DE854212C

DE854212C - Process for the recovery of the heat contained in the residues of the pressure hydrogenation of coal

Info

Publication number: DE854212C
Application number: DEB6847D
Authority: DE
Inventors: Heinz Dr Hupfer; Ludwig Dipl-Ing Raichle
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1943-05-13
Filing date: 1943-05-13
Publication date: 1952-10-30

Description

Verfahren zur Wiedergewinnung der in den Rückständen der Druckhydrierung von Kohlen enthaltenen Wärme Mit Hilfe der bekannten Wärmeaustauscher ist es meist nicht möglich, die in den heißen Rückständen der Druckhydrierung von Kohlen, Teeren und Mineralölen enthaltene Wärme zurückzugewinnen, da infolge des hohen Gehalts der Rückstände an Asphalten und Feststoffen häufig Betriebsstörungen auftreten oder wegen des schlechten Wärmeüberganges sehr große Austauscherflächen notwendig sind.Process for the recovery of the residues from pressure hydrogenation Heat contained by coals With the help of the known heat exchangers it is mostly not possible in the hot residues of the pressure hydrogenation of carbons, tars and to recover heat contained in mineral oils, as a result of the high content the residues of asphalt and solids often malfunctions or very large exchanger surfaces are necessary because of the poor heat transfer.

Es wurde nun gefunden, daß man die Wärme dieser Rückstände in einfacher Weise weitgehend zurückgewinnen und für die Hydrierreaktion nutzbar machen kann, wenn man die heißen Rückstände zur unmittelbaren Erhitzung von Wasserstoff unter Druck, insbesondere unter dem Reaktionsdruck, benutzt. Der so erwärmte Wasserstoff wird anschließend für die Druckhydrierung selbst verwendet. Einen Teil der Wärme der Rückstände kann man dabei zunächst durch mittelbare Berührung mit einem Medium, insbesondere einem Reaktionsteilnehmer, z. B. dem Hydriergas, zweckmäßig in Doppelschlangen, auf dieses übertragen. Es empfiehlt sich, die Berührung des Rückstandes mit dem Wasserstoff in einem Rohr vorzunehmen und das Gemisch beider in ein Gefäß zu leiten, in dem die Trennung des erwärmten Wasserstoffes von dem abgekühlten Rückstand stattfindet.It has now been found that the heat of these residues can be easily removed Way can largely be recovered and made usable for the hydrogenation reaction, if you take the hot residues for immediate heating of hydrogen Pressure, especially below the reaction pressure, is used. The hydrogen heated in this way is then used for the pressure hydrogenation itself. Part of the warmth the residues can initially be removed by indirect contact with a medium, in particular a reactant, e.g. B. the hydrogenation gas, expediently in double coils, transferred to this. It is best to touch the residue with the hydrogen in a tube and the mixture of the two in a vessel to conduct, in which the separation of the heated hydrogen from the cooled residue takes place.

Zur Ausführung des Verfahrens wird der der Hydrierung zu unterwerfende Ausgangsstoff, z. B. eine Kohle-Öl-Paste, zusammen mit Wasserstoff unter einem Druck von i5o bis 5ooo at, insibesondere 2,50 bis i5oo at, auf Temperaturen von 35o bis 5o0° aufgeheizt und anschließend in das meist unbeheizte, gegen Wärmeverluste isolierte Reaktionsgefäß geleitet. Die Reaktionsteilnehmer gelangen nach vollendeter Reaktion in den sogenannten Heißabscheidec, der auf etwa Reaktionstemperatur gehalten wird. Hier findet eine Trennung der Gase, wie Wasserstoff, gasförmiger Kohlenwasserstoffe und Dämpfe von dem flüssigen, aus Schweröl, Asphalt und Feststoffen bestehenden Rückstand statt. Dieser wird nun vorteilhaft ohne Entspannung mit kaltem oder leicht erwärmtem Wasserstoff, der unter annähernd dem gleichen Druck steht, in Berührung gebracht.To carry out the process, the one to be subjected to the hydrogenation is used Starting material, e.g. B. a coal-oil paste, together with hydrogen under a pressure from i5o to 5ooo at, in particular from 2.50 to i5oo at, to temperatures from 35o to Heated up to 5o0 ° and then in the mostly unheated, insulated against heat loss Reaction vessel passed. The reaction participants arrive after the reaction is complete in the so-called hot separator, which is kept at around the reaction temperature. This is where gases such as hydrogen and gaseous hydrocarbons are separated and vapors from the liquid, consisting of heavy oil, asphalt and solids Backlog instead. This will now be beneficial without relaxing with cold or light heated hydrogen, which is under approximately the same pressure, in contact brought.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Rückstand zuerst in einem Wärmeaustauscher, vorteilhaft in konzentrisch angeordneten Rohren, z. B. einer Doppelrohrschlange, mit einem Kühlmittel in mittelbaren Wärmeaustausch gebracht wird. Hierzu kann man Wasser oder Wasserdampf verwenden. Vorteilhaft benutzt man aber einen Reaktionsteilnehmer, wobei das Hydriergas selbst besonders geeignet ist. Auf diese Weise wird ein Teil der Wärme dem Rückstand entzogen und zurückgewonnen. Man kühlt hierbei beispielsweise den Rückstand nur um 20 bis i5o°, zweckmäßig 40 bis ioo°, ab. Er wird dann mit Wasserstoff in unmittelbare Berührung gebracht. Zweckmäßig wird die gesamte für die Hydrierung, z. B. der Kohle, notwendige Menge Hydriergas verwendet, z. B. 3oo bis io ooo cbm, meist 500 bis 3000 cbm je Tonne Rückstand und Stunde, und erst durch unmittelbare Berührung und anschließend durch mittelbaren Wärmeaustausch erhitzt. Um möglichst wenig Ölanteile mit dem Wasserstoff aus dem Rückstand zu entfernen, wendet man eine kurze und enge Mischstrecke von z. B. 200 mm Durchmesser oder weniger an. Als solche haben sich z. B. Rohrstücke von einigen Metern Länge bei gleichzeitiger Anwendung eines Venturirohres oder einer Mischdüse gut bewährt. Um das Auftreten mehrerer Druckstufen innerhalb des gesamten Hydrierverfahrens zu vermeiden, wählt man für die Ausführung des vorliegenden Verfahrens vorteilhaft den Reaktionsdruck. Der Wasserstoff wird unter dem Reaktionsdruck dem mit Hilfe .einer Pumpe auf einen etwas höheren Druck gebrachten Rückstand zu- bzw. entgegengeführt, so daß kein Gas in den Heißabscheider gelangen kann.It is particularly advantageous if the residue is first in a heat exchanger, advantageously in concentrically arranged tubes, e.g. B. a double coil, is brought into indirect heat exchange with a coolant. You can use water or steam for this purpose. However, it is advantageous to use a reactant, the hydrogenation gas itself being particularly suitable. In this way, some of the heat is extracted from the residue and recovered. Here, for example, the residue is only cooled by 20 to 150 °, expediently 40 to 100 °. It is then brought into direct contact with hydrogen. Expediently, the entire amount for the hydrogenation, e.g. B. the coal, necessary amount of hydrogenation gas used, z. B. 300 to 10000 cbm, usually 500 to 3000 cbm per ton of residue and hour, and heated only through direct contact and then through indirect heat exchange. In order to remove as little oil as possible with the hydrogen from the residue, a short and narrow mixing section of z. B. 200 mm diameter or less. As such, z. B. pipe sections of a few meters in length with the simultaneous use of a Venturi tube or a mixing nozzle have been tried and tested. In order to avoid the occurrence of several pressure stages within the entire hydrogenation process, the reaction pressure is advantageously chosen for carrying out the present process. Under the reaction pressure, the hydrogen is supplied or countered to the residue, which has been brought to a somewhat higher pressure with the aid of a pump, so that no gas can get into the hot separator.

