DE3113867A1 - Kohleextraktionsverfahren - Google Patents

Description

Anmelder: Alfred H. Stille^"; Mßrga^tp^n, \rl% /-USA

John T. Sears, MfcjpgLitow^./w'.T. ," TJS¹A-:. ■ DipL-lng. R. Feidkamp

8 München Richard W. ilammack, Allison Pärle, Pa. , USA li«iMnflit«tf.8,teM089)2402W

KOHLEEXTRAKTIONSVERFAHREN

Die Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Extrahieren von Kohle und näherhin ein unter thermisch nicht-destruktiven Bedingungen durchführbares Kohleextrakt ionsverfahren, das die Gewinnung eines wesentlichen Teils des nicht-fixierten Kohlenstoffgehalts der Kohle gestattet.

Kohle ist ein komplexes Mineralvorkommen von innerhalb weiter Grenzen variierender Zusammensetzung und Struktur, je nachdem, wo und unter welchen Bedingungen es in der Natur gebildet wurde. Im allgemeinen wird Kohle nach ihrem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen klassifiziert, der in einem Bereich von um 50% oder mehr für Braunkohle oder Kannelkohle über etwa 20-30$ für eine mittelklassige bituminöse Stein-,Gas-oder Kokskohle bis herab zu 10$ oder weniger für eine hochklassige Steinkohle oder Anthrazit variieren kann, wobei der Rest durch nicht-fluchtigen oder fixierten Kohlenstoff zusammen mit kleineren Mengen von bis zu etwa jeweils 8% Asche und Feuchtigkeit gebildet wird.

Seit langem ist es bekannt, Kohle einer pyrolytischen zerstörenden Destillierung zu unterwerfen, durch welche der flüchtige Anteil ausgetrieben wird und der nichtflüchtige Bestandteil in einer als Koks bekannten Feststoff orm zurückbleibt, der wertvolle Eigenschaften als Brennstoff in.der Eisen -und Stahlerzeugung sowie.in der Erzeugung von Heiz -und Leuchtgas besitzt. In der'ursprünglichen Form dieses Verfahrens ließ man die flüchtigen Bestandteile als Abfall in die Atmosphäre entweichen; bald jedoch erkannte man, daß der flüchtige Anteil seinerseits wertvoll ist, da in ihm eine große Anzahl orga*.-nischer chemischer Substanzen enthalten ist, die entweder

~ 31Ί3867

al-s solche in der Industrie verwertbar sind, oder aber als Zwischenprodukte für die Herstellung technisch bedeutsamer Derivate. Man weiß heute, daß in aus Kohle extrahiertem Kohleteer nahezu 300 verschiedene organische chemische Verbindungen enthalten sind, darunter Benzol und dessen alkylierte sowie teilweise oder ganz hydrierte Derivate, Styrol, Naphtalin, Anthrazen und deren Derivate zusammen mit zahlreichen anderen carbozyklischen und heterozyklischen Kohlenwasserstoffen, insbesondere auf der Basis von kondensierten Ringsystemen.

Die Temperatur -und andere . Bedingungen der pyrolytischen Zersetzung oder Carbonisierung der Kohle können beträchtlich variieren, um das Verfahrensergebnis bzw. die Verfahrensausbeute im Sinne einer verstärkten Bildung bestimmter besonders erwünschter Verbindungen zu lenken. Bei der Wahl besonders harter, strenger Verfahrensbedingungen wird das Verfahren gewöhnlich als Vergasungsverfahren· bezeichnet; diese Bedingungen verfolgen das Ziel, den gasförmigen Anteil an den Reaktionsprodukten soweit als möglich zu erhöhen. Diese Gasphasenprodukte können unter Bildung von ölfraktionen kondensiert werden, die entweder direkt oder durch mittelbare Umwandlung, etwa mittels katalytischer

Reformierung und/oder Crackung als Dieselöl oder Benzin

den für Brennkraftmaschinen verwertbar sind. Bei direkten

Hydrocarbonisierungs-Vergasungsverfahren wird die Kohle unter hohem Druck in der Größenordnung von etwa 50-100 Atmosphären gasförmigem Wasserstoff ausgesetzt; diese Verfahren sind daher aufwendig und schwierig in der Durchführung; gleichwohl sind derartige Verfahren zunehmend Gegenstand konzentrierter Porschungsbemühungen geworden,als eine alternative Quelle für Brennstoff für Brennkraftmaschinen neben Erdöl.

Bei einer anderen Art der Kohlevergasung wird die Kohle in Gegenwart von Luft, Wasserdampf, Sauerstoff oder einer Kombination hiervon erhitzt, um durch Reaktion des Kohlenstoffs in der Kohle Brennstoffgase mit unterschiedlichen Anteilen an Kohlenstoffmonoxid, Kohlenstoffdioxid, Wasserstoff und ggf, auch Stickstoff für induntrieii_eund häusliche Heiz-

zw'ecke ,als Wasserstoffquelle oder für weitere Umwandlung zu erzeugen. Bei modernen Verfahren dieses Typs wird die Kohle kontinuierlich in eine in Bewegung befindliche oder Fließbett-Reaktionszone eingebracht, wobei die gasförmigen Produkte von der Oberseite dieser Zone und die nichtreaktiven festen Rückstände von der Unterseite der Zone abgezogen werden. Wegen der störenden Einwirkung beträchtlicher Teermengen ist dieses Verfahren in seiner Anwendung daher begrenzt.

Es ist ferner auch bekannt, Kohle sogenannten Verflüssigungsverfahren zu unterwerfen j bei welchen die Kohle unter weniger harten Bedingungen als bei der Carbonisierung und Vergasung behandelt wird, nämlich gewöhnlich bei Temperaturen unterhalb etwa 600 C, bei welchen eine nennenswerte Gasbildung einsetzt, und unter Druck. Selbst unter dieser Bedingung ist jedoch Kohle schwierig aufzulösen, und intensive Forschungsbemüiiungen auf diesem Gebiet haben der Auffindung von zum Auflösen von Kohle geeigneten Lösungsmitteln gegolten; zumeist beruhen die Lösungsmittel, die sich als mehr oder weniger wirksam erwiesen haben, auf wasserstoffreichen o.der protonischen organischen Flüssigkeiten, die gewöhnlich aus der Kohle selbst gewonnene Derivate sind oder spezielle Nebenprodukte aus der Destillation und Fraktionierung von Erdöl, mit einer chemischen Struktur, welche sie zur Kompensation des natürlichen Wasserstoffmangels von Kohle, der ihrer Auflösung entgegenwirkt, geeignet macht. Derartige Verfahren werden häufig unter hohem Druck in einer Wasserstoffatmosphäre ausgeführt, um zusätzliche Wasserstoffatome für die Kombination mit der Kohle verfügbar zu machen. Die in der nachfolgenden Liste aufgeführten Patentschriften beziehen sich auf diese Art von Kohleverflüssigungsverfahren:

