JPH04502340A - 短滞留時間水素不均化による石炭の改良された生成方法 - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 短滞留時間水素不均化による石炭の改良された生成方法発明の背景 石炭は世界で最も豊富な化石燃料である。しかしながら、石炭は三つの大きな欠 点を有している。（１）石炭は固体であり、液状又は気体状物質よりも取り扱い 及び輸送が容易でない。（２）石炭は、燃焼すると酸性雨に関連する汚染物質を 生成する化合物を含む。（３）石炭は均一な燃料生成物ではなく、地域ごと及び 鉱山ごとに特性が変化する。 化石燃料において、炭素原子に対する水素原子の比は、単位重量あたりの発熱量 を決定するのに最も重要なものである。水素含量が高くなるほど、燃料がより液 状（又は気体状）となり、発熱量が大きくなる。天然ガス又はメタンは４／１（ 最大値である）の水素／炭素比を有しており、石炭は約１／１の比を有しており 、シェールオイルは約１．５／Ｌ原油は約２．０／１、ガソリンはほぼ２゜２／ １の比を有している。 亜炭、泥炭及び低い発熱量の亜瀝青炭は、鉱山の近接部、例えば坑口の動力発生 装置以外には経済的な用途を有していなかった。これは、主として低瀝青生成物 の運送コスト及びかかる石炭の特徴である高い含有率の揮発性成分及び高い割合 の水分を理由とする自然燃焼の危険性によるものである。 低ランクの石炭は、高い割合の揮発性成分を含み、自然燃焼の危険性は、脱水や 、非蒸発方法によっても増加する。したがって、保存及び輸送における脱水石炭 の安定性を保持するために、石炭を、窒素又は燃焼生成物ガスのような不活性ガ スの雰囲気で覆うか、又は、燃料としてのその効率を低下させないように石炭を 原油で覆う必要があった。しかしながらこれらの方法は経済的でない。 層成（ｗａｓｔｅ　ｃｏａｌ）は、低ランク石炭とは若干異なる固有の問題点を 有している。 層成は、単位加熱量あたりのイオウ含有量が高すぎて、米国環境保護協会（ＥＰ Ａ）の基準に適合して燃焼させることができないので、「非適合炭（ｎｏｎ−ｃ ｏＩＩｌｐｌｉａｎｃｅ　ｃｏａｌ）Ｊと称されることがある。他の層成は、Ｂ ｔｕが低すぎて経済的に輸送することができない。この石炭は経済的な問題（埋 めるか又は他の廃棄方法を取らなければならないため）だけではなく、経済的に も魅力のないものである。 石炭の非効率的でコストのかかる取り扱い、輸送及び保存（主として石炭が固体 物質であることを原因とする）のために、経済的に輸出することができず、経済 的魅力の低い石炭に代わって石油燃焼システムが主流になつた。液体は、取り扱 い、輸送し、保存し、ボイラー中に燃焼させるのがより容易である。 石炭輸送の問題に加えて、石炭は不均質な燃料ではない、すなわち、異なる貯蔵 所からの石炭は広範囲の特性を有するという事実がある。したがって、石炭は一 定の品質を有する均一な燃料ではない。 ある地域（あるいはある特定の鉱山でさえも）からの石炭は、他の出所からの石 炭用に設計されたボイラーにおいては効率的に燃焼させることができない。ボイ ラー及び汚染制御装置は、特定の石炭に適合させるか、又は効率の損失を伴って 広範囲の物質を燃焼するように構築しなければならない。 非均−及び輸送の問題に加えて、石炭に固有の燃焼汚染物質の問題がある。石炭 は、本来、燃焼によって、酸性雨を引き起こすと考えられる汚染物質、特にイオ ウ化合物及び窒素化合物を生成する物質である。イオウ化合物は、有機及び無機 （ピライト（ｐｙｒｉｔｉｃ））の二つのタイプのものである。燃料に結合して いる窒素、すなわち、石炭中の有機窒素は、燃焼するとＮＯｘを生成する。更に 、石炭の非均質性のために、「熱スポット」を伴って燃焼する。燃焼空気（空気 は窒素７５重量％を含む）中の窒素の一部はこれら「熱スポット」によって発生 する温度の結果として、酸化されてＮＯ８を生成する。このいわゆる「熱ＮＯ８ 」は、高価な石炭燃焼ボイラー変性システムによってしか減少させることができ ない。 原炭の洗浄を利用して無機法及びイオウを除去することができるが、燃焼によっ て８０１及びＮＯ，汚染物質を生成する有機窒素及び有機イオウ化合物を除去す ることはできない。ＳＯ８反応物質として石灰石を必要とする流動床ボイラーや 、スクラバー又はＮｏ□選択触媒転化器（いわゆる燃焼及び後燃焼清浄空気技術 ）は、これらの汚染の問題を軽減するために提案されている主たる技術である。 これらの器具は、燃料ではな（燃焼ガス及び炎管ガスを清浄するものであり、動 力のコストに加えて、資本の見地及び操作の見地から極めて高価なものである。 この動力のコストは、国内向けに製造された製品のコストを上昇させるだけでは なく、最終的には外国製品との国内製品の競争力を減じさせるものである。更に 、この非効率性は、ＣＯ２をより多く生成させる。Ｃｏｔ生成は、「温室効果」 、すなわち大気の加熱をもたらすものである。 したがって、有機窒素（燃料窒素）及び有機イオウを除去することによって、高 い反応性及び熱ＮＯｘを減少させるために低い炎温度を有する均質な燃料を与え つつ、石炭を清浄化することが有利であろう。石炭に固有の問題の幾つかを解決 するためには、石炭を合成液体又は気体状燃料に転化させることが提案されてい る。これらの「合成燃料」法は、大きな資本、及び、大量の外部から供給される 水及び外部からの水素、すなわち石炭原料以外のものから得られる水素及び水を 必要とする。該方法は、また、石炭中のほとんどの炭素原子を炭化水素にかえる 、すなわちチャコール（ｃｈａｒ）を発生させないためには大量のエネルギーを 必要とする。石炭の液化は、外部からの水素を用いた水素化を包含する。これは 、水素不均一化のように石炭分子中に存在する水素を単に「再整列ヨさせるのと は大きく異なる。 石炭の熱分解は、それによって空気と接触させずに石炭を加熱することによって 石炭を熱的に揮発させる周知の方法である。温度、圧力、雰囲気及び／又は物質 の供給の条件を変化させることによって、異なる熱分解生成物を製造することが できる。し゛たがって、通常の熱分解は、酸素の非存在下において石炭を徐々に 加熱して、極めて重質の炭化水素タール及び炭素（チャコール）を生成し、水素 を解離させる。 従来の熱分解においては、図２に示すように、石炭をより低い加熱速度及びより 長い滞留時間で比較的ゆっくりと加熱し、固体有機物質が、反応速度に、で石炭 分子のゆっくりとした分解を受けて、生として遊離ラジカル炭化水素片又はフラ グメントである「分解生成物」を得るようにする。これらの「分解」生成物は、 反応速度に２で迅速な再組成又は「縮合」反応を受ける。縮合反応によって、チ ャコール及び脱水素化炭化水素が得られ、水素及び重質（タール状）液体が遊離 される。分解反応は、水素を（転化させる代わりに）遊離し重質物質及びチャコ ールを生成するので、精製タイプの方法においては望ましくない。図２（従来の 熱分解）において示されているように、加熱がゆっくりで、ｋ、（比較的遅い反 応速度）及びに２（比較的より早い反応速度）が重なり合う場合には、分解生成 物の脱水素、すなわち縮合反応が優勢になる。分解反応が速やかに行われ（ｋ＋ が大きい）なければ、水素化反応を行わせるために存在する水素がほとんどない 粒子内でこれらの反応及び縮合反応が起こると考えられている。 種々のランクの渡青及び亜瀝青炭からチャコール及び熱分解液体及び気体を生成 させるために石炭の水素熱分解（ｈｙｄｒｏｐｙｒｏｌｙｓｉｓ）を行って、水 素を加えて分解生成物が水素化されるようにすることが試みられた。これらの方 法は液相及び気相の両方において行われた。この方法は、しばしば、「部分液化 」と称され、液相及び気相の両方において行われている。ここで用いる「部分液 化」という用語は、触媒されているか又はいない、部分圧の水素を存在させる金 での加熱をペースとする石炭転化方法を包含するものである。これらの方法の中 で最も経済的なものは、より温和な条件下で行われる。これらの方法は、ゎずが しが成功していない。迅速な加熱速度を用いないと、極度の温度及び圧力を用い ることなく外部の水素によって分解物質を水素化することはできない。これらの 方法は「液化」として知られている。 これらのいわゆる「液化」方法においては、石炭を水素で処理して石油代替物を 製造する。これらの方法は長年の間知られている。典型的には、これらの方法は 、粉砕された石炭を、触媒を用いて又は用いないで、種々の溶媒と混合し、混合 物を反応温度に加熱して、石炭と水素とを高圧及び長滞留時間において反応させ る。これらの「液化」方法は、通常は約２０００ｐｓｉｇの高圧を必要とし、２ ０分〜約６０分の長い滞留時間を必要とし、高価な外部で製造された水素を大量 に消費し、大量の軽質炭化水素ガスを生成する。溶媒の添加及び除去、触媒の添 加及び除去、高圧供給系、高圧長滞留時間反応容器、高水素消費、並びに、高圧 生成物分離及び処理によって、これらの方法は現在のエネルギー市場においては 非経済的なものになっている。 水素熱分解によって石炭の部分液化を行ってチャコール及び熱分解液体及び気体 を種々のランクの瀝青炭及び亜瀝青炭から製造して、分解生成物が水素熱分解さ れるように水素を加えることが試みられた。これらの方法はわずかじか成功して いない。 最も経済的な水素熱分解方法は、より温和な条件下で行われる。これらの方法は わずかじか成功していない。迅速な加熱速度を用いないと、分解物質が粒子の内 部に残留し、これを外部からの水素によって水素化することができない。水素化 を促進するためには、より厳しい反応条件が必要であり、経済的な価値を低下さ せる。かかる方法の例は、米国特許第４，７０４，１３４号、４．　７０２．　 ７４７号及び４，４７５，９２４号において開示されている。かかる方法におい ては、石炭を、水素又は水素供与物質の存在下で加熱して、チャコール（ｃｈａ ｒ）と称される炭素質成分及び種々の炭化水素含有油及び気体成分を生成する。 多くの水素熱分解法は、外部で生成された更なる水素を用い、これが処理コスト を高め、該方法を有効に「液化」方法にする。 特定のタイプの石炭水素熱分解であるフラッシュ水素熱分解は、石炭の反応容器 滞留時間が極めて短いことを特徴とする。短滞留時間（ＳＲＴ）方法は、供給原 料処理量が非常に高いのでコストが低下するという点で有利なものである。ＳＲ Ｔ法においては、石炭のチャコール、液体及び気体への転化を行うために高品質 の熱源が必要とされる。 多くの方法においては、水素を反応容器内で酸化して高品質の熱を得る。しかし ながら、反応容器内における水素の酸化は、水を生成するばかりでなく、炭化水 素を高品質の燃料に水素化するのに用いられる水素をも還元してしまう。したが って、従来の方法においては、外部からの水素を必要とするか、あるいは、高価 な水素が水に転化してしまうために生成物が低質化する。 水素熱分解のための水素を誘導する従来の方法は、（１）極めて高価な外部の水 素を購入又は生成させるか、（２）　Ｕｎｉｏｎ　ＣａｒｂｉｄｅのＪ、Ｊ、　 Ｐｏｔｔｅｒによる論文において開示されているように蒸気メタン改質を行った 後、シフト転化及びＣＯ２除去を行うか、又は、（３）　Ｃ１ｔｉｅｓ　５ｅｒ ｖｉｃｅ　Ｒｅ５ｅａｒｃｈ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐａｎ ｙのｆｉｌｌｉａｍ　Ｊ、　Ｐｅｔｅｒｓｏｎによる論文に開示されているよう に、酸素及び蒸気によるチャコールのガス化を行った後、シフト転化及びＣＯ２ 除去を行うことによっていた。 これら３種類の水素製造方法は全て高価なものであり、石炭を加熱し液化するた めに、水素熱分解反応容器中に０２を直接噴射するといったような高温熱源をい まだ必要としている。従来の方法においては、炭素（チャコール）をＴｅｘａｃ ｏガス化器（Ｓｃｈｌｉｎｇｅｒに与えられた米国特許第４，４９１，４５６号 及びＭａｒｉｏｎらに与えられた米国特許第４，４９０，４５６号）中における ような部分酸化によってガス化するか、又は、酸素を反応容器中に直接噴射する 。かかるシステムの一つがＭａｔｙａｓらの米国特許第４，４１５，４３１号（ １９８３）において開示されている。酸素を反応容器中に直接噴射すると、水素 と優先的に燃焼して熱及び水を生成する。この反応容器は高品質の熱を与えるが 、水素を消耗し、これをその後に用いて炭化水素を良質化させることができない 。また、これは水を生成し、反応生成物流（ｓｔｒｅａｍ）から除去しなければ ならず、及び／または、反応容器を溢れさせる。更に、炭化水素副生成物のスレ ートが制限される。 したがって、（１）液化のための高品質の熱、（２）水素、及び（３）大量の水 を生成することな（かつ高価な水素を消耗することのない反応ゾーンの前の他の 還元ガスを製造する手段を与えることは遊離であろう。 しかしながら、フラッシュ水素熱分解もまた、短滞留時間に必要なより高い加熱 速度のために、より低圧において材料を熱水素分解及びガス化する傾向があると いう実質的な欠点を有することが分かった。このガス化は、液体収量及び利用し 得る水素を減少させる。したがって、フラッシュ反応を行わせる温度を高（する と、高価な液体のガスへの水素分解（ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ）を増加させ る傾向がある。 米国特許第４，６７１．８００号及び４，６５８，９３６号においては、石炭を ある条件下において熱分解または水素熱分解（ｈｙｄｒｏｐｙｒｏｌｙｓｉｓ） にかけて、粒子状のチャコール、ガス及び液体有機フラクションを製造すること ができることが開示されている。液体有機フラクションは炭化水素に富み、可燃 性で、有利であり、炭素質スラリー燃料系用の液相として機能することができる 。共反応生成物の分布、例えば、ＢＴＸ及びナフサのような販売することのでき る炭化水素フラクション、並びにチャコールを液体有機フラクションと混合した 場合のスラリーのポンプ移送性及び安定性は、工程及び反応パラメータの関数で ある。スラリーの流動性は、固形分配合量、サイジング（ｓｉｚｉｎｇ）、界面 活性剤、添加剤及び油の粘度の関数である。 流体燃料を製造することの経済的実現可能性は、石炭を液化してスラリー及び付 加価値を有する副生成物のスレートを製造する方法に基づく。流体スラリー燃料 の輸送の経済性はスラリーの流動性に基づく。 通常の液化反応容器は、炭素質粒子の重力を克服するのに十分な速度の反応ガス の垂直で上向きの流れを用いて、これによって気体状懸濁物中において粒子を移 動させる流動床反応容器を含むものである。流動床反応容器は、大容量の粒子を 長くて高温の暴露時間にかけて、液状及び気体状炭化水素への転化を得ることを 特徴としている。したがって、このタイプの反応容器は短滞留時間（ＳＲＴ）処 理に対してはあまり有効ではなく、大量の重合（タール状）炭化水素副生成物を 生成する。 他の通常の反応容器は、高速の反応ガスの流れを用いて炭素質粒子に衝突させて これを反応容器を通して移送する連行流動反応容器（ｅｎｔｒａｉｎｅｄ　ｆｌ ｏｗ　ｒｅａｃｔｏｒ）である。