Verfahren zum Gewinnen löslicher Produkte aus Braunkohle und ähnlichen
bituminösen Kohlen Es ist bekannt, daß man die Ausbeute bei der Extraktion von Kohle
mit Lösungsmitteln dadurch erhöhen. kann, daß man die Kohle entweder in Gegenwart
eines Lösungsmittels unter Druck erhitzt und dann extrahiert oder die Kohle für
sich ohne Druck erhitzt und dann extrahiert oder nach der drucklosen Vorerhitzung
mit einem Lösungsmittel unter Druck erhitzt und darauf extrahiert oder schließlich
die Kohle für sich unter- Druck vorerhitzt und dann ohne Anwendung von Druck extrahiert.
Bei allen diesen Verfahren ist, wie sich gezeigt hat, die Ausbeutesteigerung, sofern
eine solche überhaupt eintritt, nicht sehr beträchtlich.Process for obtaining soluble products from lignite and the like
Bituminous Coals It is known that one can reduce the yield in the extraction of coal
increase with solvents. can that one has the coal either in the presence
a solvent heated under pressure and then extracted or the charcoal for
heated without pressure and then extracted or after pressure-free preheating
heated with a solvent under pressure and then extracted or finally
the coal is preheated by itself under pressure and then extracted without the application of pressure.
In all of these processes, as has been shown, the increase in yield is provided
such a thing occurs at all, not very considerably.
Es wurde nun gefunden, daß man bei der Extraktion von Braunkohle und
ähnlichen bituminösen Kohlen, ausgenommen Braunkohle mit hohem Wassergehalt, mit
organischen Lösungsmitteln eine ganz überraschend hohe Ausbeute an löslichen Produkten
erhalten kann, wenn man diese Stoffe zunächst für sich in einem geschlossenen Gefäß
unter Druck erhitzt und sie hierauf mit einem Lösungsmittel, ebenfalls in einem
geschlossenen Gefäß, bei erhöhter Temperatur unter Druck behandelt. Der Druck stellt
sich in beiden Fällen beim Erhitzen ohne weiteres ein; er kann gegebenenfalls durch
Zusatz von Gasen oder Dämpfen, z. B. Stickstoff, Kohlenoxyd, Wasserstoff, Wasserdampf
usw., oder Gemischen dieser erhöht werden undbeträgt zweckmäßig mehr als 2 Atmosphären,
kann aber auch 2o bis xoo Atmosphären und darüber erreichen. Bei der Vorbehandlung
der Kohle durch Erhitzen wendet man zweckmäßig Temperaturen über zoo ° bis zu 6oo
° an. Vorteilhaft ist oft auch eine längere Erhitzungsdauer, die mehrere Stunden
betragen kann. Die jeweils zur Erzielung der größtmöglichen Ausbeute an löslichen
Produkten einzuhaltenden Bedingungen (Druck, Temperatur, Erhitzungsdauer, Lösungsmittelart
und -menge) sind der Kohleart bzw. dem Lösungsmittel anzupassen. Zum Vorerhitzen
sind z. B. bei Braunkohle Temperaturen zwischen Zoo und 400 ' geeignet. Man wählt
zum Vorerhitzen der Kohle vorteilhaft solche Temperaturen und Drucke, bei denen
noch kein Zusammenbacken der Kohle eintritt. Die Kohle zeigt nach der Druckerhitzung
meist ein stark verändertes Aussehen, ist jedoch im wesentlichen noch fest. Sie
wird nun, gegebenenfalls noch heiß, mit einem Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch
ebenfalls im geschlossenen Gefäß und bei erhöhter Temperatur, gegebenenfalls auch
unter Anwendung von Zusatzdruck, behandelt, wobei die Masse zweckmäßig bewegt oder
gerührt wird. Unter Umständen kann eine zwei- oder mehrmalige Druckextraktion
mit
ein und demselben oder auch mit verschiedenartigen Lösungsmitteln von Vorteil sein.
Als Lösungsmittel kommen z. B. Kohlenwasserstoffe, wie Benzol und dessen Abkömmlinge,
hydrierte Naphthaline, Alkohole, Ketone, Petroleum, Mineralöle, Teeröle usw. in
Betracht. Als besonders geeignete Lösungsmittel erwiesen sich u. a. cyclische Alkohole
und Ketone, wie Cyclohexanol und Cyclohexanonen usw. Beispiel Trockene mitteldeutsche
Braunkohle, aus der sich mit Benzol im Soxhletapparat i,7 %
Bitumen extrahieren
läßt, liefert nach iostündiger Druckextraktion mit Benzol bei 30a° 17 °/o lösliche
Produkte. Wird die Kohle vorher io Stunden lang im offenen Gefäß bei 300 erhitzt,
so können mit Benzol 3,3 °/o Bitumen extrahiert werden; wird diese vorerhitzte Kohle
dagegen io Stunden lang mit Benzol bei 300'
unter Druck behandelt, so werden
8 °/o lösliche Produkte erhalten. Wird die Kohle io Stunden lang unter Druck z.
