DE725603C

DE725603C - Verfahren zur kontinuierlichen Druckhydrierung fester, nicht schmelzbarer kohlenstoffhaltiger Ausgangsstoffe

Info

Publication number: DE725603C
Application number: DEI61075D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Kroenig; Dr Mathias Pier
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1937-07-31
Filing date: 1937-07-31
Publication date: 1942-09-28

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Druckhydrierung fester, nicht schmelzbarer kohlenstoffhaltiger Ausgangsstoffe Bei der kontinuierlichen Druckhydrierung fester, nicht schmelzbarer kohlenstoffhaltiger Ausgangsstoffe, -wie Kohle, ölschiefer oder Torf, in angepastetem Zustand hat es :sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn man das Reaktionsgut in an sich bekannter Weise unter Druck zusammen mit Wasserstoff bis nahe an die Reaktionstemperatur aufheizt, dann in einem Druckgefäß, dessen Inhalt etwa 2o bis 4o% des eigentlichen Reaktionsraumes beträgt, ohne Entspannumg etwa auf .der gleichen Temperatur hält und es dann in das Reaktionsgefäß einführt, nachdem man seine Temperatur ,auf die für die Reaktion crforderliche Höhe gesteigert hat. Diese Arbeitsweisse ist besonders für Kohlen mit einem oberhalb 84% liegenden Kohlenstoffgehalt geeignet.
Dias neue Verfahren wird beispielsweise in der Weise durchgeführt, daß man die Ausgangsstoffe mit oder ohne Zugabe von Katalysator zusammen mit Wasserstoff bei einem Druck, der im wesentlichen dem Reaktionsdruck gleich ist, zunächst, z. B. in einem Schlangenrohr, das auch ein Teil eines Wärmeaustauschers sein kann, bis auf etwa 3oo°, vorteilhaft auf etwa 34o bis 44o° aufheizt, dann durch ein Zwischengefäß von der obenerwähnten Größe leitet, in dem sie leine Zeitlang ohne wesentliche Entspannung etwa auf der gleichen oder einer höchstens um et<va 40' davon abweichenden Temperatur, wobei aber die gewünschte Reaktionstemperatur nicht erreicht werden soll, gehalten werden, und schließlich in einem zweiten Vorheizet, der ebenfalls ein Schlangenrohr sein kann, gegebenenfalls - unter weiterer Zuführung von Wasserstoff und Katalysator, bis auf die Reaktionstemperatur .aufheizt. Der Rauminhalt der beiden Heizschlangen und .des Zwischengefäßes beträgt dabei zusammen z. B. bis zu etwa 6o % und der der zweiten Heizschlange .allein etwa 5 'bis io% des Reaktionsraumes.
Die Anordnung eines Zwischengefäßes mit den angegebenen Abmessungen hat gegenüber der Verwendung von größeren Gefäßen den Vorteil, daß sich zwar grobe Bestandteile, die das Arbeiten im Reaktionsgefäß stören würden, absetzen oder feiner verteilen können, daß sich aber solche Teilchen, .die für die Umsetzung nötig sind, wie z. B. Katalysator-und Kohleteilchen, nicht abscheiden und daß ferner auch keine Entmischung zwischen Hydriergas und Kohlebrei eintritt. D.aß man mit einem derartig kleinen Zwischengefäß auskommt, ist auch deshalb vorteilhaft, weil auf diese Weise kostspieliger Hochdruckraum eingespart wird.
Die Druckhydrierung wird z. B. bei Temperaturen über 46o°, zweckmäßig über 47o°, bei den üblichen Drucken, z. B. 5o, 100, 300, 6oo at oder mehr, durchgeführt. Der Durchsatz beträgt z. B. bei Verwendung von Kohle o,4kg je Liter Reaktionsraum und Stunde oder mehr. Aus dem Durchsatz ergibt sich die Verweilzeit im Zwischengefäß, dessen Größe festliegt, ohne weiteres.
Die Reaktion wird zweckmäßig in Gegenwart von für die Druckhydrierung vorgeschlagenen Katalysatoren, z. B. Metallen der 5. bis B. Gruppe des periodischen Systems oder ihren Verbindungen, insbesondere Schivermetallsulfiden oder -olyden, gegebenenfalls zusammen mit Halo=genen oder Metalloidhalogeniden, durchgeführt. Auch Zinn und seine Verbindungen eignen sich gut als Katalysatoren. In vielen Fällen ist die Anwendung von Trägern, wie z. B. Braunkohlengrude, aktive Kohle, Bleicherde, die z. B. mit Fluorwasserstoff vorbehandelt sein kann, vorteilhaft.