連行流動反応容器は、小容量の粒子及び高温ガ スに対するより短い曝露時間を特徴とする。したがって、これらの反応容器はＳ ＲＴタイプのシステムに有用である。 一つの従来の二段階連行流動反応容器においては、第１段階を用いて炭素質チャ コールを酸素の気体流及び水素、炭素の酸化物及び水を生成させるための反応流 （ｓｔｒｅａｍ）と反応させる。これらの生成物は第２段階に供給され、ここで 、揮発物質含有炭素質物質が反応流中に供給される。炭素質供給物質は、第１段 階のガス流と反応して、大量のメタンガス及びチャコールを含む液状及び気体状 炭化水素を生成する。 石炭をガス化して生として気体状炭化水素を生成する従来の二段階方法としては 、５ｔｉｃｋｉｅｒに与えられた米国特許第４．　２７８．４４５号、Ｖｏｎ　 Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ。 Ｊｒに与えられた米国特許第４，２７８，４４６号、及びＤｏｎａｔｈに与えら れた米国特許第３，８４４，７３３号が挙げられる。Ｍａｔｙａｓらに与えられ た米国特許第４゜４１５．４３１号においては、第１段階のガス化ゾーンにおい て酸素及び原料流と混合すべき炭素質物質としてチャコールを用いて合成ガスを 製造する方法が示されている。次に、合成ガスを、水素熱分解すべき石炭である 更なる炭素質物質と共に、第２段階の水素熱分解ゾーンにおいて反応させる。 Ｒｏｓｅｎに与えられた米国特許第３，９６０．７００号においては、石炭を高 加熱に短時間暴露して所望の炭化水素の生成を最大にする方法が記載されている 。 揮発反応を停止する一つの方法は、液体又は気体によって直接か又は機械的熱交 換器を用いることによって生成物を急冷することによるものである。幾つかの場 合においては、生成ガス又は生成油を用いる。ガス化用の物を初めとする多くの 反応容器は、急冷を用いて揮発反応を停止して、不飽和炭化水素の重合及び／又 は炭化水素生成物のガス化を防止している。いくつかのものは複雑な熱交換急冷 手段、例えば機械的器具を用いて反応の熱を捕捉することを試みている。かかる 急冷機構の一つがＵｌｌｍａｎらに与えられた米国特許第４，５９７．７７６号 に示されている。これらの機械的急冷機構に関連する問題点は、これらが熱交換 装置を反応ゾーン中に導入するものであるということである。このため、熱交換 器上にタール及びチャコールが蓄積し、このため熱交換器が汚染閉塞する。 したがって、石炭が１の水素／炭素比を有し、炭素の半分上の水素を炭素のもう 半分に移動又は「再整列」させれば、その結果炭素の半分は水素を有さす、半分 は２個の水素を有するようになる。炭素の第１の部分（水素を有さない）はチャ コールであり、炭素の第２の部分（２個の水素を有する）は石油燃料油Ｊ二類似 した液体生成物である。これを石炭中に本来存在している水素のみを用いて行う 、すなわち外部の水素源を用いずに行うことができれば、石油と同等の経済的な 方法で石炭を精製し、精製された炭化水素生成物及びチャコールのスレートを得 ることができる。 外部の水を用いずに石炭のみから容易にかつ簡便に調製することができ、清浄に 燃焼する非「酸性雨」生成副生成物、例えばベンゼン、トルエン、キシレン（Ｂ ＴＸ）　、アンモニア、イオウ、ナフサ及びメタノール、並びに、（１）パイプ ライン、タンクローリ−及びタンカーを用いて輸送することができ、（２）装置 をほとんど又は全く修正することな（現在の石油燃焼システムにおける石油の代 替物として直接、あるいは、液体炭化水素燃料又は供給原料及び燃焼可能なチャ コールを提供するために目的地で別々に燃焼させることができ、（３）石炭が得 られた地域にかかわらず均一な燃焼生成物であり、（４）単位重量及び容量あた りのＢＴＵ含量が高く、（５）灰分、イオウ及び窒素含有量が低く、（６）固体 装填量及び安定性が高く、（７）生成現場又は目的地において廃棄しなければな らない汚染流出物がないものである清浄に燃焼するボイラー燃料を生成する燃料 系を提供すれば極めて有利である。 更に、短滞留時間及び内部で発生する水素を温和な条件下で用いて、高温によっ て生成物の過剰のガス化を引き起こすことなく大量の炭化水素液を効率的に製造 する、石炭を精製するためのシステムを提供すれば有利であろう。この方法にお いては、石炭中の水素を保持しかつ最大にして、副生成物価を増加させ、温室効 果を最小にすることができる。 外部からの水素を用いることなく石炭のみから容易にかつ効率的に製造すること ができ、清浄に燃焼する非「酸性雨」生成副生成物、石油代替物及び化学原料、 例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン（ＢＴＸ）　、アンモニア、イオウ、ナ フサ、ガソリン、ディーゼル燃料、ジェット燃料などのスレートを製造する燃料 系を提供すれば更に極めて有利であろう。 更に、短滞留時間及び内部で発生する水素を温和な条件下で用いて、高温による 生成物の過剰のガス化を引き起こすことなく大量の炭化水素液を効率的に生成す る、石炭を精製するための部分液化方法を提供すれば有利であろう。この方法に おいては石炭中の水素を保持し最大にすることができる。 発明の概要 本発明は、短滞留時間水素不均−化によって石炭を精製して流体燃料系及び価値 のある生成物のスレートを生成する改良された方法に関するものである。 他の態様においては、本発明は、短滞留時間部分液化によって石炭を精製して、 同時に高価な水素を保持しながら高い液体炭化水素収量を得る改良された方法に 関するものである。 予期しなかったことに、短滞留時間水素不均−化（ＳＲＴ−ＨＤＰ）方法を、よ り低い圧力及びより高い揮発温度で行って、付随的なガス生成及び／又は縮合反 応を行うことなく、より高い加熱速度を得ることができることが発見された。 本発明によれば、揮発性物質含有炭素質物質の粒子を、固体有機物質を迅速に分 解かつ揮発させるのに有効な速度で加熱する。分解反応によって固体有機物質が 揮発して炭化水素フラグメント及び遊離ラジカルを生成し、炭素質粒子から「脱 出」するよろになる。これらの揮発された炭化水素フラグメントを水素ドナーが リッチな気体状還元雰囲気と、フラグメントの「水素化」及び遊離ラジカルの「 水素キャッピング」を促進させるのに有効な水素化温度において密に接触させる 。 （水素化温度に依存して）若干の水素分解（ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋｉｎｇ）が起 こるが、水素化温度及び水素化滞留時間を選択して、熱水素分解及びガス化を減 少させる。粒子を揮発温度に速やかに加熱して固体有機物質を分解し、水素化温 度において水素化することによって、安定で高品質の炭化水素液が、縮合反応及 び水素分解の両方からのガス生成を最小にしながら、内部で発生した水素から生 成する。したがって、高い加熱速度を得て、付随的なガス化及び／又は分解反応 を促進することなく、分解生成物の有効な水素化が行われるように水素化温度を 選択しながら分解反応速度を上昇させることができる。 本発明は、揮発性物質を含む炭素質物質を、短滞留時間水素不均−化によって精 製して、炭化水素含有生成物のスレートを製造する改良された方法を包含する。 この方法は、揮発性物質含有炭素質粒子を、縮合及びチャコールの生成を最小に するのに有効な速度で、分解され揮発された生成物を製造するのに有効な揮発温 度に迅速に加熱する加熱工程を意図するものである。分解された生成物を、水素 化温度において、水素ドナーがリッチな気体雰囲気と接触させ、分解され揮発さ れた物質の水素化及び水素キャッピングを行わせる。水素化は、フラグメントの 水素化を完了させるのにを効な滞留時間で行われる。次に、水素化された物質を 反応温度未満の安定温度に急冷して、熱水素分解による液体生成物のガスへの分 解を防止することができる。 加熱工程における加熱速度は、分解反応速度が最適になるような速度である。 揮発性物質と、水素ドナーがリッチな気体還元雰囲気との接触は、該分解揮発性 物質が水素化されるような条件下で行われる。 好ましい態様においては、水素ドナーがリッチな気体還元雰囲気は、実質的な部 分において、炭素質物質から得られる。−態様においては、水素ドナーがリッチ なガス及び／又は水素はＨＤＰ混合ガス中に存在する。他の態様においては、水 素ドナーがリッチな雰囲気を第１の急冷流として用いて、温度を分解温度未満に 低下させ、水素化温度を得る。更に好ましい態様においては、水素化された物質 を急冷して、更に安定化する、即ち、液体の更なる水素分解及び／又は縮合反応 を防止する。 他の態様においては、水素不均一化反応からの炭化水素含有分解蒸気を、炭化水 素蒸気から回収され再循環されている重質油成分と接触させることによって、水 素ドナーがリッチな気体還元雰囲気の存在下において水素化温度への最初の部分 的な急冷にかける。分解蒸気の温度を低下させることに加えて、この最初の急冷 によって、重質油の温度が、重質油の軽質油−・の「熱分解」を起こすのに十分 な高い温度に上昇せしめられる。好ましくは、水及び炭化水素蒸気から回収され た軽質循環油を含んでいてよい第２の急冷媒体を用いて、蒸気の温度を安定化温 度に低下させる。非常に好ましい態様においては部分酸化反応容器を用いて、揮 発／分解及び水素ドナーがリッチな雰囲気を生成させる。 更なる態様においては、短滞留時間反応を用いて、より低い圧力及びより高い揮 発温度において石油代替物及び化学供給原料を製造して、付随的なガス生成及び ／又は縮合反応を起こさずにより高い加熱速度を得て、高い炭化水素液収量を得 る。 更なる態様においては、触媒を供給石炭又は中間急冷ガスと共に噴射して、液体 炭化水素収量を向上させ、高品質の水素化油生成物を製造することができる。 更に他の態様においては、触媒を、更なる水素化に有効な温度及び滞留時間にお いて、チャコール分離器の下流において噴射するか又は部分的に水素化された炭 化水素と混合することができる。好ましくは、液化反応からの反応生成物を水素 又は水素がリッチなガスを用いて水素化温度に冷却する。水素がリッチな蒸気及 び水素化温度によって、液体炭化水素の接触水素化のための理想的な条件が与え られる。 他の態様においては、メタン又は他の軽質炭化水素ガスを含むメタンがリッチな ガスを、炭素質供給原料又は加熱供給ガスと共に、炭素質供給原料からのメタン 及び他の軽質炭化水素ガスの生成を遅延させるのに有効な量、液化反応容器中に 噴射することができる。短滞留時間反応容器中にメタンを加えると、炭素質供給 原料のメタンへの転化を大きく減じ、液体炭化水素収量を高め、したがって、水 素消費を大きく減少させることができることが分かった。 図面の簡単な説明 図１は、本発明の石炭水素不均一化（ＨＤＰ）のためのフローシート図であり、 番号が付されたブロックは、本発明の実施によって意図され、以下の説明におい て記載されている単位処理工程及び／又は装置を示している。 図２は、従来の熱分解に関する反応速度及び反応、並びに、本発明のＨＤＰ反応 に関する反応速度及び反応を示す図である。 図３は、本発明の石炭部分液化方法のフローシート図であり、番号が付されたブ ロックは、本発明の実施によって意図され、以下の説明において記載されている 単位処理工程及び／又は装置を示している。 好ましい態様の説明 本発明の方法は、プラント貯蔵区域において受容された石炭供給原料から始まる 。図１を参照すると、供給原料８は、石炭粉砕ユニット１０に送られ、ここで、 必要な場合には、石炭は粉砕され選別され部分的に乾燥される。選別され部分的 に乾燥された石炭を、過熱流及びガス分離ユニット２２がらの循環ガスと直接接 触させることによって石炭をプレコンディショニング及び予備加熱するプレコン ディショニングユニット１２（場合によって設置する）に供給する。反応流、循 環ガス及び空気分離プラント（図示せず）からの酸素を、部分酸化（ＰＯＸ）ユ ニット１４において第１段階の反応として反応させて、高温（以下でより詳細に 説明する）で水素がリッチな還元ガスを製造する。加熱ＰｏＸガスによって、熱 、水素、及び、短滞留時間水素不均−化Ｃ３ＲＴ−ＨＤＰ）反応における炭素質 物質の５ＲＴ−ＨＤＰに必要な還元雰囲気（Ｃｏ）　、並びに、下流の水素処理 及び分別ユニット３４におけるＨＤＰ液の水素処理に必要な補填水素（ｍａｋｅ −ｕｐ　ｈｙｄｒ。 ｇｅｎ）が提供される。 ユニット１２からのプレコンディショニングされた石炭を、５ＲＴ−ＨＤＰ反応 容器及び急冷ユニット１６において、ユニット１４からの熱ＰＯＸガス及びガス 分離ユニット２２からの熱循環水素と接触させる。石炭は、速やかに、チャコー ル及びＨＤＰ蒸気に水素不均一化される。反応容器における滞留時間は、石炭の ランクに依存して、約０．００２秒〜約２．０秒、好ましくは０．０２〜１゜０ 秒、より好ましくは０，０３〜０．０７５秒である。重質不飽和炭化水素の分解 及び引き続く反応（重合及び／又は縮合）を防止するために、ＨＤＰ蒸気を、ま ず最初に、約９００’　Ｆ　（４８２℃）〜約１５００°Ｆ（８１６℃）、好ま しくは約１０００’　Ｆ　（５３８℃）〜約１３００’　Ｆ　（７０４℃）のオ ーダーの水素化温度に、循環液によって５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器の下部において 、好ましくは重質油の最初の又は上流における急冷によって急冷し、次に、水素 化物質を、第２の又は下流の急冷によって１００Ｏ’　Ｆ　（５３８℃）未満の 安定化温度に、好ましくは軽質油／水混合物急冷によって９００°Ｆ（４８２℃ ）未満に安定化させる。水素化反応は、温度に依存して、当該技術において周知 の滞留時間行われる。約０１〜約５０秒の滞留時間で十分である。 チャコール生成物は、チャコール分離ユニット１８においてＨＤＰ蒸気から分離 され、チャコールの大部分は冷却及び粉砕（選別）ユニット２０に送られる。 少量の加熱チャコールは蒸気ボイラー、例えば流動床ボイラー（図示せず）に送 られ、そこで、燃焼されてプレコンディショニングユニット１２に必要な蒸気が 生成される。蒸気を生成させる水は水処理ユニット２８から得られる。冷却され 選別されたチャフール（−３２５メツシユが３２％）を、スラリー製造ユニット ３６において、水素処理された油、メタノール及び乳化量の水と混合して、本発 明の副生成物である非汚染性流体スラリー燃料系を製造する。 冷却及び分離ユニット２４において、熱急冷ＨＤＰ蒸気を冷却して熱を回収し、 洗浄して残留チャコールダストを除去する。凝縮油及び水が分離される。分離さ れた油は、水素処理及び分別ユニット３４に送られる。 分離された水は、水処理ユニット２８においてストリッピングされ、溶解ガス及 びアンモニアが除去される。次に、無水アンモニアを副生成物として回収し、貯 留ユニット（図示せず）に送る。ストリッピングされた水をユニット２８におい て濃縮し、溶解有機物及び塩を、水の小さなフラクション中に濃縮する。