JPH0315675B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭の液化プロセスにおけるトラブル
の防止を図る方法に関し、より詳細にはSRCプ
ロセス等の連続運転を行なうに当つて析出する金
属塩類を可及的に初期段階で効率良く分離して固
形分の堆積事故を防止すると共に水添効率自体の
向上を図る方法に関するものである。

石炭液化法としては直接水添液化法や抽出水添
液化法等が知られているが、原料石炭の入手状況
や製品（主製品及び副製品）の品質等に鑑みれ
ば、抽出水添液化法の方が本邦の実情にマツチし
ていると考えられている。抽出水添液化法として
はSRC法、CSF法、EXXON法等があり、又
SRC法と一括されるものの中にもＰ＆Ｍ法、
SASOL法、CATALYTIC法等が知られている
が、いずれにせよ原料石炭に対して約１〜３倍の
溶媒を加えてスラリー状とし、石炭構成々分中の
水添分解され易い部分（溶媒抽出物）のみを水添
液化するか、溶媒抽出を水素加圧下に行なつて水
添液化するものであり、必要により触媒を加える
が、どちらの方法も比較的低い圧力と少量の水素
でおだやかな水素化が進行し、前者の代表として
はCSF法、後者の代表としてはSRC法がある。

従つてCSF法やSRC法の実施に当つては、反
応系（特に水添反応塔）に供給され且つ存在する
スラリーの性状を最適の状態に保持するというこ
とが必要であるが、原料石炭中の混在金属が塩類
となつて析出し、種々のトラブルを発生する原因
になつている。特に褐炭を原料とするプロセスに
おいては、褐炭中に大量に含まれているアルカリ
金属（Na等）やアルカリ土類金属（CaやMg等）
が炭酸塩として析出し易いという問題があり、こ
れらが石炭構成々分である無機質（SiO₂等）や
必要に応じて使用する触媒粒子の表面に析出する
と粒子が成長し反応塔底部に沈降・蓄積する。又
場合によつては反応塔や配管の内壁に付着して成
長するということもあり、石炭液化プラントの長
期間安定運転を阻害する要因になつている。

本発明はこの様な事情を憂慮してなされたもの
であり、上述の様な析出物を可及的早い時点で積
極的に抜き出して反応系におけるトラブルを予防
し、石炭液化プラントの長期間安定運転に寄与す
ることを目的とするものである。この様な目的を
達成し得た本発明のプロセス運転方法とは、複数
段の反応塔を用いて石炭の抽出水添液化を行なう
際に、少なくとも最前位の反応塔底部の析出塩類
含有高濃度スラリーを、水添反応の初期段階で該
反応塔最底部より抜き出して固液分離部に導入
し、分離された高固形分スラリーを液化生成物中
の固形成分と共に脱灰工程に付すと共に、低固形
分スラリーを反応塔にリサイクルさせる一方、液
化生成物より分離された水素含有ガスを反応塔お
よび前記固液分離部に導入する点に要旨を有する
ものである。

以下SRC法への適用例を中心に述べて本発明
の構成及び作用効果を明らかにするが、これらの
説明によつて本発明の適用対象や実施態様が制限
を受けることはなく、前・後記の趣旨に反しない
程度の変更実施は全て本発明の範囲に含まれる。

第１図はSRCプロセスにおける反応塔部分の
工程を示す説明図であり、Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤは、
夫々第１，第２，第３，第４反応塔である。予熱
部からは粉炭と溶媒からなる高温スラリーが水素
ガスと共に供給され、まず第１反応塔Ａに入る。
又第１反応塔Ａの底部からは、系内の分離ガスが
リサイクルガスとして導入される。尚反応塔の数
としては４基の場合を示したが、１〜３基の場合
や５基以上の場合にも不都合なく本発明を適用す
ることができる。

ところで図例の装置においては、第１反応塔Ａ
の底部及び第２反応塔Ｂの底部に夫々高濃度スラ
リー抜出しラインａ，ｂを設け、各反応塔内で前
記の様に析出した粒状態を多く含む高濃度スラリ
ーを高圧沈降容器Ｍ，Ｎに導入する。各容器内に
おいて核状物が成長し限界粒子径以上に成長した
炭酸塩を沈降させるが、容器Ｍ内の沈降炭酸塩は
更に抜出しラインｍを通して容器Ｎ内へ合流さ
せ、ここでの沈降物含有液は抜出しラインｎを通
して予備脱灰装置へ送つて大粒灰分を除き、残部
は更に本格脱灰工程に送る。

