JPH07166167A - Process for improving coal tar - Google Patents

Process for improving coal tar

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JPH07166167A
JPH07166167A JP31350993A JP31350993A JPH07166167A JP H07166167 A JPH07166167 A JP H07166167A JP 31350993 A JP31350993 A JP 31350993A JP 31350993 A JP31350993 A JP 31350993A JP H07166167 A JPH07166167 A JP H07166167A
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tar
coal
coal tar
coke oven
hydrogenated
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Takashi Ogawa
高志 小川
Shoichi Suda
昇一 須田
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Abstract

PURPOSE:To provide a process for reforming coal tar, capable of economically obtaining a coal tar rich in light distillation fractions under conditions comprising relatively low temperature and pressure and capable of recycling a part of the reformed coal tar to the coal tar. CONSTITUTION:A water-added tar 20 heated at 80-250 deg.C is sprayed in a coke oven gas in an upward flow pipe 12 just after generated in a coke oven 11 to utilize the sensible heat of the coke oven gas for subjecting low molecular radicals generated in a gaseous state at 350-600 deg.C to a reaction for pulling out hydrogen atoms from the water-added tar, thus hydrogenating and stabilizing the low molecular radicals in the state of the low molecules to produce gaseous low molecular compounds. The treated coke oven gas is cooled, transferred to a tar decanter 16 and subsequently separated into the reformed coal tar, an ammoniacal aqueous solution and a carbon gas therein. A part of the reformed coal tar is transferred into a water-adding plant 19 for the tar through a piping 18. In the water-adding plant 19 for the tar, the water is added to the reformed coal tar, and subsequently transferred to the upward flow pipe 12 through a piping 20 for recycling the tar as the water-added tar.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、コールタールの改質プ
ロセスに関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a coal tar reforming process.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、コークス炉で石炭乾留時に発生す
る600〜800℃のコークス炉ガスに含まれるコール
タール成分は、コークス炉上昇管部において大量の安水
フラッシングにより約80℃に冷却され、安水中で凝縮
した後、大量の安水およびコークス炉ガス等と共にドラ
イメイン配管を通ってタールデカンターに集められる。
タールデカンターでガス・液分離され、ガスラインに同
伴されるナフタリンおよびベンゾール類はデカンター後
のガスラインに設置された吸収塔において回収される。
デカンター内のコールタールは安水または石炭乾留時に
発生した水分、コークス炉ガスに同伴された石炭中の固
形分等と重力分離されタールタンクに回収される。安水
は一部リサイクルされ余剰分は水処理設備において処理
される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a coal tar component contained in a coke oven gas at 600 to 800 ° C. which is generated during coal carbonization in a coke oven is cooled to about 80 ° C. by a large amount of flushing with water in the coke oven rising pipe section, After condensing in mild water, it is collected in a tar decanter through a dry main pipe together with a large amount of mild water and coke oven gas.
Naphthalene and benzols that are separated into gas and liquid by a tar decanter and are entrained in the gas line are recovered in an absorption tower installed in the gas line after the decanter.
Coal tar in the decanter is gravity-separated from the water generated during the dry distillation of coal or coal, the solid content in the coal entrained in the coke oven gas, and collected in the tar tank. The cheap water is partly recycled and the surplus is treated in the water treatment facility.

【0003】製鉄所コークス炉で発生するコールタール
の約七割は沸点300℃程度以上の重質留分で、その内
の約半分は中ピッチと呼ばれる高沸点留分であるが、コ
ールタールはその発生プロセスにおいて、現状ではなん
ら特別の軽質化改質等の操作を受けていない。
About 70% of the coal tar generated in the coke oven of a steel mill is a heavy fraction having a boiling point of about 300 ° C. or higher, and about half of the heavy fraction is a high boiling fraction called medium pitch. In the generation process, at present, no operation such as special lightening and reforming is performed.

【0004】このようなコールタールの重質留分を低分
子化して軽質化する改質方法が長年研究されている。こ
れらの研究の一つとして、例えば、水素化触媒を使用
し、圧力50〜150atm、温度約400 〜450 ℃の高温高圧の
反応条件下でコールタールを水素化加熱分解する方法等
によるコールタールの水素化分解に関する研究が数多く
報告されている(例えば、Fuel,vol.68,No.2,p.161-167
(1989),Fuel Process Technology,vol.20,No.1/3,P.24
9-256(1988) )。
[0004] A reforming method for lowering the molecular weight of such a heavy fraction of coal tar to lighten it has been studied for many years. As one of these studies, for example, the use of a hydrogenation catalyst, a pressure of 50 to 150 atm, a temperature of about 400 to 450 ℃ under high temperature and high pressure reaction conditions of coal tar by the method of hydrothermal decomposition of coal tar Many studies on hydrocracking have been reported (eg, Fuel, vol.68, No.2, p.161-167).
(1989), Fuel Process Technology, vol.20, No.1 / 3, P.24
9-256 (1988)).