炭化水 素含有量の高い濃縮物を、次に、流体燃料系の製造において乳化水として用いる ためにスラリー製造ユニット３６に送る。濃縮器からの蒸留水を用いて蒸気ボイ ラー（図示せず）において蒸気を生成させる。したがって、設備からの水放出流 出物はない。 洗浄されチャコールダストが除去されたユニット２４からの非灘縮冷却イオウ含 有ガス（ｓｏｕｒ　ｇａｓ）をガス精製ユニット３２に送り、ここで、イオウ化 合物、痕跡量の不純物及び二酸化炭素の大部分を除去する。ガス中のナフサレン ジの炭化水素もユニット３２において回収され水素処理及び分別ユニット３４に 送られる。 除去されたイオウ成分はイオウ回収ユニット３６に送られ、ここで、通常の手段 によってイオウが副生成物として回収され、貯留ユニット（図示せず）に送られ る。分離されたＣＯ２は、通常の手段によって約２０００ｐｓｉａ　（１３７気 圧）に圧縮され、パイプライン（図示せず）によって、副生成物として、改良さ れた油回収、農業及び食品産業において用いるために除去される。 ガス精製ユニット３２からの精製ガスは、「貫流」メタノール合成ユニット３０ に送られ、ここで、単一行程で、ガス中のＨ２、Ｃｏ及びＣＯ□の一部が接触転 化器によってメタノール及び水に転化される。製造された粗メタノールは、ユニ ット３０において例えば蒸留によって精製され、純粋なメタノールが分離され貯 留ユニット（図示せず）に送られる。水流中の高濃度のメタノール（メタノール ９５容量％以下）もまた分離され、流体燃料系を製造するためのスラリー製造ユ ニット３６に送られる。この反応流は、燃料系に対する希釈剤及び加熱Ｎ０１抑 制剤を提供しつつ、高価なメタノール精製の必要性を打ち消すものである。未反 応ガスは、メタノール合成ユニットからパージされ、ガス分離ユニット２２に送 られる。 ガス分離ユニット２２においては、メタノール合成からのパージガスが二つの反 応流、即ち水素がリッチなガス及びメタン／−酸化炭素がリッチなガスに分離さ れる。分離された水素がリッチなガスの一部は、ユニット１６における５ＲＴ− ＨＤＰ反応容器に循環される前に圧縮され加熱される。水素がリッチなガスの残 りは、水素処理及び分別ユニット３４に送られる。メタン／−酸化炭素がリッチ なガスは、ボイラー（図示せず）中であらかじめ加熱された後、プレコンディシ ョニングユニット１２に循環される。 分離されたナフサ含有ＢＴＸは水素処理され、ＢＴＸは次にユニット３４におい て抽出蒸留によって分離される。ＢＴＸ及びナフサは分離され貯留ユニット（図 示せず）に送られる。分離された油（３８０°Ｆ（１９３℃）及び沸騰炭化水素 ）もまたユニット３４において水素処理される。水素処理された油はユニット３ ６に送られ、チャコールと混合されて本発明の流体スラリー燃料が製造される。 この水素処理された油は、１８０００Ｂｔｕ／ｌｂ　（１００００カロリー／ｇ ）を超える熱価を有し、実質的にＳＯ８及びＮＯｘ生成化合物を含んでいない。 本方法において供給原料として用いることのできる炭素質物質は、概して、水素 熱分解蒸留（ｈｙｄｒｏｐｙｒｏｌｙｔｉｃ　ｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅ　ｄｉｓ ｔｉｌｌａｔｉｏｎ）をうけて粒子状チャコール及び揮発生成物を生成するいか なる揮発性物質含有物質であってもよい。 種々のランクの瀝青炭及び亜源青炭、買戻及び亜炭がその例である。泥炭もまた 用いることができる。無煙炭は揮発性物質が最小であるので、好ましい供給原料 ではない。低割合の揮発性物質を有する石炭を用いると、アルコール又は他の「 補填」炭化水素を、水素不均一化から誘導された液体有機フラクションに加えて 、所望の流動特性を有するパイプラインで輸送可能な組成物を調製しなければな らない。 好ましくは、補填炭化水素を最小にするのに十分な揮発性物質を有する亜炭ラン クから中程度の揮発瀝青ランクの石炭を用いる。亜炭は、水素不均一化及びメタ ノールの製造のためのプロセス水及び５５重量％以下（乾燥基準）の揮発性物質 を含むので、本発明に関して有利な出発物質である。これは、高い液体含量を有 するチャコールスラリー及び低い粘度の液体を製造するのに有利である。更に、 ここで開示しているように、石炭のプレコンディショニングによって、液体の収 率が上昇し、かかる液体の粘度が低下する。本発明においてこれを用いるかどう かは、精製する石炭のランクに経済的に依存し、かつこれに基づいて決定される 。 石炭の物理特性もまた、本発明方法の実施において重要である。高いランクの石 炭は可塑性を有し、水素不均一化工程中にそれを凝集させ消和させる傾向のある 膨潤特性を有していない。 採炭及び調製は、Ｋｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ　ＥＮＣＹＣＬＯＰＥＤＩＡ　ＯＦ　 ＣＨＥＭＩＣＡＬ　ＴＥＣＢＮＯＬＯＧＹ、第２版。 ｖｏｌ、５．　ｐ、６０６−６７６において詳しく説明されている。石炭は、露 出又は地下法のいずれかの適当な当該技術において周知の方法によって採炭され る。 好ましくは約５ｃｍ未満の粒径を有する原炭を、通常、粉砕にかけて粒径を減少 させる。粒径は石炭の特性及び選鉱の必要性に依存して選択される。好ましくは 石炭は７０％が一２００メツシュに粉砕される。寸法を減少する必要性及び減少 された物質の寸法は、用いる処理条件、石炭材料の組成及びランク、特にその凝 集傾向及び石炭の無機イオウ含有量及び灰分に依存する。例えば高い割合の灰分 又は無機イオウを含む石炭について選鉱が必要な場合には、好ましくは、石炭を 粉砕し、洗浄及び選鉱法にかける。凝集傾向を有する石炭を用いる場合には、粒 子状チャコールを製造し、ＨＤＰの間の凝集を防止するために、石炭の寸法は水 素不均一化法及び処理条件に適合させなければならない。 石炭の調製 図１を参照すると、ユニット１０は、予備処理ユニット１２に導入するだめの石 炭を調製するのに必要な、石炭の受容装置、貯蔵装置、再生装置、移送装置、粉 砕装置及び乾燥装置を含む。このユニットは、また、５ｃｍ〜７０％−２００メ ツシユの受容寸法の供給石炭を粉砕し、石炭を約１〜１２重量％、好ましくは２ 〜約４重量％の水分を含むように乾燥させる装置を含む。 粗粉砕（ｃｒｕｓｈｉｎｇ）、微粉砕（ｐｕｌｖｅｒｉｚｉｎｇ）及び粉砕（ｇ ｒｉｎｄｉｎｇ）は、当該技術において公知の任意の装置で行うことができるが 、好ましくは、対向回転ケージミル、ハンマーミルなどのような衝撃ミルで行う 。粉砕器を加熱ガス流で清掃し、これによって石炭が部分的に乾燥される。粉砕 器の出口温度は約１００°Ｆ（３８℃）〜約５００°Ｆ（２６０℃）、好ましく は１５０°Ｆ（６６℃）〜約４００’　Ｆ　（２０５℃）に保持される。 粉砕された石炭は、空気圧によって、石炭プレコンディショニングユニット１２ 内に配置されている一連の遠心分離器に送られる。これらの遠心分離器からのガ スの一部は粉砕器回路に戻され、ガスの残りは大気中に放出される前にバグハウ ス（ｂａｇ　ｈｏｕｓｅ）に送られる。飛散ダスト回収器が移送点に設けられて おり、大気中に放出される石炭ダストを最小にしている。有利には、炭素質微粉 末などが直接水素不均一化にかけられる。 石炭のプレコンディショニング 図１のユニット１２は、反応流（ｓｔｒｅａｍ）及びメタン／−酸化炭素（ＣＨ ４／ＣＯ）がリッチなガスによる石炭のプレコンディショニングを包含する。石 炭粉砕ユニット１０から空気圧によって送られた石炭は、遠心分離器に供給され 移送ガスから石炭が分離される。移送ガスの大部分は石炭粉砕ユニット１０に循 環される。スリップストリームがバグフィルタ−に迂回されて、大気に排気され る前に連行石炭が除去される。遠心分離器及びバグフィルタ−からの石炭は、石 炭供給サージング容器に送られる。石炭は、通常、空気分離プラントからの高圧 窒素によって加圧されているロックホッパーを通して供給される。上部のロック ホッパーが石炭で充填されると、石炭を下部のロックホッパーに放出する前に加 圧される。次に、空になった上部のロックホッパーを大気圧に減圧して、サージ ング容器からの石炭で再び満たす。ロックホッパーバルブは、例えば石炭の充填 、加圧、石炭供給及び減圧のシーケンスを制御するために用いられるマイクロプ ロセッサ−ユニットによりて制御される。 石炭プレコンディショニングユニット１２は、好ましくは、流動床容器であり、 ここで、ロックホッパーからの石炭を、ＣＨａ／ＣＯがリッチな循環ガス及び反 応流と、約１００ｐｓ　ｉｇ　（６，８気圧）〜約１２００ｐｓ　ｉｇ　（８１ ，６気圧）、好ましくは約４００ｐｓ　ｉｇ　（２７，２気圧）〜約８００ｐｓ 　ｉｇ　（５４，４気圧）、より好ましくは約５００ｐｓ　ｉｇ　（３４，０気 圧）〜約７００ｐｓｉｇ（４７，６気圧）において、約６００°ＦＣ３１６℃） 〜約１０５０°Ｆ（５６６℃）、好ましくは約８００″Ｆ　（４２７℃）〜約１ ０００°Ｆ（５３８℃）、より好ましくは約９５０°Ｆの温度で接触させる。石 炭を加熱ガス及び反応流と接触させて、混合石炭及び約３５００Ｆ　（１７７℃ ）〜約６５０°Ｆ（３４３℃）の温度であるガス温度を得る。実際の温度は石炭 に依存する。石炭のコーキング及び凝集は、特に混合温度に対して感受性が高い 。プレコンディショナー中における石炭の滞留時間は、所望の温度、石炭粒子の 粒径分布、石炭のランク、及び処理速度に依存して、約３０秒〜３分、好ましく は約２分で変化する。反応流の速度は、好ましくは反応流中に石炭粒子を懸濁さ せるように調節される（流動床）。 過熱流及びガスによって、石炭がユニツ）１６内の５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器に供 給される前に予備過熱及びプレコンディショニングされる。流動床からの反応流 、ガス及び連行石炭は、分離器、例えば内部遠心分離器に送られ、ここで、石炭 が分離され流動床に戻される一方、分離器からの連行炭化水素を含む得られた反 応流及びガス流はＰＯＸ反応容器（ユニット１４）に送られる。これらの連行ガ スは、ＰＯＸ反応容器における燃料としての又はＨＤＰにおける水素源としての 価値を有する。プレコンディショナーからのプレコンデインヨニングされた石炭 はＨＤＰ反応容器に送られる。有利には、ブレコンデイノヨニングは、ＨＤＰ反 応中に発生するチャコール及び熱ガスの両方からの処理熱を用いて行われる。　 したがって、プレコンディショニング流及び連行炭化水素のいずれも空気中に放 出されず、実際、ＰＯＸユニット１４において用いられる。連行炭化水素は、部 分酸化反応容器における燃料源として使用されて、熱を増加させ、水素、ＣＯな どを生成させる。プレコンディショニングは、特定のランクの石炭の液体収率の 増加と、プレコンディショニングユニットの設置コスト及び操作コストとを比較 して場合によって使用される。 部分酸化 図１を参照すると、ユニット１４として示されているＰＯＸ工程は、合成ガス（ Ｈ２及びＣｏ）を製造することのできる任意の加圧部分酸化反応容器を含むこと ができる。この工程は、水素、高品質の熱、及び、不均一化反応並びに下流にお いてイオウ及び窒素を水素処理及び還元するための水素の製造のための還元雰囲 気（Ｃｏ）を生成する。これは、ＨＤＰ反応容器の第１段階として組み合わせる こともでき、又は好ましくは別々のユニットであってもよい。ＰＯＸ反応容器に おいては、メタン／−酸化炭素がリッチなガス及び反応流を、酸素と化学量論量 以下で反応させて（ｓｏｂ−ｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃａｌｌｙ　ｒｅａｃ ｔｅｄ）、水素がリッチなガス、ＣＯ及び高品質の熱を生成する。ＣＨ４／　Ｃ Ｏがリッチなガスは、好ましくは、いかに説明するガス分離ユニット２２からの 反応ガスである。ＰＯＸ反応容器からの水素がリッチなガス、ＣＯ及び未反応流 は、高温であり、必要な熱及び石炭を水素不均一化するために必要な還元雰囲気 を与える。 より詳しくは、本発明においては、燃料ガス、好ましくはＣＯがリッチなメタン 、より好ましくは精製反応ガスを、酸素との第１段階の反応容器中に導入する。 酸素は、全ての燃料ガスと反応するのに必要な化学量論量よりも少ない量存在す る。水の生成を優先的に抑制するのに十分な量の蒸気も導入される。蒸気は、好 ましくは石炭のプレコンディショニングから誘導される。ガス流中のＣＯは、水 からの酸素の抽出によって水素を選択的に製造するのに好ましい。これは、−以 上の次の反応にしたがって起こる。 ＣＨイ＋１／２　０２　→　Ｃｏ＋２Ｈ２ＣＨ４＋０２　→　Ｃｏ２＋２Ｈ２ ＣＨ４＋Ｈ２０−ＣＯ＋　３　Ｈ２ ＣＯ＋Ｈ２０−Ｃｏ２＋Ｈ２ 概して、酸素を、容量比１：１のメタン／Ｃｏ比を基準として約０．３〜約１２ ５、好ましくは約０．４０〜約０．９０．最も好ましくは約０．　５〜約０．　 ７５の範囲の酸素対ＣＨ４／Ｃ○のモル比を与える重篤１段階の反応容器中に導 入する。これらの比は、生成する熱及び排気ガスの組成に関する必要性、特に必 要なＨ２の分圧に依存して変化する。 酸素、燃料ガス及び反応流を第１段階のＰＯＸ反応容器中において、約１００１ ００ｐｓｉ、８気圧）〜約１２００ｐｓ　ｉｇ　（８１，６気圧）、好ましくは 約４００ｐｓｉｇ　（２７，２気圧）〜約８００ｐｓｉｇ　（５４，４気圧）、 より好ましくは約５００ｐｓｉｇ　（３４，０気圧）〜約７００ｐｓ　ｉ　ｇ　 （４７，６気圧）の圧力、約１３００°Ｆ〜３０００°Ｆ（７０４℃〜１６４９ ℃）、好ましくは約１５００’Ｆ〜２５００６Ｆ　（８１６℃〜１３７１℃）、 より好ましくは約１８００’Ｆ〜約２３０００Ｆ　（９８２℃〜１２６００Ｃ） の範囲の温度で反応させる。 第１段階の反応によって、主として水素、ＣＯ及び反応流並びに−酸化炭素及び 少量の他のガス、例えば窒素等を含む熱ガス流が生成する。第１段階反応におけ る温度は、生成する熱ガス流が、条件に依存して少量のメタンは存在するが、炭 化水素、酸素成分及びヒドロキシ成分を実質的に含まない（例えば合計で全ガス 流の０．　１重量％未満）ように制御される。熱ガス流は、好ましくは、ガス分 離ユニット２２（以下に説明する）からの約１０００°Ｆ（５３８℃）に加熱さ れた循環水素と混合される。次に、均一な温度を有する得られた気体混合物をＨ ＤＰ反応容器中に噴射する。 水素不均一化及び急冷 プレコンディショニングユニット１２からの石炭を、重力及び差圧によって水素 不均一化（ＳＲＴ−ＨＤＰ）反応容器及び急冷ユニット１６に供給する。石炭は 、好ましくは、中心供給ノズルを通して反応容器中に噴射され、ここで、速やか に加熱され、約１０００°Ｆ（５３８℃）〜約２０００６Ｆ　（１２６０℃）、 好ましくは渡青炭に関しては約１５００’　Ｆ　（８１６℃）〜１７５０°Ｆ（ ９５４℃）、亜瀝青炭及び亜炭に関しては１３００°Ｆ　（７０４℃）〜１５０ ０°Ｆ（８１６°Ｃ）の熱平衡混合温度において不均一化される。石炭は水素を 含む熱ガスと接触することによって加熱される。 