DE3138976A1 - Verfahren zur verfluessigung von kohle - Google Patents

Verfahren zur verfluessigung von kohle

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DE3138976A1
DE3138976A1 DE19813138976 DE3138976A DE3138976A1 DE 3138976 A1 DE3138976 A1 DE 3138976A1 DE 19813138976 DE19813138976 DE 19813138976 DE 3138976 A DE3138976 A DE 3138976A DE 3138976 A1 DE3138976 A1 DE 3138976A1
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Germany
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coal
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Arthur J. 94572 Rodeo Ca. Dahlberg
Joel W. 94530 El Cerrito Ca. Rosenthal
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Chevron USA Inc
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Chevron Research and Technology Co
Chevron Research Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

  • Verfahren zur Verflüssigung von
  • Kohle Beschreibung Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Verflüssigung von roher feinteiliger Kohle. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem verbesserten Verflüssigungsverfahren, bei dessen Durchführung Kohle in einem auf Petroleum zurückgehenden Lösungsmittel bei einer erhöhten Temperatur aufgelöst und bei einer tieferen Temperatur zur Erzeugung von Heizölen gecrackt wird, wobei nur in minimalem Umfange ein Gas erzeugt wird.
  • Kohle ist die am häufigsten vorkommende fossile Brennstoffquelle. Als Ergebnis der abnehmenden Erdölreserven wird ein erheblicher Forschungsaufwand betrieben, um flüssige Kohlenwasserstoffe aus Kohle in technischem Maßstabe herzustellen.
  • Ein vielversprechender Versuch auf diesem Gebiet ist die direkte Verflüssigung von Kohle unter minimaler Gaserzeugung.
  • Diese Versuche gehen auf die frühen Arbeiten von F. Bergius zurück, der entdeckt hatte, daß Brenn- bzw. Treibstoffe durch eine Hochdruckhydrierung einer Paste aus Kohle, Lösungsmittel und Katalysator erzeugt werden können. Spätere Erkenntnisse haben die vorteilhafte Verwendung von spezifischen Hydrierungslösungsmitteln bei tieferen Temperaturen und Drucken ergeben. Beim Einsatz dieser Lösungsmittel, wie teilweise gesättigten polycyclischen aromatischen Verbindungen, wird Wasserstoff von dem Lösungsmittel auf die Kohlemoleküle übertragen, wodurch eine Depolymerisation und eine Auflösung der Kohle erfolgt. Die erhaltene Kohleflüssigkeit weist jedoch ein hohes Molekulargewicht und demgemäß eine hohe Viskosität auf, so daß es schwierig ist, die feinen Kohlenrückstände, die in der Flüssigkeit zurückbleiben, zu entfernen, da diese Teilchen in typischer Weise einen Durchmesser zwischen 1 und 25 Mikron besitzen. Die vollständige Natur des Kohlerückstandes oder der nicht-aufgelösten Feststoffe ist noch nicht restlos aufgeklärt, es handelt sich jedoch offensichtlich bei dem Rückstand um eine Mischung aus organischen und anorganischen Materialien. Das zurückbleibende organische Material ähnelt Koks, während die anorganischen Rückstandsmaterialien aus den bekannten Aschebestandteilen bestehen dürften. Die Entfernung des Rückstandes aus der Kohleflüssigkeit ist eine kritische Stufe bei der Herstellung von sauberen Brenn- bzw. Treibstoffen, insbesondere bei der Durchführung von den Verfahren, bei denen die Kohleflüssigkeiten einer katalytischen Aufbesserung, beispielsweise einer Hydrocrackung, unterzogen werden.
