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Verfahren zur Veredelung von Kohlearten, Teeren, Mineralölen u. dgl.
Bei der Druckhydrierung von Kohlearten, Teeren, Mineralölen u. dgl. zwecks Gewinnung
wertvoller flüssiger Kohlenwasserstoffee entsteht ein Rückstand, der aus einem Gemisch
von festen, kohligen und aschehaltigen Bestandteilen mit schweren Ölen besteht,
der bei der Entspannung leicht zu Verstopfungen und Verkrustungen in Ventilen und
Leitungen Anlaß gibt. Im Interesse der Verbilligung und Vereinfachung des Verfahrens
wird man unter solchen Bedingungen arbeiten, daß möglichst wenig feste Rückstände
entstehen. Da man nun vielfach zur Erzielung großer Ausbeuten an flüssigen Produkten
hohe Temperaturen und strömenden Wasserstoff anwendet, werden die erhaltenen flüssigen
Produkte fast restlos dampfförmig fortgeführt, so daß ein Austrocknen der Rückstände
im Reaktionsraum oder in benachbarten Apparateteilen eintreten kann. Die Entfernung
dieser Rückstände stößt aber auf große praktische Schwierigkeiten.
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Es wurde nun gefunden, daß man vorteilhaft so arbeitet, daß die Reaktionsprodukte,
gegebenenfalls einschließlich des überschüssigen Wasserstoffs, ohne wesentliche
Druckentspannung in ein Abscheidegefäß übergeführt werden, aus dem sie dampfförmig
nur in dem Maße abgeführt w=erden, daß so viel flüssige Produkte in den Rückständen
verbleiben, als zu deren bequemer Austragung erforderlich ist.
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Man kann, um die Überführung der Reaktionsprodukte aus dem Reaktionsraum
in das Abscheidegefäß und die Austragung aus dem letzteren zu erleichtern, den Ausgangsstoffen
besonders widerstandsfähige hochsiedende Öle als Verdünnungsmittel zusetzen. Ferner
wird zweckmäßig, z. B. wenn man mit Mittelölen angeriebene Kohle verwendet, durch
eine an geeigneter Stelle angebrachte Kühlung, zweckmäßig unter Wiedergewinnung
der Wärme, dafür Sorge getragen, daß von den d.?.mpfförmig ent-,veichenden Reaktionsprodukten
so viel flüssige Anteile wieder im Reaktionsraum oder im Abscheidegefäß kondensiert
und mit den festen Rückständen vermischt werden, als zur Austragung der letzteren
bzw. zur Vermeidung des Austrocknens der Reaktionsprodukte erforderlich sind. Man
kann auch benetzende Stoffe, z. B. wäßrige Lösungen von Sulfonsäuren bzw. deren
Salzen u. dgl., den Rückständen zufügen. Sind die auszutragenden Produkte zu dünnflüssig,
so kann man durch Kühlung der gesamten auszubringenden Masse unmittelbar vor der
Austragung aus dem Abscheidegefäß die erforderliche Konsistenz herstellen. Bei der
Austragung _der Produkte aus dem Abscheidegefäß tritt leicht
Schichtenbildung
ein, indem sich feste oder halbfeste, z. B. asphaltartige Stoffe niederschlagen,
was für die weitere Verarbeitung, von Nachteil sein kann. ]Dies läßt sich z. $;
dadurch vermeiden, daß man die ProduI@ . kt
zunächst in ein zweites
Sammelgefäß i trägt, in dem, zweckmäßig nach @ntsp' nung, eine Abscheidung von festen
oder za flüssigen Stoffen durch Rührung, Einblasen von Wasserstoff, Zusatz von emulgierend
oder lösend wirkenden Stoffen u. dgl. ver= hindert wird.