上記に説明したように、ＰＯＸ法においては、化学量論量よりも少ない酸素及び 反応流を、好ましくはガス分離ユニット２２からの反応ガス（ＣＨ４／Ｃｏがリ ッチ）と接触させて、主としてＣ０１Ｈ２及び熱を含む生成物を得る。この熱ガ スを、プレコンディショニングユニットからの石炭と接触させて、石炭を揮発温 度に速やかに加熱する。予め約１０００’　Ｆ　（５３８℃）に加熱されたガス 分離ユニットからの循環水素を反応容器に同時に供給することができる。石炭は 、好ましくは、ガスと混ぜ合わせることによフて、約ＩＱＯｐｓ　ｊｇ　（６， ８気圧）〜約１２００ｐｓ　ｉｇ　（８１，６気圧）において約１０００°Ｆ　 （５３８℃）〜約２０００°Ｆ　（１０９３℃）に加熱して不均一化し、揮発さ れた物質を水素化にかける。 熱ＰＯＸガスによって、石炭は、少な（とも約１００００°Ｆ／秒（５５３８℃ ／秒）であって、約１００００°Ｆ／秒（５５３８℃／秒）〜約２５０００００ Ｆ／秒（１３８８７１℃／秒）の範囲の加熱速度で速やかに加熱される。 石炭と接触させる前に、熱ガスを、粒子状石炭と熱ガス流との密な接触を達成し 、約２ミリ秒〜約２秒、好ましくは約２０ミリ秒〜約１秒、より好ましくは約２ ５ミリ秒〜約１５０ミリ秒、最も好ましくは３０〜７５ミリ秒の反応容器内の滞 留時間内で石炭を揮発させるの速度に加速させる。石炭と接触させる前に、熱ガ スを、約２００フイート／秒（６１ｍ／秒）〜約１０００フィート／秒（３０５ ｍ／秒）、好ましくは約３００フイート／秒（９１ｍ／秒）〜８００フィート／ 秒（２４４／秒）、最も好ましくは約４００フイート／秒（１２２ｍ／秒）〜６ ００フィート／秒（１８３ｍ／秒）の速度に加速して、固体及びガスの混合を達 成する。 ＨＤＰ工程に導入する粒子状石炭の量及び熱ガスの量を制御して、所望の反応温 度及び滞留時間を得ることができる。水素及びＣＯの分圧が高くなり、ＨＤＰ反 応容器中の反応流の分圧が高くなると、より飽和された炭化水素及びＣＯ２が生 成する。ＨＤＰ工程からの反応物質及び生成物は、速やかに冷却されて所望の全 水素不均一化反応曝露時間を得る。 第１及び第２段階の工程は、二つの別々の反応容器内で又は単一の容器内で行う ことができる。後者の構成においては、炭素質供給原料を第１段階からの熱ガス 中に導入して第２段階を行わせる。反応容器又は容器を通る生成物流の方向は、 反応容器又は単一の反応容器の縦方向の軸方向の整列のみに依存する。高い速度 の反応流を用いて反応生成物を反応容器を通して進ませることによって、反応容 器又は容器の軸整列の方向を変化させることができる。従来は熱のために第２段 階反応中に酸素を噴射した。本発明の第２段階において存在する酸素は、石炭分 子中の酸素からのものである。ＨＤＰ反応容器への供給流中に酸素が含まれず、 水の生成が優先的な反応ではないことが重要な特徴である。好ましくは本工程の 第１段階は別々のユニットにおいて行われる。この方法においては、ＰＯＸ反応 容器セクションの出口端は、第２段階反応を行うように設計されている反応セク ションの導入端にごく接近して接続されている。二つの反応セクションは、高い 生成物流速、短滞留時間、連行法反応容器を用いる二つの物理的に分離した適合 する反応容器を含んでいてよく、あるいは、二つの反応段階は単一のユニットの 一体の部分又はゾーンであってもよい。高速連行空気は所望の生成物プレートを 得るのに必要な高い速度の流れ及び短曝露時間が与えられる限りにおいては重力 依存性ではないので、反応容器の軸方向の整列の方向は重要でない。 単−容器又は別々の反応容器を用いて２段階工程の他の態様を与えることが可能 である。第１及び第２段階を通って移動する生成物の方向は、高速の推進力を用 いて重力を克服し、適当な加熱勾配及び迅速な生成物移動が与えられた場合には 、上向き又は下向きのいずれにも限定されない。 この２段階工程は、任意の固体又は半固体、あるいは液状の炭素質物質の水素不 均一化のためにも用いることができる。好ましくは、ＰＯＸユニット１４に酸素 を化学量論量以下の量導入して、第２段階の揮発における所望の操作温度範囲を 保持する。上記を加えて物質バランスを得、相シフト反応を向上させ、水の生成 を抑制する。量は、供給原料及び所望の生成物プレートに対する経験によって決 定する。したがって、上記の必要性は、第２段階の炭素質物質の供給速度、導入 する炭素質供給物質のタイプ、及び第２段階における操作条件等に依存する。 第２段階において温度をより高くし、高温曝露時間をより長くすると、重質炭化 水素が軽質物質に分解されるので、第２段階においてより多量の水素が必要にな る。第２段階の水素に関する要求を満足するためには、例えば、炭素質物質１ポ ンド０５０５〜領　２５ボンド（炭素質物質１ｋｇあたり０．０５〜領　２５ｋ ｇ）のＨ２を第２段階中に供給することが必要である。 水素を再配列し、炭素質物質中の成分からの水素を用いることを包含する本方法 は、ある制限を有している。特に、この方法で生成することのできる水素の量は 限定されている。しかしながら、無煙炭以外の殆どの石炭について、石炭の液化 、重質物質の分解及び、固体炭素の一部の水素化さえも可能であることが見出さ れた。勿論、より多（の水素が供給原料中に存在すれば、生成する燃料はより価 値の高いものができる。 耐火材料でライニングされた反応容器を用いて、炭素質物質を揮発させることが できる。この容器は、組合わされた１段階及び２段階工程用の単一の容器、ある いは２段階工程のみ用のものであってよい。第２段階容器における耐火材料は、 円筒状又は直方体の形状であってよい。 第２段階反応容器構造の一部として、粒子状石炭を速やかに噴射し、石炭に加熱 されている水素がリッチな還元ガス流を速やかに混合し加熱するために噴射シス テムが好ましく用いられる。石炭噴射装置は、中心に配置されてもよく、あるい は、反応容器のヘッドの部分に分散された一連のマニホールド噴射装置を形成し ていてもよい。炭素質物質及び熱ガスは、好ましくは、直方形のスロットを通し て、水平面から測定した際に６０°以下の熱ガス流噴射角で噴射される。粒子噴 射のための手段は、重力流、差圧、連行流などのような当該技術において公知の 任意の手段であってよい。 図２は本発明と従来技術の熱分解方法の間の差異を示している。以下の説明は例 示的な理論としてのみ記載したものであり、本発明を制限するものではない。 揮発性物質を含む炭素質物質の迅速な揮発及び分解は、炭素質物質を極めて速や かに加熱して揮発温度への高い加熱速度（秒単位）を得ることによって達成され る。この加熱速度によってに、が上昇し、縮合反応速度に２が最小になることが わかった（図２参照）。分解をより高い加熱速度で行うと、即ち１００００°Ｆ ／秒（５５３８℃／秒）で行うと、分解された揮発物質は、遊離ラジカル部位を 有する低分子量炭化水素として、分解され、フラグメント化し、粒子から「脱出 」する。この分解された物質が粒子から出て（る際に、この分解された物質の周 囲の雰囲気中に水素が存在していれば、分解された物質は水素化される。より低 い加熱速度において縮合反応を行わせた場合には、雰囲気中の水素の存在はそれ ほど有効ではない。 しかしながら、高い加熱速度を達成するためには、混合温度を比較的高くして、 石炭粒子に、ミリ秒単位の時間で速やかに加熱するのに十分なエネルギーを与え なければならない。しかしながら、この高い温度は、水素化液の生成に影響を与 え、気体生成物への分解を促進し、このために水素が消費され、液体生成物が低 質化することになる。 （「安定化急冷」によって反応を停止させるのと対比して）分解され揮発された 物質の温度を水素の存在下で水素化温度に直接調節することによって、ｋ、が増 加し、水素化された軽質液体が生成する。図２における反応式において示されて いるように、反応定数に２で「縮合」反応をうけさせるのに用いることができる 分解物質の濃度が最小になる。また、温度を水素化温度に調節することによって 、従来は高加熱速度揮発工程の必然的な生成物であると考えられていたガスへの 高温熱分解が最小になる。 分解生成物が十分に水素化された後に、水素化生成物を更に急冷して全ての反応 を停止させることができる。したがって、本発明によれば、石炭の初期の加熱速 度は、大量のガスを含む揮発生成物の最終的なスレートを決定することはなく、 縮合反応を有効に避けることができる。 反応容器の全面に、容器の周囲に環状形態で一以上の急冷ノズルを設け、これを 通して急冷媒体を施して、反応を遅延及び／又は停止させ、反応生成物の温度を 低下させる。 水素化 水素化は、好ましくは、反応物質の温度を低下させて、過剰の水素分解を抑制し 、水素化を促進することによって行われる。約０．１秒〜約５．　０秒のオーダ ーの滞留時間において、約９００°Ｆ（４８２℃）〜約１５００″Ｆ　（８１６ ℃）、好ましくは約１０００°Ｆ（５３８℃）〜約１３００’　Ｆ　（７０４℃ ）の範囲の温度で十分である。温度の低下は、好ましくは、単一の又は一連の急 冷工程で行われる。水素がリッチなガスが好ましい急冷媒体である。急冷中に水 素分解を受ける重質プロセス油が非常に好ましい。 急冷 ＨＤＰ蒸気を瞬時急冷にかけて、最終的に揮発反応を停止し、直接熱交換を与え る。これは、重複してもよい２以上のステップで行うことができる。特に好まし い態様においては、２段階急冷を用いて、縮合反応、即ち高粘度タール及び／又 はガスの生成を最小にする。第１段階においては、ＨＤＰ反応において生成した 重質油を第１の急冷媒体として循環させる。この急冷媒体を、急冷ノズルの第１ のセットを通して反応室中に直接噴射して、水素化温度への温度低下及び重質油 及びタールの熱分解を行わせる。 第２急冷段階は（用いる場合には）、好ましくは循環水及び軽質油を用いてＨＤ Ｐ揮発物質の温度を、約１０００°Ｆ（５３８℃）未満、好ましくは約７００゜ Ｆ（３７１℃）〜約９００°Ｆ（４８２℃）の安定温度に低下させて、不飽和炭 化水素及び遊離ラジカルの反応（重合）を防止し、ガスへの更なる「熱分解」を 抑制する。 この急冷工程においては、間接的な熱交換器は用いず、分別蒸留のための熱が、 この急冷工程における反応容器内の相互作用によって蒸留されるべき液体に直接 移動する。したがって、再加熱は必要なく、「工程が少ない（ｓｔｅｐ　ｄｏｗ ｎ）Ｊ方法が与えられる。また、これによって、チャコールをスラリー化するた めの軽質油が更に生成され、向上された固体生成物のためにタールを用いる必要 性が排除される。 急冷液の量は、その蒸発潜熱及び熱容量又はＨＤＰ蒸気の有意の熱を吸収する能 力によって決定される。急冷液は、反応物質混合物と速やかにかつ十分な量で配 合して混合物を有効反応温度未満に速やかに冷却することのできる任意の液体又 は気体を含んでいてよい。反応物質ＨＤＰ蒸気の冷却又は急冷は、ＨＤＰ反応容 器内で、又はＨＤＰ反応容器からのガスの放出の後に行うことができる。例えば 、反応物質蒸気を、ＨＤＰ反応容器及びチャコール分離器の間のバイブライン中 において、パイプライン内に配置された急冷ノズルによって急冷することができ る。 ＨＤＰにおける短ＢＩＨ時間は、芳香族液体及び軽質油の生成に影響を与えるも のである。炭素質物質を迅速に加熱することによって、供給粒子から揮発性物質 が脱出する（液化）のみならず、より大量の炭化水素がより小さい揮発性物質に 熱分解して、これが迅速にホスト粒子から脱出して縮合反応が大きく抑制される ことが分かった。水素化温度に速やかに急冷することによって、これらの揮発性 物質は、水素と反応してより反応性の低い生成物が生成され、次に、揮発性物質 の内部エネルギーが反応性エネルギーレベル未満に低下せしめられることによっ て、まず安定化される。総合的な結果は、これらの揮発性物質が迅速に生成させ て重質油又はタール（高分子量化合物）への重合が防止され、より軽質の炭化水 素液が最大量になるということである。 ＨＤＰ反応容器生成物スレートは、生としてＨ２、ＣＯ，ＣＯ２、Ｈ２Ｓ５ＮＨ ，、Ｈ２Ｏ，Ｃ，〜Ｃ４炭化水素、ベンゼン、トルエン及びキシレン、沸点７０ ０°Ｆ（３７１℃）以下の液体及び沸点７００°Ｆ（３７１℃）以上の液体を含 む。生成物スレートは、石炭のタイプ、及び、圧力、温度及び第２段階の滞留時 間のような反応容器システム内において変化させることができる操作パラメータ ーに依存する。第２段階）ＴＤＰ反応容器への供給物質中におけるＣｏ、ＣＯｚ 及びＣＨ。 の存在は、短曝露時間の高温水素分解におけるベンゼン、トルエン、キシレン（ ＢＴＸ）及び他の液体生成物の生成を抑制しないことが分かった。ＣＨ，及びＣ Ｏ２は、第２段階の反応に殆ど影響を与えない単なる希釈剤である。水の生成（ Ｈ２＋１／２０２→Ｈ２０）を抑制するために水蒸気を共存させることが必要で あり、全体的な反応によって水から水素が抽出され、水素化反応において消費さ れる水素の一部を提供する。水素は第１段階において水蒸気から抽出され、第２ 段階における水素の必要性を満足させる。 第２段階の炭素質供給物質中の炭素の全量に対する第２段階の最終生成物中にみ られる気体及び液体中の炭素の割合で表される全炭素転化率は、約３０重量％〜 約７０重量％の範囲である。第２段階の炭素質供給物質中の炭素の全量に対する 第２段階の最終生成物中におけるある成分に転化した炭素の割合で表される成分 炭素転化率は以下の範囲である。Ｃ，−Ｃ４炭化水素：約５重量％〜約５０重量 ％、ＢＴＸ　約１重量％〜約２０重量％、沸点７００°Ｆ（３７１℃）以下の液 体（ＢＴＸを除く）：約１重量％〜約３５重量％、沸点７００’　Ｆ　（３７１ ℃）以上の液体：約０重量％〜約２０重量％。 第２段階の生成ガスは、アンモニアのような販売可能な副生成物の抽出のために 、生成油を水素処理するための水素源として、燃焼システムにおいて用いる燃料 として、及び、炭化水素がリッチな液体として用いてスラリー液の粘度及びスラ リーの流動特性を変化させることのできる低級鎖アルコールの製造のための供給 原料として有用である。好ましい態様によれば、これらのガスは、主として液体 有機フラクションに混合することができる低級鎖アルコールを製造するために用 いられる。有利には、ガスは、市販又は工程において用いる前に「硫化物変質（ ｓｗｅｅｔｅｎ）Ｊされる。この方法における潜在的な汚染物質の排除によって 、スラリーの非汚染性燃料としての価値が高まるのみならず、気体生成物が工程 において捕捉され、販売又は利用されるので、工程の経済性をも向上せしめる。 チャコール分離 急冷されたＨＤＰ蒸気及びチャコールは、第１のチャフール分離器（図１におけ るユ１８）に送られ、ここで、殆どのチャコールが蒸気から分離される。蒸気流 は、次に、第２の分離器に送られ、更なるチャコールが分離される。そして、少 量のチャコールダストしか含まない蒸気は冷却及び分離ユニット２４に送られる 。 次に、分離されたチャコールを、大気圧に減圧するためのロックホンパーシステ ムに供給する。ロックホッパーから放出されたチャコールは、通常チャコールサ ージング容器に送られる。