußdiagramm einer Anlage zur Hersiellung von Hüttenkoks,

FI g. 2 eine graphische Darstellung der Verweilzeitverteilung der Reaktionskomponenten bei der Hydrierung und

F i g. 3 (I) bis 3 (III) graphische Darstellungen zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Verweilzeitverteilung und der Koksfestigkeit des Reaktionsprodukts (verbleibende Kohleanteile).

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Hüttenkoks aus minderwertigen zerkleinerten Kohlematerialien in Vermischung mit einem Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis umfaßt beispielsweise die in dem Flußdiagramm in Fig. 1 gezeigten Verfahrensstufen. Die Verfahrensstufen an sich sind bei der Kohleverflüssigung üblich. Ein Ausgangsmaterial, wie Kohlestaub bzw. Kohlefeinstoffe, als minderwertiges zerkleinertes Kohlematerial wird mit einem Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis in einem Behälter 1 vermischt, und gegebenenfalls wird ein Kata.ysator zugegeben, um ein Gemisch mit geeigneter Konzentration und Viskosität zu errtaiten. Mitteis einer Pumpe 2 wird das Gemisch in eine Vorerwärmungseinrichtung 3 geleitet. Vor oder nach der Vorerwärmung (zweckmäßigerweise vor der Vorerwärmung) des Gemisches in der Vorerwärmungseinrichtung 3 wird eine Vermischung mit einem Reduktionsgas, z. B. H₂-GaS oder ein CO-Dampfgasgemisch in einer Menge von 4 bis 10 Gew.-% H₂, bezogen auf feuchtigkeits- und aschefreies Kohlenmaterial, durchgeführt, und dann wird das Gemisch in einen Hydrierungsreaktor 4 zur Durchführung einer Hydrierung geleitet. Die Hydrierungsreaktion wird bei einer Temperatur von 400 bis 500° C und unter einem Druck von 50 bis 200 atm durchgeführt. In dem Hydrierungsreaktor 4 wirken dem eingeleiteten Gemischstrom Rückvermi- ^2S schungsströme entgegen, wodurch sich eine besondere Verweilzeitverteilung einstellt, die die Qualität der zu gewinnenden lösungsmittel-raffinlerten Kohle nachteilig beeinflußt. Die Dünnflüssigkeit bzw. Fluldität der Rückvermischungsströme, die die Verweilzeitverteilung beeinflussen, ändert sich In Abhängigkeit von verschiedenen Einflußgrößen, wie der Form und dem Fassungsvermögen des Reaktors oder der Aufgabegeschwindigkeit des Gemisches. Die Verteilung der Verweilzeit läßt sich unter Verwendung eines Radioisotops als Indikatorelement bzw. als ein Tracer erfassen, indem man das Indikatorelement pulsierend am Einlaß des Hydrierungsreaktors 4 eingibt und die an der Austrittsseite des Hydrierungsreaktors verbleibenden Indikatorelementmengen in Abhängigkeit von der Durchströmungszeit erfaßt.

Der Austrittsstrom aus dem Hydrierungsreaktor 4 wird einem ersten Gas-Flüssigkeits-Separator 5 zugeführt, um die gebildeten Gase und das restliche Reduktionsgas abzutrennen. Durch die Druckminderung eines Druckminderstrahiventils 6 wird bei dem Austrittsstrom aus dem ersten Separator 5 eine Phasenänderung zu einer festen, einer flüssigen und einer Dampfphase bewirkt. Die die Dampfphase bildenden Leichtöle werden mit einem zweiten Gas-Flüsslgkeits-Separator 7 getrennt und der so gewonnene, aus Schweröl und lösungsmittelraffinierter Kohle bestehende Anteil wird unter Verwendung eines Destilllerturms 8 fraktioniert destilliert. Die fraktionierte Destillation läuft beispielsweise unter einem Unterdruck von 40 bis 150 mmHg und bei Temperaturen von 280 bis 350° C ab. Das aus der Aufarbeitung gewonnene flüssige Produkt, wie Schweröl, wird zum Behälter 1 zur Wiederverwendung als Einsatzlösungsmittel rückgeführt. Die aufgearbeiteten Kohleanteile (!ösungsmittel-raffinierte Kohle) sammeln sich somit am Destillationsturm 8. Wie in den nachstehenden Beispielen angegeben Ist, werden die dann verbleibenden Kohleanteile der Kokserzeugung unterzogen, wobei man einen qualitativ hochwertigen Koks mit einem Trommelindexwert Dl\l von größer als 90,5 erhält, der entsprechend der Prüfmethode zur Bestimmung der Koksfestigkeit (nach der japanischen Industrienorm JIS K-2151-6) gemessen ist, wenn man die verbleibenden Kohleanteile in Form eines Gemisches mit einer schwer verkokbaren Kohle und einer leicht verkokbaren Kohle verwendet.