  • Nahezu alle Rohpetroleummaterialien und insbesondere Rohpetroleumrückstände enthalten Metallverbindungen, wobei jedoch die Mengen und Typen der Metalle erheblich schwanken in Abhängigkeit von dem geographischen und geologischen Ursprung der Kohle. Bestimmte südamerikanische Rohöle enthalten beispielsweise große Mengen an Vanadin, jedoch nur kleine Mengen an anderen Metallen. Andere Rohöle, wie beispielsweise öle aus dem mittleren Osten, enthalten ein breites Spektrum von Metallen in nur iträßigen Konzentrationen, und zwar meist Metalle wie Nickel und Vanadin, sowie kleinere Mengen an derartigen Metallen, wie Eisen und Natrium. Andere Rohöle, beispielsweise die kalifornischen Rohöle, enthalten große Mengen an vielen Metallen, beispielsweise große Mengen an Eisen und Natrium. Bei der Verarbeitung von Erdölausgangsmaterialien an Festbetthydrocrackungskatalysatoren zur Umwandlung der hdher-siedenden Fraktionen in niedriger-siedende Fraktionen ist es eine allgemein bekannte Tatsache, daß hohe Metallgehalte in der Beschickung schnell das Katalysatorbett entaktivieren. Die Metallverbindungen, die in den Rückständen vorliegen, bilden metallhaltige Niederschläge auf und zwischen den Katalysatoren in dem Bett sowie innerhalb der Poren des Katalysators. Die Niederschläge auf sowie zwischen den Katalysatorteilchen können das Katalysatorbett verstopfen, wodurch der öldurchsatz eingeschränkt wird. Abscheidungen innerhalb der Katalysatorporen ergeben eine Gesamtentaktivierung des Katalysators. Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Verflüssigung von Kohle unter Einsatz eines Erdölausgangsmaterials mit einem relativ hohen Metallgehalt, bei dessen Durchführung die Verflüssigungsprodukte direkt einer Hydrocrackung ohne merkliche Verschmutzung des Katalysatorbettes unterzogen werden können.
  • Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Verflüssigung von Kohle zur Verfügung gestellt, bei dessen Durchführung feinteilige Kohle in einem erheblichen Ausmaße in einem auf Petroleum zurückgehenden Lösungsmittel beispielsweise bei einer Temperatur zwischen 400 und 4800C unter Bildung einer Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle und unlöslichen Feststoffen aufgelöst wird. Die Mischung aus Lösungsmittel, Kohle und unlöslichen Feststoffen wird in einer Reaktionszone mit Wasserstoff in Gegenwart eines von außen zugeführten Hydrocrackkatalysators unter Hydrocrackbedingungen kontaktiert. Vorzugsweise wird die Mischung vor der Hydrocrackung auf eine Temperatur unterhalb 4250C abgekühlt, wobei diese Temperatur niedriger ist als die Temperatur, bei welcher die Kohle aufgelöst wird. Der normalerweise flüssige Teil der hydrogecrackten Abläufe besitzt ein spezifisches Gewicht von weniger als 1, einen geringen Schwefel- und Stickstoffgehalt und einen niedrigen Metallgehalt.
  • Das Vorliegen von Kohleteilchen hemmt in einem erheblichen Ausmaße die Verkokung eines auf Petroleum zurückgehenden Lösungsmittels.
  • Erfindungsgemäß wird die Kohle in Gegenwart von zugesetztem Wasserstoff unter einem Druck von mehr als 35 Atmosphären aufgelöst. Das Gewichtsverhältnis von auf Petroleum bzw.
  • Erdöl zurückgehender Lösungsmittel zu der Kohle liegt normalerweise zwischen 5:1 und 0,5:1, wobei das Petroleumlösungsmittel eine Rohfraktion, die oberhalb 2000C siedet, aufweist oder aus dieser besteht.
  • Die Hydrocrackreaktionszone kann aus einem Katalysatorfestbett, aus einem sich bewegenden Katalysatorbett oder aus einem Fließbett bestehen. Der hydrogecrackte Katalysator ist vorzugsweise ein Metall der Gruppe VIII und/ oder VI-B des Periodischen Systems der Elemente auf einem Crackträger.