次に、これらの貯留容器からのチャコールを窒素によ ってチャコール冷却及び粉砕ユニット２０に空気圧移送することができる。 チャコール冷却及び粉砕（選別（ｓｉｚｉｎｇ））チャコールは、好ましくは、 水素処理及び分別ユニット３４からの水素化油と混合して流体燃料系を生成する 前に、チャコールを冷却及び選別するための装置（図１のユニット２０）に送る 。このチャコールは、通常、約９００’　Ｆ　（４８２℃）によって約１００’ 　Ｆ　（３８℃）に冷却され、約９５％が３２５メソシュ未満に微粉砕される。 チャコール冷却及び粉砕ユニット２０からの加熱チャコールの一部は、ボイラー 、例えば流動床ボイラー（図示せず）に分岐されて、プレコンディショニングユ ニット１２において必要な蒸気を生成する。チャコールの残りは、プレコンディ ショニングユニット１２においても用いられる一連の熱交換器で６００ｐｓｉｇ （４０，８気圧）の蒸気を発生させることによって約５２０°Ｆに冷却される。 チャコールは、更に、熱交換器の第２のセットにおいて冷却水によって１００゜ Ｆ（３８℃）〜１４５°Ｆ（６３℃）に冷却される。冷却されたチャコールは分 離器に送られ、ここで、チャコールは、貯留容器に送られる前にキャリヤガス（ 窒素）から分離される（窒素は酸素製造の過剰の副生成物である）。冷却された チャコールは、窒素掃気微粉砕器に送られる。微粉砕されたチャコールは、遠心 分離器に空気圧移送され、ここで、窒素キャリヤガスから分離される。分離され たチャコールはバグフィルタ−に送られ、大気中に放出される前にチャコールダ ストが除去される。好都合には、チャコールの移送は空気圧法によって行われる 。 スラリー燃料系の調製 好ましくは、微粉砕されたチャコール、水素処理された油、メタノール及び水を 混合して、実質的に燃焼性の流体スラリー燃料を調製する。好ましくは、この燃 料スラリーは、固体チャコール、炭化水素及び水を含みエマルジョンを形成する ３成分系である。チャコール冷却及び粉砕ユニット２０からの冷却され微粉砕さ れたチャコールは、微粉砕チャコール貯留容器に送られる。微粉砕されたチャコ ールは、フィーダーを通してスラリーミックスタンクに送られ、ここで、チャコ ールは、水素処理及び分別ユニット３４からの水素処理油、ユニット２８におけ る凝縮器からの炭化水素がリッチな凝集水、及びメタノール合成ユニット３０か らのメタノール／水混合物と混合される。次に、ミックスタンクからの流体燃料 スラリー生成物は貯蔵ユニット（図示せず）にポンプ移送される。 冷却及び分離（分別凝縮） チャコールダストをＨＤＰ蒸気から決別し、ＨＤＰを冷却及び凝縮する。この工 程を行うための装置は、図１においてユニット２４において示されている。冷却 及び分離ユニット２４は、４つの連続する冷却工程において、約７００°Ｆ（３ ７１℃）〜約１０００°Ｆ（５３８℃）、好ましくは８５０°Ｆ　（４５４℃） の温度を有するＨＤＰ蒸気を受容する。液体炭化水素及び水も凝縮され、油／水 分離器における分離のために採集される。装置は、また、ガス精製ユニット３２ に送る前にガス中に１０ｐｐｍ未満にアンモニアを洗浄する。 第１の冷却工程においては、チャコール分離ユニット１８からの約８５０°Ｆ（ ４５４℃）のＨＤＰ蒸気が熱交換器において約５２０°Ｆ（２７１℃）に冷却さ れる。この交換器において飽和蒸気が生成する。部分的に冷却されたＨＤＰ蒸気 流は、洗浄器（ｓｃｒｕｂｂｅｒ）に送られ、次に気液分離器に送られ、ここで 、凝縮された重質炭化水素が冷却された蒸気流から分離される。分離器の底部か らの凝縮液の一部は洗浄器に再循環され、ここで、ＨＤＰ蒸気流と接触されてＨ ＤＰ蒸気から残留する連行チャコールダストが除去される。凝縮された重質油の 残りは、第１の急冷液として、ＨＤＰ反応容器及び急冷ユニット１６に再循環さ れる。 第２の冷却工程においては、約５２０″’Ｆ（２７１℃）のＨＤＰ！気が第２の 熱交換器を通して循環され、ここで、より低い温度の飽和蒸気を発生させること によって約３００°Ｆ（１４９℃）に冷却される。この冷却された流は第２の分 離器に送られ、ここで、凝縮油及び水が蒸気から分離される。分離された液体は ユニット２４における油／水分離器において分離される。 この第２の分離器からの蒸気は、第３の冷却工程における第３の熱交換器を通し て循環され、ここで、ボイラー供給水を予備加熱することによって約２９０゜Ｆ （１４３℃）に更に冷却される。次に、蒸気から液体を分離するために、液体／ 蒸気流は第３の分離器に送られる。分離された液体流（油及び水）は油／水分離 器に送られる。 第４の冷却工程においては、第３の分離器からの蒸気が空気冷却器に送られ、こ こで、空気によって約１４５°Ｆ（６３℃）に冷却され、次に水冷交換器によっ て約１００°Ｆ（３８℃）に冷却される。 冷却された蒸気／液体流は第４の分離器（アンモニア洗浄器の底部）に送られ、 ここで、軽質凝縮油及び水が分離される。次に、蒸気はアンモニア洗浄器の充填 床部分に送られ、ここで水と接触されて、全ての残留アンモニア及び水素シアン 化物が除去される。アンモニア洗浄器の底部からの凝縮油及び水の一部は、５Ｒ Ｔ−ＨＤＰ反応容器において生成する熱ＨＤＰ蒸気のための最終的な急冷液とし て用いられる。凝縮油及び水の残りは、冷却及び分離ユニット２４内の油／水分 離器に送られる。 ユニット２４における油／水分離器は、３つの油／水流で水から凝縮油を分離し 、分離された油及び水流の中間的な貯留を与えるように設計されている。 第２の分離からの重質油／水流は、冷却され、重質油膨張ドラム（ｅｘｐａｎｓ ｉｏｎ　ｄｒｕｍ）に送られ、ここで、圧力が低められ、重質油／水混合物中の 溶解ガスの殆どが解離される。脱ガスされた重質油／水混合物は、重質油分離器 に送られ、ここで、重質油がより軽質の油及び水から分離される。より軽質の油 及び水は、次に、他の油／水分離器イこ送られ、ここで、軽質油が水から分離さ れる。次に、重質油及び軽質油はランダウンタンクに送られる。分離器の底部か らの水はイオウ含有水（ｓｏｕｒ　ｗａｔｅｒ）貯留タンクに送られる。 第３の分離器からの中質油／水流は、冷却され、第４の分離器からの軽質油／水 流と混合され、中質及び軽質油膨張ドラムに送られる。解離ガスは、重質油膨張 ドラムからのガスと混合された後、水冷熱交換器において１０５°Ｆ（４１℃） に冷却される。膨張ドラムからの油／水混合物は分離器に送られ、ここで、油は 水から分離される。分離された油は油ランダウンタンクに送られる。油は、次に 、水素処理及び分別ユニット３４にポンプ移送される。油分離器の底部からの水 は、水処理ユニット２８に送られる前にイオウ含有水タンクに送られる。 酸性ガス及びアンモニアは種々のプロセス水流からストリッピングされ、９９゜ ５重量％以上の純度の無水アンモニアが回収される。また、この区域においては 、海水濃縮器を用いることによって過剰のプロセス水が再生される。再生された 水は、上述したようにプラントにおいて再使用される。溶解有機物質及び塩を含 む濃縮物は、スラリー調製ユニット３６において流体燃料と混合される。有用な 水処理／アンモニアストリッピング及び回収は、Ｕｎｉｔｅｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅ ｒｓ　ａｎｄ　Ｃｏｎ５ｕｌｔａｎｔ５（［ｌ５Ｓｔｅｅｌの子会社）によって ライセンスされている専売方法である。 イオウ含有（ｓｏｕｒ）アンモニア含有水はアンモニア蒸留器（蒸気ストリッパ ー）に送られ、ここで、酸ガス及び遊離アンモニアが水からストリッピングされ る。 アンモニア蒸留器の底部からのストリッピングされた水はフラッシュドラムに送 られ、ここで、少量の水がフラッシングされ、蒸留器に再循環される。フラッシ ュドラムからの残留水は二つの流に分離される。一つの流れは水冷交換器に送ら れ、ストリッピングされた水が冷却される。第２の流れは塩水濃縮器に送られ、 ここで、塩水流中で溶解固形分及び有機物質が濃縮される。濃縮物はスラリー燃 料系調製ユニット３６に送られる。 アンモニア蒸留器からのストリッピングされたアンモニア及びイオウ含有酸性ガ スはアンモニア吸収器に送られ、ここで、例えば溶媒として希リン酸アンモニウ ム溶液を用いてアンモニアが酸性ガスから選択的に分離される。吸収器塔頂がら の酸性ガスは、例えばＣ１ａｕｓユニツトであってよいイオウ回収ユニット２６ に送られる。無水アンモニアは、水から分離された後に濃縮されて貯留ユニット （図示せず）にポンプ移送される。 水素処理及び分別 図１のユニット３４は、石炭の水素不均一化において生成したナフサ及び油を水 素処理、水素脱イオウ及び水素膜窒素するための装置を示す。この工程によって 、これらの副生成物が実質的に非汚染性、即ちＳＯｘ又は燃料ＮＯ８を有さない ものになる。このユニット区域は二つのセクションに分けられている。一つはナ フサ水素処理／ＢＴＸ回収セクションであり、もう一つは油水素処理／分別セク ションである。 ナフサ水素処理セクションは、ナフサを、それぞれｉｐｐｍ及びＯ，ｉｐｐｍ未 満に脱硫及び脱窒素する。市販グレードのＢＴＸ生成物がナフサ生成物と共に回 収され、これらは両方ともガソリン配合原料及び／又は化学原料である。 油水素処理セクションは、油を水素処理及び安定化して重合しないようにし、か つ油をイオウ０．１５％未満に脱硫する。油水素処理は、また、窒素を２０００ ｐｐｍ未満に、酸素を１１００ｐｐ未満に低下させる。この方法によって、本発 明の一特徴にしたがって、この油から生成する流体燃料が実質的に燃料Ｎｏ８及 びＳ○１汚染物質を有さないようになる。 好ましい態様においては、粘度を調節するために液体有機フラクションを更に処 理する工程を用いる。液体炭化水素を水素処理するための工程は公知である。 数多くのかかる方法を当該技術において容易に利用することができる。本発明に おいて最良の考察は、バイブライン移送することのできるスラリーを生成するの に適合する粘度を有する最大量の液体を得、液体燃料燃焼システムにおいて燃焼 可能であると同時に、粒子状固体石炭チャコールの最大の充填量を得るというこ とである。 分離された液体炭化水素（油）は、水素／炭素比を上昇させ、イオウ及び窒素含 量を低下させるために更なる処理を必要とする。これは、水素処理型中で行うこ とができる。油は、接触反応容器中において温和な圧力及び温度において水素と 接触せしめられる。水素は、油中に含まれるイオウ及び窒素と反応して硫化水コ 　素及びアンモニアを生成し、更に油を水素化する。軽質油は重質油から分離さ れ、次に更に処理されてベンゼン、トルエン及びキシレン（ＢＴＸ）及びナフサ が分離される。 ガス精製 ガス精製に必要なガス処理装置は全て図１におけるユニット３２によって示され ている。ガス精製ユニット３２によって、冷却及び分離ユニット２４からのイオ ウ含有が精製される。イオウ成分は０．２ｐｐｍ未満に除去され、二酸化炭素は 約３．０％に除去されるので、得られるガスをメタノール合成ユニット３０にお いて用いることができる。有機イオウ、ナフサレンジの炭化水素、及び痕跡量の アンモニア及びシアン化水素もガスから除去される。かかる商業的に入手可能な ガス精製ユニットの例は、Ｌｕｒｇｉ、　Ｆｒａｎｋｆｕｒｔ、　１ｆｅｓｔ　 ＧｅｒｍａｎｙによってライセンスされているＲｅｃｔｉｓｏｌ法である。 二酸化炭素のための圧縮器がユニット３２内に包含されている。ガス精製ユニッ ト３２においてイオウ含有ガスから分離されたＣＯ７放出ガス（ｏｆｆ−ｇａｓ ）は、例えば２ケ一ス型電動機駆動延伸圧縮器に送られ、ここで、ＣＯ２は４段 階で、空気冷却器によって、次に水冷交換器によって圧縮される。空気後冷却器 に続いて水冷冷却器が設けられ、圧縮された（流体）ＣＯ２を、バイブラインに 送る前に約１０００Ｆ　（３８℃）に冷却する。 冷却及び分離ユニット２４からのイオウ含有ガスは、冷精製ガス及び冷却剤によ って冷却され、ガス中の残留水蒸気が縦縞される。凝縮水はガスがら分離され水 処理ユニット２８に送られる。 脱硫ガスは、次に標準ＣＯ２吸収器に送られ、ここで、Ｃｏ２の殆どが例えば冷 溶媒抽出器によってガスから除去される。冷精製ガスは、メタノール合成及び精 製ユニット３０に送られる前に、例えば流入イオウ含有ガスとの相互熱交換によ って加熱される。 Ｈ２Ｓ吸収器からのＨ２Ｓ、ＣＯ３及びＣＯ２を含む溶媒はフラッシングされて 溶解ガス（Ｈ２、ＣＯ、ＣＨ４など）が解離される。溶媒は、更に一連のフラッ シングにおいて減圧され、溶解Ｃ○２の一部が除去される。濃縮Ｈ２Ｓ溶媒流は 熱再生に送られる。 ＣＯ２吸収器からのＣＯ２がリッチな溶媒はフラッシングされて溶解ガスが解離 され、次に、更にフラッシングされて溶解ＣＯ２の一部が除去される。部分的に 再生された溶媒はＣＯ２吸収器の中間部分に再循環される。 ＣＯ２フラッシング塔及びＨ２Ｓ再吸収器からの解離Ｃ０２は、合わせられて、 加熱され、ＣＯ２圧縮器に送られ、次にＣＯ２バイブラインに送られる。Ｈ２Ｓ 再吸収器からのＨ２Ｓがリッチな溶媒は、再生器からの加熱再生溶媒との交互熱 交換によって加熱され、溶解Ｈ２Ｓ　、　ＣＯＳ　、　ＣＯ２及び軽質炭化水素 が分離される。 ストリッピングされたガスはイオウ回収ユニット２６に送られる。 Ｈ２Ｓ吸収器の底部からのナフサ及び溶解ガスを含む溶媒流は、予備洗浄フラッ シング塔でフラッシングされる。フラッシングされたガスは、Ｈ２Ｓ吸収器に再 循環される。フラッシング塔からの溶媒／ナフサ流はナフサ抽出器に送られ、こ こで、ナフサは溶媒から分離される。回収された粗ナフサは水素処理及び分別ユ ニット３４に送られる。抽出器からの若干のナフサを含む水／溶媒流は共沸カラ ムに送られる。残留ナフサ、溶解ガス及び若干の水及び溶媒が、共沸カラムの頂 部においてストリッピングされ、予備洗浄フラッシング塔に再循環される。共沸 カラムの底部からの水／溶媒混合物は、溶媒／水力ラムにポンプ移送され、ここ で、溶媒が水からストリッピングされて再生器に送られる。溶媒／水力ラムの底 部からの廃水は回収され水処理ユニット２８に送られる。 ガス分離 水素が、主としてＣＨ４／Ｃｏ　（パージガス）である精製ＨＤＰガスから図１ のユニット２２によって示される装置において分離される。水素は、水素不均一 化及び急冷ユニット１６への再循環の前に再圧縮され加熱される。更に、分離さ れた水素の一部は、ナフサ及び油の水素処理において用いるための水素処理及び 分別ユニット３４に送られる。生としてメタン及び−酸化炭素である分離ガスの 大部分は、ＰＯＸユニット１４において部分的に酸化される前に、ボイラー（図 示せず）内で加熱され、プレコンディショニングユニット１２に送られる。 貫流メタノール合成ユニット３０からのパーンガスは洗浄器に送られ、ここで、 全ての残留連行溶媒が当該技術において公知の方法によって除去される。溶媒は 、ガスから分離しなければならず、そうしないとガス分離ユニット２２における 膜分離器が汚染される。洗浄器からのガスは膜分離器に送られる前に加熱される 。 