【0005】また、コールタールを熱分解のみによって
低分子化して軽質化する方法も数多く研究されている。
例えば、コークス炉ガスの顕熱を利用してコールタール
を直接熱分解する方法(特開昭52-148506 号公報)が提
案されている。
Also, many studies have been made on a method for reducing the molecular weight of coal tar by reducing it only by thermal decomposition.
For example, a method of directly pyrolyzing coal tar by utilizing sensible heat of coke oven gas (Japanese Patent Laid-Open No. 52-148506) has been proposed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
コールタールの水素化分解方法では、コールタール中の
重質留分を軽質化するために、高温高圧の過酷な反応条
件下で、コールタール中の重質な高分子化合物を熱分解
して低分子化した後に、冷却されたときに互いに縮合し
て再び重質化するのを防止するために、水素添加して安
定な水素化低分子化合物とする必要がある。このような
プロセスは、製鉄所コークス炉プロセスの中で経済的な
実用プロセスとはなりえない。
However, in the former method for hydrocracking coal tar, in order to lighten the heavy fraction in the coal tar, it is necessary to remove the heavy coal in coal tar under severe reaction conditions of high temperature and high pressure. In order to prevent the heavy polymer compounds from being pyrolyzed into low molecular weight compounds and then condensing each other when cooled, they are hydrogenated and stable to hydrogenation low molecular weight compounds. And need to. Such a process cannot be an economical practical process among the steel mill coke oven processes.

【0007】また、高温高圧条件下での反応により、コ
ールタールの重質留分の軽質化が起こるのと同時に、コ
ールタールの軽質留分の一部でガス化が起こる。このた
め、コールタールの軽質留分の損失が生じる問題があ
る。
Further, due to the reaction under the conditions of high temperature and high pressure, the heavy fraction of coal tar is lightened, and at the same time, the light fraction of the coal tar is partially gasified. Therefore, there is a problem that a light fraction of coal tar is lost.

【0008】一方、後者のコールタールを直接熱分解す
る方法では、コールタールの重質留分が熱分解されて軽
質化されるのが、熱分解されたコールタールの重質留分
の一部は、再び縮合して重質化するため、コールタール
の改質を十分に達成できない。また、前者と同様に、コ
ールタールの軽質留分が熱分解過程で一部ガス化され、
コールタールの軽質留分の損失が生じる。
On the other hand, in the latter method of directly pyrolyzing coal tar, the heavy fraction of coal tar is pyrolyzed and lightened. However, since it recondenses and becomes heavy, reforming of coal tar cannot be sufficiently achieved. Also, like the former, the light fraction of coal tar is partially gasified during the thermal decomposition process,
A loss of light fraction of coal tar occurs.

【0009】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、軽質留分に富んだコールタールを、比較的低圧
な条件下で経済的に得ることができると共に、改質され
たコールタールのうちの一部を発生したコールタールの
改質にリサイクルすることができるコールタールの改質
プロセスを提供する。
The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to economically obtain coal tar rich in light distillates under relatively low pressure conditions, and to improve the reformed coal tar. Provided is a coal tar reforming process in which a part of the above can be recycled to reform the generated coal tar.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、コークス炉、
前記コークス炉で発生した直後のコークス炉ガスに水添
タールを噴霧する水添タール噴霧部、および、コールタ
ールを水添して前記水添タールとする水添処理装置を具
備し、前記コークス炉ガス中に含まれる石炭中の石炭高
分子構造体が熱分解することにより発生するコールター
ルの低分子ラジカルを、前記水添タールにより供与され
る水素原子と反応させて前記低分子ラジカルを水素化安
定化し、軽質留分に富んだ改質コールタールを得ると共
に、前記水添処理装置により、前記改質コールタールの
一部を水添して前記水添タールとし、前記水添タール噴
霧部により前記コークス炉ガスに前記水添タールを噴霧
し、前記石炭から発生した直後のコールタールの水素化
安定化に利用することを特徴とするコールタールの改質
プロセスを提供する。
The present invention is a coke oven,
The coke oven comprises a hydrogenated tar spraying unit for spraying hydrogenated tar on the coke oven gas immediately after being generated in the coke oven, and a hydrogenation treatment device for hydrogenating coal tar to produce the hydrogenated tar. The low-molecular radical of coal tar generated by thermal decomposition of the coal polymer structure in coal contained in gas is reacted with the hydrogen atom donated by the hydrogenated tar to hydrogenate the low-molecular radical. While stabilizing and obtaining a reformed coal tar rich in light fractions, a part of the reformed coal tar is hydrogenated into the hydrogenated tar by the hydrogenation treatment device, and the hydrogenated tar spraying section is used. Provided is a coal tar reforming process characterized in that the hydrogenated tar is sprayed onto the coke oven gas and is used for hydrogenation stabilization of the coal tar immediately after being generated from the coal. .