他方高圧沈降容器Ｍ，Ｎはリサイクルガス返送
ラインｒと連通され、水素加圧雰囲気下に調整さ
れるが、各容器Ｍ，Ｎ内に導入される高濃度スラ
リーは石炭抽出物を溶解させた溶媒を多く含んで
いるので、これをそのまま脱灰工程へ送ると未反
応の石炭成分を残したままで後処理へまわすこと
になり極めて不経済である。そこで高圧沈降容器
Ｍ，Ｎ内では固形分の沈降分離を進めて高固形分
スラリーと低固形分スラリー（上澄側）に分け、
高固形分スラリーは前述の如くラインｍ，ｎから
抜き出していくが、低固形分スラリーはポンプ
１，２によつて排出し、夫々予熱部からの供給ラ
インに合流させるか、若しくは直接第１反応塔Ａ
に戻して水添反応に付す様にしている。即ち第１
反応塔Ａから抜き出された高濃度スラリーのう
ち、固形分の多いスラリーは予備脱灰及び本格脱
灰の後処理ラインに送られ、固形分の少ないスラ
リーは第１反応塔に戻され、再び水添反応に付さ
れるから、溶媒抽出物を未反応のまま通過させる
ことは極めて少ない。尚スラリーをこの様に循環
させているうちに高固形分スラリー中の液分中に
おける石炭水添物の濃度があるレベルまで向上し
てくるので、第１図の鎖線で示した様にラインｎ
中の高形分スラリーの一部を後述の沈降容器Ｑ
（又はＰやＲ）に導入して反応済みの液に合流さ
せ、液分を最終の蒸留工程へまわしてSRCの回
収量を増大する様に設計することもできる。

上記の様にして反応塔Ａ（図例では反応塔Ｂも）
から析出炭酸塩等を積極的に抜き出しているの
で、反応塔Ａ〜Ｄ或いはこれらを接続する配管中
に上記炭酸塩が堆積又は沈降することが少なく、
プロセスの連続運転に特別の支障を生じないが、
各反応塔Ａ〜Ｄを通過した液中にも上記炭酸塩等
の不溶成分が多く残されているので、このままガ
ス分離や蒸留設備に供給することは好ましくな
い。そこで第１図に示す如き高圧沈降容器Ｐ，
Ｑ，Ｒを設け、反応塔Ｄを出た液を順次沈降容器
Ｐ〜Ｒに導入するが、ここでは不溶成分が少ない
ので各容器Ｐ〜Ｒの底部から底部への移送スラリ
ー量はわずかであり、大部分の上澄側反応液は蒸
留工程に送られる。そして少量の底部側高固形分
スラリーは、予備脱灰の完了した前述の高固形分
スラリーに合流し本格脱灰工程に送られる。

上記説明によつて本発明の基本的構成は明らか
にしたが、具体的実施における留意点につき若干
の補足説明を加える。まず反応塔からの高濃度ス
ラリーの抜き出しは、石炭中の不溶無機質成分を
積極的に除去するという側面を有しているので、
反応塔を複数段に分ける場合は可及的に最先側か
ら上記の抜き出しを行ない、除去しきれなかつた
ものを第２，第３の反応塔で除去するという考え
方で諸設備の設計を行なうことが推奨される。又
各反応塔は水素ガスによつて激しく混合されてい
るので、底部から抜き出される高濃度スラリー中
には、上述の如く成長した粒状物だけでなく、微
細な触媒粒も相当に混在している。従つて触媒活
性を残している微細触媒粒を、炭酸塩等で被覆さ
れて触媒活性を喪失した成長粒から分離して前述
の如くリサイクルさせることの意義は一層大きく
なる。又この様な微細粒の循環を行なえば、触媒
粒だけでなく不溶石炭成分の微粒も循環されるの
で反応系における粒子表面積が大きくなり、炭酸
塩の析出が効果的に進み、反応塔や配管中におけ
るスケーリング防止効果の増大に寄与することも
できる。そして反応系を流れていく粒子は全て微
粒であり、それが触媒であれば触媒活性が有効に
保持され水添率も向上する。尚SRC法における
最終製品であるSRCも脱灰工程に付して不溶分
の完全除去を図つているが、この工程で除去され
る灰分量が多い場合はSRCの損失量も比例的に
多くなると考えられているが、本発明では高固形
分スラリー（スラツジ）の積極抜き出し及び予備
脱灰を行なつているので、蒸留されたSRC中の
灰分が少なくなつており、予備脱灰済みの液を合
流させて本格脱灰を行なつても脱灰量自体が少な
く従つてSRCの損失量を抑制することも可能と
なつた。

本発明は上記の様に構成されているので、石炭
の液化プロセスにおける析出塩類が効果的に除去
され、且つ析出塩類に随伴される抜き出し液も効
果的に回収されてリサイクルされる。従つて塩類
の堆積や付着によるプロセス系のトラブルが少な
くなつて長期間の安定運転が可能になると共に、
SRCの生成効率も向上した。又特に触媒を使用
する系においては触媒の失活が可及的に抑制され
且つ効率よくリサイクルされるので、水添効率の
向上に寄与することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例プロセスを示す説明図
である。 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ……反応塔、Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑ，
Ｒ……高圧沈降容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数段の反応塔による石炭の抽出水添液化プ
   ロセスの実施に当たり、反応塔底部の析出塩類含
   有高濃度スラリーを、水添反応の初期段階で反応
   塔の最底部より抜き出して固液分離部に導入し、
   分離された高固形分スラリーを液化生成物中の固
   形成分と共に脱灰工程に付すと共に、低固形分ス
   ラリーを反応塔にリサイクルさせる一方、液化生
   成物より分離された水素含有ガスを反応塔および
   前記固液分離部に導入することを特徴とする石炭
   液化方法。