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Es ist dafür Sorge zu tragen, daß die Produkte ohne Gas- und Dampfentwicklung
aus dem Abscheidegefäß entfernt werden, weil sich gezeigt hat, daß der Materialverschleiß,
insbesondere die Abnützung der Ventile, durch die infolge des größeren Volumens
der Dämpfe wesentlich gesteigert--- lineare Strömungsgeschwindigkeit außerordentlich
erhöht wird. Das Auftreten von Gasen und Dämpfen bei der Austragung ist deshalb
zu befürchten, weil sich bei der hohen Temperatur die Kohlenwasserstoff-- zum Teil
schon in gasförmigem Zustand befinden - bzw., wenn sie flüssig sind, beim Entspannen
in Dampfform übergehen; auch können gelöste Gase, z. B. Wasserstoff, durch das Entspannen
frei werden. Damit die flüssigen Kohlenwasserstoffbeim Entspannen keine oder wenig
Gase bzw. Dämpfe entwickeln können, kühlt man beispielsweise die auszubringenden
Produkte vor dem Austragen schwach ab.
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Das durch Patent 579 626 geschützte Verfahren zur- spaltenden
Hydrierung von kohlehaltigen Stoffen in der flüssigen Phase, wobei die Reaktionsprodukte
von dem Hydriergefäß ohne Kühlung und Druckminderung unmittelbar nach dem Scheidegefäß
geleitet werden, das auf oder ungefähr auf der Reaktiolistemperatur gehalten wird,
wird hier nicht beansprucht.
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Beispiel ioöo kg getrocknete mitteldeutsche Braunkohle werden fein
gemahlen finit iooo kg eines schweren, aus der Kohlehydrierung stammenden Rückstandsöles
angepastet und in einem Hochdruckofen bei 46o bis 480° mit strömendem Wasserstoff
bei ->oo at behandelt. Das Reaktionsprodukt einschließlich des überschüssigen Wasserstoffes
tritt hinter dem Ofen ohne Entspannung in ein Abscheidegefäß, wo Gas und verdampfte
Kohlenwasserstoff-- sich von den festenRückständen und den nicht verdampften Ölen
trennen. Wenn stündlich etwa 4ooo cbm Hydriergas angewandt werden, stellt sich die
Temperatur des Abscheidegefäßes auf 40o bis 410' ein. Aus dem vom Abscheidegefäß
abziehenden a -Dampf-Gemisch erhält man durch Kon-II, s
l#A#sation
in einem Kühler etwa i i io kg Öl. @g'e nicht verdampften Öle und Rückstände s:
4sen sich leicht aus dem Abscheidegefäß abziehen, man erhält etwa 6oo kg Abschlamin
mit 37 bis 38'/, festen Bestandteilen. Aus diesem Abschlamin werden etwa 365 kg
01
gewonnen, so daß sich insgesamt nach Abzug des für einen neuen Prozeß erforderlichen
Anreibeöls ein Olgewinn von etwa 475 kg ergibt. Wird die Temperatur des Abscheidegefäßes
zu hoch gehalten, so verdampft mehr 01, und man bekommt einen an festen Rückständen
sehr reichen Abschlamm, der gegebenenfalls beim Ablassen Schwierigkeiten bereitet.
Wird jedoch die Temperatur zu niedrig gehalten, dann kondensiert sich ein Teil der
leichter siedenden Anteile, und man bekommt einen sehr dünnen Abschlamm. Für die
Weiterverarbeitung des Abschlammes ist es aber sehr wichtig, daß dieser immer in
gleichmäßiger Zusammensetzung anfällt. Das wird erreicht durch sorgfältigste Einhaltung
der Temperatur des Abscheidegefäßes und der Menge der abziehenden Gase und Dämpfe.
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Es ist zwar schon bekannt, den Reaktionsraum bei der Druckhydrierung
von Kohle u. dgl. in Verbindung mit Abscheidegefäßen zu setzen; der übergang der
Reaktionsprodukte in diese erfolgt jedoch unter teilweiser Entspannung, z. B. von
i5o at auf ioo at. Dies hat den Nachteil, daß die Hy driergase, um sie im Kreislauf
wieder verwenden zu können, unter erheblichem Aufwand an Energie erneut komprimiert
werden müssen, was bei dem vorliegenden Verfahren erspart wird.