2,572,061 3,375,188 3,379,638

3,642,608 .3,705,092 3,726,785

3,849,287 3,852,183 3,867,275

3,870,621 3,956,436 4,040,941

4,052,291 4,052,292 4,189,373

Sejbst wenn ein Teil der Reaktionsprodukte aus dem Verflüssigungsverfahren abgezogen und zur Korabination mit frischer Kohle rezykliert werden kann, so beru hen diese Verfahren doch grundsätzlich auf der Verwendung von Lösungsmitteln, die direkte Derivate aus natürlichen Energiestoffen darstellen und besser für ihre ei. ^entliehen An-r wendungszwecke verwendet werden sollten. Außerdem können diese Verfahren in ihrer modernen Version in Gegenwart fein-verteilter Peststoff-Katalysatoren ausgeführt werden, welche zur Erhöhung der Reaktionsausbeute dienen und/oder um die Reaktion in Richtung auf die Bildung von besonders erwünschten Endprodukten wie beispielsweise Benzin und Dieselöl zu verschieben; diese Katalysatoren neigen von Haus aus dazu, daß sie mit der Zeit vergiftet werden.und so ihre Wiksamkeit verlieren.

Darüber hinaus sind verschiedene Rückgewinnungsverfahren zur Abtrennung und Reinigung der Verflüssigungsprodukte erfoderlieh, einschließlich Packungssäulen und Filtern, ■ und da die Verflüssigungsprodukte einen hohen Anteil an Teer, Wachs und dergleichen enthalten, unterliegen die Sep ärier-bzw. Trennvorrichtungen einer ernsthaften Verstopfungsgefahr, derart, daß sie von Zeit zu Zeit gereinigt und erneuert werden müssen.

Schließlich war in den seltenen Fällen, in welchen im Stande der Technik Kohle einer einfachen Extraktion unterworfen wurde, etwa gemäß der US-Patentschrift 2,242,822 , eine vorausgehende vorläufige Oxidation der Kohle unerläßlich,

um sie in eine Form umzuwandeln, m welcher sie eine Auflösung in als Lösungsmitteln verwendeten Furfural- und Furanderivaten zugänglich ist-.

Der Erfindung liegt daher als Aufgabe die Schaffung eines Verfahrens zugrunde, das die Extrahierung von Kohle mit einem neuen Lösungsmittel vorsieht, welches unter milden Verfahrensbedingungen bei Temperaturen unterhalb der Mesophasebildung (Erweichung der Kohle eine Lüsungawirkung auf die Kohle ausübt. Das erfindungsgemäße Verfahren soll des weiteren mittels einfacher, ohne weiteres verfügbarer Maß-

nahmen eine Abtrennung des Extraktionslösungsmittels sowohl von den aufgelösten als auch von den rückständigen nicht-aufgelösten Kohlebestandteilen ermöglichen, um das Lösungsmittel zur weiteren Verwendung bei der Extraktionsbehandlung frischer Kohle zurückgewinnen zu können. Des weiteren sollen bei dem erfindungsgemäßen Extraktionsverfahren keine erheblichen Anteile von Gas- oder Dampfphasenprodukten anfallen und dementsprechend keine beson-r deren Anlage-.und Vorrichtungsteile zur Handhabung dieser gasförmigen Produkte erforderlich sein.- Schließlieh soll das erfindungsgemäße Verfahren die Abtrennung eines Festst.offrückstands aus nicht-extrahiertjacen Bestandteilen, in der Hauptsache mineralischem Kohlenstoff, ermöglichen, der dabei in einfacher Weise in einer aktivierten, für eine Vielfalt industrieller Verwendungszwecke geeigneten Form gewonnen werden kann.

Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum Extrahieren eines wesentlichen Anteils des nicht-fixierten Kohlenstoffgehalts von fixierten und nicht-fixierten Kohlenstoff enthaltender Kohle; erfindungsgemäß ist dabei vorgesehen, daß man die Kohle in zerteilter Form in einem flüssigen Lösungsmittel, das eine flüssige Verbindung der allgemeinen Formel

0 , η Ί \ 2

SX Γί

enthält, worin

M ein Kohlenstoff -, Schwefel -oder Phosphoratom bedeutet

2 3
R und R^ jeweils ein Wasserstoffatom oder eine

niedere Alkylgruppe bedeutet,

R und R jeweils eine niedere Alkylgruppe, eine weitere _m»*R -gruppe, eine monozyklische arc's 2 0

^R 1 "R-*

matische Gruppe oder R eine weitere R-M-N

ⁿ tj\

1 2 -gruppe bedeuten oder R und R zusammen die für einen heterozyklischen Ringschluß erforderlichen Atome sein können, und worin η den Wert 1 besitzt, wenn M Phosphor ist, während ansonsten η den Wert 0 besitzt,

bei einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur der Kohle solange in Bewegung hält, bis ein wesentlicher Teil des nicht-fixierten Kohlenstoffgehalts der Kohle in dem Lösungsmittel aufgelöst ist, und daß man den nichtgelösten Peststoffanteil der Kohle mit dem darin enthaltenen fixierten Kohlenstoff von der nicht -fixiertenKohlenstoff gelöst^enChaltenden Losungsmittelflüssigkeit abtrennt,

Im folgenden wird die Erfindung beschrieben und anhand des in der Zeichnung dargestellten Fließscheraas einer bevorzugten Ausfuhrungsform näher erläutert.

Grundsätzlich eignen sich alle bekannten Kohlearten zur Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; allerdings wird die Natur der letzlich erhaltenen Endprodukte unmittelbar durch die Wahl einer bestimmten zu behandelnden Kohleart beeinflußt und unterschiedliche Arten der Ausgangskohle führen notwendigerweise zu verschiedenen Kombinationen von Endprodukten. Wach der klassischen Kohleanalyse wird sie, wie bereits erwähnt, allgemein nach dem Gehalt an bei der pyrolytischen Zersetzung freigesetzten flüchtigen Bestandteilen klassifiziert, oder umgekehrt nach dem Gehalt an nicht-flüchtigem Kohlenstoff, der im Prinzip den Rückstand nach der pyrolytischen Zersetzung bildet. Dabei ist es offensichtlich unausbleiblich, daß die Bedingungen der pyrolytischen Zusammensetzung selbst am "sanften" Ende des Spektrums derartigez»Bedingungen Nebenreaktionen' ■ hervorrufen·, in welchen nominell nicht-flüchtige Bestandteile in kleinere Bestandteile zerlegt oder gecrackt werden, die entweder direkt oder nach Rekombination mit anderen Bestandteilen in den gasförmigen Zustand übergehen, während nominell flüchtige Bestandteile entweder direkt oder ebenfalls nach Zersetzung oder Crackung einer Kombinationsreaktion,beispielweise Polymerisation oder dergleichen, oder einer Reaktion mit Teilen der nominell festen Bestandteile oder Zersetzungsproduktendieser unterliegen, unter Bildung nicht-flüchtiger Endprodukte. Daher kann nicht davon ausge- ' gangen werden, daß der jeweilige flüchtige oder nichtflüchtige Kohlenstoffgehalt gemäß der klassischen Analyseden tatsächlichen Ausgangs- Anteilsverhältnissen dieser Stoffe in der natürlich vorkommenden Kohle entspricht, da die endgültigen Mengen dieser Stoffe nicht unabhängig von der Reaktion sind, sondern vielmehr in einem signifikanten Ausmaß eine Punktion der Reaktionsbedingungen, einschließlich der Zeit sowie der Temperatur und des Drucks,sind.

