JPS58109587A - Improved liquefaction of solid carbonaceous material - Google Patents

Improved liquefaction of solid carbonaceous material

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JPS58109587A
JPS58109587A JP57143528A JP14352882A JPS58109587A JP S58109587 A JPS58109587 A JP S58109587A JP 57143528 A JP57143528 A JP 57143528A JP 14352882 A JP14352882 A JP 14352882A JP S58109587 A JPS58109587 A JP S58109587A
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liquefaction
solvent
product
solid
extraction
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JP57143528A
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Japanese (ja)
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リチヤ−ド・エフ・バウマン
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ExxonMobil Technology and Engineering Co
Original Assignee
Exxon Research and Engineering Co
Esso Research and Engineering Co
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/006Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08

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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭などの固体炭素質材料の改良変換方法に関
するものである。さらに詳細には、本発明は石炭など固
体炭素質材料の改良液化方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improved method for converting solid carbonaceous materials such as coal. More particularly, the present invention relates to an improved method for liquefying solid carbonaceous materials such as coal.

周知されているように、証明されている石油及びガス埋
蔵量は世界全体で減少しつつあり、代替エネルギー源に
対する需要がますます顕現化するようになった。この種
の1代替エネルギー源は、勿論石炭である。何故なら、
石炭は正界中の多くの国々における豊富な化石燃料であ
るからである。
As is well known, proven oil and gas reserves are decreasing worldwide and the demand for alternative energy sources has become increasingly evident. One alternative energy source of this kind is, of course, coal. Because,
This is because coal is an abundant fossil fuel in many countries throughout the world.

しかしながら、石炭は最終消費者により一般的に計容さ
れるようになるためには、液体もしくは気体燃料が通常
要求されているような地域において、石炭を利用しうる
ような形態に変換する必要があるであろう。
However, for coal to become commonly metered by end consumers, it needs to be converted into a form that can be used in areas where liquid or gaseous fuels are normally required. There will be.

この目的で、石炭を液化し及び(又は)ガス化する幾つ
かの方法が従来提案されている。これらのうち、石炭を
液化する方法がより望ましいと思われる。何故なら、よ
り広範囲の生産物が生成され、これら生産物はより容易
に輸送かつ貯蔵しうるからである。
For this purpose, several methods of liquefying and/or gasifying coal have been proposed in the past. Among these methods, the method of liquefying coal seems to be more desirable. This is because a wider range of products is produced and these products can be more easily transported and stored.

従来提案されているこれら幾つかの液化方法のうち、溶
剤著しくは希釈剤、特に水累ドナー溶剤若しくは希釈剤
の存在下にかつ水素含有気体の存在下に石炭を液化する
ような方法が、より大きな利点を与えると思われる。こ
れら方法において、液化は高温度及び高圧力下で行なわ
れ、炭化水素ガスが副産物として生成されることは避け
られない。しかしながら大抵の場合、これら及びその他
の液化方法は比較的多量の炭素を含有する通常固体の残
留生成物をもたらし、この残留生成物は経済的な廃棄物
のない方法を探求する場合、さらに加工することなく廃
棄することはできない。従来、この欠点を避ける目的で
幾つかの方法が提案されている。たとえば、炭素含量が
、これを廃棄しても方法の経済性に大して悪影響を与え
ないように充分低くなる点まで、通常固体の残留生成物
の炭素含量が減少される時点まで、通常固体の残留生成
物を別途の段階でさらに液化Kかけることができる。し
かしながら、段階的液化は、さらに液化を行なうためK
は付加的装置が必要とされ、かつエネルギー及びその他
ユーティリティが必要とされる結果、投資コスト及び運
転費の両者を著しく増大させる。従来、通常固体の残留
生成物の全部若しくは一部を単一の又は複数の液化段階
に循環させることも提案されている。しかしながら、こ
れを行なう場合、循環物質の大部分は非反応性であるか
(灰分)、或いは変換が困難である(フジニット)。こ
れら物質は′OMfR物質の60%の量にも達し、これ
ら物質の循環は経費を増大させると共に、熱効率を低下
させる。従来、単にこれら通常固体の残留生成物を直接
的に燃焼させるか、或いは通常固体の残留生成物をガス
化させて気体生産物を生成させ、次いでこれを燃料とし
て燃焼させうろことも提案されている。しかしながら、
この方法における操作は、通常液体の生成物の収ギを減
少させ、したがって熱効率を低下させると共に段階的若
しくは付加的液化に関して上記したとほぼ同じ理由によ
り投資コストと運転費との両者を増大させる。最後に1
残留生成物の非反応性のフジニット部分を抽出により反
応性部分から分離することも従来提案されている。しか
しながら一般に、これらの操作は比較的高価な溶剤(た
とえばトルエン)の使用に依存し、この溶剤は次いで一
般に気化によって抽出物から分離せねばならない。この
種の操作も、主として溶剤を分離するための高エネルギ
ー要求により高価となることが証明されている。
Among these several liquefaction methods proposed in the past, a method in which coal is liquefied in the presence of a solvent, especially a diluent, especially a water donor solvent or diluent, and in the presence of a hydrogen-containing gas is more popular. Seems like it would give a big advantage. In these processes, liquefaction takes place at high temperatures and pressures, and it is inevitable that hydrocarbon gases will be produced as by-products. However, in most cases these and other liquefaction methods result in usually solid residual products containing relatively large amounts of carbon, which can be further processed if economical waste-free methods are sought. It cannot be disposed of without any damage. Several methods have been proposed to avoid this drawback. For example, a normally solid residual product is reduced to the point where its carbon content is sufficiently low that its disposal does not significantly affect the economics of the process. The product can be further subjected to liquefaction K in a separate stage. However, gradual liquefaction requires K
The additional equipment required and the energy and other utilities required significantly increase both investment and operating costs. In the past, it has also been proposed to circulate all or part of the normally solid residual product to a single or multiple liquefaction stages. However, when doing this, most of the recycled material is either non-reactive (ash) or difficult to convert (fusinite). These materials amount to up to 60% of the 'OMfR materials, and recycling these materials increases costs and reduces thermal efficiency. Previously, it has been proposed to simply combust these normally solid residual products directly, or to gasify the normally solid residual products to produce gaseous products, which are then combusted as fuel. . however,
Operating in this manner reduces the yield of normally liquid product, thus reducing thermal efficiency and increasing both capital and operating costs for much the same reasons as discussed above with respect to staged or additive liquefaction. Finally 1
It has also previously been proposed to separate the non-reactive Fujinit portion of the residual product from the reactive portion by extraction. Generally, however, these operations rely on the use of relatively expensive solvents (eg toluene), which must then be separated from the extract, generally by vaporization. This type of operation also proves to be expensive, mainly due to the high energy requirements for separating the solvent.