  • Die Erfindung wird durch die beigefügte Zeichnung näher erläutert, die ein Blockfließbild einer erfindungsgemäß bevorzugten Ausführungsform zeigt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird zerkleinerte Kohle mit einem auf Erdöl zurückgehenden Lösungsmittel, das oberhalb 2000C siedet, in einer Mischzone 10 aufgeschlämmt. Die ablaufende Aufschlämmung aus der Zone 10 gelangt in eine Auflöseeinrichtung 20, in der die Aufschlämmung erhitzt wird, um wenigstens 50 Gew.-% der Kohle in Gegenwart von zugesetztem Wasserstoff aufzulösen, wobei eine Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle und Kohlerückstand gebildet wird. Die Mischung aus der Auflöse vorrichtung 20 wird gegebenenfalls in der Zone 35 auf eine Temperatur abgekühlt, die tiefer ist als die Temperatur in der Auflösungsvorrichtung und vorzugsweise wenigstens unterhalb 425"C liegt. Die abgekühlte Mischung wird dann in der Zone 40 zur Erzeugung eines flüssigen Produkts mit einer relativ niedrigen Viskosität einer Hydrocrackung unterzogen. Dieses Produkt läßt sich leicht von etwa noch zurückbleibendem Kohlerückstand abtrennen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Feinteilige Kohle wird mit einem Erdöllösungsmittel in einer Mischzone 10 vermischt. Das Ausgangsmaterial zur Durchführung der Erfindung ist eine feste feinteilige Kohle, wie Anthrazit, eine bituminöse Kohle, eine subbituminöse Kohle, Lignit oder eine Mischung davon. Die bituminösen und subbituminösen Kohlen werden besonders bevorzugt, ferner ist es vorzuziehen, wenn die Kohlen auf eine Teilchengröße von weniger als 0,15 mm vermahlen werden, wobei jedoch auch Kohleteilchen mit größeren Größen verarbeitet werden können. Das Lösungsmittel besteht in typischer Weise aus teilweise hydrierten polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen, wobei im allgemeinen einer oder mehrere Ringe wenigstens teilweise gesättigt sind. Beispiele für derartige Materialien sind Tetrahydronaphthalin, Dihydronaphthalin, Dihydroanthracen sowie ähnliche Materialien. Derartige Lösungsmittel können aus zahlreichen Materialien erhalten werden, es ist jedoch besonders vorzuziehen, eine bei 2000C oder darüber siedende Petroleumfraktion zu verwenden, beispielsweise einen naphthenischen Toprückstand oder einen Vakuumrückstand. Asphaltenische oder naphthenische Rohöle besitzen im allgemeinen höhere Gehalte an-Aromaten und Naphthenen im Vergleich zu paraffinischen Rohmaterialien.
  • Die Folge davon ist, daß derartige Rohmaterialien gegenüber den paraffinischen Rohmaterialien für eine Verwendung als Lösungsmittel erfindungsgemäß bevorzugt werden. Derartige Rohmaterialien besitzen gewöhnlich auch einen höheren Schwefel-, Stickstoff- und Metallgehalt als paraffinische Rohmaterialien und werfen daher größere Probleme beim Raffinieren auf als die erwähnten anderen Rohmaterialien. Das erfindungsgemäße Verfahren vermag jedoch höhere Metallgehalte in der Hydrocrackzone ohne vorherige Entmetallisierung oder Vorbehandlungsmaßnahmen zu tolerieren. Man nimmt an, daß ein erheblicher Teil der Metalle des Rohmaterials aus dem Kohlerückstand gebunden ist, der in der Flüssigkeit suspendiert ist, so daß keine Neigung-bezüglich einer Abscheidung auf dem Crackkatalysator besteht.
  • Die feinteilige Kohle wird mit dem Lösungsmittel in einem Lösungsmittel:Kohle-Gewichtsverhältnis von ungefähr 0>5:1 bis 5:1 und vorzugsweise ungefähr 1:1 bis 2:1 vermischt.