Die minderwertigen zerkleinerten Kohlematerlalien haben beispielsweise eine Teilchengröße von kleiner als 149 um, zweckmäßigerweise von kleiner als 74 μηι. Als minderwertige Kohlematerlalien kommen beispielsweise Pechkohle, Braunkohle, Torf und einige Weichkohlensorten in Betracht.

Das Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis hat einen Siedepunkt von größer als 150⁰C. Wie in Fig. 1 gezeigt, wlid die in dem Destillationsturm der Hydrierungsreaktlonsanlage separierte Ölfraktion zur Wiederverwendung zurückgeführt. Die Konzentration der minderwertigen zerkleinerten Kohlematerialien in dem Gemisch für die Hydrierung beträgt etwa 25 bis 50 Gew.-96.

Zweckmäßigerwelse wird bei der Hydrierung ein Katalysator auf Eisenbasis verwendet, wie Eisen-II-oxid, Eisen-lII-oxid, reines Elsen usw., ein Elsen-Schwefelkatalysator, ein Katalysator bestehend aus Eisen und einer Schwefelverbindung oder dgl. Die Zugabemenge des Katalysators beläuft sich üblicherweise auf 0,5 bis 5 Gew.-% (ausgedrückt In Fe), bezogen auf das feuchtigkeits- und aschefreie Kohlematerial.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Beispiel näher erläutert.

Beispiel
(I) Erzeugung von lösungsmittel-raffinierter Kohle durch eine Hydrierungsreaktion

Das minderwertige zerkleinerte Kohlematerial wurde mit Hilfe der in Fig. 1 gezeigten Reaktionsanlage aufgearbeitet. In dem Behälter 1 wurden zerkleinerte australische Braunkohle, ein Eisenkatalysator und ein Kohlenwasserstofföl vermischt, das als aus der Aufarbeitung gewonnenes flüssiges Produkt vom Destillationsturm 8

zur Wiederverwendung zurückgeleitet wurde. Das so zubereitete Gemisch wurde mit Hilfe der Pumpe 2 der Vorerwärmungseinrichtung 3 zugeführt, wobei stromaufwärts der Vorerwärmungselnrichtur.g 3 H₂-GaS zugesetzt wurde. Das vorerwärmte Gemisch wurde einer Hydrierungsreaktion in dem Hydrierungsreaktor 4 unterzogen, wobei eine Temperatur von 400 bis 440° C und ein Gesamtdruck von 150 atm aufrechterhalten wurden.

Der Austrittsstrom (einschließlich der Komponenten der Gasphase) nach der Hydrierung trat an der Oberseite des Hydrierungsreaktors 4 aus und wurde dem ersten Gas-Flüssigkeits-Separator 5 zugeführt, um die bei der Reaktion gebildeten Gase und das restliche H₂-GaS abzuscheiden. Nach der Versprühung an dem Druckminderstrahlventil 6 wurde der Austrittsstrom aus dem Separator 5 dem zweiten Gas-Flüsslgkeits-Separator 7 zugeführt. Der Leichtölanteil wurde an der Oberseite des Separators 7 abgezogen und der so gewonnene, aus Schweröl und lösungsmittel-raffinierter Kohle bestehende Anteil wurde über die Bodenseite des Separators 7 zur fraktionierten Destillation im Destillationsturm 8 abgeleitet. Durch diese Fraktionierung wurde lösungsmittel-raffinierte Kohle an dem Destillationsturm 8 gewonnen. Das bei der Aufarbeitung im Destillationsturm 8 erhaltene flüssige Produkt in Form von Kohlenwasserstofföl wurde zum Behälter 1 zur Wiederverwendung als Einsatzlösungsmittei zurückgepumpt.

Bei der Durchführung der zuvor angegebenen Verfahrensstufen wurde die Verweilzeitverteilung der Reaktionskomponenten in dem Hydrierungsreaktor 4 dadurch variiert, daß man die Form des Hydrierungsreaktors 4 durch die Anzahl der Bauteile und die Eintrittsgeschwindigkeiten des Gemischstromes und des Wasserstoffgases veränderte.

In der nachstehenden Tabelle I sind die Form und die Auslegung der Hydrierungsreaktoren für die Hydrierung und die Eintrittsgeschwindigkeiten des Gemischstromes und des Wasserstoffgases zusammengefaßt.