上記Kwiみ、少ない液化工程しか必要としない方法で
熱効率を増大させて運転することができ、炭素含量が比
較的低くしかも廃棄することのできる通常固体の残留生
成物をもたらすような液化方法に対する要望が、容易に
顕現化すると思われる。
In view of the above, there is a need for a liquefaction process that can be operated with increased thermal efficiency in a manner that requires fewer liquefaction steps and that results in a normally solid residual product that has a relatively low carbon content and can be disposed of. seems to be easily realized.

さらに詳細には、通常固体の残留生成物中に含有される
炭素の相当な部分を抽出により効率的に回収する液化方
法に対する要望が容易に顕現化すると思われる。
More specifically, there is likely to be a need for a liquefaction process that efficiently recovers by extraction a significant portion of the carbon contained in the normally solid residual product.

今回、従来法の上記及びその他欠点は、本発明の方法及
びそれにより提供される改良液化法により減少させうろ
ことが見出された。したがって、本発明の目的は改良液
化方法を提供させることであり、液体生成物の収率を高
温度かつ高圧力下での付方目的液化なしにしかも通常固
体の残留生成物の不活性なフジニット部分を循環させる
ことなしに増大させ、通常同体の残留生成物は好ましく
は抽出操作の後直接に廃棄することができ、方法の経済
性及び熱効率に対し影響が少ない。上記及びその他の目
的及び利点は、以下の説明及び添付図面から明瞭となる
であろう。
It has now been found that these and other drawbacks of conventional methods may be reduced by the method of the present invention and the improved liquefaction process provided thereby. It is therefore an object of the present invention to provide an improved liquefaction process which increases the yield of a liquid product at high temperatures and pressures without the objective of liquefaction and yet with an inert fusinite of the normally solid residual product. The residual product, which is enlarged without recycling the portions and is usually isomeric, can preferably be disposed of directly after the extraction operation, with less impact on the economics and thermal efficiency of the process. These and other objects and advantages will become apparent from the following description and accompanying drawings.

本発明によれば、上記及びその他の目的と利点は石炭な
どの固体炭素質材料、を高温度かつ高圧力下で水素ドナ
ー溶剤の存在下に液化させ、その後反応性残留物の少な
くとも一部を通常固体の残留生成物から抽出することに
より達成される。この抽出は液化にかけられる固体炭素
質材料から得られる水素ドナー溶剤で行なわれる。抽出
からのラフィネートは、溶剤を分離することなく、液化
工程に循環されそれによりこの方法の全液体収率を増大
させる。抽出後に残存する通常固体の残留生成物は、抽
出工程に対する供給物よりも小値の炭素を含有するので
、直接に廃棄することができ、未抽出の元来の通常固体
の残留生成物を捨てる場合よりも経済性に対する悪影響
が少ない。しかしながら、以下に充分説明するように、
固体炭素質材料の最大変換率及び最大熱効率は残存する
通常固体の残留生成物を燃焼させるか、或いはこれをさ
らに処理して有用な燃料を生成させることにより実現さ
せる。
In accordance with the present invention, these and other objects and advantages are achieved by liquefying a solid carbonaceous material, such as coal, in the presence of a hydrogen donor solvent at high temperatures and pressures, and subsequently removing at least a portion of the reactive residues. This is usually achieved by extraction from the solid residual product. This extraction is carried out with a hydrogen donor solvent obtained from the solid carbonaceous material that is subjected to liquefaction. The raffinate from the extraction is recycled to the liquefaction step without solvent separation, thereby increasing the overall liquid yield of the process. The normally solid residual product remaining after extraction contains a lower value of carbon than the feed to the extraction process and can be disposed of directly, discarding the unextracted original normally solid residual product. There is less negative impact on economics than in the case of However, as explained fully below,
Maximum conversion rates and maximum thermal efficiencies of solid carbonaceous materials are achieved by combusting or further processing the remaining typically solid residual products to produce useful fuels.