【0011】以下、本発明のコールタールの改質プロセ
スをさらに詳細に説明する。コールタール、石炭液化油
あるいは石油系重質油の重質の程度を計る指標に重質油
中の炭素原子数に対する水素原子数の比がある。例え
ば、ナフタレン分子を例にとればその化学式はC108
であるので、炭素原子数に対する水素原子数の比H/C
は8/10=0.8であり、アントラセン分子(化学式
1410)ではH/Cは10/14=0.714であ
る。コークスの原料石炭では、炭種によって異なるもの
のH/Cは約0.65〜0.8である。コークス炉内に
おける石炭乾留プロセスにおいて、石炭中の水素分はコ
ークス炉発生ガス中の水素分あるいはコールタールの有
機化合物中の水素分などとしてほぼ全量原料石炭から放
出される。コークス炉の操業データとして、挿入石炭1
トンに対して発生するコークス炉ガスは300から40
0Nm3 程度であり、コールタールの発生量は挿入石炭
に対して約3〜5重量%である。コークス工場の操業デ
ータから計算すると、コークス炉を出た直後のコークス
炉発生ガス中に含まれる水素ガスが大量であるため、コ
ールタールに含有される水素量は少なく、コールタール
の平均のH/Cの値は原料石炭のH/C値0.6〜0.
8とほぼ同じである。すなわち、コールタールの多くの
部分が重質であるのはこの低いH/Cに起因する。従っ
て、発生するコールタールに水素原子を添加してH/C
を高くすれば、コールタールを軽質安定化させることが
可能となる。
The coal tar reforming process of the present invention will be described in more detail below. The ratio of the number of hydrogen atoms to the number of carbon atoms in heavy oil is an index for measuring the degree of heavyness of coal tar, coal liquefied oil or heavy petroleum oil. For example, taking a naphthalene molecule as an example, its chemical formula is C 10 H 8
Therefore, the ratio of the number of hydrogen atoms to the number of carbon atoms H / C
Is 8/10 = 0.8, and in the anthracene molecule (chemical formula C 14 H 10 ), H / C is 10/14 = 0.714. In the coke raw material coal, the H / C is about 0.65 to 0.8 although it varies depending on the type of coal. In the coal carbonization process in the coke oven, almost all the hydrogen content in the coal is released from the raw material coal as the hydrogen content in the gas generated from the coke oven or the hydrogen content in the organic compound of coal tar. Inserted coal 1 as operating data of coke oven
Coke oven gas generated from 300 to 40 tons
It is about 0 Nm 3 , and the amount of coal tar generated is about 3 to 5% by weight with respect to the inserted coal. When calculated from the operation data of the coke plant, the amount of hydrogen gas contained in the coke oven generated gas immediately after leaving the coke oven is small, so the amount of hydrogen contained in the coal tar is small, and the average H / The value of C is H / C value of raw coal of 0.6 to 0.
It is almost the same as 8. That is, it is due to this low H / C that most of the coal tar is heavy. Therefore, hydrogen atoms are added to the generated coal tar to produce H / C.
By increasing the value, it becomes possible to stabilize the coal tar lightly.

【0012】製鉄所コークス炉において、石炭から放出
された直後の石炭乾留ガスの中には、石炭中の揮発分の
他に、石炭高分子構造体が熱分解して発生するコールタ
ールの低分子ラジカルが存在する。石炭高分子構造体と
は、Wiserの石炭モデル構造に示されるように、構
造単位である縮合した芳香族環を中心とした構造がメチ
レンやエーテル等により互いに結合しているものをい
う。この石炭高分子構造体が乾留時の高温(例えば、4
00〜1000℃)で熱分解されてガス状の低分子ラジ
カルが発生する。この低分子ラジカルは温度が低下する
と互いに縮合して高分子化し、コールタールの硬質留分
となる。すなわち、例えば、製鉄所コークス炉において
は、約700〜800℃のような高温で、炉から発生す
るコールタールの低分子ラジカルを含んだコークス炉ガ
スに大量の水を噴霧し、発生コークス炉ガスを瞬時に約
80℃の低温まで冷却する。この冷却工程において、低
分子ラジカルは水分中に凝集し、一部のラジカル同士が
縮合して高分子化する。これは凝集過程の水素が不足し
た状態で水素原子でラジカルが低分子のまま安定化する
ものの他に、ラジカル同士が縮合して高分子化すること
で安定化するからである。
In the coke oven of a steel mill, in the coal carbonization gas immediately after being discharged from coal, in addition to the volatile components in coal, low molecular weight coal coal molecules generated by thermal decomposition of the coal polymer structure are generated. There are radicals. The coal polymer structure refers to a structure in which structures having a condensed aromatic ring as a structural unit as a center are bonded to each other by methylene, ether, or the like, as shown in the Wiser coal model structure. This coal polymer structure has a high temperature (for example, 4
It is thermally decomposed at (00 to 1000 ° C.) to generate a gaseous low-molecular radical. When the temperature decreases, the low-molecular radicals condense with each other to form a polymer, and become a hard fraction of coal tar. That is, for example, in a steel mill coke oven, a large amount of water is sprayed on a coke oven gas containing low-molecular radicals of coal tar generated from the oven at a high temperature of about 700 to 800 ° C. to generate a coke oven gas. Is instantly cooled to a low temperature of about 80 ° C. In this cooling step, the low-molecular radicals are aggregated in water, and some radicals are condensed with each other to be polymerized. This is because, in the state where hydrogen in the aggregation process is insufficient, the radicals are stabilized by hydrogen atoms as small molecules, and also by the condensation of the radicals to polymerize.