Tabelle I
Form und Auslegung des Hydrierungsreaktors

30

40

50

55

60

Form/Größe

A. 58 mm (0) x 4 m (Länge)

B. 58 mm (0) x 4m (Länge) 35 C. 58 mm (0) x 4 m (Länge)

D. 175 mm (0) x 1 m (Länge)

E. 175 mm (0) x 3 m (Länge)

F. 175 mm (0) x 1 rn (Länge)

Anzahl/Auslegung der Hydrierungsreaktoren	Eintrittsgeschwindigkeit des Gemischstromes (Oberflächen- geschwindigkeit m/h)	Eintrittsgeschwindigkeit des H₂-Gases (Obernachen geschwindigkeit m/h)
einer	14	44
zwei (in Serie)	14	44
drei (in Serie)	14	44
einer	1,8	5,5
einer	2,6	6,5
einer	14	44

Die Verweilzeitverteilungen des Hauptteils der nach Tabelle I erzeugten Reaktionskomponenten sind in Fi g. 2 gezeigt. In Fi g. 2 sind die Kurvenzüge A bis F den Betriebsbedingungen A bis F von Tabelle I zugeordnet. Auf der Abszisse ist die Verweilzeit (angegeben in Minuten) des Hauptteils der Reaktionskomponenten in der Reaktionszone (ausgenommen gasförmige Reaktionskomponenten) und auf der Ordinate das Gewichtsverhältnis (ergänzender Bruchteil) der Reaktionskomponenten aufgetragen, die eine Verweilzeit haben, die kurzer als die Verweilzeit auf der Abszisse, bezogen auf alle Reaktionskomponenten, ist. Die mittlere Verweilzeit aller Reaktionskomponenten bei den Arbeitsgängen A bis F belief sich auf: A = 17 Minuten, B = 34,3 Minuten. C = 51.6 Minuten, D = 34.2 Minuten, E = 69.4 Minuten und F = 17,0 Minuten.

(II) Koksgewinnung und Qualitätsbestimmung

Die bei den Arbeitsbedingungen A bis F gewonnenen Kohleanteile mit den Verweilzeiten nach (I) wurden zur Kokserzeugung eingesetzt und die Festigkeit des dann gewonnenen Kokses wurde nach Maßgabe des Trommelindexwertes DIf₅ (bestimmt nach JIS K-2151-6) bestimmt.

Koks wurde auch unter Verwendung eines Grundgemisches gemäß nachstehender Tabelle II erzeugt. Bei diesem Grundgemisch wurde der Anteil einer verkokbaren Kohle mit mittelmäßig flüchtigen Bestandteilen aus den USA auf 5% vermindert und der Rest von 10% wurde durch den beim vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltenen Kohleanteil ersetzt. Der aus diesem Grundgemisch gewonnene Koks hatte einen Trommelindexwert Dl]^o _s von 89.

Tabelle Il

Grundgemisch fur Kokserzeugung (Gew.-%)

Kohlensorten

Mischungsverhältnis

Schwer verkokbare Kohle mit wenig flüchtigen Bestandteilen aus USA 5

Schwer verkokbare Kohle mit mittelmäßig flüchtigen Bestandteilen aus USA 15

Schwer verkokbare Kohle aus Kanada 10

Mittelmäßig schwer verkokbare Kohle aus Australien 40

Leicht verkokbare Kohle aus Australien 20

Kohle aus Japan _10

Insgesamt 100

Die Dl^-Werte der so gewonnenen Koksarten sind in der nachstehenden Tabelle III angegeben.

Tabelle III

Dl^-Werte der Koksarten

Beim vorstehend beschriebenen Verfahren erhaltener Kohleanteil

A (mittlere Verweilzeit: 17,1 min)

B (mittlere Verweilzeit: 34,3 min)

C (mittlere Verweilzeit: 51,6 min)

D (mittlere Verweilzeit: 34,2 min)

E (mittlere Verweilzeit: 69,4 min)