上記したように本発明は、たとえ(ハ<ず炭、コークス
などのような、石炭など固体炭素質材料の改良液化方法
圧関するものであり、ここで液体生成物の収率はより大
きな熱効率をもって増大され、これにより反応性炭素含
景の少ない通常固体の残留生成物が生成される。液化は
高温度かつ高圧下に水素ドナー溶剤の存在下で行なわれ
、この水素ドナー浴剤は液化液体生成物の一部から製造
される。液化の際使用される水素ドナー溶剤の少なくと
も一部分を使用して、液化から得られた通常固体の残留
生成物を抽出し、通常固体の残留生成物から抽出された
炭素質材料の少なくとも一部は液化の際存在するであろ
う。
As mentioned above, the present invention relates to an improved liquefaction process for solid carbonaceous materials such as coal, such as coal, coke, etc., where the yield of liquid product is increased with greater thermal efficiency. Liquefaction is carried out at elevated temperatures and pressures in the presence of a hydrogen donor solvent, which produces a liquefied liquid. The normally solid residual product obtained from the liquefaction is extracted using at least a portion of the hydrogen donor solvent used during the liquefaction, and the normally solid residual product is extracted from the normally solid residual product. At least a portion of the carbonaceous material will be present during liquefaction.

一般に、本発明の方法は、効果的に水系化及び液化し5
る任意の固体炭素質材料を液化するのに使用することが
できる。この種の固体炭素質材料は、必ずしも限定する
ものではないが、石炭、くず炭、ビオマス、コークスな
どを包含する。本発明の方法は、石炭の液化において特
に有用であり、無煙炭、歴青炭、亜歴青炭、亜炭、泥炭
、褐炭などを包含する従来公知の任意の石炭を液化する
のに使用することができる。
In general, the process of the present invention effectively aqueousizes and liquefies 5
It can be used to liquefy any solid carbonaceous material. Solid carbonaceous materials of this type include, but are not necessarily limited to, coal, scrap charcoal, biomass, coke, and the like. The method of the present invention is particularly useful in the liquefaction of coal and can be used to liquefy any coal known in the art, including anthracite, bituminous, subbituminous, lignite, peat, brown coal, etc. can.

通常、固体炭素質材料は微細状態に磨砕される。Typically, solid carbonaceous materials are ground to a finely divided state.

しかしながら、実際に使用される微粒子寸法又は粒子寸
法の範囲は本発明にとって臨界的でなく、実際上はぼ任
意の粒子寸法を使用することができる。これKもかかわ
らず、本発明にしたがって液化される固体炭素質材料は
一般に1/4インチ未満の粒子寸法、好ましくは約8メ
ツシユ未#(M・1−3− S・篩い寸法)の粒子寸法
まで磨砕される。
However, the actual particle size or range of particle sizes used is not critical to the invention, and virtually any particle size can be used. Notwithstanding this, the solid carbonaceous material liquefied according to the present invention generally has a particle size of less than 1/4 inch, preferably a particle size of less than about 8 mesh (M.1-3-S. sieve size). It will be ground up to.

固体炭素質材料を寸法決定した後、これを水素ドナー溶
剤によりスラリー化させる。以下詳細に説明するように
、スラリーを調製するのに使用される水素ドナー溶剤の
少なくとも一部を使用して、通常同体の残留生成物を液
化工程力・ら抽出する。
After the solid carbonaceous material is sized, it is slurried with a hydrogen donor solvent. As described in more detail below, at least a portion of the hydrogen donor solvent used to prepare the slurry is used to extract the isogenic residual product from the liquefaction process.

一般に、固体炭素質材料は溶剤を含有するスラリーを生
成させるのに充分な量のドナー溶剤によってスラリー化
させる。すなわち、固体炭素質材A3−1の比はN量基
準で約[18:1〜約10:1の範囲である。不明a書
中に使用する詳細な水素ドナー溶剤は液化液状生成物の
一部から生成される水系ドナー浴剤を意味し、そこに含
有されうる任意の非ドナー物質をも包含する。
Generally, the solid carbonaceous material is slurried with a sufficient amount of donor solvent to form a solvent-containing slurry. That is, the ratio of the solid carbonaceous material A3-1 is in the range of about 18:1 to about 10:1 based on the amount of N. As used herein, the specific hydrogen donor solvent refers to an aqueous donor bath formed from a portion of the liquefied liquid product, and also includes any non-donor material that may be contained therein.

本発明の方法に使用される水素ドナー溶剤は液化からの
液化生成物の任意の部分とすることができ、全溶剤の重
電に基づき、少なくともfJo、 s箪量チのドナー性
水素を含有し、或いは全溶剤の重量に基づき少なくとも
約0.8重量チのドナー性水素を含有するように処理す
ることができる。特に有効な溶剤は液化生成物から分画
された蒸留フラクションであり、約350°〜約425
°Fの範囲の初期沸点と約700°〜900下の範囲の
最終沸点とを有するものである。通常、これらのフラク
ションは全溶剤の重量に基づいて少なくとも約0.8N
量チのドナー性水素を含有するが、芳香族物質の少な(
とも一部を水素添加して対応するヒドロ芳香族化合物に
することにより通する水素ドナー溶剤を生成させるのに
充分な芳香族績度を有する。
The hydrogen donor solvent used in the process of the present invention can be any part of the liquefaction product from liquefaction and contains at least f Jo, s g of donor hydrogen, based on the total solvent weight. , or can be processed to contain at least about 0.8 weight percent donor hydrogen, based on the weight of total solvent. A particularly effective solvent is the distillate fraction separated from the liquefied product, from about 350° to about 425°
It has an initial boiling point in the range of about 700°F and a final boiling point in the range of about 700° to below 900°F. Typically, these fractions contain at least about 0.8N based on the weight of total solvent.
Contains a large amount of donor hydrogen, but has a small amount of aromatic substances (
Both have sufficient aromaticity to produce hydrogen donor solvents which can be passed by hydrogenation of a portion to the corresponding hydroaromatic compound.

