DK161600B - Fremgangsmaade til flydendegoerelse af kul - Google Patents

Description

DK 161600 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde af den i krav l's indledning angivne art til flydendegørelse af kul ved hjælp af et alkalimetalhydroxyd.

Som tekniske forholdsregler til flydendegørelse af 5 kul kendes der i forvejen bl.a. såkaldt tørdestillation og opløsningsmiddelekstraktion. Disse tidligere fremgangsmåder har imidlertid væsentlige ulemper, bl.a. behov for stort e-nergiforbrug til opnåelse af en forholdsvis ringe mængde e-nergi og nødvendighed af dyre opløsningsmidler, hvilket for-10 byder praktisk anvendelse af disse fremgangsmåder i industriel målestok.

Fra dansk fremlæggelsesskrift nr. 153086 kendes der en fremgangsmåde til flydendegørelse af kul, ved hvilken man imprægnerer granuleret kul med en vandig opløsning af natri-15 umhydroxyd ved udblødning, udtager og tørrer de imprægnerede granulerede kul, pulveriserer dem til en partikelstørrelse under 100 mesh (0,147 mm), blander det derved vundne kulpulver med en vandig opløsning indeholdende natriumhydroxyd og en karboxylsyre, holder blandingen i stilstand indtil kullet 20 viser tegn på flydendegørelse og til slut opvarmer blandingen til en temperatur på 90-120°C under yderligere tilsætning af vand.

Den foreliggende opfindelse er ejendommelig ved det i krav l’s kendetegnende del anførte og må anses som en vide-25 reudvikling af den fra ovennævnte fremlæggelsesskrift kendte fremgangsmåde.

Summarisk består denne af tre trin: (a) et udblødningstrin; (b) en opløsningsbehandling ved hjælp af både hydroxyd og karboxylsyre; og (c) en varmebehandling.

30 Ved den foreliggende fremgangsmåde undgås udblødnin gen, der behøves ikke behandling med en karboxylsyre og opvarmningen undgås. Fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse er derfor simplere i praksis og økonomisk mere fordelagtig end den fra det danske fremlæggelsesskrift kend-35 te. Den behøver heller ikke forhøjet tryk og muliggør praktisk udnyttelse i stor målestok.

Det er muligt at bruge alle slags kul ved fremgangs-

DK 161600B

2 måden ifølge opfindelsen, fx røgfri kul, bituminøse kul, brunkul og lignit, eventuelt sammen med utilstrækkeligt forkullede tørv såsom græstørv og skovtørv. Kullet bruges i pulveriseret form, fortrinsvis med en gennemsnitlig parti-5 kelstørrelse mellem 0,046 og 0,192 mm, navnlig 0,074-0,147 mm, således som det kan opnås ved sædvanlige knusningsmeto- der.

pH-Værdien af den vandige blanding af det pulveriserede kul og den vandige hydroxydopløsning er fortrinsvis 10 10 eller derover, navnlig i området 11 til 13,5.

Det kan være tilstrækkeligt at bruge en sådan mængde af den vandige hydroxydopløsning i forhold til mængden af pulveriseret kul, at det pulveriserede kul får mulighed for at dispergeres i opløsningen på gunstig måde. Det foretræk-15 kes imidlertid at vægtmængden af den vandige opløsning af hydroxydet er mindst 1,5 gange så stor som vægtmængden af pulveriseret kul, fortrinsvis mindst dobbelt så stor.

For at opnå den turbulente tilstand kan der bruges alle midler som tillader opretholdelse af den dispergerede 20 tilstand af pulveriseret kul i suspension i den vandige hydroxydopløsning; frem for alt foretrækkes det at bruge omrøring eller forceret strømning eller lignende metoder. Det er også muligt at bruge ultralydsbehandling.

Længden af den tid i hvilken den suspenderede/disper-25 gerede tilstand ifølge opfindelsen skal opretholdes er i princippet den tid der behøves til at frembringe en oliefase som det øverste lag-; i almindelighed er 15-26 timer tilstrækkelig dertil.

Der kan ikke konstateres nogen forøgelse i mængden af 30 olieagtig komponent når der foretages yderligere omrøring efter at det ovenstående lag af olieagtig komponent er blevet opbygget. Omrøringen standses efter at den olieagtige komponent er floteret. Efter kort tids stilstand skiller blandingen sig i tre lag, nemlig det olieagtige lag, et van-35 digt lag og et lag af faststof (hovedsagelig bestående af ikke-flydendegjort pulverformigt kul). Det olieagtige lag består i hovedsagen af olie. Også i det vandige lag er der

DK 161600 B

3 indeholdt en betydelig mængde olie i dispergeret tilstand.

Den ved kul-flydendegørelsen dannede olie udvindes fra det olieagtige og det vandige lag ved en sædvanlig destillation.

