JP2660469B2 - 石炭の熱分解方法 - Google Patents
石炭の熱分解方法Info
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- Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
Description
し、より詳細には石炭を熱分解してベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ナフタレン (以下、BTXNと略記す
る) などの付加価値の高い芳香族化合物を製造すると共
に、チャーを選択的に回収する方法に関する。
に、触媒粒子と石炭微粉末とから流動層を形成し、石炭
微粉末を熱分解する方法を提案した (特願平2−835
5号)。この方法によれば、触媒として炭酸カルシウ
ム、シリカ、アルミナなどを、また流動ガスとしてヘリ
ウムを使用し、たとえば800℃で石炭粉末を熱分解す
るとガス状熱分解生成物と共にBTXNなどを得ること
ができる。しかしながら、BTXNの収率は対石炭wt%
で1.7%にすぎない欠点があった。
する問題点は、石炭の熱分解方法において、BTXNな
どの収率をより一層向上せしめる点である。
メッシュの石炭粉末と、5〜150メッシュの水素化触
媒粒子とからなる粉粒体に水素ガスを供給して粉粒流動
層を形成すると共に、500〜700℃の温度、常圧〜
30kg/cm2の圧力下で前記石炭粉末を熱処理し、
熱分解生成物およびチャーを系外に排出させることを特
徴とする。
流動加熱炉1の目皿2上に触媒粒子3を供給し、一方、
加熱炉1の下部から水素ガス4を管路5を介して供給し
て触媒粒子の流動層を形成し、ヒーター6に通電して形
成された流動層を所定温度に加熱する。ここで触媒粒子
としては5〜150メッシュ、好ましくは32〜60メ
ッシュの水素化触媒粒子、たとえばCoMo 触媒、NiM
o 触媒、FeS・FeS2 (ピロタイト) 触媒粒子などが
用いられている。
ッシュの石炭粉末を水素ガス4を同伴して触媒粒子の流
動層中に供給し、触媒粒子と石炭粒子とからなる粉粒体
の流動層を形成すると共に、この粉粒流動層の温度を常
圧〜30kg/cm 2 の圧力下に500〜700℃、好
ましくは550〜610℃に保持する。ここで石炭は、
いかなる種類の炭化度の石炭であっても良く、瀝青炭、
亜瀝青炭、褐炭、亜炭などを適宜、用いることができ
る。また、粉粒流動層における触媒粒子の濃度は5〜1
00vol%である。
ての水素ガス4の供給量は、流動加熱炉1の容積、触媒
粒子および石炭粉末量などによって異なるが、触媒粒子
が流動加熱炉1から排出する水素ガス4に同伴して系外
に排出されることがなく、石炭粉末の熱分解によって形
成されたチャーおよび熱分解生成物のみが系外に排出す
るように調整する。
になり、また粒子の滑り摩擦抵抗も減少するので、水素
ガスおよび熱分解生成物のガス流に乗って流動層から離
れ、加熱炉1内を上昇して加熱炉上部から排出される。
排出されたチャーはチャー捕集装置8、たとえばサイク
ロンで分離、捕集される。チャー分離後の水素ガスおよ
び熱分解生成物ガスを冷却装置9に導き、ガス状熱分解
生成物をガス捕集槽10に集め、一方、液状熱分解生成
物を液状熱分解生成物捕集槽11で回収する。水素ガス
は管路12から排出され、再生後、熱分解ガスとして再
循環使用される。
化水素およびCO, CO2 などであり、一方、液状熱分
解生成物は、BTXNなどが選択的に得られ、重質留分
の生成が少ない。次に本発明の方法の作用について述べ
る。まず、本発明の方法では上述のとおり、特定粒度の
石炭粉末と、この石炭粉末に比較して著しく大径の触媒
粒子とからなる粉粒体が水素ガスによって粉粒流動層が
形成される。
易であり、しかも粉粒体が上記のとおり、粒径の異なる
石炭粉末と触媒粒子とから形成されているので、水素ガ
スにより良好な流動状態を容易に形成することができ
る。従って、この粉粒流動層においては、石炭粉末と触
媒粒子が均一に混合されると共に、大径の触媒粒子の表
面に微粉状の石炭が付着、あるいは接触する状態にな
り、石炭粉末は急速に熱分解を起す。かつ、微粉状石炭
の熱分解によって形成されたチャーのみが系外に排出さ
れるので、石炭粉末の熱分解を効率的に持続することが
できる。以下、本発明の実施例を述べる。
シュ) を供給し、これに水素ガスを供給して流動層を形
成すると共に、この流動層に太平洋炭 (200メッシュ
80%パス) を水素ガス同伴で供給して、粉粒体の流動
層を形成した。流動層における触媒粒子の濃度は100
vol%であった。
静止層高さ10cmにおいて石炭粉末を常圧下で熱分解し
た。得られたBTXNの対原料石炭合計収率は7.2wt%
(BTX収率 5.8wt%、ナフタレン収率 1.4wt%) であ
った。この値は前記従来の1.7wt%の約4.2倍に達する
ことが明らかである。なお、ガス状熱分解生成物量は熱
分解温度の上昇と共に増加し、かつメタン比率が著しく
増大した。
ものである。CoMo触媒粒子濃度、100%、粒子静止
層高、8cm、石炭試料は、太平洋炭である。ガス状炭化
水素収率は熱分解温度と共に増加し、熱分解温度650
℃では、30wt%に達した。この収率増加は、主にメタ
ン収率の増加によるものである。また、熱分解温度の上