Erfindungsgemäß wird der Extraktionsvorgang unter nicht-

thermisch destruktiven Bedingungen ausgeführt, für welche die klassische Terminologie unangemessen ist und durch die Terminologie fixierter bzw.fest-gebundener ("fixed") Kohlenstoff und nicht-fixierter bzw. nicht festgebundener, mobiler Kohlenstoff ("non-fixed or mobile carbon") ersetzt werden muß. Die Bedeutung dieser Ausdrücke wird deutlicher, wenn man sich die Kohle gewissermaßen als ein Gerüst oder eine Matrix aus Kohlenstoffruß₃ d.h. ein Gebilde in Form einer nicht-kristallinen Ansammlung graphitartiger Platten, veranschaulicht, an welchen ein Überzug aus einem teerartigen Material adsorbiert istv Diese Oberflächen-Teere lassen sich in zwei allgemeine Kategorien einteilen; nämlich Bitumenarten, welche alle mit klassischen organischen Lösungsmitteln extrahierbare Verbindungen umfassen, einerseits

und Kerogen, das die gegenüber einer klassischen Lösungs-

x andererseits. mittelextraktion beständigen Verbindungen umfaßt J-Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im wesentlichen der gesamte Bitumenanteil zusammen mit einem beträchtlichen Anteil oder sogar der Hauptmenge des Kerogens extrahiert, und zwar ohne daß eine thermische Zerstörung der Kohle erforderlich" wird.

Die vorstehende Diskussion erleichtert die Erläuterung des Anwendungsbereichs des erfindungsgemäßen Verfahrens. In dem Maße, als die zu behandelnde natürliche Kohle nicht-fixierten Kohlenstoff enthält (und alle natürlichen Kohlevorkommen enthalten wenigstens einen kleineren Anteil dieses Stoffes), ist das erfindungsgemäße Verfahren bei diesen Kohlearten zum Zweck der Entfernung wenigstens eines wesentlichen Teils des in dieser Kohle natürlicherweise enthaltenen nichtfixierten Kohlenstoffanteils sinnvoll anwendbar.

Außerdem wird auch der fixierte Kohlenstoffanteil der jeweili gen speziellen zu behandelnden Kohle durch das erfindungsgemäße Verfahren verbessert, das durch die Entfernung der Teerbestandteile aus den Poren der fixierten Kohlenstoffmatrix diese für den jeweiligen endgültigen Verwendungszweck, für welchen die jeweiligen residuellen Peststoffanteile bestimmt sind, zugänglicher und besaer geeignet macht.

- 9

Die Kohle wird für die Zwecke der erfindungsgemäßen Extraktionsbehandlung zerteilt, jedoch ist die Größe der so zerteilten Kohlepartikel . nicht kritisch. Wie bei jedem Kontaktverfahren nimmt die Extraktionsgeschwindigkeit tendenziell mit dem Oberflächenbereich des zu extrahierenden Materials· zu, und dieser allgemeine Grundsatz kann daher durch entsprechende Zerteilung der Kohle auf ziemlich feine Korngröße:.vorteilhaft ausgenutzt werden. Unter praktischen Gesichtspunkten haben sich Teilchen, die durch ein Sieb der Maschenzahl 200 passieren ,als zweckmäßige Teilchengröße erwiesen. Teichengrößen im Bereich zwischen etwa Maschenzahl 12 und Maschenzahl 250 sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung brauchbar, jedoch ist,wie bereits erwähnt,die Teilchengröße nicht kritisch und es können auch oberhalb oder unterhalb diesem Bereich liegende Teilchengrößen verwendet werden.

Die wesentliche Lösungsmittelkomponente des bei dem erfindungsgemäßen Extraktionsverfahren verwendeten Lösungsmittelmediums ist eine flüssige Verbindung oder ein Gemisch von flüssigen Verbindungen entsprechend der allgemeinen Formel:

0 j R⁵

R- M-N ⁿ I \ 2

R^{1 R}

in dieser bedeuten

M ein Kohlenstoff-, Schwefel-·oder Phosphoratom ■ 2 3

R und R jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedere

Alkylgruppe

R und R jeweils eine niedere Alkylgruppe, eine andere __N^-R -gruppe, eine monono_zy klische

" \R² aromatische Gruppe oder R kann eine weitere

ti n3 -ι ο

R-M-N -gruppe sein, oder R und R zusammen können

R^{1 X}
die zur Bildung eines heterozy klischen Ringschlußes

- 10 -

erforderlichen Atome sein, und η = 1 in Fällen wo M ein Phosphoratom ist, ansonsten hat η den Wert 0.

Falls in dieser Formel entweder R oder R oder beide niedere Alkylgruppen sind, kann das Alkyl anscheinend einen Kohlenstoffgehalt im Bereich von C^ - C₁. oder möglicher weise auch C₁- haben, wobei C₁ und C₀ als bevorzugt gelten.

2 3 Bevorzugte Substituenten für R und R sind Methyl- und

Äthylgruppen, wenngleich angenommen werden darf, daß Homologe bis zu etwa Cj, oder möglicherweise sogar höher ebenfalls mehr oder weniger brauchbare Lösungsmittelverbin- ' düngen ergeben, und der Ersatz dieser Gruppen durch ein oder mehrere Wasserstoffatom(e) dürfte ebenfalls eine annehmbare Alternative darstellen. Monozyklische aromatische Gruppen wie beispielsweise ein Benzylradikal können sich ebenfalls als Subsituenten R oder R brauchbar .erweisen, da die Struktur dieser Gruppe der Resonanzstabilisierungs Funktion des Lösungsmittels günstig ist. R' oder R oder beide könnten auch eine weitere Aminogruppe __λΤ/ί^ sein. Bei