この点において、液化の際水素を供与しうる化合物は従
来技術において周知されており、多くのものが米国符許
i 3.867.275号明細書に記載されていること
を特記すべきである。液化の際、水素を供与しうる化合
物は、インゾーン、ジヒドロフルオリン、C4゜〜C1
2テトラヒドロナフタレン、ヘキサヒドロフルオレン、
デヒドロ−、テトラヒドロへキサヒドロ−及びオクトヒ
ドロ−フェナンスレン、C12〜C13アセナフテン、
テトラヒドロ−、ヘキサヒドロ−及びデカヒドロ−ピレ
ン、ジー、テトラ−及びオクタヒドロアントラセン並び
に1部飽和された芳香族化合物の他の誘導体を包含する
。同様に従来技術で周知されているように、各棟の石炭
液化液状生成物の水素化は、これら公知の水素ドナー化
合物の1種若しくはそれ以上を生成するであろう。
In this regard, it should be noted that compounds capable of donating hydrogen upon liquefaction are well known in the prior art, and many are described in U.S. Pat. No. 3,867,275. . Compounds that can donate hydrogen during liquefaction include inzone, dihydrofluorin, C4° to C1
2-tetrahydronaphthalene, hexahydrofluorene,
dehydro-, tetrahydrohexahydro- and octohydro-phenanthrene, C12-C13 acenaphthene,
Includes tetrahydro-, hexahydro- and decahydro-pyrene, di-, tetra- and octahydroanthracene and other derivatives of partially saturated aromatic compounds. As is also well known in the art, hydrogenation of each building's coal liquefaction liquid product will produce one or more of these known hydrogen donor compounds.

本発明の方法を開始する際かつ液化にかける固体炭素質
材料から生成される溶剤が入手しえない場仕、本方法は
上自己した任意公知の水素ドナー化合物で開始させ、又
は操作することができる。純粋化合物として或いはこれ
ら化合物の混合物として、単独で又は敢化粂件下に水素
を供与しない成分と組合せて使用することができる。始
動の際或いは液化にかける固体炭素質材料から生ずる浴
剤が入手しえないその他の場合、水素化クレオソート油
を使用することもできる。通常、クレオソート油は、液
化Kかけられる固体炭素質材料から生ずる溶剤と同様に
水素化され、この方法を以下詳細に記載する。固体炭素
質材料をスラリー化させた後、次いでこのスラリーを約
700〜950下の範囲の温度かつ約800〜約m、 
o o o psig の範囲の圧力にて液化にかける
。通常、スラリーを調製する際に使用される全溶剤の約
20〜約100亀量チを最初に使用して反応性残留生成
物を、液化の際生成される通常固体の残留生成物から抽
出する。この溶剤は約5〜約50庫前係反応性残留物を
含有する。したがって、液化はitで石炭51部当り約
0.05〜0.5部の反応性残留物の存在下で行なわれ
る。液化の際、反応性残留物は気体及び液体生成物に変
換され、これにより固体炭素質材料の全変侯率及び通常
液体の生成物の収率を増大させる。
When starting the process of the present invention and in the event that the solvent produced from the solid carbonaceous material to be subjected to liquefaction is not available, the process may be initiated or operated with any known hydrogen donor compound. can. They can be used as pure compounds or as mixtures of these compounds, alone or in combination with non-hydrogen donating components. Hydrogenated creosote oil can also be used during start-up or in other cases where bathing agents derived from solid carbonaceous materials subjected to liquefaction are not available. Typically, creosote oils are hydrogenated as well as solvents derived from solid carbonaceous materials subjected to liquefied K, a process described in detail below. After slurrying the solid carbonaceous material, the slurry is then heated at a temperature ranging from about 700 to below 950°C and from about 800 m to about
Subject to liquefaction at pressures in the range of o o o psig. Typically, from about 20 to about 100 g of the total solvent used in preparing the slurry is initially used to extract reactive residual products from the normally solid residual products produced during liquefaction. . The solvent contains from about 5 to about 50 pre-reactive reactive residues. Liquefaction is therefore carried out in the presence of about 0.05 to 0.5 parts of reactive residue per 51 parts of coal. During liquefaction, reactive residues are converted into gaseous and liquid products, thereby increasing the total conversion rate of solid carbonaceous material and the yield of normally liquid products.

液1しの除、固体炭素質材料は、一部がjlfl常気体
の生成物に、一部が通常液体の生#:物にかつ一部が通
常固体の残留生成物に変換される。一般に1週常固体の
残留生fJi、?Iは約900°〜約1100″Fの範
囲の初期沸点を有し、未変換炭素質材料と無機物質と高
沸点の変換炭素買物質とを含有する。
Upon removal of the liquid, the solid carbonaceous material is converted partly to a normally gaseous product, partly to a normally liquid raw material, and partly to a normally solid residual product. Generally solid residual fJi for one week? I has an initial boiling point in the range of about 900° to about 1100″F and contains unconverted carbonaceous material, inorganic material, and high boiling converted carbonaceous material.

通常、高沸点の変換炭素質物質は、残留物をさらに液化
Kかけるか或いは全残留物を循環させれば、さらに分子
量を減少させることができる。同様に、残留物をさら忙
液化にかけ、或いは残留物を液化段階に循環させれば、
未変換物質の少なくとも一部が変換されうるであろう。
Typically, high-boiling converted carbonaceous materials can be further reduced in molecular weight by further subjecting the residue to liquefaction K or by recycling the entire residue. Similarly, if the residue is subjected to further liquefaction or if the residue is recycled to the liquefaction stage,
At least a portion of the unconverted material could be converted.