  • Aus der Mischzone 10 wird die Aufschlammung durch die Leitung 15 einer Auflösungszone 20 zugeleitet, in welcher die Aufschlämmung, vorzugsweise in Gegenwart von zugesetztem Wasserstoff, auf beispielsweise eine Temperatur zwischen 400 und 4800C und vorzugsweise 425 bis 4550C während einer Zeitspanne erhitzt wird, die dazu ausreicht, im wesentlichen die Kohle ganz aufzulösen. Wenigstens 50 Gew., und vorzugsweise mehr als 90 Gew.-% der Kohle werden, bezogen auf eine feuchtigkeits- und aschefreie Basis, in der Zone 20 aufgelöst, wobei eine Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle und unlöslichen Feststoffen oder Kohlerückstand gebildet wird. Es ist gewöhnlich notwendig, die Aufschlämmung auf wenigstens 4000C zu erhitzen, um eine 50 %ige Auflösung der Kohle zu erzielen. Ferner ist es gewöhnlich erforderlich, die Kohleaufschlämmung nicht auf einer Temperatur oberhalb 480"C zur Verhinderung einer thermischen Crackung zu erhitzen, durch welche erheblich die Gesamtausbeute an den normalerweise flüssigen Produkten vermindert wird.
  • Wasserstoff wird in die Auflösungszone durch die Leitung 25 eingeleitet, wobei normalerweise frischer Wasserstoff sowie Recyclisierungsgas verwendet wird. Andere Reaktionsbedingungen in der Auflösungszone sind beispielsweise eine Verweilzeit von 0,01 bis 3 h und vorzugsweise von 0,1 bis 1 h, ein Druck zwischen 35 und 680 Atmosphären und vorzugsweise zwischen 100 und 340 Atmosphären sowie Wasserstoffgasraten von 355 bis 3550 1/1 Aufschlämmung und vorzugsweise 380 bis 1780 1/1 Aufschlämmung. Die physikalische Ausgestaltung der Auflösungszone ist derart, daß die Aufschlämmung nach oben oder nach unten in der Zone fließen kann. Vorzugsweise besitzt die Zone eine solche Ausdehnung, daß gestörte Fließbedingungen vorliegen, so daß das erfindungsgemäße Verfahren auf kontinuierlicher Basis durchgeführt werden kann.
  • Die Auflösungszone enthält vorzugsweise keinen Katalysator aus einer äußeren Quelle, wobei jedoch die Mineralien, die in der Kohle enthalten sind, eine gewisse katalytische Wirkung ausüben können. Soll gekühlt werden, dann wird die Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle und unlöslichen Feststoffen aus der Auflöseeinrichtung 20 durch die Leitung 30 der Kühlzone 35 zugeleitet. Die Kühlzone 35 enthält in typischer Weise einenWärmeaustauscher oder eine ähnliche Einrichtung und kühlt den Ablauf aus der Auflöseeinrichtung 20 auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur der Auflösungsstufe und vorzugsweise auf eine Temperatur von wenigstens unterhalb 4250C ab. Ein gewisses Abkühlen der Zone 35 kann auch durch die Zugabe von frischem kaltem Wasserstoff erfolgen. Die abgekühlte Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle, unlöslichen Feststoffen und Wasserstoff wird durch die Leitung 40 in die Reaktionszone 45 eingeleitet, die einen Hydrocrackkatalysator enthält. In der Hydrocrackzone laufen die Hydrierung und die Crackung gleichzeitig ab, wobei die Verbindungen mit höherem Molekulargewicht in Verbindungen mit niederem Molekulargewicht umgewandelt werden. Die Schwefelverbindungen werden in Schwefelwasserstoff überführt, während die Stickstoffverbindungen in Ammoniak umgewandelt werden und die Sauerstoffverbindungen zu Wasser werden. Vorzugsweise ist die katalytische Reaktionszone ein Festbettkatalysator, man kann jedoch auch ein Fließbett oder ein sich bewegendes Bett verwenden. Die Mischung aus Gasen, Flüssigkeiten und unlöslichen Feststoffen strömt vorzugsweise nach oben durch die katalytische Reaktionszone, sie kann jedoch auch nach unten strömen.
