DE3046248A1 - Verfahren zur herstellung von pumpbaren kohle-aufschlaemmungen - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von pumpbaren Kohle-Aufschlämmungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von pumpbaren/ für den Einsatz in einer Hochdruck-Hydrierung vorgesehenen Kohle-Aufschlämmungen mit einem Gehalt an feinverteilter Kohle in insbesondere aus der Hochdruck-Hydrierung stammenden hochsiedenden ölen.

Kh ist bekannt, bei der Hydrierung von Kohle Aufschlämmungen der Kohle in hochsiedenden, aus der Kohlehydrierung stammenden ölfraktionen einzusetzen. Zur Herstellung dieser Aufschlämmungen mischt man feinverteilte Kohle mit dem öl z. B. bei 100 - 150° C. Dabei ist zu beachten, dass in die öle nur soviel Kohle aufgeschlämmt werden darf, dass das erhaltene Gemisch pumpbar bleibt, um es auf den Hydrierungsdruck# im allgemeinen über etwa 150 bar, bringen zu können. Ferner ist zu beachten, dass bei der Aufheizung der Aufschlämmung auf die Hydrierungstemperatür, die im allgemeinen über etwa 400° C liegt, die Viskosität der Aufschlämmung wegen eines Aufquellens der Kohleteilchen stark ansteigt und so die Grenze des Bereiches, innerhalb dessen die Pumpbarkeit vorhanden ist, überschritten werden kann. Um dies zu vermeiden und auch um die Gefahr einer Verkokung beim Aufheizen zu verringern,

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muss man, in Abhängigkeit von der Qualität der eingesetzten Kohle, im allgemeinen den Anteil der Kohle in der Aufschlämmung auf etwa 45 Gew.% beschränken. Man hat versucht, noch pumpbare höhere. Kohlekonzentrationen zu erreichen, indem man den Kohlestrom und das öl getrennt auf Temperaturen von etwa 350 - 400° C erhitzte und erst dann vermischte (DE-PS 1 018 406).

Das Verfahren ist wegen der langen Mischzeiten von 2 bis 14 Stunden und auch aus Gründen, die mit der für seine Durchführung erforderlichen Apparatur zusammenhängen, sehr aufwendig. Ausserdem ist je nach Art der eingesetzten Kohle, insbesondere bei Braunkohlen, die Gefahr gegeben, dass dabei eine Alterung der Kohlemoleküle erfolgt und dadurch die Anzahl der Stellen, an denen der Wasserstoffangriff bevorzugt eintreten kann, verringert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Schwierigkeiten zu umgehen, um in einfacher Weise Aufschlämmungen mit erhöhten Kohlegehalten herstellen zu können, ohne dass beim Erhitzen auf Hydrierungstemperatur die Grenze des Bereiches, innerhalb dessen die Pumpbarkeit vorhanden ist, überschritten wird oder Verkokung eintritt.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass man in ein über etwa 200° C siedendes öl soviel feinverteilte Kohle mischt, dass die Grenze der Pumpbarkeit der erhaltenen Aufschlämmung nicht überschritten wird, die Aufschlämmung ca. 0,5 bis 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 280 bis 450° C,

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gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, behandelt und in die so behandelte Aufschlämmung so viel einer weiteren Menge feinvertoLiter Kohle einmischt, dass die Grenze der Pumpbarkeit wiederum nicht überschritten wird.

Die zum Einsatz kommende Kohle, vorzugsweise Braunkohle, wird erforderlichenfalls in üblicher Weise vorgetrocknet und feinst gemahlen. Als Öl zur Herstellung der Kohleaufschlämmung nimmt man vorteilhaft aus der Kohleverflüssigung stammende Ölfraktionen, wie Mittel- und Schwerdestillate oder Destillationsrückstände. Die Vermischung erfolgt zweckmässig bei erhöhten Temperaturen, etwa 50 - 250° C. Je nach Art der eingesetzten Kohle und dos für die Herstellung dos Gemisches verwendeten Öls stellt man im allgemeinen Gemische mit etwa 30-35 Gew.-%, in besonderen Fällen bis zu etwa 45 Gew.-% Kohle her, da bei höheren Konzentrationen die Pumpbarkeit der Gemische nicht mehr ausreichend ist.