F (mittlere Verweilzeit: 17,1 min) Grundgemisch

90,6
90,8
91,4
89,4
92,0
88,5

89,0

Die Diagramme in der F i g. 3 zeigen die Zusammenhänge zwischen der Verweilzeitverteilung der beim vorstehenden Verfahren erhaltenen Kohleanteile und der Festigkeit des gewonnenen Koks, wobei auf der Abszisse das Gewichtsverhältnis (ergänzender Bruchteil) der Reaktionskomponenten mit einer Verweilzeit, die kürzer als die mittlere Verweilzeit f₀ ist, und auf der Ordinate DZ^-Werte der Koksarten aufgetragen sind, die mit den Kohleanteilen in der zuvor beschriebenen Weise vermischt sind. In Fig. 3 1st ίο = 10 Minuten bei dem Diagramm (I), ίο = 20 Minuten bei dem Diagramm (II) und i₀ = 30 Minuten bei dem Diagramm (III). Bei der Untersuchung des Zusammenhangs zwischen dem ergänzenden Bruchteil und der Koksfestigkeit auf der Basis der in den Diagrammen (I) bis (III) angegebenen Kennwerte ergibt sich aus dem Diagramm (I) für i₀ = 10 Minuten eine Koksfestigkeit DIf₅, die in allen Fällen bei einem ergänzenden Bruchteil von größer als 0,2 (20 Gew.-%) größer als 90,5 ist, und der Wert für die Koksfestigkeit wird invariabel kleiner als 90,5 bei einem ergänzenden Bruchteil von größer als 0,2 (20 Gew.-96). Hieraus ergibt sich eine Wechselbeziehung zwischen dem ergänzenden Bruchteil und der Koksfestigkeit. Eine solche Wechseibeziehung ist aber bei den Diagrammen (I) und (II) nicht feststellbar, bei denen ίο = 20 Minuten und r₀ = 30 Minuten jeweils ist, woraus zu schließen ist, daß zur Verbesserung der Qualität von aufgearbeitetem Kohleanteil bei der Verwendung als Hüttenkoks das Gewichtsverhältnis der Reaktionskomponenten (ergänzender Bruchteil) mit einer Verweilzeit von kürzer als 10 Minuten als eine Kenngröße bzw. als ein Index verwendet werden kann. Aufgrund der Tatsache, daß Hüttenkoks normalerweise eine Festigkeit DIf₅ von größer als 90,5% haben sollte, läßt sich aus dem Diagramm (I) ablesen, daß das Verhältnis der Reaktionskomponenten mit einer Verweilzeit von kürzer als 10 Minuten kleiner als 0,2, gemessen als ergänzender Bruchteil, oder kleiner als 20 Gew.-% sein sollte.

Beim Vergleichen der beim Verfahren erhaltenen Kohleanteile, bei denen der Anteil der Reaktionskomponenten mit einer Verweilzeit von kürzer als 10 Minuten kleiner als 20 Gew.-% 1st, ergibt sich, daß der DIf₅ - Wert
des Kokses bei einer längeren mittleren Verweilzeit größer bzw. der ö/^-Wert größer als 90,5 bei einer mittleren Verweilzeit von länger als 17 Minuten wird.

(ΙΠ) Unterdruckdestillation

Wie zuvor erwähnt, wird der gewonnene, aus Schweröl (das von den Leichtölen mit Hilfe des Gas-Flüssigkeits-Separators 7 getrennt worden ist) und lösungsmittel-raffinierter Kohle bestehende Anteil einer Unterdruckdestillation in dem Destillationsturm 8 unterworfen. Hierbei tritt eine Verkokung (Polykondensatlonsreaktion)

am Boden des DestUlationsturms 8 in Abhängigkeit von den Bedingungen der Hydrierungsreaktion auf. Deshalb ist es erforderlich, den Zusammenhang zwischen der Verweilzelt der Reaktionskomponenten In dem Hydrierungsreaktor und dem Verkokungsgrad zu untersuchen.

Bei beiden zuvor angegebenen Beispielen B und D beläuft sich die mittlere Verweilzeit auf etwa 34 Minuten, während die Menge an Reaktionskomponenten mit einer Verweiizeit von kürzer als 10 Minuten etwa Null isi, so daß sich eine unterschiedliche Verweilzeitverteilung für das Beispiel D ergibt, bei dem sich der Anteil derartiger Reaktionskomponenten auf etwa 30% beläuft.

Zu Vergleichszwecken werden die bei den Beispielen B und D erhaltenen Schweröle mit unterschiedlicher Verweilzeltverteilung einer Unterdruckdestillation mit den nachstehend in Tabelle IV angegebenen Bedingungen mit oder ohne Ascheentziehung unterworfen. Die physikalischen und chemischen Eigenschaften der am Boden des Destillationsturms erhaltenen lösungsmittel-raffinierten Kohlen sind ebenfalls In Tabelle IV angegeben.