  • Der in der Hydrocrackzone eingesetzte Katalysator kann jeder der bekannten im Handel erhältlichen Hydrocrackkatalysatoren sein. Ein geeigneter Katalysator zur Durchführung der Hydrocrackreaktionsstufe besteht aus einer Hydrierungskomponente und einer Crackkomponente. Vorzugsweise ist die Hydrierungskomponente auf einer feuerfesten Crackunterlage aufgebracht. Geeignete Unterlagen sind beispielsweise Siliziumoxid, Aluminiumoxid oder Mischungen aus zwei oder mehreren feuerfesten Oxiden, wie Siliziumoxid/Aluminiumoxid, Siliziumoxid/Magnesiumoxid, Siliziumoxid/Zirkonoxid, Siliziumoxid/Boroxid, Siliziumoxid/Titanoxid, Siliziumoxid/ Zirkonoxid/Titanoxid, säurebehandelte Tone oder dgl. Saure Metallphosphate, wie Aluminiumphosphat, können ebenfalls verwendet werden. Bevorzugte Crackunterlagen bestehen aus Aluminium und Mischungen aus Siliziumoxid und Aluminiumoxid.
  • Geeignete Hydrierungskomponenten werden aus den Metallen der Gruppen VI-B, VIII sowie ihren Oxiden oder Mischungen davon ausgewählt. Besonders geeignet sind Kobalt/Molybdän, Nickel/Molybdän oder Nickel/Wolfram auf Siliziumdioxid/Aluminiumoxid-Trägern.
  • Vorzugsweise wird die Temperatur in der Hydrocrackzone unterhalb 4250C und vorzugsweise zwischen 340 und 4250C und insbesondere zwischen 340 und 4000C zur Verhinderung einer Katalysatorverschmutzung gehalten. Die Temperatur in der Hydrocrackzone sollte vorzugsweise unterhalb der Temperatur in der Auflösungszone gehalten werden, und zwar um 55 bis 850C. Andere Hydrocrackbedingungen sind beispielsweise ein Druck zwischen 35 und 680 Atmosphären und vorzugsweise zwischen 70 und 200 Atmosphären, eine Wasserstoffrate von 355 bis 3550 1/1 Aufschlämmung und vorzugsweise 380 bis 1780 1/1 Aufschlämmung sowie eine Aufschlämmungsflüssigkeitsraumgeschwindigkeit zwischen 0,1 und 2 und vorzugsweise 0,2 und 0,5.
  • Vorzugsweise werden die Drucke in der nicht-katalytischen Auflösungsstufe und in der katalytischen Hydrocrackstufe im wesentlichen gleich gehalten.
