DE911728C

DE911728C - Use of carbon black tars that have been exhausted in the heating surface furnace as a raw material for the production of fuel oils

Info

Publication number: DE911728C
Application number: DEB5344D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Christian Hansen; Dipl-Ing Theodor Kretz
Original assignee: KONSTANZ und BRENNSTOFF TECHNI; Byk Gulden Lomberg Chemische Fabrik GmbH
Current assignee: KONSTANZ und BRENNSTOFF TECHNI; Takeda GmbH
Priority date: 1939-08-26
Filing date: 1939-08-26
Publication date: 1954-05-17

Description

Verwendung von im Heizflächenofen erschwelten Steinkohlenschwelteeren als Ausgangsstoff für die Herstellung von Treibölen Die Erfindung betrifft die Herstellung von Treibölen aus Steinkohlen, die für den Betrieb von Dieselmaschinen aller Art geeignet sind.Use of carbon black tars that have been carbonized in the heating surface furnace As a starting material for the production of fuel oils The invention relates to the production of fuel oils from hard coal, which are used to operate diesel engines of all kinds are suitable.

Die aus den bei den üblichen Verfahren der trockenen Destillation (Hochtemperatur- und Tieftemperaturverkokung) von Steinkohlen, insbesondere von Fett-; Gas- und Gasflammkohlen anfallenden Teeren gewonnenen Teeröle sind für den Betrieb von Dieselmaschinen, wenn überhaupt, so nur für langsam laufende, schwere Maschinen verwendbar. Der Grund dafür ist ihre sehr geringe Zündwilligkeit, die in erster Linie auf die chemische Struktur der die Öle bildenden Kohlenwasserstoffe zurückzuführen ist, deren motorische Eigenschaften für den vorliegenden Zweck auch durch chemische Behandlung nicht wesentlich verbessert werden können. Bei den Tieftemperaturteeren wird die Zündwilligkeit zudem noch durch den oft sehr hohen Genalt an sauren Verbindungen (Teersäuren, Phenolen) herabgesetzt oder überhaupt aufgehoben. Es lassen sich zwar die Eigenschaften dieser Öle durch die Entfernung der sauren Bestandteile, wie durch Behandlung mit wäßrigen Alkalien, z. B. verdünnter Natronlauge, oder mit selektiv wirkenden Lösungsmitteln, verbessern, doch sind die auf diese Weise behandelten Öle immer noch für Mittel- und Schnelläufer nicht geeignet, so da,ß bisher die allgemeine Auffassung dahin. ging, daß sich aus Steinkohlenschwelteeren Kraftstoffe für mittel und schnell laufende Dieselmasehinen praktisch-wirtschaftlich nicht gewinnen lassen.Those from the usual methods of dry distillation (High-temperature and low-temperature coking) of hard coal, in particular of Fat-; Tar oils obtained from gas and gas flame coals are for the Operation of diesel engines, if at all, only for slow-moving, heavy ones Machines usable. The reason for this is their very low ignitability, the primarily on the chemical structure of the hydrocarbons that make up the oils is due to their motor properties for the present purpose as well cannot be significantly improved by chemical treatment. In the case of low-temperature tars The ignitability is also due to the often very high level of acidic compounds (Tar acids, phenols) decreased or canceled at all. It can be the properties of these oils by removing the acidic components, such as by Treatment with aqueous alkalis, e.g. B. dilute caustic soda, or with selective acting solvents, improve, but are those treated in this way Oils are still not suitable for medium and fast runners, so there, ß so far the general one View there. went that black coal tar made fuels for medium and fast running diesel engines practically-economically not to let win.

Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, da13 auch Steinkohlenschwelteere in durchaus wirtschaftlicher und einfacher Weise auf diese Kraftstoffe aufgearbeitet werden können, wenn die Aufarbeitung aus Steinkohlenschwelteeren erfolgt, bei deren Erschwelung besondere Schwelbedingungen eingehalten wurden.Surprisingly, it has now been shown that coal tar also processed in a very economical and simple manner on these fuels can be, if the work-up is carried out from coal tar tars, with their Smoldering special smoldering conditions were observed.