Die Mischung von Rückstand und Wasserstoff wird sodann zweckmäßig in ein erweitertes Gefäß geführt, in dem das Gas sich vom Rückstand trennt und aus dem Gefäß nach oben entweicht, während der abgekühlte Rückstand am unteren Teil des Gefäßes abgezogen wird. Hierbei wird dem Gas keine Gelegenheit gegeben,- größere Ölmengen aus dem Rückstand mitzureißen. Zweckmäßig gibt man zur leichteren Austragung des gekühlten Rückstandes aus dem Gefäß ein Verdünnungsmittel zu. Als solches kann z. B. das für das nachfolgende Filtrieren oder Zentrifugieren notwendige Öl, z. B. Mittelöl oder Schweröl oder Gemische beider, dienen, die vorteilhaft aus dem Ausgangsstoff selbst stammen.The mixture of residue and hydrogen then becomes appropriate led into an enlarged vessel in which the gas separates from the residue and out the vessel escapes upwards, while the cooled residue on the lower part of the vessel is withdrawn. Here the gas is not given an opportunity - bigger one To carry away amounts of oil from the residue. It is advisable to give for easier discharge add a diluent to the cooled residue from the vessel. As such, can z. B. necessary for the subsequent filtration or centrifugation oil, z. B. medium oil or heavy oil or mixtures of both are used, which are advantageous from the Source material itself.

Man kühlt den Rückstand nur so weit ab, wie es für die anschließende Weiterbehandlung von Vorteil ist. Da die mechanische Abtrennung der Feststoffe von dem 01 im allgemeinen bei Temperaturen von ioo bis 25o°, insbesondere i5o bis 2oo°, vorgenommen wird, kühlt man auf etwa diese Temperaturen ab.The residue is only cooled to the extent that it is advantageous for the subsequent further treatment. Since the mechanical separation of the solids from the 01 generally at temperatures of from ioo to 25o °, in particular i5o to 2oo °, is carried out, the mixture is cooled to about these temperatures.

Wenn der Rückstand zuerst durch mittelbare Berührung mit einem Kühlmittel auf eine tiefere Temperatur gebracht werden soll, bedient man sich hierfür im allgemeinen des zur unmittelbaren Kühlung benutzten Wasserstoffes. Der so noch weiter erhitzte Wasserstoff wird dann mit frischem Ausgangsstoff gemischt und in einem Wärmeaustauscher oder beheizten Vorheizer vollends auf Reaktionstemperatur gebracht.If the residue first comes into contact with a coolant is to be brought to a lower temperature, one uses for this in general of the hydrogen used for immediate cooling. That continued to heat up Hydrogen is then mixed with fresh raw material and placed in a heat exchanger or heated preheater fully brought to reaction temperature.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for the recovery of the residues the heat contained in the pressure hydrogenation of carbons, tars and mineral oils characterized in that the hot residue with hydrogen under pressure in immediate Bringing touch, which you then use for the reaction itself.

2. Procedure according to claim i, characterized in that the residue before the immediate Cooling with hydrogen under pressure part of the heat through indirect action a coolant is withdrawn.

3. The method according to claim 2, characterized in that that as an indirectly acting coolant one of the reactants, expedient the hydrogenation gas is used.