【0013】そこで、本発明では、上述の石炭乾留ガス
が石炭から放出された直後、すなわち、高温で低分子ラ
ジカルが縮合する前の状態で、水添タール噴霧部で、コ
ークス炉ガスに水添タールを噴霧して接触させる。水添
タールは、コールタールに比べて水素原子を多く含有
し、水素供与能力を有する。このため、低分子ラジカル
は、高温雰囲気中で水素原子と反応して水素化される。
水素化された低分子ラジカルは、低分子化合物となって
安定化し、この後、冷却されても互いに縮合することが
ないので最終的に得られるコールタールは軽質分に富ん
だ所望の品質を有する。
Therefore, in the present invention, immediately after the above-mentioned coal carbonization gas is released from the coal, that is, before the condensation of the low-molecular radicals at high temperature, the hydrogenation tar spraying section hydrogenates the coke oven gas. Spray and contact tar. Hydrogenated tar contains more hydrogen atoms than coal tar and has a hydrogen donating ability. Therefore, the low-molecular radicals are hydrogenated by reacting with hydrogen atoms in a high temperature atmosphere.
Hydrogenated low molecular weight radicals become low molecular weight compounds and are stabilized, and after that, they do not condense with each other even when cooled, so the finally obtained coal tar has a desired quality rich in light components. .

【0014】また、本発明のコールタールの改質プロセ
スでは、上述のようにして得られた軽質留分に富んだコ
ールタール(以下、改質コールタールという)の一部
を、水添処理により水添して水添タールとして、上述の
低分子ラジカルの水素化安定化に再利用する。
Further, in the coal tar reforming process of the present invention, a part of the coal tar rich in the light fraction obtained as described above (hereinafter referred to as reformed coal tar) is subjected to hydrogenation treatment. It is hydrogenated and reused for hydrogenation stabilization of the above-mentioned low molecular radicals as hydrogenated tar.

【0015】[0015]

【作用】本発明のコールタールの改質プロセスは、コー
クス炉で発生した直後のコークス炉ガスに水添タール噴
霧部で水添タールを噴霧し、コークス炉ガスの中の低分
子ラジカルを、乾留処理時の顕熱による高温条件下で、
水添タールにより供与される水素原子と反応させて水素
化して安定化させることにより、低分子ラジカルが冷却
されて互いに縮合してコールタールの重質留分となるの
を阻止する。また、コールタールを発生期のガス状態で
反応を行わせるので、重質留分が多いコールタールを高
圧高温条件下で熱分解する工程が不要であるため、コー
ルタールの軽質留分が分解されてガス化することがな
い。また、得られた改質コールタールを水添処理装置で
水添して水添タールとし、低分子ラジカルの水素化安定
化に利用するので、水添タールの性状が安定している。
In the coal tar reforming process of the present invention, the hydrogenated tar is sprayed in the hydrogenated tar spraying section to the coke oven gas immediately after it is generated in the coke oven, and the low-molecular radicals in the coke oven gas are dry distilled. Under high temperature conditions due to sensible heat during processing,
By reacting with hydrogen atoms provided by hydrogenated tar to hydrogenate and stabilize it, low-molecular radicals are prevented from cooling and condensing with each other to form a heavy fraction of coal tar. In addition, since the coal tar is reacted in the nascent gas state, there is no need for a step of thermally decomposing coal tar, which has a large amount of heavy fractions, under high pressure and high temperature conditions, so the light fraction of coal tar is decomposed. It does not gasify. Further, the obtained modified coal tar is hydrogenated by a hydrogenation treatment device to be hydrogenated tar, which is used for hydrogenation stabilization of low-molecular radicals, so that the properties of the hydrogenated tar are stable.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図1は、本発明のコールタールの改質プロ
セスの一例を示す概略図である。図中11は、コークス
炉である。コークス炉11の塔頂部には、内部で発生し
たコークス炉ガスを導出する上昇管部12が接続されて
いる。この上昇管部12には、配管13を介して安水タ
ンク14に接続されている。上昇管部12の下流端部
は、ドライメイン配管15に接続されている。ドライメ
イン配管15の下流端部は、タールデンカンター16に
接続されている。タールデカンター16には、後述の改
質コールタールを排出するための配管17が接続されて
いる。配管17の途中には、配管18が分岐して接続さ
れている。配管18の下流端部は、タール水添プラント
19に接続されている。タール水添プラント19の排出
側には、配管20が接続され、その下流端部は、上昇管
部12に接続されている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of the coal tar reforming process of the present invention. In the figure, 11 is a coke oven. An ascending pipe section 12 for leading out the coke oven gas generated inside is connected to the top of the coke oven 11. A water tank 14 is connected to the rising pipe portion 12 via a pipe 13. The downstream end of the rising pipe portion 12 is connected to the dry main pipe 15. The downstream end of the dry main pipe 15 is connected to the tar dencanter 16. A pipe 17 for discharging reformed coal tar described later is connected to the tar decanter 16. A pipe 18 is branched and connected in the middle of the pipe 17. The downstream end of the pipe 18 is connected to the tar hydrogenation plant 19. A pipe 20 is connected to the discharge side of the tar hydrogenation plant 19, and its downstream end is connected to the rising pipe part 12.

【0017】一方、タールデカンター16のガスの排出
側には、配管21が接続されている。配管21の下流端
部は、ガス処理プロセス22に接続されている。ガス処
理プロセス22の排出側は、配管23を介してガスホル
ダー24に接続されている。配管23には、圧力スイン
グ式ガス分離プラント(PSA)25とガスをやり取り
する配管26,27がそれぞれ分岐して接続されてい
る。PSA25の水素ガスの排出側は、配管28を介し
てタール水添プラント19に接続されている。
On the other hand, a pipe 21 is connected to the gas discharge side of the tar decanter 16. The downstream end of the pipe 21 is connected to the gas treatment process 22. The discharge side of the gas treatment process 22 is connected to a gas holder 24 via a pipe 23. Pipes 26 and 27 for exchanging gas with a pressure swing gas separation plant (PSA) 25 are branched and connected to the pipe 23. The hydrogen gas discharge side of the PSA 25 is connected to the tar hydrogenation plant 19 via a pipe 28.