膜分離器においては、例えば中空繊維に成形された半透膜によってＨ２が他のガ スから分離される。分離された水素（少量のＣＯ２、ＣＯ及びＣＨ４を含む）は 水素圧縮器で圧縮される。圧縮された水素がリッチなガスの一部はヒーターに送 られ、ここで、水素がリッチなガスは加熱された後、水素不均一化及び急冷ユニ ット１６に再循環される。水素がリッチなガスの残りは水素処理及び分別ユニッ ト３４に送られる。ガスの残りは加熱されプレコンディショニングユニット１２ にプラントにおいて生成した種々のイオウ含有ガス流からのイオウは、ユニット ２６として表されている装置によって回収される。ガス精製ユニット３２からの 酸性ガスはＨ２Ｓ吸収器に送られ、ここで、ガス中の硫化水素及び若干の二酸化 炭素が、例えば５ＣＯＴ溶媒を用いて吸収される。生として軽質炭化水素、水素 及び二酸化炭素を含む脱硫ガスはプラント燃料ガスへツク−に送られる。硫化水 素を含む吸収器からの溶媒は溶媒ストリッパーに送られ、ここでＨ２Ｓ及びＣＯ ２が溶媒からストリッピングされる。ストリッピングされた酸性ガスは、次に反 応炉に送られる。Ｈ２Ｓは、当該技術において公知の方法によって元素イオウに 転化せしめられる。かかる器具の例はＣ１ａｕｓユニツトである。精製したイオ ウはイオウ貯留ユニット（図示せず）に排出される。 貫流メタノール合成及び精製 粗メタノールが貫流反応容器で生成され、粗メタノールの一部を、Ｆｅｄｅｒａ ｌ　Ｇｒａｄｅ＾＾を満足するように本発明の他の態様にしたがって精製される 。図１においてユニット３０として表されるこの区域は、また、流体燃料と混合 して流動性を向上させ、熱ＮＯ８放出を減少させるためのメタノールがリッチな 水流を生成する。生成したメタノールの一部は流体燃料と混合される。残りは酸 素化自動車燃料として用いられる。 ガス精製ユニット３２からの精製ガスは、例えばタービン駆動合成ガス圧縮器に おいてメタノール合成圧に圧縮される。圧縮されたガスの一部は、例えば水冷熱 交換器において冷却され、ガス分離ユニット２２に送られる。ガスの残りは、メ タノール反応容器流出ガスとの相互熱交換によって加熱されてメタノール反応容 器に供給される。反応容器においては、水素の一部が一酸化炭素と反応してメタ ノールを生成し、少量の水素が二酸化炭素と反応してメタノール及び水を生成す る。メタノール反応容器に供給された水素のわずか２０％しか実際にメタノール に転化されない。水素は、上記に説明したように内部で生成される。反応容器内 において、少量の有機物質及び他のアルコールも生成する。好ましい反応容器は 恒温接触反応容器である。この器具によれば、触媒を含む管を通ってガスが流れ る。反応の発生熱は、管の外部においてボイラー供給水に熱を移動させて、中圧 蒸気を生成させることによって除去される。 反応容器からの流出ガス及びメタノールは、反応容器への供給ガスを予備加熱す ることによって部分的に冷却される。反応流は、更に空冷冷却器、次に水冷冷却 器によって冷却され、含有されるメタノール及び水が凝縮される。凝縮不能のガ ス、主として水素、−酸化炭素及びメタン並びにより少量の二酸化炭素、エタン 及び窒素は、系からパージされ、ガス分離ユニット２２に送られる。この工程に おいては、精製ガスを圧縮してメタノール合成反応容器に再循環する必要はない 。これによって、通常のメタノール工程において必要であった高価な圧縮及び再 循環が排除され、実際、メタノールが本工程における経済的な副生成物として生 成する。 水、溶解ガス及び痕跡量の生成有機物質を含む凝縮された粗メタノールは降下ド ラムに送られ、ここで、溶解ガス及び軽質有機物質の一部が解離される。次に、 粗メタノールはストリッパーカラムに送られ、ここで、残留溶解ガス及び軽質有 機物質がストリッピングされる。ストリッピングされた粗メタノールは、次に蒸 留カラムに送られ、ここで、純メタノールが塔頂から回収され、凝縮され貯留ユ ニットに送られる。通常の工程においては、実質的に全てのメタノールを分離し なければならず、このため、非常にエネルギーがかかる高価なものであった。本 工程においては、メタノールの一部のみが分離され、メタノールがリッチな水の 残りの部分はスラリー調製において用いられる。メタノールがリッチな水流は蒸 留カラムの底部において回収され、スラリー調製ユニット３６に送られる。 スラリー 本明細書において用いる「スラリーコ又は「液体／固体混合物」という用語は、 水素熱分解工程の結果として、液体有機部分に本来存在する量を超える量の粒子 状石炭チャコールを有する組成物を包含するものである。 はとんどの用途に関して、粒子状石炭チャコール成分は、少なくとも約４５重量 ％の組成物、好ましくは約４５〜約７５重量％の組成物を含んでいな（てはなら ない。チャコールがスラリーの用途で液体から分離される態様によれば、「スラ リー」という用語は、例えば更にパイプラインによって精錬所又は他の燃焼装置 に移送することができる１重量％どいつ低い量のチャコールを含む組成物を包含 するものである。 スラリーを液体燃料燃焼装置中に直接燃焼させる場合には、充填量及び液体有機 成分及び液体の粘度を変化させて燃焼効率を最大にし、かつ、ある場合において は、ある量のアルコール及び「補填」炊化水素蒸留物を加えることができる。 これによって特定の燃焼システム構造における燃焼特性が向上し、熱ＮＯＪを減 少させ、スラリーの流動特性が改良される。 用いることのできる液体石油蒸留物としては、本発明に従ってスラリー媒体とし て用いられている石炭誘導液体有機炭化水素を含有する部分と適合し得る、原油 からのフラクション又は人工的に製造したか又は天然の炭化水素化合物が挙げら れる。これらとしては、脂肪族、脂環式及び芳香族炭化水素、複素環化合物及び フェノール並びに多環式化合物、脂肪族置換芳香族化合物及びヒドロキシ含有脂 肪族置換芳香族化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。脂肪 族という用語は、本明細書においては、飽和及び不飽和化合物の両方及びそれら の立体異性体を包含すべ（用いられている。モノ、ジ及びトリヒドロキシ化合物 をはじめとする低級鎮アルコールを加えることが特に好ましい。好ましくは、補 填炭化水素は、メルカプタル、スルフェート、スルファイト、ナイトレート、ナ イトライド又はアンモニア基を有さないものである。 好ましくは、チャコールは、通常的０．０８〜約１．　０の反応定数、約１０〜 約１２の反応性、約１００ミフロン〜約２００ミクロンの表面積、約０．０２ミ リミクロン〜約０．０７ミリミクロンの孔径、及び１００メツシユ、好ましくは ２００メツシユ以下の粒径を有する不連続の球状粒子である。同様のチャコール は、米国特許第４，７０２．７４７号に記載されている。有用なチャコールは、 高い反応性及び表面積を有し、優れたＢｔｕ／重量比を与えるものである。これ らは、事実上粒子状のものであり、従来のよＪ）大きな「組織」粒子とは区別さ れるものである。チャコール粒子は、選鉱及び燃焼を容易にするのに十分に多孔 性であるが、孔径は、与えられた量の固体のために過剰の液体を用いることが必 要なほどには大きくない。 チャコールは、有効に選別及び選鉱することができる。所望の流動特性を有する 必要な液体／固体混合物を得るためには、固体成分が不連続の粒子状チャコール であることが重要である。チャコール粒子の球状の形状によって、隣接する粒子 が違いに「転がる」ようになり、したがって、スラリーの流動特性を改良し、固 体充填特性（ｓｏＨｄ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ）を向 上させる。凝集又は凝結した石炭を用いる場合には、好ましくは工程パラメータ を調節して、上述したように凝集生成物を製造しないようにする。 チャコールは選鉱することができる。存在する無機物質のために選鉱が必要なば あいには、選鉱を用いて石炭又はチャコールのいずれかを洗浄することができる 。選鉱は、汚染物質及びイオウ及び灰分のような他の望ましくない無機物質を抽 出するのに用いられている当該技術において公知な任意の装置によって行うこと ができる。チャコールは、高度の多孔性を有しているので、速やかに選鉱するこ とが可能である。選鉱は、例えば、線状、水運（ｊｉｇｇｉｎｇ）、抽出、油凝 集（石炭のみ）、及び／又は静電気分離によって行うことができる。後者の３種 類の方法は、灰分及゛び硫化鉱（無機）イオウの両方を除去する。溶媒抽出又は 油凝集法を用いる場合には、選鉱剤として水素熱分解工程から誘導された液体を 用いることが最も有利である。実際に用いられる方法は、チャコールの生成にお いて用いられている石炭、水素熱分解の条件及びチャコールの寸法及び多孔性に 大きく依存する。チャコール物質は粉砕され、実施的に球状で適当なサイズの粒 子状石炭チャコールが得られる。湿潤性又は乾燥性の任意の通常の粉砕及び摩砕 手段を用いることができる。かかるものとしては、ボールグラインダー、ロール グラインダー、ロッドミル、ペブルミルなどが挙げられる。有利には、粒子を選 別して再循環し、所望の分布を得る。チャコール粒子は、１００メツンユスクリ ーン（Ｔｙｌｅｒ規格）を通過する十分に微細なものであり、粒子の約３２％が ３２５メツシユスクリーンを通過するものである。本発明によれば、１００メツ シユレンジ又はそれ以下のチャコール粒子が好ましい。上記の範囲の粒子サイズ を有する本発明の粒子状チャコールが、固体が高い反応性を有するだけでなく、 スラリーが安定で流体燃料として燃焼システム中に直接ポンプで移送することが できるようにするために重要であると認識されよう。 粒子サイズの実際の分布は、本来多少経験によるものであり、液体有機フラクシ ョンの特性に依存する。スラリーの流動特性は、スラリー液の粘度及びチャコー ルの粒径分布と相互依存するものである。 粉砕され選鉱されたチャコールを、１００メツツユ以下のオーダーのサイズの粒 子を分離するために当該技術において公知な任意の装置によって選別することが できる。経済的にはスクリーン又は篩が用いられるが、遠心分離器などを用いる こともできる。初期段階の粒子の偏球形状により隣接する粒子間の空間又は空隙 が与えられ、これを第２又は第３のより微細な粒子サイズのものによって充填し てバイモード（ｔ）ｉｍ□ｄａｌ）又はトライモード（ｔｒｉｍｏｄａｌ）充填 が得られる。このモード充填法によって、石炭のような他の固体燃料物質を、本 発明の粒子状石炭チャコール／液体有機フラクションスラリーの極めて有利な流 動特性に悪影響を与えることなく、スラリーＩこ加えることが可能になる。更に 、この充填法によって良好な流体性を保持しながら、与えられた容量の燃料混合 物において実質的により多くの燃料を充填することが可能になる。 あるランクの石炭から生成された粒子状チャコールは、粒子状チャコールをスラ リー化する前にチャコールを液体で処理して液相のチャコールによる吸収を減少 させることが必要であるような孔径及び吸収特性を有する。チャコールによるス ラリー液の過剰の吸収を防止することは、流動特性の不安定化を防止するために 必要である。チャコールによる吸収速度が約１０〜約１５％を超える場合には、 予備処理が非常に有益である。この予備処理によれば、チャコールは、チャコー ルによる液体の吸収を減じるのに有効な量の被覆又は「封止」物質と密に接触せ しめられる。この処理は、粒子状チャコールが液体でスラリー化される前に行わ れる。有用なシーラント又は被覆剤としては、燃焼によって汚染物質を生成せず 、かつ、液体スラリーの重合を引き起こすことのない有機及び無機物質が挙げら れる。界面活性剤及び乳化剤がスラリーの安定性を向上させるために用いられる ので、被覆又はシーラントが安定化された組成物と適合することに注意を払わな ければならない。特に有利なシーラント及び被覆材料としては、パラフィン及び ワックス、並びにより長鎖の脂肪族、芳香族、多環芳香族、芳香脂肪族化合物な どが挙げられる。容易に入手でき適用が容易であるので、Ｎ０９６燃料のような 種々の炭化水素の混合物が特に望ましい。有利には、石炭の水素熱分解からのよ り沸点の高い液体有機フラクションが用いられる。シーラント又は被覆剤は、噴 霧、静電付着などによってチャコールに施される。この方法でスラリーの流動特 性を向上させることができる。 石炭及び水又はより好ましくは水素熱分解ガスを用いて、好ましくは上述した本 発明方法にしたがって、メタノール及び他のより低級鎖のアルコールを製造する ことができる。これらのアルコールは、液体粘度を：Ａ節し、スラリーの流動特 性を向上させる燃焼性燃料混和物のための液相として用いられる本明細書におい て用いられる「アルコール」という用語は、１〜約４個の炭素原子を有するアル コール（モ人ジ及びトリヒドロキシ）を意味するべく用いられている。これらと しては、例えば、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノールなどが挙 げられる。アルコールは実質的に純粋なメタノールからＨＤＰからのガス又は天 然ガスの接触反応によって生成したアルコールの種々の混合物まで変化させるこ とができる。有利には、アルコール成分は、ＨＤＰ反応に関連して鉱山における 場所において生成することができる。 液体による固体粒子のスラリー化は、有機液体成分及び粒子状石炭チャコールを 特定の割合で共に混合して貯留タンクにポンプ移送することができる任意の周知 の混合装置によって行うことができる。有利には、高速羽根車などのような乳化 方法を用いる。スラリー化及び特に乳化方法は、スラリーの流動特性を変化させ る。石炭／水スラリー及び石炭／油混合物とは異なり、本発明の燃料はパイプラ インによって移送することができ、したがって、最終使用設備においてスラリー 化装置を必要としない。したがって、小さな処理加熱システムであっても本発明 の燃料を有効かつ経済的に利用することができる。 この用途におけるスラリーの重要な流動性に関する特徴は、ポンプ移送でき安定 であるということである。これは、固体チャコール粒子のサイズ、液相の粘度及 び安定剤を適合させることによって行われる。好ましくは小さな重量％、例えば １〜約１２重量％の水をスラリー中に混合する。これは、親水性基を有する界面 活性剤を用いる場合に特に好ましい。スラリーは、好ましくは振とう又は配合さ れて、パイプラインを通るボンピングのような剪断応力下において安定な懸濁物 を生成する。 上述したように、特定の用途にしたがって、界面活性剤、懸濁剤、有機成分など を加えることができる。所望の粘度及び非沈降特性にしたがっである種の周知の 界面活性剤及び安定剤を加えることができる。本発明によって有用なかかる物質 の例としては、乾燥ミルコーンフラワー、ゼラチン化コーンフラワー、変性コー ンスターチ、コーンスターチ、変性トウモロコシワックス、グアーガム、変性グ アーガム、ポリビニルカルボン酸塩、ザンサムガム（ｚａｎｔｈｕｍ　ｇｕｍ） 、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアル コール及びポリアクリルアミドが挙げられる。