Gemäß der Erfindung wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß als Ausgangsstoff: für die Herstellung von hochwertigen, für schnell laufende Dieselmaschinen geeigneten Treibölen durch in an sich bekannter Weise erfolgende Destillation oder Behandlung mit selektiv wirkenden Lösungsmitteln und Abtrennung der sauren Bestandteile ein Steinkohlenschwelteer verwendet wird, der im Heizflächenofen mit im wesentlichen parallelen, vorzugsweise beweglichen, hohlen, innen beheizten Heizwänden bei im ganzen Umfang gleichmäßig und bis zum Ende gleichbleibender Temperatur nicht über 60o°, vorzugsweise 525 bis 575°' erschwelt ist.According to the invention, this aim is achieved in that as a starting material: for the production of high-quality, suitable for high-speed diesel machines Propellant oils by distillation or treatment taking place in a manner known per se with selectively acting solvents and separation of the acidic constituents Black coal tar is used, which in the heating surface furnace with essentially parallel, preferably movable, hollow, internally heated heating walls at im evenly over the entire circumference and not over the entire circumference until the temperature remains constant 60o °, preferably 525 to 575 ° '.

Bei Schwelöfen, die nach dem Heizflächenverfahren mit innen beheizten Heizwänden versehen sind, hat man schon zur Verbesserung der Qualität des Schwelkokses eine gleichmäßige Schweltemperatur erstrebt, aber man wußte nicht, daß die bei ihnen anfallenden Schwelteere die genannten günstigen Eigenschaften. aufweisen, wenn eine; gleichmäßige Temperaturhaltung durchgeführt wird, insbesondere dann, wenn die Wand durch eine besondere Beheizungseinrichtung auf sehr gleichmäßige Temperatur gebracht und während der Schwelung auf dieser gehalten wird. Damit bei der unterhalb der Normalschweltemperatur von 60o° vor sich gehenden Verschwelung die für die Erzeugung guten Kokses erforderliche Schwelgeschwindigkeit vorhanden ist, sind die Schwelkammern verhältnismäßig eng gehalten. Besonders vorteilhaft sind bei diesem Ofen bewegliche Heizwände, die eine mühelose und schnelle Entleerung gestatten, selbst wenn der Koks nicht geschrumpft ist, bei denen also die bei Öfen mit festen Heizwänden gegen Ende des Schwelvorganges meist zur Hervorrufung einer Schrumpfung des Kokskuchens erforderliche, hier besonders schädliche Temperaturerhöhung sich erübrigt.For smoldering ovens that are heated internally using the heating surface process Heating walls are provided, one has already to improve the quality of the smoldering coke strives for an even smoldering temperature, but one did not know that it would be with them accruing carbon dioxide the mentioned favorable properties. have if one; uniform temperature maintenance is carried out, especially when the wall Brought to a very even temperature by a special heating device and is kept on it during the smoldering. So with the below the Normal smoldering temperature of 60o ° the smoldering going on for the production If the smoldering speed required for good coke is present, the smoldering chambers are kept relatively tight. Movable ones are particularly advantageous in this furnace Heating walls that allow easy and quick emptying, even if the Coke has not shrunk, so in the case of furnaces with solid heating walls against The end of the smoldering process usually causes the coke cake to shrink The temperature increase required, which is particularly harmful here, is unnecessary.