Die Erzeugnisse werden in einem Abscheidet in dampfförmige Stoffe, die mit dem Wasserstoff abziehen, und in flüssi=ge, welche auch die festen Bestandteile enthalten, zerlegt. Aus den dampfförmig abziehenden Teilen lassen sich klopffestes Benzin und höhersiedende öle ,gewinnen, die als Däesiel- oder Heizöl verwendet werden können. Die flüssig abgezogenen Erzeugnisse lassen sich durch -weitere Druckhydrierung, gegebenenfalls bei erhöhtem Druck, auf gutes Heizöl verarbeiten.
Es ist zwar bekannt, die Ausgangstoffe bei der Druckhydrierung von Kohlen, Teeren oder Mineralölen allmählich ohne Unterbrechung des Temperaturanstiegs auf Reaktionstemperatur zu erhitzen, wobei gegen Ende der Aufheizung eine Verminderung der Wärmezufuhr eintreten soll. Hiervon unterscheidet sich das vorliegende Verfahren grundsätzlich dadurch, daß der allmähliche Temperaturanstieg durch die Einschaltilneines Zwischengefäßes unterbrochen wird, worauf erst die weitere Erhitzung bis auf: Reaktionstemperatur durchgefülhrt -wird. Beispiel Eine Steinkohle mit 85oJo Kohlenstoffgehalt wird mit einem öl, das aus 3o Teilen :Mittelöl und 7o Teilen Schweröl besteht und bei der Druckhydrierung derselben Kohle gewonnen wurde, angep.astet. Diese Mischung -wird mit o,o60,ö Zinnoxalat und l,i5o'o Ammoniumchlorid (bezogen auf Kohle) versetzt und zusammen mit o,5 Teilen (bezogen auf i Teil angewandter Kohle) eines hei der Druckhydrierung der ,gleichen Kohle erhaltenen. flüssig aus dem Abscheidet abgezogenen Erzeugnisses der Hydrierung zugeführt. Das Gemisch -wird zunächst in einer i 2o 1 fassenden Aufheizschlange unter :einem Wasserstoffdruck von 25o at auf ,125-' aufgeheizt. Hierauf wird es unter Beibehaltung des Drukkes unten in ein Ziiischengefäß von etwa i cbm Inhalt eingeleitet und -während des Durchfließensdurch das Gefäß auf dieser Temperatur gehalten. Dann -wird das Gemisch vom oberen Teil des Gefäßes in eine zweite Rohrschlange von So l Inhalt eingeführt und dort auf 48o= erhitzt und dem etwa 3 cbm fassenden Reaktionsgefäß zugeführt. Der Durchsatz beträgt dabei o,7 5 kg Kohle je Liter Reaktionsraum und Stunde. In einem an das Reaktionsgefäß angeschlossenen heißen Abscheidet, der auf etwa .16o' gehalten -wird, findet die Zerlegung der Reaktionserzeugnisse statt.
Der Abbau der Kohle beträgt bei dieser Arbeitsweise 94%. Das erhaltene öl besteht zu 25% aus Benzin, das nach der Reinigung die Oktanzahl 81 hat, und zu 750`o aus höhersiedendem öl, das als Heizöl verwendet werden kann. Ein Teil des flüssig aus dein Abscheidet abgezogenen Erzeugnisses (Abschlamm) dient zusammen mit Mittelöl und Schweröl, die aus den dampfförmigen Erzeugnissen durch Kondensation gewonnen wurden, zum Anpasten frischer Kohle. Dieses Pasteöl enthält etwa i3% Asphalt.
Heizt man die Kohle in einer Rohrschlange von bisher üblichem Inhalt (etwa 80'o des Reaktionsraumes) auf Reaktionstemperatur auf, so erreicht man nur einen Abbau der Kohle von 88%, und das aus,den Reaktionserzeu,gnissen unter sonst gleichen Biedingungen gewonnene öl zum Anpasten frischer Kohle enthält i 8 % Asphalt.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur kontinuierlichen Druckhydrierung fester, nicht schmelzbarer kohlenstoffhaltiger Ausgangsstoffe, wie Kohle, ölschiefer oder Torf, in angepastetem Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß man ,das Reaktionsgut in an sich bekannter Weise unter Druck zusammen mit Wasserstoff bis nahe an die Reaktionstemperatur aufheizt, dann in einem Druckgefäß, dessen Inhalt etwa 2o bis 40% des eigentlichen Reaktionsraumes beträgt, ohne Entspannung etwa, auf der gleichen Tempieratur hält und das Gut dann in das Reaktionsgefäß einführt, nachdem man seine Temperatur auf die für die Reaktion -erforderliche Höhe gesteigert hat.