B. im Autoklaven bei 300' vorerhitzt, wobei sich ein Überdruck von etwa xoo
Atmosphären einstellt, so läßt sich mit Benzol im Soxhletapparat 6 °/Q Lösliches
gewinnen. Behandelt man dagegen die unter Druck vorerhitzte Kohle io Stunden lang
im geschlossenen Gefäß bei 300' mit Benzol, so erhält man eine Ausbeute von
über 6o0/, an löslichen Produkten aus der Kohlesubstanz. Die in der angegebenen
Weise erhaltenen löslichen Kohleprodukte können für sich oder auch zusammen mit
dem Lösungsmittel oder den ungelösten Rückständen einer weiteren Behandlung, z.
B. einem Spaltverfahren, etwa in Gegenwart von aktiviertem Aluminium und Chlorwasserstoff,
oder bzw. und der Druckhydrierung unterworfen werden. Man kann sie auch nach dem
Abtrennen der unlöslichen Anteile und des Lösungsmittels unter Zuhilfenahme anderer
geeigneter Lösungsmittel in Harze, Wachse und sonstige Körper zerlegen, z. B. indem
man dem Produkt zunächst durch Behandlung mit Äther die harzigen, hierauf dem Rückstand
durch Behandeln mit Hexan o. dgl. die wachsartigen Bestandteile entzieht, die dann
für sich verwendet oder weiterverarbeitet werden können.It has now been found that in the extraction of lignite and similar bituminous coals, with the exception of lignite with a high water content, with organic solvents, a very surprisingly high yield of soluble products can be obtained if these substances are first obtained separately in a closed vessel under pressure heated and then treated with a solvent, also in a closed vessel, at elevated temperature under pressure. In both cases, the pressure is readily established on heating; it can optionally by adding gases or vapors, for. B. nitrogen, carbon oxide, hydrogen, water vapor, etc., or mixtures of these can be increased and is expediently more than 2 atmospheres, but can also reach 2o to xoo atmospheres and above. When pretreating the coal by heating it is expedient to use temperatures above zoo ° up to 600 °. A longer heating time, which can be several hours, is often advantageous. The conditions (pressure, temperature, heating time, type and amount of solvent) to be observed in each case to achieve the greatest possible yield of soluble products must be adapted to the type of coal or the solvent. For preheating z. B. suitable for lignite temperatures between zoo and 400 '. For preheating the coal, it is advantageous to choose temperatures and pressures at which the coal does not yet stick together. After the pressure has been heated, the charcoal usually shows a very different appearance, but is still essentially solid. It is now, if appropriate still hot, treated with a solvent or solvent mixture, likewise in a closed vessel and at an elevated temperature, if appropriate also with the application of additional pressure, the mass being suitably agitated or stirred. Under certain circumstances, pressure extraction twice or more with one and the same or with different types of solvent can be advantageous. As a solvent, for. B. hydrocarbons such as benzene and its derivatives, hydrogenated naphthalenes, alcohols, ketones, petroleum, mineral oils, tar oils, etc. into consideration. Particularly suitable solvents proved, inter alia, cyclic alcohols and ketones, such as cyclohexanol and cyclohexanones etc. Example dryness medium German brown coal, is i from the benzene in the Soxhlet apparatus, can extract 7% bitumen, delivers to iostündiger fluid extraction with benzene at 30 ° 17 ° / o soluble products. If the coal is previously heated for 10 hours in an open vessel at 300, then 3.3% bitumen can be extracted with benzene; on the other hand, if this preheated coal is treated with benzene at 300 ° for 10 hours under pressure, 8 per cent. soluble products are obtained. If the coal is under pressure for ten hours, e.g. B. preheated in an autoclave at 300 ' , with an overpressure of about xoo atmospheres, so can be obtained with benzene in the Soxhlet apparatus 6 ° / Q solubles. On the other hand, if the charcoal, which has been preheated under pressure, is treated with benzene in a closed vessel at 300 ° for 10 hours, a yield of more than 60% of soluble products is obtained from the charcoal substance. The soluble charcoal products obtained in the manner indicated can be used on their own or together with the solvent or the undissolved residues for further treatment, e.g. B. a cleavage process, for example in the presence of activated aluminum and hydrogen chloride, or or and subjected to pressure hydrogenation. They can also be broken down into resins, waxes and other bodies after separating off the insoluble components and the solvent with the aid of other suitable solvents, e.g. B. by first removing the resinous components from the product by treatment with ether, and then removing the waxy components from the residue by treating with hexane or the like, which can then be used or further processed.