Die Ergebnisse dieses Schwelverfahrens zeigen, daß Schweltemperatur und Gleichmäßigkeit der Beheizung die Eigenschaften des Schwelteeres in weitgehendem Umfang beeinflussen, insbesondere hinsichtlich der motorischen Eigenschaften der darin enthaltenen Öle. Es konnte festgestellt werden, daß die motorischen Eigenschaften der Öle, die aus den in dem beschriebenen Schwelofen erzeugten Teeren durch Destillation oder auch durch selektive (kalte) Aufbereitung mit nachfolgender Entfernung der sauren Bestandteile gewonnen, wurden, für den Betrieb von hochtourigen Maschinen geeignet sind.The results of this smoldering process show that the smoldering temperature and uniformity of heating the properties of the smoldering sea to a large extent Affect scope, especially with regard to the motor properties of the oils contained therein. It was found that the motor properties of the oils obtained from the tars produced in the smoldering oven described by distillation or by selective (cold) processing with subsequent removal of the acidic constituents were obtained for the operation of high-speed machines are suitable.

Bei den Schwelversuchen wurden Temperaturen zwischen 5¢o und 575° eingehalten. Die Temperaturen wurden entsprechend der Eigenschaft der eingesetzten Kohle bestimmt. Bemerkenswert war, daß, wenn die Schweltemperatur 60o° überschritt, die motorischen Eigenschaften der aus dem anfallenden Teer gewinnbaren Öle sich schnell verschlechtern.In the smoldering tests, temperatures between 5 ° and 575 ° adhered to. The temperatures were used according to the property of the Coal for sure. It was noteworthy that when the smoldering temperature exceeded 60o °, the motor properties of the oils that can be extracted from the tar deteriorate quickly.