上述したように、有利には、本発 明の混和物は高い流動性を示す。したがって、単位容量の混合物あたりの高いＢ ｔｕが、より低い粘度及びより高い流動度で得られる。ある種の周知の安定剤は 流動性に悪影響を与える。固定された法則を与えることができないが、ゼラチン 状混合物を形成する傾向のある物質は芳しくない挙動を与える。 上述したように、固体の選別及び充填（ｐａｃｋｉｎｇ）は、高度に充填された （］、ｏａｄｅｄ）安定で移送可能な燃焼燃料系を得るためには特に重要である 。固体材料が、約１００メツシユ（Ｔｙｌｅｒ）より小さく、約３２％が３２５ のレンジのメツシュサイズを通過するようにすることが有利であることが分かっ た。好ましくは、液体有機フラクションの粘度は、１７°ＡＰＩ〜約２０″ＡＰ Ｉの範囲である。これは、勿論、所望の充填及びポンピング特性、用いる安定剤 、及び石炭及び／又はアルコールが本発明に従ってスラリー中に存在しているか どうかに依存する。ＡＰＩ度数は、最終用達、すなわち燃焼システムの設計にお いて特に重要である。「重質」粗油用に設計された油燃焼システムは、より粘稠 な油及びより高度に充填されているスラリーに耐えられるものである。 汚染の制御 上述したように、本発明の流体燃料によって、汚染発生物質、特に燃焼によって ８０１及びＮＯｌを生成するものを予め燃焼して排除することができる。石炭及 び／又はチャコールを選鉱して硫化鉱イオウを除去することができる。有機燃料 窒素及び有機燃料イオウは、ＨＤＰ反応中及び更に水素処理及び分別ユニット３ ４において除去される。 スラリーの燃焼温度を低下させることによって燃焼（熱）Ｎ０１を低下させるた めに、上述したように、メタノールを流体燃料に加えることができる。これは、 燃料の均−性及びチャコールの反応性と相まって、熱スポットを有して燃焼する 石炭の非均一性によって生成する熱ＮＯｘを大きく低下させる。 微粉砕又は粉末化石灰石を、スラリーの燃焼における共反応物質として作用する 化学量論量を大きく超える量スラリーに直接加えて、硫化鉱イオウからのＳＯ□ の放出を低下させることができる。 実施例 図１に関連して以下の実施例を用いて本発明の実現可能性を示す。５ＲＴ−ＨＤ Ｐ装置は、１００００トン（湿分、灰分を含まず）７日の石炭供給物をチャコー ル／炭化水素スラリー（以下に示す組成物）及び副生成物に転化するように設計 されている。２００’　Ｆ　（９３℃）の乾燥微粉砕石炭を、流動床容器である プレコンディショナーユニット１２に供給し、５５０ｐｓｉｇ　（３７，４気圧 ）、９５０″Ｆ　（５１０℃）、速度２５００００ポンド／時の流れ及び同様に ９５０゜Ｆ（５１０℃）に加熱されているＣＨ４／Ｃｏがリッチな循環ガスと接 触させて流動化する。４８０°Ｆ（２４９℃）の温度のプレコンディショナーか らの石炭を、流及びガスから分離して５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器ユニット１６に供 給し、迅速な水素不均一化及び急冷にかける。１０００°Ｆ（５３８℃）に再加 熱した７００００ボンド／時の回収水素を５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器に再循環する 。約４８０’　Ｆ　（２４９℃）のプレコンディショナーからの流及びガスを、 遠心分離器に送り、連行石炭粒子を分離する。流及びガスをＰＯＸユニット１４ に供給した。 ＰＯＸ反応容器においては、流及び再循環ガスを、約１５００００ポンド／時の 酸素（化学量論量以下）と反応させて、約２０００’　Ｆ　（１０９３℃）及び ５２５ｐｓ　ｉｇ　（３５，７気圧）において水を含み水素がリッチな還元流を 生成する。 ＰＯＸユニットからの熱ガスを、約５ＱＯｐｓ　ｉｇ　（３４気圧）で運転され ている５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器に直接供給して、石炭及び再循環水素を約１１５ ０’Ｆ（６２１℃）に加熱し、二の温度において、石炭を揮発し、揮発生成物を 部分的に水素化する。５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器中における滞留時間は５００ミリ 秒〜７００ミリ秒である。ＨＤＰ蒸気及びチャコールは、約２３００００ボンド ／時の再循環急冷油で約８５０’　Ｆ　（４５４℃）に迅速に急冷する。 チャコールをガス及びＨＤＰ蒸気から分離し、大気圧に減圧し、熱交換器（図示 せず）を通して冷却し、チャコール冷却及び粉砕ユニット２０に送る。ガス及び ＨＤＰ蒸気を図１に示すように更に処理して、液体炭化水素、純粋な非凝縮性ガ ス、反応容器に再循環するための分離水素、及びＰＯＸユニット１４に再循環す るための回収ガスを生成する。チャコール及び水素処理油を、スラリー調製ユニ ット３６において、メタノールがリッチな水流と混合して流体燃料を製造する。 この例は、第１段階のＰＯＸ反応において、ＨＤＰ第２段階において炭素質物質 を揮発するための水素及び熱を生成させる本発明の有利性を示すものである。 本発明の部分液化の態様によれば、図３に示されているように、分解圧力を上昇 させチャコールをガス化して、ＦＩｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ合成において転 化させる更なる合成ガスを製造する。図１及び図３の流れ図は極めて類似してい る。したがって、部分液化の態様における相違点のみを以下に説明する。 図３においては、ユニット１０からのプレコンディショニングされた石炭は、反 応容器ユニット１４においてユニット１２からの熱ＰｏＸガスと接触される。 好ましくは、ＦＩｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ合成ユニットにおいて生成するメ タン及び他の軽質炭化水素ガスを反応容器ユニット１４に再循環する。本発明の この特徴によれば、ガスの存在によって揮発／水素化反応中の炭化水素ガス生成 が遅延される。 この態様によれば、反応容器ユニット１４における水素分圧は、約５００ｐｓ　 ｉｇ（３４，０気圧）〜約１５００ｐｓ　ｉｇ　（１０２，０気圧）であり、Ｃ Ｈ４分圧は約２００ｐｓ　ｉ　ｇ　（１３，６気圧）〜約１０００ｐｓ　ｉｇ　 （６８，０気圧）である。 石炭粒子及び加熱された水素がリッチなガスは、揮発反応において速やかに混合 されて、石炭粒子がチャコール及びＨＤＰ蒸気に揮発される。入りロガス温度は 約１３００°Ｆ（７０４℃）〜約３０００°Ｆ　（１６４９℃）であり、混合温 度は１０００’　Ｆ　（５３８℃）〜約２０００’　Ｆ　（１０９３℃）のオー ダーであり、固体／気体比は約０．５〜約２．５重量％である。ユニット１４の 反応セクションにおける滞留時間は、石炭のランクに依存して、釣１００２秒〜 約２゜２０秒、好ましくは０．０１０〜０．０７５秒、より好ましくは０．０１ ５〜０１０５０秒である。反応容器の圧力は、約５００ｐｓ　ｉｇ　（３４気圧 ）〜約２００Ｑｐｓ　ｉｇ　（１３６気圧）、好ましくは約１０００ｐｓ　ｉｇ 　（６８気圧）〜約１５００ｐｓ　ｉｇ　（１０２気圧）である。 重質不飽和炭化水素の分解及び引き続く反応（重合及び／又は縮合）を防止する ために、チャコール分離器からのＨＤＰ蒸気を、再循環重質油及び再循環水素リ ッチガスによって第１の急冷にかけて約９００６Ｆ　（４８２℃）〜約１５００ ″Ｆ（８１６℃）、好ましくは約１０００°Ｆ（５，３８℃）〜約１３００°Ｆ （７０４℃）のオーダーの水素化温度にし、引き続き、ユニット１６からの再循 環油／水混合物によって、１０００’　Ｆ　（５３８℃）未満、好ましくは９０ ０°Ｆ（４８２℃）未満の安定化温度に冷却することによって、水素化された物 質を安定化する。水素化反応は、温度に依存して、当該技術において周知の滞留 時間の間行われる。約０．　１〜約５．０秒の滞留時間が、蒸気範囲の温度に関 して適当であることが分かった。 １０００°Ｆ（５３８℃）〜２０００°Ｆ　（１０９３℃）で生成した加熱チャ コールはＨＤＰ蒸気から分離して、チャコールガス化ユニット２０に送られ、こ こで、ガス化されて合成ガス（Ｈ２＋ＣＯ）が製造される。ガス化器からの未反 応チャコールはチャコール燃焼ユニット３２に送られ、ここで燃焼されて、プレ コンディショニングユニット１０及びチャコール燃焼ユニット２０に必要な流を 生成する。 熱安定化蒸気は、冷却及び分離ユニット１６において一連の熱交換器で更に冷却 されて熱が回収され、洗浄され残留チャコールダストが除去される。重質凝縮油 は分離されてユニット１４に再循環される。ベンゼンに富む分離された軽質油は 水素脱アルキル化ユニット２６に送られ、ここで、トルエン及びキシレンのよう なアルキル化ベンゼン化合物がベンゼンに転化される。高純度化学グレードのベ ンゼンがユニット２６において製造される。芳香族物質を含む分離された中程度 の沸点を有する油はＦｉｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ合成ユニット２４において 生成する油と混合され、油水素処理及び改質ユニット２８に送られる。Ｆｉｓｃ ｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ合成ユニット２４において生成する油は、生として飽和 パラフィン油である。二ニット１６及び２４からの油の混合物によって、油水素 処理及び改質ユニット２８における高品質ガソリン及びジェット燃料の製造のた めの理想的な供給原料が与えられる。 分離された水は、水処理ユニット（図示せず）においてストリッピングされ、溶 解ガス及びアンモニアが除去される。次に、無水アンモニアが副生成物として回 収され貯留ユニット（図示せず）に送られる。ストリッピングされた水は処理さ れ、チャコール燃焼ユニット３２において蒸気を生成するために用いられる。 したがって、有利には、装置からの考えられる水数流出はなく、高価な水清浄装 置が不溶となる。 洗浄されてチャコールダストが除去された冷却及び分離ユニット１６からの非凝 縮冷却イオウ含有ガスはガス精製及び分離ユニット１８に送られ、ここで、イオ ウ化合物、痕跡量の不純物及びほとんどの−酸化炭素が除去される。除去された イオウ成分はイオウ回収ユニット３０に送られ、ここで、イオウが通常の手段に よって副生成物として回収され貯留ユニット（図示せず）に送られる。分離され たＣＯ２は通常の手段によって約２０００ｐｓｉａに圧縮され、パイプライン（ 図示せず）によって、副生成物として、向上された油回収、農業及び食品産業に おいて用いるために除去される。 精製されたガスは、ユニット１８において二つの流れに分離される。一つは水素 がリッチなガス流であり、一つはメタン／−酸化炭素がリッチなガス流である。 分離された水素がリッチなガスの一部は、上述したように、圧縮され反応容器ユ ニット１４に再循環され、水素がリッチなガスの残りは水素脱アルキル化ユニッ ト２６及び油水素処理及び改質ユニット２８に送られる。メタン／−酸化炭素が リッチなガス流は、予備加熱（図示せず）され、石炭プレコンディショニングユ ニット１０に再循環される。 チャコールガス化ユニット２０からの合成ガスは冷却されて熱が回収された後、 シフト転化及び酸性ガス除去ユニット２２に送られ、ここで、Ｃｏ及び反応流が 反応されて更なる水素が生成され、約２：１の水素／Ｃｏ比が与えられる。Ｈ２ Ｓ及びＣＯ２はシフトされたガスから分離され、イオウ回収ユニット３０に送ら れる。精製された合成ガス（Ｈ２及びＣｏ）はユニット２４に送られ、ここで、 Ｈ２及びＣＯが周知のＦｉｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ反応によって炭化水素に 接触転化される。 ユニット２４において生成した軽質炭化水素ガスは分離されてユニット１４に再 循環され、反応容器中に噴射される。ユニット２４において生成した油レンジの 炭化水素はユニット１６からの油と混合されて、ジェット燃料及びガソリンに改 質するための油水素処理及び改質ユニット２８に送られる。ユニット２４におい て生成した水は除去されて水処理（図示せず）される。水処理ユニットからの処 理された水は、ユニット３２におけるボイラー供給水として用いられる。 部分液化の態様によれば、酸素、燃料ガス及び反応流を、ＰＯＸ反応容器内にお いて、約５００ｐｓ　ｉｇ　（３４気圧）〜約２０００ｐｓ　ｉｇ　（１３６気 圧）、好ましくは約１０’００ｐｓ　ｉｇ　（６８，０気圧）〜約１５００ｐｓ 　ｊｇ　（１０２気圧）の圧力、約１３００°Ｆ（７０４℃０４℃プル３０００ °１６４９℃）、好ましくは約１５００°Ｆ（８１６℃）〜２５００°Ｆ　（１ ３７１℃）、より好ましくは約１８００’　Ｆ　（９８２℃）〜約２３０００Ｆ 　（１２６０℃）の範囲の温度で反応させる。 更に、この態様によれば、プレコンディショニングユニット１０からの石炭は、 反応容器、チャコール分離及び急冷ユニット１４に、重力及び差圧によって供給 される。石炭は、好ましくは、中心の供給ノズルを通して反応容器中に噴射され 、そこで、瀝青炭に関しては約１０００°Ｆ（５３８℃）〜約２０００’　Ｆ　 （１０９３℃）、好ましくは約１５００°Ｆ（８１６℃）〜１７５０°Ｆ（９５ ５℃）、亜瀝青炭及び亜炭にかんしては１３００°Ｆ（７０４℃）〜１５００° Ｆ（８１６℃ンの熱平衡混合温度に速やかに加熱される。石炭は、水素を含む熱 ガスを接触することによって加熱される。反応容器の圧力は、約５００ｐｓ　ｉ ｇ　（３４気圧）〜約２０００ｐｓ　ｉｇ　（１３６気圧）、好ましくは１００ ０ｐｓ　ｉｇ　（６８゜０気圧）〜１５００ｐｓ　ｉｇ　（１０２気圧）である 。 上述したように、ＰＯＸ工程においては、化学量論量以下の酸素及び反応流が、 好ましくはガス精製及び分離ユニット１８からの反応ガス（ＣＨ４／Ｃｏに富む ）と接触されて、主としてＣｏ、Ｈ２及び熱を含む生成物が得られる。この、加 熱され水素ドナーに富む還元ガスは、プレコンディショニングユニットからの石 炭と接触して、石炭を揮発温度に速やかに加熱する。石炭は、好ましくはガスと 相互混合することによって、約１０００°Ｆ（５３８℃）〜約２０００’　Ｆ　 （１０９３℃）、約５ＱＯｐｓ　ｉｇ　（３４気圧）〜約２０００ｐｓｉｇ　（ １３６気圧）に加熱され、揮発物質が水素化を受けることによって水素不均一化 される。 ユニット１４における最初の急冷においては、反応物質の温度を低下させること によって触媒の存在かで更なる水素化を行い、過剰の水素分解を抑制し、水素化 を促進することができる。約７００’　Ｆ　（３７１℃）〜約１３００°Ｆ（７ ０４℃）、好ましくは約９００″Ｆ　（４８２℃）〜約１０００°Ｆ（５３８° ｃ）ノ範囲の温度が、約５秒〜約１５秒のオーダーの滞留時間において十分であ る。 ２段階以上の急冷を用いる場合には、第２の急冷工程においては、循環水及び軽 質油又は間接熱交換器を用いてＨＤＰ揮発物質の温度を、約１０００’　Ｆ　（ ５３８℃）未満、好ましくは約７００°Ｆ（３７１℃）〜約９００°Ｆ（４８２ °Ｃ）の安定化温度に低下させて、不飽和炭化水素及び遊離ラジカルの反応（重 合）を防止し、更なるガスへの熱分解を抑制する。 図３に示すように以下の工程要素は部分液化の態様に関連するものである。 チャコールガス化及び合成ガス処理 チャコール分離ユニット１４からの熱チャコールは、ユニット２０において蒸気 及び酸素によってガス化される。チャコールは、好ましくは、灰スラグ化温度以 下の温度で流動床ガス化器内でガス化される。ガス化されていないチャコールは 、次にチャカール燃焼ユニット３２（好ましくは循環流動床ボイラー）に送られ 、石炭プレコンディショニングユニット１０及びチャコールガス化ユニット２０ において必要な過熱流が製造される。主としてＣｏ、Ｈ２及び反応流並びにより 少量のＣＯ２、Ｈａｓ、ＮＨ３及びＣＨ４を含むチャコールガス化からの合成ガ スはソフト転化及び酸性ガス除去ユニット２２に送られ、ここで、標準的なイオ ウ含有ガス（ｓｏｕｒ　ｇａｓ）シフト転化触媒を用いてＨ２／Ｃｏ比が約２・ １のモル比に調節される。 シフト転化ガスはユニット２２内の酸性ガス除去ユニットに送られ、ここで、酸 性ガス（ＣＯ２及びＨ２Ｓ）が除去され、イオウ回収ユニット３０に送られ、改 質（ｓｗｅｅｔｅｎｅｄ）合成ガスが解離される。５ｅｌｅｘｏｌ、　Ｒｅｃｔ ｉｓｏＬ、　Ｂｅｎｅｆｉｅｌｄ等のような市販の工程を用いてＣｏ２及びＨ２ Ｓを合成ガスから除去することができる。 改質ガスはＦｉｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ合成ユニット２４Ｊこ送られ、ここ で、Ｈ２及びＣＯが接触反応せしめられて、炭化水素及び水が製造される。軽質 炭化水素ガスは分離され、圧縮され、ユニット１４に再循環される前に加熱され る。水は液体炭化水素から分離され、処理のための水処理ユニット（図示せず） に送られる。処理された水はチャコール燃焼ユニット３２に送られて、上述した ように蒸気が生成される。主としてガソリン及びディーゼル範囲の沸点を有する パラフィン及びオレフィンであるユニット２４において生成した液体炭化水素は ユニット２８に送られる。 水素脱アルキル化 ユニット２６は、アルキル化ベンゼン及び置換芳香族化合物をベンゼンに転化し 、水素脱硫及び水素脱窒素して高純度化学グレードのベンゼンを製造する装置を 示す。収量は実質的に化学量論量であった。ユニット１６からの軽質油は蒸留さ れ、Ｃトの蒸留物からＣｇ＋の炭化水素が分離される。Ｃ３＋の炭化水素はユニ ット２８に送られる。Ｃ８−の蒸留物はユニット２６内の２段階接触反応システ ムに送られ、複素原子が除去され、置換芳香族化合物がベンゼン、トルエン及び キシレン（主としてベンゼン）に転化される。ベンゼンは蒸留によって他の成分 から分離され、トルエン及びキシレンは工程内で再循環されて消費される。石炭 誘導軽質油からベンゼンを製造するためにｆｌｏｕｄｒｙのＬｉｔｏｌ法のよう な市販の方法を利用することができる。 油水素処理及び改質 油水素処理及び改質ユニット２８は、ユニット１６及びユニット２４からの蒸留 油を、水素処理、水素分解、水素脱硫及び水素脱窒素するための装置を示す。 ユニット１６からの高度に芳香族の油は、上述したように、ユニット２４におい て生成された高度にパラフィン系及びオレフィン系の油及びユニット１８からの 水素と混合され、２段階接触反応システムに送られ、ここで、複素原子が除去さ れ不飽和炭化水素が水素化され、より重質の炭化水素が約５６０°Ｆ（２９３℃ ）未満の沸点を有する炭化水素に水素分解される。水素された油流は蒸留され、 ４００’　Ｆ　（２０４℃）以下〜５６０°Ｆ（２９３°Ｃ）の塔底生成物が生 成される。 ４００°Ｆ（２０４℃）〜５６０°Ｆ（２９３℃）の生成物はジェット燃料Ａの 規格に適合する。４００°Ｆ（２０４℃）以下のナフサはユニット２８内の精製 装置に送られる。 蒸留油を改質するためのユニット２８において用いられている水素処理及び水素 分解工程は市販のものである。 ユニット２８内の油水素処理器において生成されたナフサは、触媒改質器に送ら れ、ここで、オクタン価が向上されて高オクタン価ガンリン生成物が製造される 。 実施例 図３に関する以下の実施例を用いて本発明の実現可能性を示す。装置は、１００ ００トン／日（湿分、灰分を含まない）のｆｙｏｍｉｎｇ　Ｐｏｗｄｅｒ　Ｒｉ ｖｅｒ　Ｂａ５ｉｎ炭供給原料を液体炭化水素生成物に転化するように設計され ている。２０００Ｆ　（９３℃）における乾燥され微粉砕された石炭は、流動床 容器であるプレコンディショナーユニット１０に送られ、４１５０００ポンド／ 時の速度の１０００１０００ｐｓｉ気圧）　、９５０’　Ｆ　（５１０℃）の流 れ及び同様に９５０’　Ｆ　（５１０°Ｃ）に加熱された再循環されているＣＨ ４／ＣＯに富むガスと接触せしめられる。５５０°Ｆ（２８８℃）の温度のプレ コンディショナーからの石炭は蒸気及びガスから分離され、ユニット１４と表さ れている反応容器に供給され迅速な揮発、チャコール分離、水素化及び急冷にか けられる。ユニット２４において生成され９００’　Ｆ　（４８２℃）に予備加 熱された４００００ポンド／時の軽質炭化水素ガスは反応容器に再循環されて、 ＨＤＰ反応容器内における軽質炭化水素ガスの生成が抑制される。約５５０°Ｆ （２８８°Ｃ）のプレコンディショナーからの蒸気及びガスは遠心分離器に送ら れ連行石炭粒子が分離される。蒸気及びガスはＰＯＸユニット１２に送られる。 ＰＯＸ反応容器においては、約２２５０°Ｆ（１２３２℃）及び９７５ｐｓ　ｉ ｇ　（６６，３気圧）において蒸気及び再循環ガスが約２ｏｏｏｏｏポンド／時 の酸素（化学量論量以下）と反応せしめられて、水を含む水素がリッチな還元ガ ス流が製造される。ＰＯＸユニットからの熱ガスは、約９５０ｐｓ　ｉｇ　（６ ４，６気圧）で運転されている５ＲＴ−ＨＤＰ反応容器に直接供給され、石炭及 び再循環メタンが約１５００°Ｆ（８１６℃）に加熱され、この温度において石 炭が揮発される。チャコール分離の前の反応容器内の滞留時間は１５ミリ秒〜３ ０ミリ秒である。ＨＤＰ蒸気及びチャコールは直ちに分離され、約１５００００ ポンド／時の再循環重質急冷油及び７００００ポンド／時の再循環水素によって 揮発蒸気が約１２００’　Ｆ　（６４９℃）に部分的に急冷される。 これらの条件においては、重質油は部分的に軽質油に分解され、反応容器生成物 は部分的に水素化される。 ガス及びＨＤＰ蒸気は図３に示すように更に処理されて、液体炭化水素が回収及 び改質され、非凝縮ガスが精製され、水素が急冷ユニット及び油処理ユニットに 再循環するために分離され、ＰＯＸユニット１２に再循環するためにガスが回収 される。加熱され分離されたチャコールは、約１８５０００ポンド／時の酸素及 び１５００００ポンド／時の反応流でガス化され、主として水素及び−酸化炭素 からなる合成ガスが製造される。合成ガスは、更に処理されて、液体及び炭化水 素ガスが製造され、非凝縮ガスは精製され、軽質炭化水素ガスはＨＤＰ反応容器 に再循環するために分離される。生成する炭化水素生成物は、４６４０ＢＰＤの 化学グレードのベンゼン、１５２５０ＢＰＤの高オクタンガソリン及び５４６０ ＢＰＤのジェット燃料である。 本発明をその好ましい態様に関して説明したが、種々の修正が本明細書の教示か ら当業者に明らかな所であって、本発明は請求の範囲内に包含されるかかる修正 をカバーするものである。 特表千４−５０２３４０　（１５） 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．揮発性物質を含む炭素質物質の精製方法であって、（ａ）揮発性物質を含む 粒子状の炭素質物質を、チャコール（ｃｈａｒ）及び縮合生成物の分解を最大に しかつ生成を最小にするのに十分な加熱速度で揮発温度に加熱して実質的に分解 された揮発生成物を調製し；（ｂ）かかる実質的に分解された揮発生成物を、水 素ドナーがリッチな雰囲気の存在下において急冷媒体（ｑｕｅｎｃｈ　ｍｅｄｉ ｕｍ）と接触させて、縮合生成物の生成を最小にし熱分解を減少させるのに有効 な水素化温度に、液状炭化水素の生成を最大にし、水素化揮発生成物を製造する のに有効な水素化滞留時間の間加熱する工程を含む上記方法。 ２．かかる水素化揮発生成物の温度を、縮合生成物の生成及びかかる水素化揮発 生成物の熱分解を実質的に停止するのに有効な安定化温度に調節して安定化され た氷素化生成物を得る工程を更に含む請求の範囲第１項記載の方法。 ３．かかる揮発温度が約１０００°Ｆ（５３８℃）〜約２０００°Ｆ（１０９３ ℃）であり、かかる加熱速度が少なくとも約１００００°Ｆ／秒（５５３８℃／ 秒である請求の範囲第１項記載の方法。 ４．揮発物質を含む加熱された炭素質物質を、実質的に該揮発温度に約０．００ ２〜２．０秒保持してかかる実質的に分解された揮発生成物を得る請求の範囲第 １項記載の方法。 ５．該水素化温度が約９００°Ｆ（４８２℃）〜約１５００°Ｆ（８１６℃）で あり、該水素化滞留時間が約０．１秒〜約５．０秒である請求の範囲第１項記載 の方法。 ６．該安定化温度が約１０００°Ｆ（５３８℃）未満である請求の範囲第１項記 載の方法。 ７．該急冷媒体が水素を含む請求の範囲第１項記載の方法。 ８．該急冷媒体が、水素ドナーがリッチな媒体、重質炭化水素プロセス液、又は これらの混合物である請求の範囲第７項記載の方法。 ９．かかる水素ドナーがリッチな雰囲気が、実質的な部分において、該炭素質物 質から得られる請求の範囲第１項記載の方法。 １０．該炭素質物質が、石炭、亜炭、低ランクの亜炭、泥炭及びこれらの混合物 からなる群から選択される請求の範囲第１項記載の方法。 １１．（ａ）揮発性物質を含む粒子状の炭素質物質の加熱が、該炭素質物質を気 体状加熱媒体と混合して、少なくとも１００００°Ｆ／秒（５５３８℃／秒）の 加熱速度で炭素質物質を加熱し、かつ、約１０００°Ｆ（５３８℃）〜約２００ ０°Ｆ（１０９３℃）の揮発温度を得て実質的に分解された揮発生成物を得るこ とによって行われ、かかる気体加熱媒体は、実質的な部分において、蒸気、及び 、メタン及び一酸化炭素がリッチな実質的に分解された揮発生成物を含む循環ガ ス流と、化学量論量よりも少ない量（ｓｕｂｓｔｏｉｃｈｉｏｍｅｔｒｉｃ　ａ ｍｏｕｎｔ）の酸素と反応させることによって得られるものであり；（ｂ）水素 化温度が約９００°Ｆ（４８２℃）〜約１５００°Ｆ（８１６℃）であり、水素 化滞留時間が約０．１秒〜約５．０秒であり；（ｃ）該水素化揮発生成物を急冷 して該生成物の温度を約１０００°Ｆ（５３８℃）未満に調節し、該急冷を、約 ０．１秒〜約５．０秒の該炭素質物質の加熱から該水素化揮発生成物の急冷まで の全滞留時間を与える速度で行う；ことを特徴とする請求の範囲第１項記載の方 法。 １２．該気体状加熱媒体が約１３００°Ｆ（７０４℃）〜約３０００°Ｆ（１６ ４９℃）の範囲の温度であり、該炭素質物質の加熱が約１００ｐｓｉｇ（６．８ 気圧）〜約１２００ｐｓｉｇ（８１．６気圧）の圧力で行われ、該揮発温度が該 圧力において約０．００２秒〜約２．０秒の時間保持される請求の範囲第１項１ 記載の方法。 １３．該気体状加熱媒体が水素、蒸気及び一酸化炭素を含む請求の範囲第１１項 記載の方法。 １４．かかる実質的に分解された揮発生成物を、水素ドナーがリッチなガス、重 質炭化水素プロセス液又はこれらの混合物で急冷し、該水素化揮発生成物を、次 に、プロセス水及びより軽質の液状揮発生成物の混合物と接触させる請求の範囲 第１１項記載の方法。 １５．（ａ）該揮発温度が約１２００°Ｆ（６４９℃）〜約１７５０°Ｆ（９９ ５℃）であり、該加熱速度が約５００００°Ｆ／秒（２７７６０℃／秒）より大 きく； （ｂ）該水素化温度が約１１００°Ｆ（５９３℃）〜約１３００°Ｆ（７０４℃ ）であり、該水素化滞留時間が約０．２秒〜約２．０秒であり；（ｃ）該水素化 揮発生成物が約９００°Ｆ（４８２℃）未満の温度で急冷される； ことを特徴とする請求の範囲第１２項記載の方法。 １６．該酸素を、該蒸気及び循環ガスと、約１８００°Ｆ（９８２℃）〜約２５ ００°Ｆ（１３７１℃）の温度、約３００ｐｓｉｇ（２０．４気圧）〜約７００ ｐｓｊｇ（４７．６気圧）の圧力において、該メタン及び一酸化炭素の全モル数 に対して酸素約０．３〜約１．２５のモル比で接触させる請求の範囲第１１項記 載の方法。 １７．該炭素質物質が石炭であり、該石炭を該加熱媒体と混合する前に、石炭を プレコンディショニング段階に約３０秒〜約３分の滞留時間かけて、該段階にお いて、石炭を約３００ｐｓｉｇ（２０．４気圧）〜約７００ｐｓｉｇ（４７．６ 気圧）において蒸気及び該循環ガスと接触させ、かつ約４５０°Ｆ（２３２℃） において約６５０°Ｆ（３４３℃）の温度に加熱する請求の範囲第１１項記載の 方法。 １８．輸送可能な組成物を製造するのに有効な量の液体物質中に分散されている 固体粒子状石炭チャコール（ｃｏａｌ　ｃｈａｒ）を含み、該液体物質が少なく とも部分的に請求の範囲第１項記載の方法によって誘導されたものであることを 特徴とする液体可燃スラリー。 １９．該液体物質が１〜４個の炭素原子を有する１種以上のアルコールを含む請 求の範囲第１８項記載のスラリー。 ２０．チャコール（ｃｈａｒ）が、該チャコール及び該液体物質を分散させる前 に該液体物質の吸収を最小にするのに有効な量のシーラント物質で処理されてい る請求の範囲第１８項記載のスラリー。 ２１．該スラリーの粘度が、該液体物質の粘度を変化させることによって、又は 得られるスラリーの流動学的特性を向上させるのに有効な量の水を加えることに よって変化される請求の範囲第１８項記載のスラリー。 ２２．かかる実質的に分解された揮発生成物を製造するための該加熱が、約５０ ０ｐｓｉｇ（３４気圧）〜約２０００ｐｓｉｇ（１３６気圧）の部分液化圧力に おいて行われる請求の範囲第１項記載の方法。 ２３．該チャコールを、昇温下において蒸気及び酸素と接触させて、水素及び一 酸化炭素を含む合成ガスを製造する請求の範囲第２２項記載の方法。 ２４．該合成ガスをＦｉｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ反応によって気体状及び液 体炭化水素に転化させる請求の範囲第２３項記載の方法。 ２５．かかるＦｉｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ反応によって製造された気体状炭 化水素を回収し、メタン及び軽質炭化水素ガスの製造を抑制するのに有効な量該 加熱工程に導入する請求の範囲第２４項記載の方法。 ２６．該安定化された水素化生成物を、かかるＦｉｓｃｈｅｒ　Ｔｒｏｐｓｃｈ 反応によって製造された液体炭化水素と混合して、更に水素処理及び水素分解（ ｈｙｄｒｏｃｒａｃｋ）して、ガソリン及びジェット燃料を含む液体輪送用燃料 を製造する請求の範囲第２項及び第２４項記載の方法。