Die Gemische werden erfindungsgemäss etwa 0,5 - 15 Minuten, vorteilhaft 0,5-5 Minuten, auf ca. 280 - 45O°C, vorteilhaft l^r>0 - 400° (., gehalten, wobei sich z. B. durch Decarboxylierung bildende Gase, wie CO, CO« und Wasserdampf, aus dem Verfahren entfernt werden können. Die Wärmebehandlung wird mit Vorteil unter erhöhtem Druck, z. B. bei 3-15 bar, gegebenenfalls auch unter dem Druck der Hydrierung, durchgeführt. Nach der Wärmebehandlung fügt man der Aufschlämmung weitere Kohleanteile zu, wobei man Kohlekonzentration von mehr als 50 Gew.-%, beispiels-

weise 60 Gw.-% einstellen kann, ohne dass der Kohlebrei seine Pumpbarkeit verliert. Es kann vorteilhaft sein, vor Zusatz weiterer Kohle die Aufschlämmung nach der Wärmebehandlung abzukühlen, z. B. bis auf 150° C, wie auch nach weiterem Zusatz von Kohle eine erneute Wärmebehandlung vorgenommen werden kann. Gewünschtenfalls kann man auch mit mehr als zwei Stufen bei der Kohlezugabe arbeiten. Man kann z.B. einen Teilstrom aus der ersten Wärmebehandlung im Kreislauf führen und in diesen die weitere Kohle eingeben. Der für die anschliessende Hydrierung der Kohle benötigte Katalysator wie auch der Wasserstoff können an beliebiger Stelle des Verfahrens zugesetzt werden. Der hochkonzentrierte Kohle/Öl-Brei wird in üblicher Weise in die Hydrierung eingeführt.

Beispiel

2100 g Schweröl des Siedebereiches 400 - 500° C wurden mit 1700 g vorgetrockneter Rheinischer Braunkohle mit einem Wassergehalt von 12 Gew.-% angemischt. Anschliessend wurde das Gemisch unter einem Druck von 5 bar und unter ständigem Rühren auf 380° C aufgeheizt. Dabei wurden 3 26 g Wasser sowie Kohlenoxide aus dem Gemisch ausgetrieben. Nach 2 Minuten wurde auf ca. 100° C abgekühlt. Die Viskosität des Gemisches war danach so vermindert, dass weitere 1705 g der genannten Braunkohle zugegeben werden konnten, ohne die Grenze der Pumpbarkeit zu überschreiten. Das nunmehr 59,8% Kohle enthaltende Gemisch konnte nach Zusatz eines üblichen Hydrierkatalysators aus "Bayermasse" und Schwefel

ohne Schwierigkeiten bei 280 bar und 475° C hydriert werden. Die erfindungsgemässe Wärmebehandlung hatte also die Hydrieraktivität der Kohle nicht vermindert.

Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von pumpbaren, für den Einsatz in eine Hochdruck-Hydrierung vorgesehenen Kohle-Aufschlämmungen in über etwa 200° C siedenden ölen, dadurch gekennzeichnet, dass man in ein über etwa 200° C siedendes öl so viel feinverteilte Kohle mischt, dass die Grenze der Pumpbarkeit der erhaltenen Aufschlämmung nicht überschritten wird, die Aufschlämmung ca. 0,5 - 15 Minuten lang bei einer Temperatur von 280 - 450° C, gegebenenfalls unter erhöhtem Druck, behandelt und in die so behandelte Aufschlämmung so viel an einer weiteren Menge feinverteilter Kohle einmischt, dass die Grenze der Pumpbarkeit wiederum nicht überschritten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man ein aus der Hochdruck-Hydrierung der Kohle stammendes, bei etwa 300 - 500° C siedendes öl verwendet.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man die Aufschlämmung nach Zusatz der weiteren Menge feinverteilter Kohle erneut einer Wärmebehandlung unterwirft.

4. Verfahren rwieh Ansprüche 1-3, daclun-h cjckiuinzoj man bei und/oder nach der Wärmebehandlung die gebildeten Gase und

Dämpfe aus dem Prozess entfernt.

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