"~IM ο ^XR² der Wahl einer Kombination bestimmter Gruppen fürdie Sub-

12 3
stituenten R, R , R und R muß vermieden werden, daß in

das Molekül der Lösungsmittelverbindung eine so große Anzahl von Kohlenstoffatomen eingeführt wird (bei kollektiver Berücksichtigung sämtlicher Substituent.engruppen), daß hierdurch die erforderlichen Lösungsmitteleigenschaften beeinträchtigt werden könnten; vorbehaltlich dieses übergreifenden Kriteriums kommt jedoch eine beträchtliche Viel-

2 falt von Substituentengruppen in Frage, wobei zwischen R und R^ die Substituentengruppen nicht dieselben zu sein brauchen. Spezielle bevorzugte Lösungsmittelverbindungen im Rahmen der oben angegebenen allgemeinen Formel sind u.a. Tetramethylharnstoff (TMU) der Formel (CH^-CO-W-N-Dimethylacetamid (DMAA) der Formel CH₅-CO-W Hexamethylphosphoramid (HMPA) der Formel (CH-^^ sowie (weniger bevorzugt) Tetramethylamidsulfoxid der Formel (CH,)₂N-SO-N(CH,)₂ . Falls R² und R⁵ zusammen die einen heterozyklischen Ring schließenden Atome bilden, kommen Verbindungen wie beispielsweise N-Methylpyrrolidin und dessen Analoge usw., soweit sie bei der Prozeßtempera-

- 11 -

tür flüssig sind, in Frage. Die im Rahmen der Erfindung Anwendung findenden Lösungsmittel können unter geeigneten Umständen Dimere usw. bilden, beispielsweise (CH,)p-N-CO-N(CH-,)-CO-N(CH,)₂ , und diese können, falls sie flüssig sind,wirksam sein. Es ist derzeit noch nicht voll aufgeklärt, warum die erfindungsgemäßen Verfahrensweisen zu Ergebnissen führen, die sich so auffällig von dem Stande der Technik der Extraktionsverfahren unter Verwendung von hohem Druck und hohen Temperaturen (oberhalb ab 350⁰C) unterscheiden. Ohne das diesem Erklärungsversuch eine einschränkende Bedeutung zukommen soll, darf jedoch angenommen werden, daß die vorstehend angegebene Klasse von erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmitteln den nicht-fixierten Kohlenstoff dadurch extrahieren , daß sie als Lösungsmittel für Polymermaterial in der Kohle wirken und außerdem in der Kohle vorliegende Elektronen und freie Radikale stabilisieren, und daß als Folge hiervon die Kohle aufgelöst wird.

Wie der Bereich der Teilchengrößen der Kohle ist auch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewandte Lösungsmittelmenge nicht kritisch, sondern wird- primär durch Praktikabilitäts -und Wirtschaftlichkeitsfaktoren bestimmt. Tatsächlich ist es so, daß es wegen der zufälligen Verteilung und Kombination organischer Gruppen in der natürlich vorkommenden Kohle, wobei diese Gruppen letztlich die für ihre Auflösung erforderliche Lösungsmittelmenge bestimmen, praktisch unmöglich ist, im vorhinein irgendeine zur im wesentlichen vollständigen Extraktion benötigte genau bestimmte Lösungsmittelmenge anzugeben. Da das erfindungsgemäße Verfahren bei niedrigen Temperaturen und bei A tmosphärendruck ausgeführt werden kann, können eine Gegenstromextraktion oder Mehrfach - Extraktionen ins Auge gefaßt werden. Im allgemeinen ist ein Lösungsmittelüberschuß zur Erzielung eines möglichst hohen Extraktionswirkungsgrades erwünscht, insbesondere unter Berücksichtigung der schwankenden Löslichkeit einiger Teerbestandteile in den hier in Frage stehenden Lösungsmitteln; diese Löslichkeit kann von weniger als 10~^ g/l bis zu vollständiger Auflösung variieren.

- 12 -

Grob gesprochen liegen brauchbare Werte des Verhältnisses von Lösungsmittel zu Kohle im Bereich von etwa 1-10 : 1 (Volumenverhältnis), obzwar,wie oben bereits gesagt, diese Grenzen nicht kritisch sind. Als ein Minimum kann gelten, daß die angewandte Lösungsmittelmenge ausreicht,um die Kohlepartikel in freier leichter Beweglichkeit zu suspendieren.

Ein bedeutsamer Vorteil des erfindungsgemäßen Extraktionsverfahrens besteht darin, daß rauhe Reaktionsbedingungen, die zu Nebenreaktionen und/oder destruktiver Zersetzung der Kohle oder irgendwelcher Derivatprodukte führen könnten, vermieden werden können. Die Wahl der jeweiligen speziellen Temperatur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Extraktionsverfahrens wird durch verschiedene Parameter beeinflußt. Zum einen muß die Temperatur unterhalb derjenigen Temperatur liegen, bei welcher es zu irgendeiner destruktiven Wechselwirkung zwischen dem Extraktionslösungsmittel· und dem fixierten Kohlenstoffgehalt der Kohle kommen kann. Diese einschränkende Bedingung ist besonders bedeutsam bei Verwendung von Hexamethylphosphoramid (HMPA), von dem festgestellt wurde, daß es bei etwa 100⁰C eine chemische Wechselwirkung unter Bildung eines gummiartigen Teers erfährt, der die Lösungsmittelrückgewinnung schwierig, wenn nicht gar unmöglich machen würde. Die anderen Lösungsmittel innerhalb der oben genannten Klasse von für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Lösungsmitteln scheinen bisher dieser Einschränkung wesentlich weniger zu unterliegen; dafür gilt für diese ein weiterer Parameter: Daß nämlich die Temperatur den Siedepunkt des Lösungsmittels bei dem jeweiligen Betriebsdruck nicht überschreiten soll. Schließlich soll die Extraktionstemperatur unterhalb der Temperatur liegen, bei welcher eine thermische Degradation oder Zersetzung der Kohle beginnt, was nach allgemeiner Annahme um 400°C herum oder oberhalb und unterhalb dem Mesophase- oder Erweichungspunkt der Kohle der Fall ist. Die Extraktion kann bei Zimmertemperatur vorgenommen werden, jedoch ist eine mäßige, milde Erwärmung zur Erhöhung der Kinetik des Extraktionsmechanismus vorzuziehen. Die Anwendung von Druck ist

bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht erforderlich, daß damit den praktischen Vorteil bietet, daß das Vefahren in einem offenen, weniger teuren System ausgeführt werden kann. Ein mäßiger überdruck kann im Sinne einer Erhöhung des Wirkungsgrades des Verfahrens wirken, einfach in folge des mechanischen Effekts der Druckanwendung, indem hierdurch das Lösungsmittel in die Matrix aus dem fixierten Kohlenstoff der Kohle hineingedrückt wird, jedoch ist die Anwendung hoher Drucke (beispielsweise mit Wasserstoffgas), wie sie für die bekannten Verfahren zur Einleitung einer chemischen Reaktion der Kohle charakteristisch sind, für die Zwecke der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich und soll sogar vermieden werden. .