Während die durch Destillation oder andere Methoden aus dem Schwelteer gewonnenen Öle eine Cetenzahl von o aufweisen, also etwa die gleiche niedrige Zündwilligkeit wie das als Bezugsstoff benutzte a-Met'hylnaphthalin besitzen, liegen je nach der Temperatur die Cetenzahlen der nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Öle über 30, unter Umständen sogar bei 34 bis 35 und höher. Durch selektive Lösungsmittel lassen sich daraus sogar Öle herstellen, deren Cetenzahl bei 40 und höher liegt. Aus Steinkohlenteeren hergestellte Öle mit derartig hoher Zündwilligkeit sind bisher völlig unbekannt. Sie sind ohne Zumischung von anderen höherwertigen Ölen ohne weiteres zum Betrieb hochtouriger Dieselmaschinen verwendbar. Sie lassen sich mit den verschiedensten Dieselölen anderer Herkunft in beliebigen Verhältnissen mischen, so daß bei ihrer Benutzung durch Zumischung anderer höchstwertiger Dieselöle die verschiedensten Anforderungen an die Zündwilligkeit bequem erfüllt werden können. Besonders wertvoll sind sie deshalb-, weil sie ohne weiteres mit den für den Dieselbetrieb bereits zu zündwilligen Ölen der katalytischen Umsetzung von Wasserstoff und Kohlenoxyd, den sogenannten Syntheseölen, aber auch mit besonders zündwilligen Ölen anderer Herkunft, z. B. aus Erdölen gewonnen., mischbar sind. Diese sind daher besonders geeignet, in allen den Fällen, in denen die Zündwilligkeit der nach dem vorliegenden Verfahren gewonnenen Öle, noch etwas zu gering ist, für jeden Fall aus diesen ausreichend zündwillige Dieselöle durch Zumischung von Ölen der angegebenen Art, insbesondere von Syntheseöl, herzustellen, wozu in letzterem Fall nur geringe Mengen erforderlich sind. Beispiel 5ooo kg Gasflammkohle mit einem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von 35 bis 36010, beide, Angaben auf Trockenkohle bezogen, werden in einem Schwelofen mit parallelen und beweglichen Heizwänden bei etwa 540 bis 55o° abgeschwelt, wobei etwa 45o bis 50o kg Schwelteer anfallen, aus dem sich nach Abtrennen des Wassers und Leichtöles durch Destillation etwa 30o bis 350 kg Öl mit den Siedegrenzen von i80 bis 36o° und einem Gehalt an @ sauren Bestandteilen von q.00/0 gewinnen lassen. Nach Behandlung des Öles mit 50o bis doo kg einer Natronlauge von io% zwecks Entfernung der sauren Bestandteile werden etwa r80 bis 2i0 kg Treiböl erhalten, das nach dem Trocknen eine Zündwilligkeit von etwa 34 bis 35 Cetenzahlen besitzt. Durch Vermischen mit etwa der gleichen Menge eines 95- bis g6%igen Methylalkohols und Abtreiben des Wassers und Met'hylalko'hols aus den sich dabei bildenden zwei getrennten Schichten werden etwa gleiche Mengen Öl mit verschieden hohen Cetenzahlen erhalten, die bei etwa q0 bis q.1 und 2o bis 2i liegen. Durch Zumischen von io bis aoo/o Syntheseöl werden aus dem Ausgangsöl öle mit einer Cetenzahl von 45 und höher erhalten, die auch für die höchsttourigen Maschinen ohne weiteres verwendbar sind. Auch durch Zusatz von Gasöl, aus Erdöl hergestellt, kann erforderlichenfalls die gleiche Wirkung erzielt werden.While the oils obtained from the smoldering tar by distillation or other methods have a cetane number of 0, i.e. have about the same low ignitability as the a-methylnaphthalene used as a reference substance, the cetene numbers of those produced by the process of the invention depend on the temperature Oils over 30, possibly even 34 to 35 and higher. Using selective solvents, it can even be used to produce oils with a cetane number of 40 and higher. Oils made from coal tars with such high ignitability are completely unknown up to now. They can easily be used for operating high-speed diesel engines without adding other high-quality oils. They can be mixed with the most varied of diesel oils of other origins in any proportions, so that when they are used, by adding other high-quality diesel oils, the most varied requirements for ignitability can be easily met. They are particularly valuable because they are readily available with the oils of the catalytic conversion of hydrogen and carbon oxide, which are already too ignitable for diesel operation, the so-called synthetic oils, but also with particularly ignitable oils of other origins, e.g. B. obtained from petroleum. Are miscible. These are therefore particularly suitable, in all cases in which the ignitability of the oils obtained by the present process is still a little too low, to produce sufficiently ignitable diesel oils from them by admixing oils of the specified type, in particular synthetic oil , for which only small amounts are required in the latter case. Example 500 kg of gas flame charcoal with a volatile content of 35 to 36010, both data based on dry charcoal, are degreased in a smoldering furnace with parallel and movable heating walls at about 540 to 55o °, with about 45o to 50o kg of smoldering tar being obtained from the After separating the water and light oil by distillation, about 30o to 350 kg of oil with a boiling point of 180 to 36o ° and a content of acidic constituents of q.00 / 0 can be obtained. After treating the oil with 50 to 20 kg of sodium hydroxide solution of 10% to remove the acidic constituents, about 80 to 20 kg of propellant oil is obtained which, after drying, has an ignitability of about 34 to 35 cetane numbers. By mixing with about the same amount of a 95- to 6% methyl alcohol and stripping off the water and Met'hylalko'hols from the two separate layers thus forming about the same amount of oil with different high cetene numbers are obtained, which at about q0 to q .1 and 2o to 2i lie. By adding 10 to 100% synthetic oil, oils with a cetane number of 45 and higher are obtained from the starting oil, which can also be used for high-speed machines. If necessary, the same effect can also be achieved by adding gas oil made from petroleum.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Use of substantially parallel, preferably movable, hollow in the heating surface furnace. and internally heated heating walls and at a uniform temperature not exceeding 600 °, preferably 525 to 575 ° ', measured on the heating surface in contact with the coal, carbonized tar as a starting material for the production of high-quality fuel oils suitable for high-speed diesel engines by distillation or treatment with selectively acting solvents and separation of the acidic constituents. . a. Use of a black coal tar according to claim i after mixing with oils of other origins of significantly higher ignitability, e.g. B. with the oil produced in the katadytis conversion of carbon oxide with hydrogen.