未変換炭素質材料の変換困難な部分(フジニット)は、
通常、その後の液化又は残留物の循環により変換されな
いであろう。同様に、無機?!l質(灰分)も残留物の
液化或いはその(1131によって変換されないであろ
う。
The difficult-to-convert portion of unconverted carbonaceous material (Fujinit) is
It will usually not be converted by subsequent liquefaction or recycling of the residue. Similarly, inorganic? ! The lubricant (ash) will also not be converted by liquefaction of the residue or its (1131).

今回驚くこと罠、反応性物質をさらに液化にかけ或いは
液化工程に楯瑣させた場合、気体若しくは液体生成物に
変換されうる通常固体の炭素質材料の相当な部分が、通
常固体の残留生成物の非反応性部分、すなわち灰分及び
フジニットから分離されうろことが見出され、この場合
ドナー溶剤、特に液化にかけられる固体炭素質材料から
生ずるドナー浴剤により残留物を抽出して行なわれる。
What is surprising here is that when a reactive material is subjected to further liquefaction or is subjected to a liquefaction process, a significant portion of the normally solid carbonaceous material that can be converted to gaseous or liquid products is converted into a normally solid residual product. The residue is found to be separated from the non-reactive parts, ie ash and fusinite, by extraction of the residue with a donor solvent, in particular a donor bath originating from the solid carbonaceous material subjected to liquefaction.

抽出は、比較的温和な条件■で行rx ウことができ、
通常固体の残留生成物の抽出された反応性部分は、、き
らにこれを液化工程の1つ若しくはそれ以上に循環させ
ることにより変換される。この場合、通常固体の残留生
成物の反応性部分の変換は、通常固体の残留生成物を別
の工程における液化にかける際必要とされるよりも少な
いエネルギーで達成され、かつ又通常固体の全残留生成
物を循環させる際に必要とされるよりも少ないエネルギ
ーで達成される。したがって、本発明の方法は、従来提
案されている方法よりもずっとエネルギー効率が犬であ
る。
Extraction can be performed under relatively mild conditions.
The extracted reactive portion of the normally solid residual product is converted by recycling it to one or more liquefaction steps. In this case, the conversion of the reactive portion of the normally solid residual product is accomplished with less energy than would be required in subjecting the normally solid residual product to liquefaction in a separate step, and also This is accomplished with less energy than would be required in recycling the residual product. Therefore, the method of the present invention is much more energy efficient than previously proposed methods.

通常、抽出はfJ50〜約600″Fの範囲の温度かつ
約0〜約750 psig  の範囲の圧力にて行なわ
れる。抽出は、通常固体の材料の可溶性若しくは抽出性
部分を液体で抽出するのに有効である従来公刊の任意適
当な手段で行なわれる。通常、抽出は、通常固体の残留
生成物と抽出の際に使用される浴剤との間の良好な接触
を44.保するよう、混合良好な容器で行なわれる。次
いで、通常固体の残留生成物の抽出された部分を含有す
る溶剤は、たとえばデカンテーション、遠心分離、1週
などのような任意適当な手段により通常固体の残部生成
物の比較的非反応性の部分から分離することができる。
Typically, extraction is carried out at a temperature in the range of 50 to about 600" F and a pressure in the range of about 0 to about 750 psig. Extraction is used to extract the soluble or extractable portion of a normally solid material with a liquid. Extraction is carried out by any suitable conventionally published means which are effective.Normally, extraction is carried out by mixing to maintain good contact between the usually solid residual product and the bath agent used during the extraction. The solvent containing the extracted portion of the usually solid residual product is then removed by any suitable means such as, for example, decantation, centrifugation, week, etc. can be separated from the relatively unreactive parts of the

これらのうち、重力分離の後のデカンテーションが特に
適している。何故なら、この特定方式の分離については
より少ないエネルギーが必要とされるからである。分離
に次いで、液化にかけるべき固体炭素質材料のスラリー
の調製に溶剤部分を直接に使用するεとができる。灰分
及びフジニットの豊富なラフィネート流れに同伴されう
る全ての溶剤をフラッシュ蒸発若しくは水での置換によ
り除去することができる。特に炭素含量が比較的少ない
残余の残留物を捨てることができる。
Of these, gravitational separation followed by decantation is particularly suitable. This is because less energy is required for this particular type of separation. Following separation, the solvent portion can be used directly in the preparation of a slurry of solid carbonaceous material to be subjected to liquefaction. Any solvent that may be entrained in the ash- and fusinite-rich raffinate stream can be removed by flash evaporation or displacement with water. In particular, residual residues with a relatively low carbon content can be discarded.

しかしながら、最大効率を得るには、灰分及びフジニッ
ト豊富なラフィネートを燃焼にかけてその燃料値を回収
するか、或いはこれをガス化にかけて水素含有の気体を
生成させ次いでこれを使用して液化及び浴剤フラクショ
ンの水素化を行なうのが特に便利と思9れる。ガス化を
行なうため部分酸化法を使用する場合は、水による同伴
溶剤の[置換が成る種の利魚を与えるであろ佼。
However, for maximum efficiency, the ash- and fusinite-rich raffinate must be combusted to recover its fuel value, or it can be gasified to produce a hydrogen-containing gas, which can then be used for liquefaction and bath agent fractions. It appears particularly convenient to carry out the hydrogenation of 9. When using a partial oxidation method to perform gasification, the displacement of the entrained solvent by water provides certain advantages.

