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Verfahren zur kontinuierlichen Gewinnung von Öl aus Kohle Bei
den bekannten Verfahren zur Gewinnung vonöl ausl,' ohle, indem matt diese unter
hohem Wasserstoffdruck hoch crhitzt, entspricht das Mengenverhältnis zwischen den
leichtsiedenden und aen hochsiedenden Produkten nicht immer ,Ion Bedürfnissen des
()1-marktes. Insbesonlere ist die Ausbeute an Heizöl und an Dieselöl im Verhältnis
zu der Ausbeute an Motorbenzin so beträchtlich, daß bei der Produktion in großem
Maßstabe der Absatz der schwereren Öle nur schwierig und zu Preisen möglich sein
wird. Es liegt deshalb (-las Bedürfnis vor, die Ausbeute an Benzin auf Kosten der
Ausbeute an Heiz- und Dieselöl zu erhöhen.
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Es ist bekannt, daß es möglich ist, derartige Schweröle durch eine
nochmalige Druckw ärrnebehandlun- mehr oder weniger vollständig in niedriger siedende
Öle umzu«-ancleln. 1)crartige Verfahren w°rden bereits bei natürlich vorkommenden
Erdölen angewandt. Die Umwandlung der hochsiedenden Produkte aus Kohle ist jedoch
entsprechend (!er andersartigen chemischen Natur dieser ()le erheblich schwieriger.
Sie erfordert umfangreiche und kostspielige, weil unter sehr hohen Drücken und Temperaturen
arbeitende Apparate. In gewissem Umfange wird eine derartige -Nachbehandlung der
Schweröle bei dem bekannten Verfahren der Kohleverflüssigung bereits altgewandt,
indem nämlich ein Teil dec gewonnenen Schweröls der frischen Kohle wieder zugemischt
und gemeinsam mit dieser der Behandlung unter Wasserstoffdruck bei hoher Temperatur
unterworfen wird. Es handelt sich dabei jedoch nur um einen verhältnismäßig geringen
Teil der Schweröle. EineVeränderung des Mischungsverhältnisses von Kohle zu i_11
in der Weise, ;laß erheblich größereMengenöl mit derKohle vermischt werden, bringt
keine Verbesserung -les Prozesses. Denn die Beheizung des Kohle-Öl-Gernisches kann
nicht einfach in Schlangen erfolgen, sondern muß in mit Rührwerken ausgerüsteten
Hochdruckapparaten geschehen, bei denen eine Vergrößerung der Heizfläche, die bei
erhöhtem Ölzusatz notwendig sein würde, mit hohen Kosten verknüpft ist. Außerdem
aber wird :durch den erhöhten Ölzusatz und die damit verbundene Vergrößerung der
die Hochdruckapparatur durchlaufenden Materialmengen eine Herabsetzung der Aufenthaltszeit
der Kohle und gleichzeitig auch durch die Wirkung der Ölclämpfe eine Verminderung
des wirksamen Wasserstoff-Partialdrucks herbeigeführt. Mit anderen Worten: Es ist
in diesem Falle nicht mehr möglich, in einer Apparatur von gegebener Größe dieselbe
Menge Kohle zu verarbeiten; man muß vielmehr den Durchsatz an Kohle. um den gleichen
Effekt zu erreichen, erheblich vermindern.
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Es hat sich nun gezeigt, daß eine Beeinflussung der Durchsatzmöglichkeit
an Kohle in wesentlich geringerem Maße eintritt, wenn aas nochmals zu behandelnde
Schweröl der
Apparatur erst an einer Stelle zugeführt wird, wo die
Umwandlung der Kohle in flüssige bzw. lösliche Verbindungen sich bereits in der
Hauptsache vollzogen hat. Es rührt dies wohl zum Teil daher, daß die zunächst einsetzende
Reaktion der Kohle mit dem Wasserstoff ganz besondere Ansprüche hinsichtlich -der
Höhe des Wasserstoff:Partialdruckes stellt, während die noch folgende Umwandlung
der Schweröle in Leichtöle in dieser Beziehung wesentlich unempfindlicher ist. Da
;die Einführung größerer Mengen Schweröl in die Apparatur vor allem zu einer Steigerung
.des Partialdruckes der Öldämpfe führt, die wiederum eine Herabsetzung des Wasserstoff-P.artialdruckes
bedingt, muß sich der Einfluß des vergrößerten Ölzusatzes offenbar dann weniger
bemerkbar machen, wenn der einen besonders hohen Wasserstoff-Partialdruck erfordernde
primäre Aufschluß der Kohle sich bereits vollzogen hat. Ein weiterer Vorteil dieser
neuen Art der Hinzufügung des nochmals zu behandelnden Schweröls liegt ;darin, @daß
jetzt die Vorheizung dieses Materials, das ja keine größere Mengen von festen Stoffen
enthält, in einfachen Rohrschlangen möglich ist und keinen teurenHocbdrtickrattni
beansprucht.