  • Vorzugsweise wird der gesamte Ablauf aus der Auflösungsvorrichtung der Hydrocrackzone zugeleitet. Da jedoch kleine Mengen an Wasser und leichten Gasen (C1-C4) in der Auflösungsvqrrichtung erzeugt werden, wird der Katalysator in der zweiten Stufe einem niedrigerem Wasserstoffpartialdruck ausgesetzt als in dem Falle, daß diese Materialien nicht vorliegen. Da höhere Wasserstoffpartialdrucke zu einer Erhöhung der Katalysatorlebensdauer neigen, kann es zweckmäßig sein bei einer Durchführung im technischen Maßstabe, einen Teil des Wassers und der leichten Gase zu entfernen, bevor der Strom in die Hydrocrackstufe gelangt. Ferner hat eine Zwischenstufenentfernung des Kohlenmonoxids sowie andere Sauerstoff-enthaltende Gase eine Verminderung des Wasserstoffverbrauchs in der Hydrocrackstufe infolge einer Herabsetzung der Kohlenoxide zur Folge. Der Produktablauf 50 aus der Reaktionszone 45 kann in eine gasförmige Fraktion 60 und Feststoff/Flüssigkeits-Fraktion 65 in der Zone 55 aufgeteilt werden. Die gasförmige Fraktion besteht aus leichten ölen, die unterhalb ungefähr 65 bis 1300C sieden, sowie normalerweise gasförmige Komponenten, wie Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasser und den C1-C4-Kohlenwasserstoffen. Vorzugsweise wird der Wasserstoff von den anderen Gaskomponenten abgetrennt und erneut der Hydrocrack- oder Auflösungsstufe zugeleitet. Die Flüssigkeit/Feststoff-Fraktion 65 kann der Feststoffabtrennungszone 70 zugeleitet werden, in welcher die unlöslichen Feststoffe von der Flüssigkeit in herkömmlicher Weise abgetrennt werden, beispielsweise durch Hydroklone, Filter, Zentrifugenseparatoren, Kokers sowie Schwerkraftabsetzvorrichtungen, wobei eine Kombination aus diesen Einrichtungen in der Zone 70 eingesetzt werden kann Das erfindungsgemäße Verfahren liefert extrem saubere und normalerweise flüssige Produkte. Die normalerweise flüssigen Produkte, d. h. alle Produktfraktionen, die oberhalb C4 sieden, besitzen ein ungewöhnlich niedriges spezifisches Gewicht, einen niedrigen Schwefelgehalt vonwenigerals'0,2Gew.-% und einen niedrigen Stickstoffgehalt von weniger als 0,5 Gew.-%. Die erfindungsgemäßen Vorteile gehen aus dem nachfolgenden Beispiel hervor.
  • Beispiel Eine Aufschlämmung aus 33 Gew.-t River King Kohle und 67 Gew.-% eines Kern River Toprückstandes wird nacheinanderfolgend durch eine erste Auflösungsstufe und eine zweite Hydrocrackzone in Gegenwart von zugesetztem Wasserstoff geleitet. Die Kohle wird auf eine Teilchengröße von 0,15 mm vermahlen und besitzt folgende Analysewerte, bezogen auf Gewichtsprozent Trockenbasis: Kohle 59 %, Wasserstoff 4,14 %, Stickstoff 1,14 %, Sauerstoff 11,03 %, Schwefel 4,36 %, Asche 20,33 %. Das rohe Lösungsmittel besteht aus einer 2000C+-Fraktion mit folgenden Eigenschaften: spezifisches Gewicht 0,977, gesättigte Bestandteile 37,3 Gew.-%, aromatische Bestandteile 59,2 Gew.-%, Schwefelverbindungen 3,5 Gew.-%, Metall:Nickel 67 ppm, Vanadin 33 ppm, Eisen 27 ppm. Eine thermogravimetrische Analyse (TGA) wird nachfolgend zum Vergleich mit dem C4+-Produktablauf angegeben. Wasserstoff wird in die Auflösungsvorrichtung in einer Rate von 1780 m3 der Aufschlämmung eingeleitet. Die Aufschlämmung verweilt ungefähr 1 h in der Auflösungsvorrichtung, die auf einer Temperatur von 455"C unter einem Druck von 163 Atmosphären gehalten wird. Die ablaufende Mischung aus Gasen, -Flüssigkeiten und Feststoffen wird einer zweiten Stufe zugeführt, in der sie auf 163 Atmosphären und 4000C gehalten wird. Die zweite Stufe enthält ein Festbett aus Hydrocrackkatalysatoren aus 10 Gew.-t Nickel und 24 Gew.-% Wolfram auf einem Aluminiumträger. Eine Raumgeschwindigkeit in der Hydrocrackstufe von 0,38/h, bezogen auf die zugeführte Aufschlämmung, sowie eine Wasserstoffverbrauchsrate von 349 m3/m3 C4+-Produkt werden beobachtet. DerAblauf aus der Hydrocrackvorrichtung besitzt folgende Eigenschaften: Produktverteilung Gewichtsprozent C1-C3 5,4 C4+ flüssig 86,8 Nichtumgesetzte Kohle 2,8 H2S, NH3, H20, COx 7,7 Das flüssige C4+-Produkt besitzt ein spezifisches Gewicht von 0,898, einen Schwefelgehalt von 0,02 Gew.-% und einen Stickstoffgehalt von 0,23 Gew.-%. Eine thermogravimetrische Analyse des flüssigen C4+-Produktes wird nachfolgend angegeben, und zwar im Vergleich zu einer thermogravimetrischen Analyse des Kern River Rohprodukts.