上記したように、通常、液化は約700〜約900″F
の範囲の温度かつ約800〜31口00ps ig  
の範囲の圧力圧て行なわれる。任意の個数の液化段階若
しくは帯域を使用して液化を行なうこともできるが、単
一段階が一般に好適である。
As noted above, liquefaction typically occurs at temperatures between about 700 and about 900″F.
Temperature in the range of 800~3100ps ig
It is carried out at pressures in the range of . Although any number of liquefaction stages or zones may be used to effect the liquefaction, a single stage is generally preferred.

何故なら、これは初期投鏝コストを低減させ、かつ液化
を行なうためのエネルギー要求を低減させるからである
。必要とされる全公称滞留時間は、固体炭素質材料の少
なくとも一部の液化を行1ヨうのに充分な時間とし、一
般に約10〜fJ200分間の範囲である。
This is because it reduces the initial casting cost and reduces the energy requirements to perform the liquefaction. The total nominal residence time required is sufficient to liquefy at least a portion of the solid carbonaceous material and generally ranges from about 10 to 200 minutes.

前記したように、液化は気体生成物と通常液体の生成物
と通常固体の残留生成物とをもたらす。
As mentioned above, liquefaction results in a gaseous product, a usually liquid product, and a usually solid residual product.

液化の後、これらの生成切に、慣用技術を用いて個々の
相に分離することができる。たとえば、気体生成物は上
部からフラッシュさせることができ、液体及び固体生成
物は次いでf過、遠心分離若しくは蒸留を用い゛C分離
することができる。これらのうち蒸留が好適である。
After liquefaction, these products can be separated into individual phases using conventional techniques. For example, gaseous products can be flushed from the top and liquid and solid products can then be separated using filtration, centrifugation or distillation. Among these, distillation is preferred.

分離の後、気体生成物はパイプラインガスまで品質向上
させることができ、或いはこれを燃焼して液化工程に対
するエネルギーを生成させることもできる。或いは、気
体生成物の全部若しくは一部を改質して、液化工程用の
水素を提供することもできる。
After separation, the gaseous product can be upgraded to pipeline gas or it can be combusted to generate energy for the liquefaction process. Alternatively, all or part of the gaseous product can be reformed to provide hydrogen for the liquefaction process.

液体生成物は実質上任意所望の生成物分布に分画するこ
とができ、及び(又は)この一部を直接に燃料として使
用し、或□いは慣用技術を用いて品質向上させることも
できる。本発明によれば、液体生成物の一部を分離しか
つ溶剤若しくは希釈剤として本発明の液化工程に使用す
ることができる。
The liquid product can be fractionated into virtually any desired product distribution and/or a portion thereof can be used directly as a fuel or upgraded using conventional techniques. . According to the invention, a portion of the liquid product can be separated and used as a solvent or diluent in the liquefaction process of the invention.

液体生成物のこの部分を水素化して、これを溶剤若しく
は希釈剤として使用する前にドナー性水素の量を増大さ
せることもできる。通常、ナフサフラクションを回収し
、このナフサフラクションをさらに処理して高品質のガ
ソリン又はナフサ範囲で肺と5する同様な燃料を生成す
ることもできる。
This portion of the liquid product may also be hydrogenated to increase the amount of donor hydrogen before using it as a solvent or diluent. Typically, the naphtha fraction is recovered and this naphtha fraction can also be further processed to produce high quality gasoline or similar fuels in the naphtha range.

最後に、本発明の改良方法によれば、通常固体の残部生
成物の少なくとも一部を抜き一部、液体生成物から分離
された溶剤の少なくとも一部と腰触させることにより抽
出し、通常固体の残留生成物から抽出された成分を含有
するこの溶剤を固体炭素質材料スラリーの生成に使用し
、最終的にこれを本発明の液化工程にかける。通常、重
量で通常固体の残留生成物1部当り約1〜約6部の溶剤
若しくは希釈剤を抽出工程における残留生成物と接触さ
せる。この抽出の結果、残留物の反応性部分の約20〜
約80重tチが抽出の際に通常固体の残留物から分離さ
れる。次いで、スラリー調製を調節して、液化工程若し
くは帯域に供給される固体炭素質材料の1部当り約0.
05〜約α5部の「反応性成分」を提供する。
Finally, according to the improved method of the present invention, at least a portion of the normally solid remaining product is extracted by removing a portion and bringing it into contact with at least a portion of the solvent separated from the liquid product. This solvent containing components extracted from the residual product of is used to produce a solid carbonaceous material slurry, which is ultimately subjected to the liquefaction process of the present invention. Typically, from about 1 to about 6 parts by weight of solvent or diluent per part of normally solid residual product are contacted with the residual product of the extraction step. This extraction results in approximately 20 to 20% of the reactive portion of the residue.
Approximately 80 tons are usually separated from the solid residue during the extraction. Then, the slurry preparation is adjusted, and about per part of a solid carbon material supplied to the liquefied process or bandwidth.
05 to about α5 parts of “reactive component” is provided.