Mit fortschreitender Extraktion nimmt das Lösungsmittel normalerweise eine intensive dunkle Färbung durch die gelösten Teerbestandteile an, jedoch ist das Fehlen einer der

artigenVerfärbung allein noch nicht notwendigerweise ein Anzeichen dafür, daß keinerlei Extraktion der Kohle erreicht wird, da einige der bei der Durchführung des er-. findungsgemäßen Verfahrens erhaltenen Produkte als weiße Kristalle gewonnen wurden. Daher kann man allgemein die SoI-volyse - Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens als abgeschlossen ansehen, sobald die Zugabe von frischem Lösungsmittel zu der Kohle bei der höchsten geeigneten Betriebstemperatur keine Änderung in den Spektraleigenschaften des Lösungsmittels, insbesondere im Absorptionsvermögen für Infrarot -und UV -Licht bewirkt, bei Überwachung mit zur Messung dieser Spektraleigenschaften geeigneten Instrumenten.

Die Erfindung wird zwar im wesentlichen in der Verwendung einer Lösungsmittelverbindung der obenangegebenen allgemeinen Formel gesehen; jedoch ist kein Grund bekannt, warum dieses Lösungsmittel nicht prinzipiell in Verbindung mit anderen herkömmlichen Lösungsmitteln oder Verdünnungsr mitteln angewandt werden könnte, soweit diese die besondere Lösungsaktivität der erfindungsgemäßen Lösungsmittelverbindung wenigstens nicht beeinträchtigen.

- 14 -

Je"nach der jeweiligen Ausgangskohle kann der Gehalt an extrahiertem Teer für eine Extraktion von etwa 10 bis etwa 50-60 Gew.% der Kohle selbst schwanken,und die Konzentration des herausgelösten Teers hängt selbstverständlich von dem bei der betreffenden konkreten Verfahrensführung gewählten Wert des Verhältnisses Lösungsmittel zu Kohle ab. Das Gemisch aus Lösungsmittel und Gelöstem kann von dem festen Kohlenrückstand mit herkömmlichen Trennvorrichtungen wie beispielsweise einem Filter oder einer Zentrifuge abgetrennt werden. Die flüssige Phase wird dann zur Abtrennung des Lösungsmittels weiterbehandelt und aufbereitet, um dieses zur kostengünstigen Verfahrensgestaltung zurückgewinnen und rezyklieren zu können. Die Lösungsmittelrückgewinnung kann durch Vakuumdestillation oder Verdampfung erfolgen. Ein wirksames Verfahren für diesen Zweck ist eine sogenannte gemischte Lösungsmittelausfällung. Bei diesem Verfahren.wird ein die Löslichkeit invertierendes Lösungsmittel, das ein deutlich niedrigeres Lösungsvermögen für den aufgelösten nicht-fixierten Kohlenstoffgehalt besitzt als die für'das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Lösungsmittel in ausreichenden Mengen mit der flüssigen Phase vermischt, um ein Aussalzen oder eine Ausfällung des nicht-fixierten Kohlenstoffgehalts zu bewirken. Das ausgefällte Material kann dann durch Dekantieren, Filtrieren oder Zentrifugieren von der gemischten flüssigen Phase abgetrennt werden, und die einzelnen Bestandteile des Flüssigkeitsgemischs können dann von einander durch Destillation oder andere herkömmliche Fraktionierverfahren mit einem verhältnismäßig niedrigen Energieverbrauch abgetrennt werden. Die Wahl eines geeigneten Löslichkeitsinvertierungslösungsmittels für diesen Verfahrensschritt sollte kein Problem bieten, da sich für diesen Zweck eine breite Vielfalt von Lösungsmitteln als brauchbar erwiesen hat. Bevorzugte Lösungsmittel sind u.a. die gewöhnlichen niederen Alkohole wie beispielsweise Methanol, Diäthylather oder dergleichen, jedoch haben sioh einigermaßen überraschend auch aromatische Lösungsmittel wie beispielsweise Toluol und Benzol als wirksam erwiesen. Es wäre zu erwarten gewesen, daß normalerweise unpolare organische Lösungsmittel, insbesondere vom aromatischen Typ, mit dem herausgelösten Kohlön-

- 15 -

stoffteer vermischbar wären, daß dies tatsächlich nicht der Fall ist, ist bisher noch nicht voll aufgeklärt. Möglicherweise kann dies durch eine bevorzugte Vermischbarkeit dieser aromatischen Lösungsmittel mit den erfindungsgemäß verwendeten Extraktionslösungsmitteln unter Ausschluß des gelösten Teers erklärt werden, denkbar ist auch ein Lösungsmittelverdünnüngs-effekt; was auch immer die Erklärung sein mag, so hat es nach dem derzeitigen Erkenntnisstand den Anschein, daß praktisch jedes Lösungsmittel, das gut mit dem Extraktionslösungsmittel mischbar ist, sich als Inversionslösungsmittel für diesen Verfahrensschritt eignet. Selbst Wasser ist prinzipiel geeignet, obwohl es, wie weiter unten noch erläutert wird, zur Bildung einer kolloidalen Suspension des Gelösten neigt, wodurch in manchen Fällen die abschließende· Trennung der Phasen schwier iger wird, da das Kolloid gegen Absetzen oder Sedimentation beständiger als andere Formen ist.

Das abgetrennte Präzipitat, das eine dicke Konsistenz besitzt, stellt den nicht-fixierten Kohlenstoffgehalt der Kohle dar; es ist in etwa äquivalent den Teerprodukten, wie sie bei den bekannten Karboni^.sierungs- und/oder Vergasungsverfahren erhalten werden und eignet sich allgemein für die gleichen Endzwecke wie diese herkömmlichen Endprodukte, jedoch mit dem besonderen Vorteil, daß in der ursprünglichen Kohle enthaltene wertvolle Chemikalien und/chemische Zwischenprodukte in beträchtlichen Mengen extrahiert wurden. Sie stehen daher ■ für eine direkte Gewinnung oder alternativ für eine weitere chemische Behandlung zur Verfügung, die daher genauer kontrolliert und gesteuert und auf bestimmte ausgewählte Endprodukte abgestellt werden kann, als dies in der zufälligen Umgebung der Verfahren nach dem bekannten Stande der Technik möglich ist. Beispielsweise kann das abgetrennte nicht-fixierte Kohlenstoffpräzipitat mit Lösungsmitteln behandelt werden, die eine bevorzugte Lösungsaktivität für bestimmte ausgewählte Bestandteile in dem Präzipitat besitzen und wie sie bereits in der Technik verwendet werden, wobei alle zurückbleibenden nicht-extrahierten Stoffe dann in herkömmlicher Weise für kohlenstoffhaltige Materialien verwendet werden können.