  • Fraktion Flüssiger Produkt- Kern River Rohablauf produkt C4-2000C 18,7-2000C-3450C 46,2 16,4 3450C-5400C 30,5 45,0 5400C+ 4,5 38,0 Leerseite

Claims (11)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Verflüssigung von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß man (a) eine Kohle/Lösungsmittel-Aufschlämmung durch Vermischen von feinteiliger Kohle mit einem Petroleumlösungsmittel oder einem auf Petroleum zurückgehenden Lösungsmittel, wobei das Lösungsmittel Metallverunreinigungen enthält, bildet, (b) im wesentlichen die Kohle in dem Lösungsmittel durch Erhitzen der Aufschlämmung in Gegenwart von Wasserstoff unter Bildung einer Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle und unlöslichen Feststoffen auflöst, und (c) wenigstens ein Teil der Mischung in einer Reaktionszone mit Wasserstoff und einem von außen zugeführten Hydrocrackkatalysator unter Hydrocrackbedingungen zur Erzielung eines Ablaufs aus einem normalerweise flüssigen Anteil mit einem verminderten Metallgehalt, der nichtaufgelöste Feststoffe, die Metall aus den Metallverunreinigungen enthalten, enthält, kontaktiert.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle in Gegenwart von zugesetztem Wasserstoff beim Druck oberhalb 35 Atmosphären aufgelöst wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der normalerweise flüssige Ablauf ein spezifisches Gewicht von weniger als 1,0, einen Schwefelgehalt von weniger als 0,2 Gew.-% und einen Stickstoffgehalt von weniger als 0,5 Gew.-% aufweist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Lösungsmittel zu Kohle in der Aufschlämmung zwischen 5:1 und 0,5:1 gehalten wird und das Lösungsmittel eine Petroleumfraktion, die oberhalb 2000C siedet, aufweist.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Petroleumlösungsmittel eine asphaltische Rohfraktion, die oberhalb 200"C siedet, aufweist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Mischung aus Lösungsmittel, aufgelöster Kohle und unlöslichen Feststoffen aus der Auflösungsstufe der Reaktionszone, die einen Hydrocrackkatalysator enthält, zugeleitet wird.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasser und leichte Gase aus dem Ablauf aus der Auflösungszone vor der Zufuhr des zurückbleibenden Ablaufs zu der Reaktionszone, die den Hydrocrackkatalysator enthält, entfernt werden.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung auf eine Temperatur zwischen 400 und 4800C in der Auflösungsstufe erhitzt wird und die Hydrocrackung bei einer Temperatur unterhalb 4250C und 55 und 850C tiefer als die Temperatur der Auflösungsstufe durchgeführt wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung auf eine Temperatur zwischen 425 und 455"C in derAuflösungsstufe erhitzt wird und die Hydrocrackstufe bei einer Temperatur zwischen 345 bis 400"C sowie unter einem Druck zwischen 70 und 680 Atmosphären ausgeführt wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrocrackkatalysator als Festbett eingesetzt wird.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der eingesetzte Hydrocrackkatalysator aus wenigstens einer Hydrierkomponente, ausgewählt aus der Gruppe VI-B oder VIII des Periodischen Systems der Elemente, abgeschieden auf einem Aluminiumträger, besteht.
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