本発明の好適具体例において、石炭は約80〜約880
°Fの範囲の温度かつ約1500〜約2、000 ps
ig の範囲の圧力にて単一工程の液化操作で液化され
る。好適具体例において、石炭は石炭液化の液体生成物
から分画された溶剤若しくは希釈剤でスラリー化され、
溶剤が少なくとも45重量%の水素ドナー物質を含有し
、かつ少なくとも125重tesのドナー性水素を含有
するよう水素化される。スラリーを調製する際使用され
る溶剤の全てを使用して、反応性物質を液化の際生成さ
れた通常固体の残留生成物から抽出する。
In preferred embodiments of the invention, the coal has a molecular weight of about 80 to about 880
Temperatures in the range of °F and about 1500 to about 2,000 ps
It is liquefied in a single step liquefaction operation at pressures in the range of ig. In a preferred embodiment, the coal is slurried with a solvent or diluent fractionated from the liquid product of coal liquefaction;
The solvent contains at least 45% by weight hydrogen donor material and is hydrogenated to contain at least 125 tes of donor hydrogen. All of the solvents used in preparing the slurry are used to extract the reactive substances from the usually solid residual products produced during liquefaction.

調製後のスラリーは、液化工程若しくは帯域に供給する
際、石炭1部当り約0.1〜約0.5部の残留生成物か
らの反応性物質を含有する。スラリーにおける溶剤対石
炭の比は約1=1〜約5:1の範囲である。液化の際の
公称滞留時間は約40〜約140分間の範囲である。好
適具体例において、抽出は約100〜約4000)’の
範囲の温度かっ0〜約50 o psig の範囲の圧
力にて行なわれる。
The prepared slurry, when fed to the liquefaction step or zone, contains from about 0.1 to about 0.5 parts of reactive material from the residual product per part of coal. The ratio of solvent to coal in the slurry ranges from about 1=1 to about 5:1. Nominal residence times during liquefaction range from about 40 to about 140 minutes. In a preferred embodiment, the extraction is carried out at a temperature ranging from about 100 to about 4000 psig and a pressure ranging from 0 to about 50 opsig.

溶剤と通常固体の残留生成物との間の接触は向流式バッ
フル接触容器中において約4=1〜約8:1(v/v)
の範囲の溶剤対通常固体の残部生成物の比において行な
われる。好適具体例において、バッフル接触容器は垂直
に配置され、浴剤は上方に流動すると共に、通常固体の
残留生成物は下方に沈降する。次いで、溶剤をバックル
接触容器の頂部又はその近辺において抜き取られ、抽出
された反応性物質を含有しない通常固体の残留生成物は
底部又はその近辺から抜き取られる。
Contact between the solvent and the normally solid residual product is from about 4:1 to about 8:1 (v/v) in a countercurrent baffled contact vessel.
The ratio of solvent to residual product, which is usually solid, is in the range of . In a preferred embodiment, the baffled contact vessel is arranged vertically, so that the bath agent flows upwardly and the normally solid residual product settles downwardly. The solvent is then withdrawn at or near the top of the buckle contact vessel, and the residual product, which is usually solid and does not contain extracted reactive substances, is withdrawn at or near the bottom.

以下、添付図面を参照して本発明を%に好適な実施例に
つき説明する。第1図を参照して、微細な石炭などの固
体炭素質材料は経路11を介して混合容器10中に導入
され、経路12を介して導入された水素ドナー溶剤若し
くは希釈剤によりスラリー化される。好適具体例におい
て、溶剤は液化液体生成物から分画された蒸留フラクシ
ョンの全部若しくは一部であり、このフラクションを水
素化して少な(とも45重量−の水素ドナー物質を含有
する浴剤を生成させ、これを反応性固体炭素質材料を通
常同体の残留生成物から抽出するのに使用する。抽出工
程に浴剤の全部を使用しない場合、液化を行なうのに必
要とされる追加溶剤を経路13を介して循環させること
ができる。しかしながら、始動の際、或いは循環溶剤が
使用できない場合、任意公知の有用な水素ドナー溶剤若
しくは希釈剤を経路14を介して経路13中に導入する
ことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. Referring to FIG. 1, a solid carbonaceous material such as fine coal is introduced into a mixing vessel 10 via path 11 and slurried with a hydrogen donor solvent or diluent introduced via path 12. . In a preferred embodiment, the solvent is all or a portion of the distillation fraction separated from the liquefied liquid product, and this fraction is hydrogenated to produce a bath agent containing less (by weight -45%) hydrogen donor material. , which is used to extract the reactive solid carbonaceous material from the usually homogeneous residual product.If not all of the bath is used in the extraction process, the additional solvent required to effect the liquefaction is added to route 13. However, during start-up, or if a circulating solvent is not available, any known useful hydrogen donor solvent or diluent can be introduced into line 13 via line 14.

混合容器10中においてかつ通常固体の残留生成物が利
用されうる場合、石炭などの固体炭素質材料はさらに前
記残留物から抽出された反応性物質と混合される。図示
した具体例において、反応性物質は経路12を介して混
合容器10中に供給された溶剤中に含有される。好適具
体例において、反応性物質と固体炭素質材料とを約o、
i:1〜約O,S:1(重量による)の比にて混合する
。反応性物質と固体炭素質材料とは抽出工程に使用され
るものを含む充分な溶剤と混合され、経路12を介して
混合容器10中に導入されて溶剤対固体炭素質材料の比
が4:1〜約8:1の範囲にあるスラリーを生成させる
In the mixing vessel 10 and if a normally solid residual product is available, a solid carbonaceous material such as coal is further mixed with the reactive material extracted from said residue. In the illustrated embodiment, the reactive substance is contained in a solvent fed into mixing vessel 10 via line 12. In a preferred embodiment, the reactive material and the solid carbonaceous material are separated from each other by about o,
Mix at a ratio of i:1 to about O, S:1 (by weight). The reactive material and solid carbonaceous material are mixed with sufficient solvent, including that used in the extraction process, and introduced into mixing vessel 10 via line 12 to provide a solvent to solid carbonaceous material ratio of 4: A slurry ranging from 1 to about 8:1 is produced.