- 16 -

Was den Peststoffanteil aus der Extraktion anlangt, so enthält dieses Material notwendigerweise eine kleine Rückstandsmenge an Lösungsmittel, die vorzugsweise entfernt und zurückgewonnen wird» Nach der Abtrennung aus der flüssigen Phase weist der Peststoff Teilchenrückstand zusammen mit zurückgehaltenem Lösungsmittel, eine ziemlich dicke Konsistenz, die mehr oder weniger mit der von Honig vergleichbar ist, auf und kann durch Mischen mit einem wässerigen Medium beispielsweise Wasser oder Gemischen aus Wasser und Alkohol usw. unter Bildung einer kolloidalen Suspension suspendiert werden. Das

r - - ■

wässerige Medium wikt als Abstreif-Lösungsmittel ("stripping solvent") für das erfindungsgemäße Behandlungslösungsmxttel, indem es eine höhere Affinität für dieses als für die Feststoffteilchen besitzt, derart , daß das restliche zurückgehaltene Lösungsmittel aus seinem Adsorptionszustand an der Teilchenoberfläche freigesetzt und vermutlich durch Wasser ersetzt wird. Das wässerige Medium kann auch mit dem fixierten Kohlenstoff - Peststoffanteil in Wechselwirkung treten und hierbei als Protonen-Donor für die nunmehr aktivierte fixierte Kohlenstoff -isjatrix dienen und diese weiterjaufbrechen bzw.. auf-, schließen. Die Peststoffteilchen können von dem flüssigen Gemisch durch ein- Filter, eine Zentrifuge oder anderweitige herkömmliche Trennvorrichtungen abgetrennt werden, und das Lösungsmittel -und Wassergemisch kann seinerseits, in seine Plüssigkextskomponenten zerlegt werden, und zwar durch Destillation oder anderweitige herkömmliche Fraktioniervorrichtungen, was eine Rezyklierung der abgetrennten Flüssigkeiten zur weitestmöglichen Veringerung des Flüssigkeitsverbrauchs in dem erfindungsgemäßen Verfahren ermöglicht.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zurückgewonnenen, hauptsächlich fixierten Kohlenstoff und Asche enthaltenden nassen Feststoffteilchen liegen in einer für die weitere Verwendung, beispielsweise als etwa mit Koks vergleichbarer Brennstoff oder für die Herstellung synthetischer.Brennstoffe, besonders vorteilhaften Form vor. Da.die Feststoffteilchen aus fixiertem Kohlenstoff frei von nennenswerten Teermengen

- 17 -

sind, zeigen sie in diesen Verfahren eine Tendenz zur Reaktion mit erhöhtem Wirkungsgrad ohne die praktischen Schwierigkeiten, wie sie die Gegenwart von Teer begleiten. Des weiteren hat das Abstreifen des restlichen Lösungsmittels von den Teilchenoberflächen eine Aktivierung dieser Teilchen zur Folge, mit entsprechender Zunahme ihrer Reaktivität.

Der in den zurückgewonnenen Feststoffteilchen enthaltene ursprüngliche Aschegehalt der Kohle ist die Quelle der hauptsächlichen Schwefelkontamination der ursprünglichen Kohle. Falls diese Teilchen als fester Brennstoff dienen sollen, kann dann die Abtrennung der Asche erwünscht sein, um die Tendenz zur atmosphärischen Pollution bei Verbrennung der Feststoffteilchen zu verringern. Diese Abtrennung kann erreicht werden, wenn der Feststoffrückstand in den wässrigen Medien emulgiert ist. Falls die Teilchengröße des fixierten Kohlenstoffs durch diese Behandlung auf die Teilchengröße der mineralischen Materie verringert wird, bleibt der fixierte Kohlenstoff dispergiert, während die mineralische Materie absinkt, und der fixierte Kohlenstoff kann nach herkömmlichen Verfahren, beispielsweise durch Zentrifugation abgetrennt werden.

Die aus einer anfänglichen Extraktionsstufe gewonnenen Feststoffteilchen können selbstverständlich ein -oder mehrmals einer erneuten Extraktion unterworfen werden., wobei in der Tat zusätzliche Anteile der Kohle-Feststoffkomponente auf die wiederholte Solvolyse-Wirkung anzusprechen scheinen, wenngleich selbstverständlich mit abnehmender quantitativer Geschwindigkeit, und es erscheint zumindest denkbar, daß im wesentlichen der gesamte Kohlenstoffgehalt der Kohle letztendlich auf diese Weise, bis auf die Asche als einzigem Rückstand, extrahiert werden könnte.

- 18 -

.Das in der Zeichnung dargestellte Fließschema veranschaulicht eine typische praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Gemäß diesem System wird

e
eine aus einer bestimmten ausgwählten Herkunftsquelle

stammende grobe Stückkohle oder dergleichen einer Pulverisiermühle 10 zugeführt,in welcher die Kohle auf die gewünschte Teilchengröße zerkleinert wird; falls eine Abtrennung der Feinen und der Teilchen mit zu großen Abmessungen ratsam ist, kann dies nach irgendeinem ( in der Zeichnung nicht dargestellten)herkömmlichen Siebverfahren geschehen. Die auf die gewünschte-Teilchengröße bzw. den gewünschten Teichengrößenbereich zerkleinerte Kohle wird so dann in eine Auflösevorrichtung 12 eingebracht und dort mit dem erfindμng.sgemäßen Lösungsmittelmedium in vorgegebenen Mengenverhältnissen gemischt. Im Idealfall wird die überwiegende Hauptmenge des Extrahierlösungsmittels aus den vorhergehenden Verfahrensstufen rezykliert, jedoch kann über eine Auffülleitung 14 zusätzliches Lösungsmittel, wie es zum Ersatz unvermeidlicher Lösungsmittelverluste im Verlauf der Behandlung erforderlich sein kann, zugeführt werden. In der Auflöseveorrichtung 12 werden das Lösungsmittel und die pulverisierte Kohle unter den bestimmten vorgegebenen Bedingungen von Temperatur und Druck innerhalb der oben gegebenen allgemeinen Grenzen in Umrührung gehalten, und zwar über eine Zeitdauer wie sie zum Extrahierren einer wesentlichen Menge des nichtfixierten Kohlenstoffgehalts aus der Kohle erforderliche ist. über eine Austrittsleitung 16 der Auflösevorrichtung 12 wird die Suspension aus den extrahierten Kohleteilchen in de.n extrahierten nicht-fixierten Kohlenstoff in Lösung enthaltenen Lösungsmittel einem Separator bzw. einer Trennvorrichtung 18 wie beispielsweise einem Filter oder einer Zentrifuge zugeführt, zur Trennung der flüssigen von der festen Pßase. Die feste Phase, welche aus dem fixierten Kohlenstoffgehalt der Kohle zusammen mit der die mineralischen