Tabelle IV

Physikalische und chemische Eigenschaften der lösungsmittelraffinierten Kohle (SRC)
mit und ohne Ascheentziehung

Beispiel Bedingungen für die SRC SRC

Unterdruck-Destillation mit Ascheentziehung (PS) ohne Ascheentziehung

Temperatur Druck BI-Anteil H/C R&B (⁰C) BI-Anteil H/C R&B (⁰C)

B	330^c	40 mmHg	40,0	0,893	_	40,0	0,889	190
	301°	90 mmHg	27,0	0,925	150	34,5	0,923	160
" D	330°	40 mmHg	50,2	0,879	-	50,2	0,862	192
	301°	90 mmHg	36,4	0,876	155	50,6	0,860	162
¹C
C
C
C

In der nachstehenden Tabelle V sind die physikalischen und chemischen Eigenschaften nach der Tabelle IV in vergleichender Betrachtung angegeben.

Tabelle V

Bedingungen SRC mit Ascheentziehung SRC ohne Ascheentziehung

für die Destillation BI-Anteil H/C R&B BI-Anteil H/C R&B

330⁰C 40 mmHg D>B B>D - D>B B>D D>B

301⁰C 90 mmHg D>B B>D D>B D>B B>D D>B

In der vorstehenden Tabelle gilt:

D > B in BI (benzolunlöslicher Anteil)

B > D in H/C (Wasserstoff/Kohlenstoff: Polykondensationsgrad) und
D > B in R&B (Ring- und Kugelerweichungspunkt).

In diesem Zusammenhang ist noch Folgendes zu erwähnen:

(1) BI ist ein Polymeres, und ein hoher Wert in BI bedeutet einen großen Anteil an organischen Polymeren mit hohem Kondensationsgrad, wodurch die Viskosität erhöht und der Wirkungsgrad bei der Ascheentziehung vermindert wird und der Verlust an organischen Komponenten in Verbindung mit mineralischen Aschekomponenten zunimmt, ferner ein großer Anteil an instabilen Substanzen anfällt, die eine Koksablagerung auf dem Katalysator bewirken, der bei der Kokserzeugung verwendet wird;

(2) ein großer Wert in H/C bedeutet einen hohen Polykondensationsgrad, und hierbei ergeben sich wie zuvor unter (1) angegeben die nachteiligen Effekte;

(3) der Erweichungspunkt R&B steht in einem engen Zusammenhang mit dem Polykondensationsgrad und dem Molekulargewicht, und ein hoher Wert in R & B führt zu den nachteiligen Effekten, die unter (1) und (2) angegeben sind.

Im Gegensatz zu B mit einem relativ steilen Verlauf der Verweilzeitverteilung ergeben sich bei D mit einem größeren Bereich für die Verweilzeitverteilung folgende Tendenzen:

(i) die Ascheentziehung wird infolge der hohen Viskosität von SRC mit einem hohen Polykondensationsgrad schwierig;

Ii) der Wirkungsgrad bei der Separation von mineralischen Aschekomponenten von den organischen Komponenten bei der Ascheentziehung wird herabgesetzt, und der Verlust an organischen Komponenten steigt
an;

ill) der Anteil an instabilen Substanzen, die eine Zerstörung des Hydrierungskatalysators bei der Kokserzeugung im Anschluß an die Ascheentziehung bewirken, steigt ebenfalls an. 5

Wenn man ein flüssiges Produkt gewinnen will, wird die Ascheentziehung dadurch erleichtert, daß man einen
•elativ steilen Verlauf der Verweilzeitverteilung einhält und die Zerstörung des Hydrierungskatalysators für die
Cokserzeugung wirksam herabsetzt, um eine größere Ausbeute des Endprodukts zu erreichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Hüttenkoks aus minderwertigen zerkleinerten Kchlematerialien in Vermischung mit einem Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis durch Hydrierung bei einer Temperatur von

300 bis 600° C und unter einem Druck von 50 bis 300 atm unter Verwendung eines Reduktionsgases, bei dem der Austrittsstrom nach der Hydrierung durch Gas/Flüssigkeit-Trennung aufgearbeitet wird, der so gewonnene, aus Schweröl und lösungsmittelraffinierter Kohle bestehende Anteil destilliert wird und die dabei verbleibenden Kohleanteile der Kokserzeugung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß für die Hydrierung eine Temperatur von 400 bis 500° C und ein Druck von 50 bis 200 atm gewählt wird und daß

ic die Hydrierung ferner mit mittleren Verweilzeiten des Hauptteils der Reaktionskomponenten (ausgenommen gasförmige Reaktionskomponenten) von ä 17 min., jedoch < 10 min. bei < 20 Gew.-« der Reaktionskomponenten durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Hydrierung ein Katalysator auf Eisenbasis verwendet wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Aufarbeitung gewonnene flüssige Produkt ds Einsatzlösungsmittel wiederverwendet wird.