【0018】タールデカンター16には、さらに、配管
29が接続され、その下流端部は安水タンク14に接続
されている。このような構成からなるコールタールの改
質プロセス10において、次のようにしてコールタール
の改質が行われる。
A pipe 29 is further connected to the tar decanter 16, and its downstream end is connected to the low water tank 14. In the coal tar reforming process 10 having such a configuration, the coal tar is reformed as follows.

【0019】まず、コークス炉11で発生した直後のコ
ークス炉ガスは、650〜700℃であって、石炭中の
揮発分、および、石炭高分子構造体の一部が熱分解を受
けて発生するガス状のコ−ルタールの低分子ラジカルを
含む。この発生した直後のコークス炉ガスに、上昇管部
12で、80〜250℃、好ましくは80〜150℃の
水添タール20を噴霧する。これにより、コークス炉ガ
スの顕熱を利用して、350〜600℃、好ましくは4
00〜500℃の高温の雰囲気において、ガス状で発生
した低分子ラジカルが水添タールからの水素引き抜き反
応により、低分子のままで水素化安定化されて、改質コ
ールタールとなる。
First, the coke oven gas immediately after being generated in the coke oven 11 has a temperature of 650 to 700 ° C. and is generated by thermal decomposition of volatile components in coal and a part of the coal polymer structure. It contains low-molecular radicals of gaseous coal tar. Immediately after the generation, the coke oven gas is sprayed with hydrogenated tar 20 at 80 to 250 ° C., preferably 80 to 150 ° C. in the rising pipe section 12. As a result, the sensible heat of the coke oven gas is used, and the temperature is 350 to 600 ° C., preferably 4 to
In a high temperature atmosphere of 00 to 500 ° C., the low molecular weight radicals generated in a gaseous state are hydrogenated and stabilized as low molecular weight by the hydrogen abstraction reaction from the hydrogenated tar to be reformed coal tar.

【0020】その後、上昇管部12において安水タンク
14から配管13を経て、コークス炉ガスに安水を噴霧
し、コークス炉ガス、得られた改質コールタール、噴霧
した水添タールを約80℃に冷却した後、安水と共にド
ライメイン配管15を通してタールデカンター16に送
る。タールデカンター16では、ガス・液分離が行わ
れ、改質コールタール、安水、Cガスに分離される。
Thereafter, in the ascending pipe 12, the coke oven gas is sprayed with the noble water from the noble water tank 14 through the pipe 13, and the coke oven gas, the obtained reformed coal tar, and the sprayed hydrogenated tar are about 80%. After cooling to ℃, it is sent to the tar decanter 16 through the dry main pipe 15 together with ammonium hydroxide. In the tar decanter 16, gas / liquid separation is performed, and it is separated into reformed coal tar, ammonium water, and C gas.

【0021】改質コールタールは、配管17を経てタ−
ルタンク(図示せず)に回収されるが、その一部は、配
管18を介して、タール水添プラント19に送られる。
タール水添プラント19では、改質コールタールを水添
し、水添タールとし、配管20を経て上昇管部12に送
り、上述のコークス炉11から発生した直後のコークス
炉ガスに噴霧する水添タールとしてリサイクルされる。
The reformed coal tar is fed through a pipe 17 to a tar.
Although it is recovered in a tank (not shown), a part of it is sent to the tar hydrogenation plant 19 through the pipe 18.
In the tar hydrogenation plant 19, the reformed coal tar is hydrogenated to be hydrogenated tar, sent to the ascending pipe section 12 via the pipe 20, and sprayed to the coke oven gas immediately after being generated from the coke oven 11 described above. It is recycled as tar.

【0022】タール水添プラント19での水添は、コー
ルタールを水素化分解軽質化する程過酷である必要はな
く、反応圧力50気圧以下、好ましくは15〜40気
圧、反応温度350〜450℃、好ましくは380〜4
20℃のマイルドな水添で良い。水添された水添タール
は、全量リサイクルしても構わないし、特定の蒸留留
分、例えば、沸点200〜400℃の留分を分離してそ
の留分をリサイクルしても良い。
The hydrogenation in the tar hydrogenation plant 19 does not have to be as severe as hydrocracking and lightening the coal tar, and the reaction pressure is 50 atm or less, preferably 15 to 40 atm, and the reaction temperature is 350 to 450 ° C. , Preferably 380-4
Mild hydrogenation at 20 ℃ is good. The hydrogenated tar thus hydrogenated may be wholly recycled or a specific distillation fraction, for example, a fraction having a boiling point of 200 to 400 ° C. may be separated and the fraction may be recycled.