Laget af faststof kan genanvendes som råmateriale til 5 flydendegørelsesprocessen.

50% eller mere af den ved kullets flydendegørelse dannende oliemængde, der vindes i kraft af den foreliggende opfindelse, afdestillerer i temperaturområdet fra 155°c til 244“C. Den på denne måde vundne fraktion kan bruges som den 10 er som brændsel. Det er også muligt at underkaste den ved flydendegørelsen dannede olie en fraktionering eller en rektificering for at udnytte de enkelte fraktioner inden for vedkommende område af den petrokemiske industri.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan også bruges til 15 at forøge fraktionen med højere flygtighed fra råolie.

I det følgende skal fremgangsmåden ifølge opfindelsen beskrives mere udførligt under henvisning til nogle eksempler.

20 Eksempel 1 300 g pulveriseret bituminøst kul (fra Taiheiyo Kulmine K.K.) med en partikelstørrelse på under 0,147 mm anbringes i et bægerglas med en kapacitet på 3 1, og der til-25 sættes 650 g vandig opløsning af NaOH med en koncentration på 0,85%. Denne vandige blanding underkastes omrøring ved 500-600 opm ved hjælp af en omrører med blade med en længde på 6 cm.

Under en omrøringsperiode på 24 timer opstår der en 30 jordolieagtig lugt i blandingssystemet under samtidig dannelse af et olieagtigt lag. Da der også indgår olie i det vandige lag under det ovenstående olieagtige lag, som er dannet efter ophøret af omrøringen, i form af en dispersion, underkastes ikke blot det olieagtige lag men også det vandi-35 ge lag løbende en destillationsbehandling. Efter destillationen fandtes der 62 g af en oliefraktion med kogepunktsområde 150-244°C og 51 g af en anden oliefraktion med kogepunkt

DK 161600 B

4 over dette område.

Eksempel 2 5 Fremgangsmåden i eksempel 1 blev fulgt med den for- \ skel at udgangs-pH-værdien var ca. 12,8 idet der i stedet for en 0,85%s vandig oplosning af NaOH anvendtes en vandig NaOH-opløsning med en koncentration på 0,65%, fremstillet ved at føre supplementsvand til en spildvæske som indeholdt 10 NaOH i en koncentration på 45% og som stammede fra elektro-lytisk fremstilling af NaOH.

I dette tilfælde vandtes der 64 g af en oliefraktion med kogepunktsområde fra 150-244°C og 45 g af en anden olie-fraktion med kogepunkt over dette område.

15

Eksempel 3

Fremgangsmåden i eksempel 1 blev fulgt med den forskel at der brugtes 650 g vandig opløsning af KOH med en 20 koncentration på 0,84% og at den vandige blandings udgangs-pH-værdi var ca. 12,8.

I dette tilfælde vandtes der 58 g af en oliefraktion med kogepunktsområde fra 150-244°C og 49 g af en anden oliefraktion med kogepunkt over dette område.

25

Eksempel 4

Til 200 g af restlaget af faststof i eksempel 1 sættes der 450 g af en vandig opløsning af NaOH med en koncen-30 tration på 0,85%. Denne vandige blandings udgangs-pH-værdi var 13,6. I øvrigt gik man frem som i eksempel l.

I dette tilfælde vandtes der 40 g af en oliefraktion med kogepunktsområde fra 150-244°C og 31 g af en anden oliefraktion med kogepunkt over dette område.

50% eller mere af den olie der vindes ved flydendegø-relse af kul i henhold til den foreliggende opfindelse de- 35 5

DK 161600 B

stillerer inden for temperaturområdet 155-244°C, og den således vundne fraktion kan bruges som den er som brændsel.

Det er også muligt at underkaste den flydendegjorte olie en fraktioneret destillation eller rektifikation for at udnytte 5 hver fraktion inden for vedkommende område af den petrokemiske industri.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til flydendegørelse af kul, ved hvilken pulveriseret kul behandles med en vandig opløsning indehol- 5 dende et alkalimetalhydroxyd i forholdvis lang tid, k e n-detegnet ved at blandingen af kulpulveret og den vandige hydroxydopløsning af NaOH, KOH eller en NaOH-holdig spildvæske fremkommet ved elektrolytisk fremstilling af NaOH, efter standsning af en indledende turbulent tilstand, 10 adskilles i et olieagtigt lag, et vandigt lag og et lag faststof, hvorpå det vandige lag og det olieagtige lag underkastes destillation.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved at det pulveriserede kuls gennemsnitlige partikelstør- 15 relse er i området 0,046-0,192 mm, navnlig i området 0,074-0,147 mm.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved at den vandige hydroxydopløsnings pH-værdi er 10 eller derover. 20 25