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Eine Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens zeigt die beigefügte
schematische Zeichnung. In dieser bedeutet I eine Leitung, durch welche mittels
der Presse 2 die Kohlepaste, bestehend aus fein gemahlener Kohle mit wenig Schweröl,
in das Anheizgefäß 3 ein:gepreßt wird. Gleichzeitig wird durch Leitung d. der erforderliche
Wasserstoff zugeführt. Die Reaktionsteilnehmer werden mittels .eines Rühxwerks innig
gemischt und verlassen durch die Leitung 5 das Gefäß 3 annähernd mit der maximal
zulässigen Reaktionstemperatur. Es hat sich gezeigt, daß die Kohle an dieser
Stelle der Apparatur bereits nahezu vollständig in lösliche Verbindungen umgewandelt
ist, die jedoch im wesentlichen noch aus ganz hochsiedenden Ölen und Pech bestehen.
Das einer nochmaligen Behandlung zu unterwerfende Schweröl wird nicht wie bisher
der durch Leitung i eingeführten Kohle im Überschuß beigemischt, sondern mittels
einer besonderen Pumpe 8 durch Leitung 9 und Heizvorrichtung io mit anschließender
Leitung i i in das Gefäß 6 eingepumpt. Die Beheizung des Schweröls wird dabei so
geregelt, daß es beim Austritt aus rler Heizung io ungefähr dieselbe Temperatur
hat wie die Reaktionsmasse in der Verbindungsleitung 5. Die primären Hydrierungsprodukte
der Kohle durchströmen nun gemeinsam mit dem Schweröl das Reaktionsgefäß 6. Die
Endprodukte treten durch Leitung 7 zur (nicht gezeichneten) Kondensations- und Kühlanlage.
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Nach dein Patent q.9o 636 wird die Hydrierung von Kohle auch in zwei
Stufen durchgeführt, und zwar, indem man die Temperatur in der ersten Stufe niedriger
wählt als in der zweiten, so .daß in der ersten Stufe hauptsächlich die Hydrierung,
in der zweiten hauptsächlich die Aufspaltung stattfindet. Auch hier werden somit
primär gebildete hochsiedende Verflüssigungsprodukte in einer zweitenStufe des Verfahrens
in. niedriger siedende Produkte umgewandelt. Das geschieht jedoch dadurch, daß man
die ganze Masse des Ausgangsstoffes im Hochdruckbehälter hintereinander auf zwei
verschieden hohe Temperaturen erhitzt.
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Im Gegensatz dazu wird nach- der vorliegenden Erfindung nur ein Teil
des in der ersten Stufe gewonnerieiz . Gesamtproduktes nochmals, und zwar bei derselben
Temperatur, zusammen finit dem neugebildeten primären Gesamtprodukt in der zweiten
Stufe behandelt.
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Das ältere Verfahren gestattet nicht, das Mengenverhältnis zwischen
den leichtsiedenden und den .hochsiedenden Produkten nach Belieben zu gestalten,
weil das höhere Erhitzen der Gesamtmenge der Öle keine Differenzierung der Ausbeute
ermöglicht. Nach der vorliegenden Erfindung werden deshalb zunächst alle Verflüssigungsprodukte,
die hoch- und niedrigsiedenden, kondensiert und nur die hochsiedendenVerflüssigungsprodukte
an einer .bestimmten Stelle der Druckapparatur nochmals zugeführt und auf dieselbe
Temperatur erhitzt. Dadurch wird der Durchsatz an Rohstoff auch gegenüber diesem
älteren Verfahren erhöht insofern, als die bis zu dem gewünschten Grad bereits aufgespaltenen
Öle nicht länger als notwendig in der Hochdruckapparatur verweilen. Weitere Vorteile
der Neuerung sind schon oben erörtert.