DE3215726A1

DE3215726A1 - Process for the further treatment of residues from the hydrogenating liquefaction of coal

Info

Publication number: DE3215726A1
Application number: DE19823215726
Authority: DE
Inventors: Dietrich Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Boecker; Wilfried Dipl.-Ing. Dr.-Ing. 5047 Wesseling Dolkemeyer; Uwe Dipl.-Chem. Dr.rer.nat. 5020 Frechen Lenz; Günter Dipl.-Chem. Dr.-Ing. 5040 Brühl Ritter
Original assignee: Rheinische Braunkohlenwerke AG
Current assignee: Rheinbraun AG
Priority date: 1982-04-28
Filing date: 1982-04-28
Publication date: 1983-11-03
Also published as: AU1355383A; AU555919B2

Abstract

The residues from the hydrogenating liquefaction of coal are economically utilised in that they are mixed with bitumens, tars, asphalts, montan wax or mixtures of these substances with or without additives. The resulting mixture can be used in road and rail construction, for the production of roofings, for sealing purposes and for corrosion protection. It conforms to all requirements to be made in practice. The utilisation of the residues according to the invention leads to a notable saving in bitumens, tars, asphalt and montan wax, which are all relatively expensive.

Description

Verfahren zur Weiterbehandlung von Rückständen aus der hy-Process for the further treatment of residues from the hy-

drierenden Verflüssigung von Kohle Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Rückständen aus der hydrierenden Verflüssigung von Kohle. Diese Rückstände haben ein dem Bitumen ähnliches Aussehen, weisen jedoch einen nicht unerheblichen Aschegehalt auf, der vom Aschegehalt der in die Hydrierung eingesetzten Kohle und von deren quantitativen Umsetzung abhängt. Bei der hydrierenden Verflüssigung beispielsweise von Rheinischer Braunkohle liegt dieser Aschegehalt in der Grössenordnung von 35%. Der Hydrierrückständ ist bei Normaltemperatur sehr spröde und leicht brüchig. Dies lässt darauf schliessen, dass er keine flüchtigen Stoffe wie Fette und/oder Öle enthält. Bei einer Erwärmung auf 100" C liegt der Rückstand als wenig plastische Masse vor, die nicht oder nur mit Schwierigkeiten verarbeitbar ist. Bei einer weiteren Erwärmung auf ungefähr 1400 C wird die Masse flüssig. Flüssig aufgebracht haftet sie jedoch noch nicht nach dem Erkalten an Gestein oder Metall.drier liquefaction of coal The invention relates to a method for the treatment of residues from the hydrative liquefaction of coal. These Residues have an appearance similar to bitumen, but are not insignificant Ash content, that of the ash content of the coal used in the hydrogenation and depends on their quantitative implementation. In the case of hydrative liquefaction, for example of Rhenish lignite, this ash content is in the order of 35%. The hydrogenation residue is very brittle and easily brittle at normal temperature. this suggests that it does not contain volatile substances such as fats and / or oils contains. When heated to 100 "C, the residue is less plastic Mass that cannot be processed or can only be processed with difficulty. With another When heated to around 1400 C, the mass becomes liquid. Adheres when applied in liquid form but not yet after cooling on rock or metal.

Es ist bekannt, den Hydrierrückstand zu vergasen. Dies ist jedoch sehr energieaufwendig und setzt darüber hinaus einen grossen Investitionsaufwand voraus. Ausserdem ist diese Art der Nutzung des Hydrierrückstandes nur dann möglich, wenn er in entsprechend grossen Mengen anfällt.It is known to gasify the hydrogenation residue. However, this is very energy-consuming and also involves a large investment in advance. In addition, this type of use of the hydrogenation residue is only possible if it occurs in correspondingly large quantities.

Es ist weiterhin möglich, den Hydrierrückstand zu verbrennen.It is still possible to burn the hydrogenation residue.

Auch hierfür sind jedoch besondere Anlagen erforderlich.However, special systems are also required for this.

Die Behandlung des Hydrierrückstandes als Abfall, der auf Halde gekippt oder in eine Deponie gegeben wird, ist an sich die teuerste Art der Entsorgung, weil keine Wiederverwertung gegeben ist.The treatment of the hydrogenation residue as waste, which is dumped or put in a landfill is in itself the most expensive type of disposal, because there is no recycling.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, wirtschaftliche Nutzungsmöglichkeiten für die Rückstände aus der hydrierenden Verflüssigung von Kohle zu finden. Diese Nutzungsmöglichkeiten sollen umweltfreundlich sein und darüber hinaus keine oder keine ins Gewicht fallenden zusätzlichen Einrichtungen erforderlich machen.The invention is based on the object of economic uses for the residues from the hydrative liquefaction of coal. These Possible uses should be environmentally friendly and beyond that none or do not require any significant additional facilities.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Rückstände aus der hydrierenden Verflüssigung von Kohle mit Bitumina,Teeren, Asphalten, Montanwachs oder Gemischen dieser Substanzen mit oder ohne Zuschlagsstoffen vermischt werden.To solve this problem, the invention proposes that the residues from the hydrative liquefaction of coal with bitumina, tars, asphalt and montan wax or mixtures of these substances with or without additives.