Nicht-Kohlenstoffverbindungen wie beispielsweise EisEHSulfid usw. enthaltenden Asche besteht, verläßt den Separator 18 über eine Leitung 20 und wird einer Misch-/

- 19 -

Dekantiervorrichtung 22 zugeführt, in welcher sie mit einem Überschuß an wässrigem Medium, beispielsweise Wasser, gemischt wird, unter Bildung einer kolloidalen Suspension der Peststoffteilchen in dem Gemisch aus Wasser und von den Teilchen abgestreiftem rückständigem Lösungsmittel; diese kolloidale Suspension wird über eine Leitung 24 einer Waschvorrichtung 26 zugeführt, in welcher die Konzentration des Extraktionslösungsmittels in der mit den Feststoffen in Kontakt stehenden .Flüssigkeit durch Zugabe von weiterem Abstreiflösungsmittel, das vorzugsweise aus der Misch-/Dekantiervorrichtung zurückgewonnen wird, verdünnt wird. Die Überlaufflüssigkeit 28 wird in die Misch-/ Dekantiervorrichtung 22 zurückgeführt. Die abgesetzten Feststoffe werden über eine Leitung 30 einer Separier- bzw. Trennvorrichtung 32, beispielsweise einem Filter oder einer Zentrifuge, zugeführt, in welcher überschüßige wässrige Lösung von der Feststoffteilchenphase abgetrennt und über' eine Leitung 34 in die Waschvorrichtung 26 zurückgeleitet wird. Da der fixierte Kohlenstoffgehalt und die mineralischen Bestandteile unterschiedliche Dichten besitzen, können diese beiden Feststoff arten ggf. nach herkömmlichen Verfahren von einander getrennt werden. Die Feststoffteilchen, die in etwa aktivierten Kohlenstoffarten analog sind, stehen dann zur Verwendung für einen beliebigen Zweck, für welche derartige aktivierte Kohlenstoffarten und verwandte Materialien bekannterweise geeignet sind, zur Verfügung. Die Überschußflüssigkeit aus der Behandlung des anfänglichen wässrigen Mediums in der Misch-/Dekantiervorrichtung 22 wird dekantiert und über' eine Leitung.-36 einer Destilliersäule. 38 zugeführt. In der Fraktioniervorrichtung 38 wird das wässrige Medium von dem Extraktionslösungsmittel getrennt und das wässrige Medium über eine Leitung 40 in die Waschvorrichtung 26 rezykliert. Das Extraktionslösungsmittel wird über die Leitung 42 in die Auflösevorrichtung 12 rezykliert.

Der aus einer Lösung des nicht-fixierten Kohlenstoffs in dem Extraktionslösungsmittel bestehende Ausfluß aus der

- 20 -

Separier- bzw. Trennvorrichtung 18 gelangt über eine Leitung 44 in eine Mischvorrichtung 46 und wird dort mit einem Alkohol oder einer ähnlichen Inversionslösungsmittelflüssigkeit gemischt, welche-mit d*r Behandlungslösungsmittelflüssigkeit mischbar ist, jedoch ein deutlich niedrigeres Lösungsvermögen für die aufgelösten nichtfixierten Kohlenstoffbestandteile besitzt, derart, daß der aufgelöste nicht-fixierte Kohlenstoffgehalt in dem Gemisch nicht mehr in Lösung verbleibt, sondern als eine dicke, dunkle Flüssigkeit ausgesalzen bzw. ausgefällt wird. Diese dicke Phase kann in einer Sepa?ier-.bzw. Trennvorrichtung 48 abgetrennt (oder ggf. auch, falls vorzuziehen, in der Mischvorrichtung 46 dekantiert) und in einer Leitung 50 gesammelt werden, für eine weitere Behandlung wie beispielsweise eine Extraktion und/oder Fraktionierung oder dergleichen.

Die leichtere flüssige Phase wird aus der Sep^arier-bzw. Trennvorrichtung 48 einer Fraktioniervorrichtung, beispielsweise einer Destillifsäule oder einem Verdampfer zugeführt, zur Trennung des Extraktionslösungsmittels und des Inversionslösungsmxttels, derart,daß diese über die Leitung 54 in die Eingangs-Auflösestufe 12 bzw. über die Leitung 56 in die Inversions-Mischstufe 46- rezykliert werden können.

Alternativ kann die den nicht-fixierten Kohlenstoff enthaltende Phase des Gelösten aus der Sep..arier-bzw. Trennvorrichtung l8 direkt der Fraktioniervorrichtung 52 zugeführt werden, wie durch die gestrichelte Linie 58 angedeutet, und der extrahierte nicht-fixierte Kohlenstoff wird am Boden der Fraktioniervorrichtung 52 "wie durch die gestrichelte Leitung 60 angedeutet, abgenommen. Bei niedrigeren Temperaturen wird das flüchtigere Lösungsmittel abgedampft, wodurch der nicht-fixierte Kohlenstoff in fester Form zurückbleibt. Das Extraktionslösungsmittel wird wie zuvor rezykliert.

- 21 -

BEISPIELE:

1. Bakerstown-Kohle (eine mittel-flüchtige Steinkohle) wird auf Teilchengrößen entsprechend etwa Maschenzahl 250 zerkleinert. 50 ml eines 50:50 -Gemischs aus Tetramethylharnstoff (TMU) und Hexamethylphosporamid (HMPA) werden ' mit 4,013 g Kohle in einem in Umrührung gehaltenen Reaktionsgefäß mit rundem Boden bei Umgebungstemperatur und gegenüber der Atmosphäre offen.gemischt. Nach einer Behandlungsdauer von 15 Minuten wird das Gemisch mittels Absaugen durch ein mittelporöses Filter während etwa 15 Minuten gefiltert. Die gefilterten nassen Peststoffe entsprachen bei visueller Betrachtung etwa 2/3 des ursprünglichen Volumens. Das Filtrat wurde in einem Kolben aufbewahrt. Weitere 50 ml des 50:50 TMU:HMPA -Gemischs wurden mit den Peststoffen in dem Reaktionskolben 3o Minuten lang in Berührung gebracht und sodann wiederum wie zuvor abgefiltert. Das Piltrat wurde zu dem vorhergehenden Piltrat in dem Vorratskolben gegeben. Die Peststoffe wurden·, mit TMU gespült und die Spülflüssigkeit wurde ebenfalls in den Vorratskolben .eingebracht. Der Rückstand wurde nun mit Wasser gewaschen, derart,daß er in dem Kolben eine kolloidale Suspension bildete, aus welcher der mineralische Anteil auf den Kolbenboden absank. Die Suspension wurde durch ein feines Filter gefiltert, mit Methanol aufgenommen und gewaschen zur leichteren Trocknung der Peststoffe. Der getrocknete Peststoffanteil und das Wasser wurden gestestet:

Gewicht: 1,73 g

2 Oberfächenbereich: ca. 100 m /g

Farbe an Luft: Schokoladenbraun

Wasser pH: 3j5

Die Lösung des nicht-fixierten Kohlenstoffs in dem Lösungsmittel wurde zur Rückgewinnung des Lösungsmittels in einem Kondenser im Rückfluß behandelt. Der Rückstand kristallisierte aus.