【0023】一方、安水は配管29を経て安水タンク1
4に送液された後、リサイクルされるが、一部は、コー
クス炉11から発生する水分として排水処理される。コ
ールタールおよび安水が分離された後のコークス炉ガス
(Cガス)は、配管21を経てガス処理プロセス22に
送られ、ここでナフタリン吸収、脱硫、アンモニア吸
収、ベンゾール吸収等のガス処理を受けた後、配管23
によりガスホルダー24に回収される。しかし、Cガス
の一部は配管26を介して圧力スイング式ガス分離プラ
ント(PSA)25に送られて水素製造に使われる。P
SA25で製造された水素は、配管28を通ってタール
水添プラント19に送られ、コールタールの水添に使用
される。PSA25の排ガスは、配管27で配管23に
戻される。
On the other hand, the cheap water passes through the pipe 29 and the cheap water tank 1
Although it is recycled after being sent to No. 4, a part of the water is treated as waste water generated from the coke oven 11. The coke oven gas (C gas) from which coal tar and ammonium hydroxide have been separated is sent to a gas treatment process 22 via a pipe 21 where it is subjected to gas treatment such as naphthalene absorption, desulfurization, ammonia absorption, and benzol absorption. After piping 23
Are collected by the gas holder 24. However, a part of the C gas is sent to the pressure swing gas separation plant (PSA) 25 via the pipe 26 and used for hydrogen production. P
The hydrogen produced in SA25 is sent to the tar hydrogenation plant 19 through the pipe 28 and used for hydrogenating coal tar. The exhaust gas of the PSA 25 is returned to the pipe 23 by the pipe 27.

【0024】以下、上述のコールタールの改質プロセス
10における、コールタールの改質の効果を確認するた
めに、図2に示すモデル30での水添コールの噴霧によ
るタールの改質を試験した。
In order to confirm the effect of coal tar reforming in the coal tar reforming process 10 described above, tar reforming by spraying hydrogenated coal in a model 30 shown in FIG. 2 was tested. .

【0025】まず、石炭を乾留炉31に装填し、加熱装
置32を乾留炉31の炉壁温度1000℃になるように温度
コントロールしながら、石炭の乾留を行う。これによ
り、石炭から乾留ガスが発生する。この乾留ガスの量は
石炭1kg当たり約 0.3から0.4 Nm3 であり、コール
タールの発生量は石炭に対して約3〜5重%である。こ
の石炭乾留ガスは、石炭中の揮発分、および、石炭高分
子構造体の一部が熱分解を受けて発生するガス状のコ−
ルタールの低分子ラジカルを含む。この石炭乾留ガスを
配管33を経て液ガス混合器34に導入する。
First, coal is loaded into the carbonization furnace 31, and the carbonization of the coal is carried out while controlling the temperature of the heating device 32 so that the furnace wall temperature of the carbonization furnace 31 is 1000 ° C. As a result, carbonization gas is generated from the coal. The amount of the carbonization gas is about 0.3 to 0.4 Nm 3 / kg of coal, and the amount of coal tar generated is about 3 to 5 weight% based on the coal. This coal carbonization gas is a gaseous co-gas generated by volatile components in coal and thermal decomposition of a part of the coal polymer structure.
Contains low molecular weight radicals of rutar. This coal carbonization gas is introduced into the liquid gas mixer 34 via the pipe 33.

【0026】一方、タンク35には80℃に保温された
水添タールが貯蔵されている。この水添タールをポンプ
37で配管36を経由して液ガス混合器34に送液す
る。水添タールの量は、乾留時に石炭から発生するコー
ルタールの量の2倍量とした。
On the other hand, the tank 35 stores hydrogenated tar kept at 80 ° C. This hydrogenated tar is sent by the pump 37 to the liquid gas mixer 34 via the pipe 36. The amount of hydrogenated tar was twice the amount of coal tar generated from coal during carbonization.

【0027】液ガス混合器34では、400 〜600 ℃、好
ましくは400 〜500 ℃の器内温度において、水添タール
が石炭乾留ガスに霧状で噴霧される。噴霧される水添タ
ールの量は、乾留時に石炭から発生するコールタールの
量の1 〜5 倍量、好ましくは1 〜3 倍量である。液ガス
混合器34において、ガス状で発生した低分子ラジカル
は水添タールからの水素引き抜き反応により、低分子の
ままで水素化安定化されて、改質コールタールとなる。
In the liquid-gas mixer 34, hydrogenated tar is atomized into coal carbonized gas at an internal temperature of 400 to 600 ° C., preferably 400 to 500 ° C. The amount of hydrogenated tar sprayed is 1 to 5 times, preferably 1 to 3 times the amount of coal tar generated from coal during carbonization. In the liquid-gas mixer 34, the low-molecular radicals generated in a gaseous state are hydrogenated and stabilized as low-molecular weight by the hydrogen abstraction reaction from the hydrogenated tar to become reformed coal tar.

【0028】これらのガス状の低分子化合物および水添
タールを、配管38を経由して熱交換器39に導入し、
ここで80℃まで冷却する。この後、気液分離器40に送
液して、ここで液体となった軽質のコールタールおよび
水添タールとを、ガス成分とに分離する。コールタール
および水添タールは、配管42を経由して系外に排出し
て回収する。
The gaseous low molecular weight compound and hydrogenated tar are introduced into the heat exchanger 39 through the pipe 38,
Here, cool to 80 ° C. Then, the liquid is sent to the gas-liquid separator 40, and the light coal tar and hydrogenated tar which have become liquid are separated into gas components. The coal tar and hydrogenated tar are discharged to the outside of the system via the pipe 42 and collected.