Auf diese Weise lässt sich ein in vieler Hinsicht verwertbares Endprodukt gewinnen, welches Eigenschaften aufweist, die mit denen solcher Endprodukte vergleichbar sind, die lediglich Bitunina und/oder Teere und/oder Asphalte enthalen. Dies gilt beispielsweise für die Festigkeitseigenschaften, insbesondere aber auch für das Vermögen, an den Zuschlägen, beispielsweise einer Füllmasse in Form von Split oder Steinen, zu haften. Darüber hinaus führt die Hinzufügung der Rückstände dazu, dass der Anteil an teurem Bitumen an den resultierenden Produkt verringert werden kann.In this way, an end product that can be used in many ways can be achieved win which has properties comparable to those of such end products which only contain Bitunina and / or tar and / or asphalt. this applies for example for the strength properties, but especially for the Fortune to the surcharges, for example a filling compound in the form of split or Stones to adhere. In addition, the addition of the residues leads to the proportion of expensive bitumen in the resulting product can be reduced.

Die Vermischung von Bitumina mit Zuschlagsstoffen ist an sich bekannt. Es ist weiterhin bekannt, dem Bitumen Montanwachs hinzuzufügen, um das Haftungsvermögen,also die Verbindung zwischen Bitumen und Zuschlagsstoffen, zu verbessern. Bei dem Montanwachs handelt es sich um Wachs aus bitumenhaltiger Braunkohle, welches beispielsweise unter Verwendung von Lösungsmitteln extrahiert wird. Auch das Ersetzen zumindest eines Teil des Montanwaches durch die Rückstände aus der hydrierenden Verflüssigung führt zu einer Verbilligung der Herstellung des resultierenden Stoffgemisches unabhängig von dessen Verwendungszweck. Die Verbesserung der Haftungsfähigkeit durch die Hinzufügung der Rückstände dürfte jedoch für praktisch alle Anwendungsfälle von Bedeutung sein.The mixing of bitumina with aggregates is known per se. It is also known to add montan wax to the bitumen in order to improve the adhesive properties to improve the connection between bitumen and aggregates. With the montan wax it is wax from bituminous lignite, which for example extracted using solvents. Replacing too, at least part of the montan wax from the residues from the hydrating liquefaction leads to a cheaper production of the resulting mixture of substances independently of its intended use. The improvement in adherence through the addition however, the residues are likely to be important for practically all applications.

Die durch die Erfindung erzielbaren vorteilhaften Ergebnisse sind für den Fachmann überraschend, da bisher Untersuchungen des Rückstandes gemäss den Vorschriften der DIN 1995 für bituminöse Bindemittel im Strassenbau aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Rückstandes überhaupt nicht möglich waren. Daraus wurde bislang geschlossen, dass der Rückstand als Bindemittel oder als Komponente desselben wegen seiner Eigenschaften nicht in Frage kommt.The beneficial results obtainable by the invention are surprising for the person skilled in the art, since so far investigations of the residue according to the Regulations of DIN 1995 for bituminous Binder in road construction not possible at all due to the physical properties of the residue was. From this it was previously concluded that the residue as a binder or is out of the question as a component of the same because of its properties.

Beispielsweise schlägt die vorerwähnte DIN 1995 vor, dass sich der Sollwert für den Erweichungspunkt von Norm-Bitumen je nach Härte zwischen 27 und 720 C befinden soll. Beim Hydrierrückstand zeigten sich bei 900 noch keinerlei Anzeichen einer Erweichung.For example, the aforementioned DIN 1995 suggests that the Setpoint for the softening point of standard bitumen, depending on the hardness between 27 and 720 C. At 900 there were still no signs of hydrogenation residue a softening.

Mithin war nicht zu erwarten, dass sich die aus der Kohlehydrierung stammenden Rückstände durch Mischung mit den vorerwähnten Stoffen zu verwertbaren Produkten umwandeln lassen. Vielmehr wäre zu erwarten gewesen, dass entweder die Haftfähigkeit nicht ausreichte oder aber das resultierende Gemisch zu spröde war.Hence, it was not to be expected from the carbohydrate hydration recoverable residues by mixing them with the substances mentioned above Have products converted. Rather, it would have been expected that either the Adhesion was insufficient or the resulting mixture was too brittle.