- 22 -

- &-■■--

2. Zur Bestimmung des Lösungs-Wirkungsgrades wurde eine Reihe von klassifizierten Kohlen mit Lösungsmitteln der obengenannten allgemeinen Struktur extrahiert, zum Vergleich mit einem Benzol-Chloroformgemisch, einem Standardextraktionsmittel für Kohle:

Verwendete Kohlen:

Hoch-flüchtige bituminöse Steinkohle Sewickley

Mittel -bis niedrig-flüchtige

bituminöse Steinkohle Bakerstown

und Preepprt

Anthrazit . Mammoth

Verwendete Lösungsmittel:

Hexamethylphosphoramid. . (MPA)

Tetramethylharnstoff (TMU).

2 Dimethylsäureamid (DMA )

Benzol-Chloroform ' (B-C)

In diesem Experiment wurden jeweils Proben von 2,0 g in eine ,Qrobfritten-Soxlet-Trommel eingebracht, die mit einem 100 ml Lösungsmittel enthaltenden 250 cm -Kolben mit rundem Boden verbunden war. JL)Ie Pingerhut kammer wurde in einen SoXlet-Extraktor eingebracht. Der mit einem magnetischen Rührwerk versehene Rundkolben wird mittels eines Heizmantels auf den Lösungsmittelsiedepunkt in der bei der Soxlet-Extraktion üblichen Art erhitzt. Die Extraktionsbehandlungen werden über 26 Stunden in Gang gehalten. Die Rückstände werden mit Wasser gewaschen und in einem Vakuumdessidator bis zur Einstellung eines konstanten Gewichts getrocknet. Zur Bestimmung der prozentualen Löslichkeit wird das Probengewicht nach der Extraktionsbehandlung durch das ursprüngliche Probengewicht geteilt.

In der verfügbaren ZüiL wurde die KxLrnklion mit ΗΜΡΛ oder TMU nicht abgeschlossen, da die Extraktionsflüssigkeit

- 23 -

eine gewisse Farbe behielt, während die Extraktions-

flüssigkeiten für DMA und B-C farblos waren. Die extrahierten Gewichte können auch mit einem gewissen Fehler behaftet sein, da die Rückstände an der Luft durch Feuchtigkeitsabsorption rasch an Gewicht zunehmen. Die in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellten Ergebnisse veranschaulichen die jeweilige relative Wirksamkeit der verschiedenen Lösungsmittel untereinander und bezüglich der verschiedenen extrahierten Kohlearten,

Tabelle 1

Sewickley Preeport Bakerstown Anthrazit

	Lösungsmittel	2,0	ε	ε	2,0	ε	g	2,0	2,0	ε	g
	HMPA	.80	ε	.90	ε	• 76 g	1.8	ε
	TMU	60% 1.18	ε	55% 1.20	ε	62% 1.23 g	10$ 1.88	ε
	DMA2	42$ 1.58		1.70		39$ 1.65 g	6% 1.86
1	Benzol-Chloroform	21$ 1.85	15$ 1.88	16$ l."76 g	7% 1.92
ro Ul		7%	6%	S,5%	2%

(Verwendete Kohlen)
(Anfangsgewicht in Gramm)

(Endgewichtder Peststoffe nach d»r Extraktion
Extraktionsgrad in Prozent)

(Endgewicht der Peststoffe nach der Extraktion- Extraktionsgrad in Prozent)

(Endgewicht der Peststoffe nach der Extraktion
Extraktionsgrad in Prozent)

(Endgewicht der Feststoffe nach der Extraktion
Extraktionsgrad in Prozent)

CO OO CD

- Si-.

Leerseite

Claims (9)

1. ANSPRÜCHE

   bei einer Temperatur unterhalb der Erweichungstemperatur derjKohle solange in Bewegung hält, bis ein wesentlicher Teil des nicht-fixierten Kohlenstoffgehalts der Kohle in dem Lösungsmittel aufgelöst ist, und daß man den nichtgelösten Feststoffanteil der Kohle mit dem darin enthaltenen fixierten Kohlenstoff von der nicht-fixierten Kohlenstoff gelöst enthaltenen Lösungsmittelflüssigkeit abtrennt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   - 26 -

   daß die Kohle und die Lösungsmittelflüssigkeit allgemein unter atmosphärischem Druck in Umrührung gehalten werden.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle und die Lösungsmittelflüssigkeit bei einer Temperatur im Bereich von etwa 20°bis etwa 300⁰C in .Umrührung gehalten werden.
4. k. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-3,. dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle eine Teilchengröße im Bereich von etwa der Maschenzahl 250 bis etwa der Maschenzahl 10 besitzt.
5. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittel in einem Volumenverhältnis bezüglich der Kohle von ■etwa 1-10:1 vorliegt.
6. 6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß man den gelösten nicht-fixierten Kohlenstoff aus der Extraktions-Lösungsmittelflüssigkeit abtrennt und die abgetrennte Extraktions-Lösungsmittelflüssigkeit für weiteren Umrührkontakt mit frischer Kohle rezykliert.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß .,man zur Abtrennung der Extrakt ions-Lösungsmittelflüssigkeit der Lösung von nicht-fixiertem Kohlenstoff in dem Extraktionslösungsmittel ein Löslichkeits-Inversionslösungsmittel in ausreichender Menge zugibt, um den gelösten nicht-fixierten Kohlenstoff aus dem Lösungsmittelgemisch' auszufällen, daß man das Extraktionslösungsmittel aus dem Lösungsmittelgemisch durch Fraktionierung abtrennt,und daß man das so abgetrennte Extraktionslösungsmittel rezykliert.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die Extraktions-Lösungsmittelflüssigkeit durch Abdampfen abtrennt, wobei ein Rückstand aus nicht-fixiertem Kohlenstoff zurückbleibt, und daß man die abgetrennte

   Extraktions-Lösungsmittelflüssigkeit rezykliert.
9. 9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den abgetrennten nicht-gelösten Feststoffanteil der Kohle in einem flüssigen Lösungsmittelabstreifmedium suspendiert, um den Feststoffanteil aus dem Lösungsmittel-Abstreifmedium-Gemisch abzutrennen, und daß man das Lösungsmittel-Abstreifmedium-Gemisch einer Fraktionierung unterwirft, um das Abstreifmedium und das Lösungsmittel zum Zweck der Rezyklierung voneinander abzutrennen.

   - 28 -