【0029】一方、気液分離器40で分離されたガス成
分は、配管41を経由して熱交換器43に導入してさら
に25℃に冷却する、次いで、気液分離器44で、軽質
な液体成分と、水素、メタン等のガス成分とに分離す
る。この後、ガス成分は、配管45を経由して、一方、
軽質な液体成分は配管46を通して、系外に排出させ
る。
On the other hand, the gas component separated in the gas-liquid separator 40 is introduced into the heat exchanger 43 via the pipe 41 and further cooled to 25 ° C., and then in the gas-liquid separator 44, light Separate into liquid components and gas components such as hydrogen and methane. After this, the gas component passes through the pipe 45, while
The light liquid component is discharged to the outside of the system through the pipe 46.

【0030】なお、上述の実施例で使用した水添タール
は、軽質化を実施しなかった時に得られたコールタール
をオートクレーブを用いて水添して得られた油を用い
た。オートクレーブでの水添条件は、市販のニッケル触
媒を用いて、反応圧力 30atm、反応温度 390℃、反応温
度保持時間60分である。得られた水添タールのうち、沸
点 200〜400 ℃の留分のみを、噴霧した水添タールとし
て使用した。
As the hydrogenated tar used in the above-mentioned examples, oil obtained by hydrogenating coal tar obtained when no lightening was carried out using an autoclave was used. The hydrogenation conditions in the autoclave are a reaction pressure of 30 atm, a reaction temperature of 390 ° C., and a reaction temperature holding time of 60 minutes using a commercially available nickel catalyst. Of the obtained hydrogenated tar, only the fraction having a boiling point of 200 to 400 ° C. was used as the sprayed hydrogenated tar.

【0031】図3に、上述の実施例において、水添ター
ルの噴霧を行なわず、軽質化を実施しなかった時に得ら
れたコールタール、すなわち配管42でサンプリングさ
れたものの蒸留曲線を示す。
FIG. 3 shows a distillation curve of the coal tar obtained when the hydrogenated tar was not sprayed and the lightening was not carried out in the above-mentioned embodiment, that is, the distillation curve of the sampled by the pipe 42.

【0032】一方、図4に、本実施例で水添タールを噴
霧して軽質化を行なった場合に得られたコールタールの
蒸留曲線を示す。図4の蒸留曲線は、配管42でサンプ
リングされた軽質化された発生コールタールと噴霧され
た水添タールの混合物から、噴霧した水添タールに相当
する蒸留留分を差し引きしたものであり、図3に示した
未軽質化処理のコールタール蒸留曲線と比較することに
より本発明の有効性を計ることが可能である。
On the other hand, FIG. 4 shows a distillation curve of coal tar obtained by spraying hydrogenated tar in the present example for lightening. The distillation curve in FIG. 4 is obtained by subtracting the distillation fraction corresponding to the sprayed hydrogenated tar from the mixture of the lightened generated coal tar and the sprayed hydrogenated tar sampled in the pipe 42. The effectiveness of the present invention can be measured by comparing with the coal tar distillation curve of the unreduced treatment shown in 3.

【0033】図3および図4の蒸留曲線を比較すると明
らかなように、上述の本実施例のコールタールの改質方
法によって、 300℃以下のコールタールの軽質留分は、
全コールタールの重量に対して約30%から約45%に増加
し、コールタールの軽質化が達成されたことが確認され
た。
As is clear from the comparison of the distillation curves of FIGS. 3 and 4, the light fraction of coal tar below 300 ° C. was obtained by the above-described coal tar reforming method of this example.
It was confirmed that lightening of coal tar was achieved, increasing from about 30% to about 45% of the total coal tar weight.

【0034】また、下記の表1に、未軽質化処理の発生
コールタール (A)、噴霧した水添タール (B)、軽質化さ
れた発生コールタールと噴霧された水添タールの混合物
(C)、軽質化された発生コールタールと噴霧された水添
タールの混合物から、噴霧した水添タールに相当する蒸
留留分を差し引きしたもの(D) の沸点留分毎の重量をま
とめて示す。なお、表1中の各重量は、発生したコール
タールの重量を100 グラムとしたときの値である。
In addition, in Table 1 below, unburned coal tar (A), sprayed hydrogenated tar (B), a mixture of lightened coal tar and sprayed hydrogenated tar.
(C), a mixture of lightened generated coal tar and sprayed hydrogenated tar, minus the distillation fraction equivalent to the sprayed hydrogenated tar (D). Show. Each weight in Table 1 is a value when the weight of the generated coal tar is 100 g.

【0035】[0035]

【表1】 [Table 1]