Tatsächlich lässt sich durch die Beimengung der Hydrierrückstände zu Bitumina sogar erreichen, dass die Eigenschaften von minderwertigen Bitumensorten eine merkliche Verbesserung erfahren.In fact, by adding the hydrogenation residues to bitumens even achieve that the properties of inferior types of bitumen experience a noticeable improvement.

Bei der Vermischung ergibt sich trotz der Sprödigkeit des Hydrierungssstandes eine insbesondere für den Strassenbau optimale Festigkeit (Belastbarkeit) des resultierenden Gemisches bei nahezu gleichbleibenden Elastizitätswerten. Auch wurde eine bessere Temperaturbeständigkeit bei mehr oder weniger gleichbleibenden Sprödigkeitswerten erreicht. Damit ist es möglich, höherwertige Gemische für den Strassenbau, für Dachbeläge, Fugendichtungmassen, Gebäudeabdichtungen und dgl. herzustellen.When mixed, the result is despite the brittleness of the hydrogenation state an optimal strength (load capacity) of the resulting one, especially for road construction Mixture with almost constant elasticity values. It also became a better one Temperature resistance with more or less constant brittleness values achieved. This makes it possible to produce high-quality mixtures for road construction, for roof coverings, To produce joint sealing compounds, building seals and the like.

Der relativ hohe Aschegehalt der Rückstände ist in der ganz überwiegenden Anzahl der in Frage kommenden Anwendungsfälle nicht nur nicht nachteilig, sondern vielmehr vorteilhaft, da die resultierenden Gemische ohnehin Füllstoffe enthalten und die Asche des Rückständes in feinstkörniger Form in feiner Verteilung vorliegt, also eine Komponente mit optimalen Eigenschaften für die ihr zugedachten Zwecke darstellt.The relatively high ash content of the residues is predominant Number of possible use cases not only not disadvantageous, but rather advantageous, since the resulting mixtures contain fillers anyway and the ash of the residue is fine-grained and finely distributed, in other words, a component with optimal properties for the purposes intended represents.

Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung kann das Verhältnis der miteinander zu vermischenden Substanzen - Rückstand einerseits sowie Bitumen, Teeren, Asphalten oder Montanwachs und Gemische derselben andererseits - zwischen 1 : 0,3 und 1 : 10 liegen. Eine solche Mischung beträgt etwa 5 Gew.-% innerhalb einer gebrauchsfertigen Asphaltmischung für einen Strassenbelag, die daneben noch etwa 95 Gew.-% an anorganischen Zuschlagsstoffen enthält. Besonders vorteilhaft kann ein Verhältnis der miteinander zu vermischenden Substanzen - Rückstand und Bitumina, Teere und Asphalte, Montanwachs sowie Gemische derselben und Zuschlagsstoffe - von etwa 1 : 2,0 : 45 sein. Durch die Zumischung dieser relativ geringen Mengen an Hydrierrückstand im Vergleich zu den übrigen Substanzen kann eine sehr gute Haftungs des Bindemittels an beispielsweise mineralischen Materialien erreicht werden, wobei eine überraschend hohe Qualität der erfindungsgemässen Mischprodukte erzielbar ist. Ausserdem führt die Verringerung der Anteile an teuren Bitumina und dgl. zu einer Kostenverringerung.According to a further proposal of the invention, the ratio can the substances to be mixed - residue on the one hand and bitumen, Tars, asphalt or montan wax and mixtures thereof on the other hand - between 1: 0.3 and 1: 10. Such a mixture is about 5% by weight within a ready-to-use asphalt mixture for a road surface, which is next to it contains about 95% by weight of inorganic additives. Particularly beneficial can be a ratio of substances to be mixed with each other - residue and Bitumina, tar and asphalt, montan wax and mixtures thereof and additives - be of about 1: 2.0: 45. By adding these relatively small amounts on hydrogenation residue in comparison to the other substances can have a very good adhesion of the binder can be achieved on, for example, mineral materials, with a surprisingly high quality of the mixed products according to the invention can be achieved. In addition, the reduction in the proportions of expensive bitumen and the like leads to a Cost reduction.

Trotz der verhältnismässig hohen Erweichungs- und Schmelztemperaturen des Hydrierrückstandes können die Stoffe bei üblichen Temperaturen zwischen 100 und 2000 C, vorzugsweise zwischen 160 - 1800 C vermischt werden. Es kann aber auch bei höheren Temperaturen um 2500 C gearbeitet werden. Die Mischung kann unter Verwendung üblicher Geräte erfolgen.Despite the relatively high softening and melting temperatures of Hydrogenation residue can be the substances at customary temperatures between 100 and 2000 C, preferably between 160-1800 C are mixed. But it can also with higher temperatures around 2500 C. The mixture can using common devices.