昇と共に、エチレン, プロピレンの収率が減少し、60
0℃以上では、エタン, プロパンの収率も急激に低下し
た。熱分解温度650℃では、ガス状炭化水素のほとん
どがメタンであった。軽質芳香族炭化水素収率は、59
0℃までは、熱分解温度と共に増加し、590℃を越え
ると急激に減少した。590℃での収率が5.8wt%であ
るのに対し、620℃では1.2wt%にまで低下してい
る。これらの生成物は、熱分解過程の中間生成物であ
り、これらの収率を最大限にするためには、最適な条件
で熱分解することが必要であることが判った。石炭の熱
分解過程で触媒を用いて揮発分を二次分解し、中間生成
物である軽質芳香族炭化水素収率を増加させるために
は、反応器内の温度を正確に制御することが重要である
ことが分かった。粉粒流動層反応器は、層内温度を均一
に制御することが比較的容易であり、触媒を用いた石炭
の熱分解プロセスに適した反応器と言える。
測定結果である。SiO2 粒子を用いてヘリウム雰囲気
で熱分解して得られた液状物 (図3) には、多くの種類
の脂肪族炭化水素のピークが認められ、極めて広い生成
物分布を持っていることが分かる。CoMo 触媒を用い
た場合は (図4) 、ヘリウム雰囲気下においても水素雰
囲気下においても脂肪族炭化水素のピークはほとんど見
られず、主成分は、芳香族炭化水素である。特にBTX
およびナフタレンのピークが大きく、分布の極めて狭い
液状物が得られることが分かった。
粉末と水素化触媒粒子とからなる粉粒体に水素ガスを供
給して粉粒流動層を形成しているので、両者が均一に混
合された互いの接触面積の増大した良好な流動状態を形
成することができ、かつ、大径の触媒粒子の表面に微粉
状の石炭が付着、接触滞留時間が増大する状態が形成さ
れるので、石炭粉末は急速に熱分解、水素添加の逐次反
応が進み、流動層温度を厳密に制御することにより(図
2)、良好な収率でBTXN等の1〜2環軽質芳香族化
合物を選択的に得ることができる。すなわち、生成物の
選択性が良いので、重質留分の生成が少ないため、後流
の分離工程が簡略化できる。
ャーのみが系外に排出されるので、石炭粉末の効率的な
熱分解を維持することができる。更に本発明の方法を水
素加圧下に行なうことによって、BTXN等の1〜3環
軽質芳香族収率を高めることができる。
である。
を示す図である。
を示す図である。
分解生成物捕集槽 11 液状熱分解生成物捕集槽
Claims (1)
- 【請求項1】 60〜325メッシュの石炭粉末と、5
〜150メッシュの水素化触媒粒子とからなる粉粒体に
水素ガスを供給して粉粒流動層を形成すると共に、50
0〜700℃の温度、常圧〜30kg/cm2の圧力下
で前記石炭粉末を熱処理し、熱分解生成物およびチャー
を系外に排出させることを特徴とする石炭の熱分解方
法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4097704A JP2660469B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 石炭の熱分解方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4097704A JP2660469B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 石炭の熱分解方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05295372A JPH05295372A (ja) | 1993-11-09 |
JP2660469B2 true JP2660469B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=14199315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4097704A Expired - Lifetime JP2660469B2 (ja) | 1992-04-17 | 1992-04-17 | 石炭の熱分解方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2660469B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
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JPH0686595B2 (ja) * | 1982-12-28 | 1994-11-02 | 旭化成工業株式会社 | 石炭の熱分解法 |
-
1992
- 1992-04-17 JP JP4097704A patent/JP2660469B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH05295372A (ja) | 1993-11-09 |
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JP2660469B2 (ja) | 石炭の熱分解方法 |
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