【0036】表1から明らかなように、軽質化された発
生コールタールと噴霧された水添タールの混合物から、
噴霧した水添タールに相当する蒸留留分を差し引きした
もの(D) では、未軽質化処理の発生コールタール (A)に
比べて、 300℃以下のコールタールの軽質留分が、いず
れも増加していた。
As can be seen from Table 1, from the mixture of lightened nascent coal tar and atomized hydrogenated tar:
In the case where the distillation fraction equivalent to the sprayed hydrogenated tar was subtracted (D), the light fraction of coal tar at 300 ° C or less increased in comparison with the coal tar (A) that had undergone non-lightening treatment. Was.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明した如く、本発明のコールター
ルの改質プロセスは、コークス炉で発生した直後の比較
的低分子なラジカル状態の有機化合物に水添タールを噴
霧して、この低分子ラジカルが縮合して重質化する前に
石炭乾留ガスの高温雰囲気で、水添タールの水素原子に
より、この低分子ラジカルを低分子のまま水素化安定化
する。これにより、特別に過酷な高温高圧状態を提供す
ることなく、軽質なコールタールを得ることができる。
また、コールタールを再加熱する必要が無いので、コー
ルタール中の軽質留分が再加熱によって熱分解してガス
化により損失することがない。さらに、得られた改質コ
ールタールの一部を水添処理装置で水添して、水添ター
ルとし、これをリサイクルしてコークス炉ガスに噴霧し
ているので、別途水添タールを用意する必要がない。こ
れらの結果、重質留分の少なく、軽質留分に富んだコー
ルタールを経済的に得ることができる。
As described above, in the coal tar reforming process of the present invention, hydrogenated tar is sprayed onto an organic compound having a relatively low molecular weight radical state immediately after being generated in a coke oven, and this low molecular weight is sprayed. Before the radicals are condensed and become heavy, the low-molecular radicals are hydrogen-stabilized in the high temperature atmosphere of the coal carbonization gas by the hydrogen atoms of the hydrogenated tar as low-molecular weight. As a result, light coal tar can be obtained without providing a particularly severe high temperature and high pressure condition.
Further, since it is not necessary to reheat the coal tar, the light fraction in the coal tar is not thermally decomposed by reheating and is not lost by gasification. Further, a part of the obtained reformed coal tar is hydrogenated with a hydrogenation treatment device to obtain hydrogenated tar, which is recycled and sprayed on the coke oven gas, so a separate hydrogenated tar is prepared. No need. As a result of these, coal tar rich in light fractions with less heavy fractions can be economically obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のコールタールの改質プロセスの一例を
示す概略図。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of a coal tar reforming process of the present invention.

【図2】本発明のコールタールの改質プロセスの効果を
確認する試験で使用した処理モデルを示す概略図。
FIG. 2 is a schematic view showing a treatment model used in a test for confirming the effect of the coal tar reforming process of the present invention.

【図3】比較例として、水添タールの噴霧を行なわず、
本発明のコールタールの改質方法による軽質化を実施し
なかった得られたコールタールの蒸留曲線を示す特性
図。
FIG. 3 As a comparative example, without spraying hydrogenated tar,
The characteristic view which shows the distillation curve of the obtained coal tar which did not implement lightening by the reforming method of the coal tar of this invention.

【図4】本発明のコールタールの改質方法により得られ
たコールタールの蒸留曲線を示す特性図。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a distillation curve of coal tar obtained by the method for reforming coal tar of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…コールタール改質プロセス、11…コークス炉、
12…上昇管部、13,17,18,20,21,2
3,26,27,28,29…配管、14…安水タン
ク、15…ドライメイン配管、16…タールデカンタ
ー、19…タール水添プラント、22…ガス処理プロセ
ス、24…ガスホルダー、25…PSA。
10 ... Coal tar reforming process, 11 ... Coke oven,
12 ... Ascending pipe section, 13, 17, 18, 20, 21, 21
3, 26, 27, 28, 29 ... Piping, 14 ... Low water tank, 15 ... Dry main piping, 16 ... Tar decanter, 19 ... Tar hydrogenation plant, 22 ... Gas treatment process, 24 ... Gas holder, 25 ... PSA .

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コークス炉、前記コークス炉で発生した
直後のコークス炉ガスに水添タールを噴霧する水添ター
ル噴霧部、および、コールタールを水添して前記水添タ
ールとする水添処理装置を具備し、 前記コークス炉ガス中に含まれる石炭中の石炭高分子構
造体が熱分解することにより発生するコールタールの低
分子ラジカルを、前記水添タールにより供与される水素
原子と反応させて前記低分子ラジカルを水素化安定化
し、軽質留分に富んだ改質コールタールを得ると共に、
前記水添処理装置により、前記改質コールタールの一部
を水添して前記水添タールとし、前記水添タール噴霧部
により前記コークス炉ガスに前記水添タールを噴霧し、
前記石炭から発生した直後のコールタールの水素化安定
化に利用することを特徴とするコールタールの改質プロ
セス。
1. A coke oven, a hydrogenated tar spraying section for spraying hydrogenated tar to a coke oven gas immediately after being generated in the coke oven, and a hydrogenation treatment for hydrogenating coal tar to obtain the hydrogenated tar. A low-molecular radical of coal tar generated by thermal decomposition of a coal polymer structure in coal contained in the coke oven gas, which is provided with an apparatus, and is reacted with a hydrogen atom provided by the hydrogenated tar. And stabilize the low-molecular radicals by hydrogenation to obtain modified coal tar rich in light fractions,
With the hydrogenation treatment device, a part of the reformed coal tar is hydrogenated to the hydrogenated tar, and the hydrogenated tar is sprayed onto the coke oven gas by the hydrogenated tar spraying unit,
A coal tar reforming process, which is used for stabilizing the hydrogenation of coal tar immediately after it is generated from the coal.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103289740A (en) * 2013-01-23 2013-09-11 大连理工大学 Method for preparing clean fuel oil from coal tar
CN103789032A (en) * 2012-11-05 2014-05-14 中国石油化工股份有限公司 Method for hydrogenation of medium-low temperature coal tar to produce refrigerator oil base oil
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