Die erhaltenen Produkte können für den Bau von Strassen, Bahnen Pisten, aber auch für die Herstellung von Dachbelägen, zu Dichtungszwecken, für Korrosionsschutz und für andere Zwecke verwendet werden. Mit Hilfe des erfindungsgemässen Stoffgemisches können die Kosten für Strassenbeläge deutlich gesenkt werden. Der Rückstand aus der hydrierenden Verflüssigung von Kohle wird somit einer nutzbringenden Verwendung zugeführt.The products obtained can be used for the construction of roads, railways, slopes, but also for the production of roof coverings, for sealing purposes, for corrosion protection and used for other purposes. With the help of the mixture of substances according to the invention the costs for road surfaces can be reduced significantly. The residue off the hydrative liquefaction of coal thus becomes a beneficial use fed.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail below using an example.

Die Analyse eines Rückstandes aus der hydrierenden Verflüssigung von Braunkohle ergab folgende Werte: Aschegehalt: 34,9% Dichte d20: 1,28 Viskosität cp: rg 237 = 1000 17 245 = 600 Erweichungspunkt (Ring/Kugel): zwischen 100 und 1600 C je nach Fahrweise bei der hydrierenden Verflüssigung.The analysis of a residue from the hydrative liquefaction of Lignite gave the following values: ash content: 34.9% density d20: 1.28 viscosity cp: rg 237 = 1000 17 245 = 600 Softening point (ring / ball): between 100 and 1600 C depending on the mode of operation in the hydrogenating liquefaction.

Aus diesem Rückstand wurde ein Gemisch gebildet, welches 2% des Hydrierrückstandes, 4% Bitumen und 94% Zuschlagsstoffe (anorganisch) wie Braunkohlenasche und Splitt enthielt. Diese Stoffe wurden bei Temperaturen zwischen 160 und 1800 C bei normalen Verarbeitungsbedingungen, d. h. mit üblichen Mischgeräten und den üblichen Mischzeiten für Stoffgemische auf Bitumenbasis vermischt Diese Mischung wurde warm auf einem Probefeld zur Herstellung einer Strassendecke ausgetragen. Letztere hatte nach dem Erkalten eine Stabilität, die nahezu doppelt so gross war wie die Stabilität von Strassendecken unter Verwendung üblicher Stoffgemische.A mixture was formed from this residue, which contained 2% of the hydrogenation residue, 4% bitumen and 94% aggregates (inorganic) such as lignite ash and grit contained. These substances were at temperatures between 160 and 1800 C at normal Processing conditions, d. H. with the usual mixing equipment and the usual mixing times mixed for bitumen based mixtures This mixture got warm on a Trial field for the production of a road surface carried out. The latter had after When cooling down, a stability that was almost twice as great as the stability of Road surfaces using common mixtures of substances.

Das unter Anwendung der Lehre gemäss der Erfindung erhaltene Stoffgemisch erwies sich als nicht spröder als übliche Mischungen von Bitumen und Zuschlägen. Die Haftung der Mischung auf anderen Unterlagen, wie z. B. Sanden und Steinen genügte allen üblichen Anforderungen.The mixture of substances obtained using the teaching according to the invention turned out to be no more brittle than usual mixtures of bitumen and aggregates. The adhesion of the mixture on other documents, such as. B. Sands and stones sufficed all common requirements.

Claims

Claims 1. Process for the further treatment of residues from the hydrative liquefaction of coal, characterized in that this Residues with bitumen, tars, asphalt, montan wax or mixtures of these substances be mixed with or without additives.

2. The method according to claim 1, characterized in that the ratio the substances to be mixed with each other - residue on the one hand and bitumina, Tars, asphalt or MontanandetJçeiten wax and mixtures thereof between 1: 0.3 and 1: 10.

3. The method according to claim 2, characterized in that the ratio the substances to be mixed with each other - residue and bitumen, tar, asphalt, Montan wax and mixtures thereof and additives - 1: 2.5: 45.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that that the substances are mixed with one another at temperatures between 100 and 2500 C.

5. Mixture of substances, characterized in that it is according to a process according to any one of claims 1-4.

6. Use of the mixture of substances according to claim 5 for the construction of roads, Railways, slopes or the like.

7. The method of the mixture of substances according to claim 5 for the production of roof coverings.

8. Use of the mixture of substances according to claim 5 for sealing purposes.

9. Use of the mixture of substances according to claim 5 for corrosion protection.