図示した具体例において、スラリーは経路16を介して
混合容器10から抜き取られ、予備ヒーター17中に通
される。予備ヒーター17中において、スラリーは通常
所望の温度まで、一般に液化が行なわれる温度よりも約
50〜約100’F低い温度まで加熱される。所望なら
ば、特に固体炭素質材料がまだ事前に乾燥されていない
ならば、水蒸気を経路18を介して頂部からフラッシュ
させる。
In the illustrated embodiment, the slurry is withdrawn from the mixing vessel 10 via path 16 and passed into a preheater 17. In preheater 17, the slurry is heated to the desired temperature, typically about 50 to about 100'F below the temperature at which liquefaction occurs. If desired, water vapor is flashed from the top via path 18, especially if the solid carbonaceous material has not already been previously dried.

通常、固体炭素質材料のスラリーを分子状水素と混合す
る。好適具体例において、分子状水素は経路19を介し
て予備加熱する前に加えられる。
Typically, a slurry of solid carbonaceous material is mixed with molecular hydrogen. In a preferred embodiment, molecular hydrogen is added via path 19 prior to preheating.

しかしながら、これは臨界的でなく、水素は予備ヒータ
ー17の下流で加えることもでき、或いは直接に液化容
器中に添加することもできる。いずれにせよ、水素は水
蒸気が頂部からフラッシュされた後に導入される。好適
具体例において、水素は液化からの気体生成物の水蒸気
リホーミングにより又は固体残留生成物の非反応性部分
のガス化により、又は別の工程における固体炭素質材料
のガス化により生成され、これら全ては慣用技術によっ
て行なうことができる。一般に、乾燥固体炭素質材料に
基づき約2〜約10重量%好ましくは約3〜約8重i%
の分子状水素を与えるのに充分7*””14)y8h7
:、・  、・、、□スラリーは経路20を介して予備
ヒーターから抜き取られ、直接に液化容器21に移送さ
れる。
However, this is not critical and the hydrogen can also be added downstream of the preheater 17 or directly into the liquefaction vessel. In any case, the hydrogen is introduced after the water vapor has been flushed from the top. In a preferred embodiment, the hydrogen is produced by steam reforming of the gaseous product from liquefaction or by gasification of the non-reactive part of the solid residual product or by gasification of solid carbonaceous material in a separate step; All can be done by conventional techniques. Generally, from about 2% to about 10% by weight, preferably from about 3% to about 8% by weight, based on dry solid carbonaceous material.
enough to give molecular hydrogen of 7*””14)y8h7
: , , , , , □ The slurry is extracted from the preliminary heater through the path 20 and directly transferred to the liquefaction container 21 .

液化容器21において、固体炭素質材料は少なくとも一
部液化され、通常何ら転化触媒の存在なしに少なくとも
部分的にガス化される。好ましくは、液化容器は約40
〜約140分間の範囲の公称滞留時間を与えるような寸
法とし、好適具体例において単一の容器が使用される。
In the liquefaction vessel 21, the solid carbonaceous material is at least partially liquefied and at least partially gasified, usually without the presence of any conversion catalyst. Preferably, the liquefaction vessel has a capacity of about 40
A single vessel is used in the preferred embodiment, sized to provide a nominal residence time in the range of ~140 minutes.

さらに、液化帯域21内における温度は好ましくは約8
00〜約880°Fの範囲の温度、かつ圧力は好ましく
は約1、500〜約2.000 psig の範囲内に
調節される。
Furthermore, the temperature within the liquefaction zone 21 is preferably about 8
The temperature ranges from 0.00 to about 880 degrees Fahrenheit, and the pressure is preferably adjusted to within the range of about 1,500 to about 2.000 psig.

図示した具体例においては、液化容器21からの混合生
成物と経路22を介して抜き取り、分離手段25に移送
する。図示した具体例において、大気圧及び減圧の混成
蒸留カラムとすることができ、気体生産物とナフサ沸点
範囲以下の沸点を有する生成物とを経路24を介して頂
部から抜き取る一方、未変換固体炭素質材料と無機物質
と約95 [1”F〜約1050°Fの範囲の初期沸点
を有するに換物質とを7蕗25を介して抜き取る。次い
で、液体生産物を所望のフラクションに分画し、図示し
た具体例においては約150″Fの初期沸点と約350
°F〜約425下の範囲の最終沸点とを有するナフサ生
産物を経路26を介して抜き取る。
In the illustrated embodiment, the mixed product from the liquefaction vessel 21 is withdrawn via path 22 and transferred to separation means 25 . In the illustrated embodiment, it may be a mixed atmospheric and reduced pressure distillation column, with gaseous products and products having a boiling point below the naphtha boiling range being withdrawn from the top via line 24, while unconverted solid carbon The raw materials, inorganic materials, and convertible materials having an initial boiling point in the range of about 95° F. to about 1050° F. are withdrawn through seven filters 25. The liquid product is then fractionated into the desired fractions. , in the illustrated embodiment with an initial boiling point of about 150"F and about 350"F.
A naphtha product having a final boiling point ranging from below about 425 degrees Fahrenheit is withdrawn via line 26.

約350°F〜約425’Fの範囲の初期沸点と約65
0’F〜約sso″Fの範囲の最終沸点とを有する金属
蒸留フラクションを経路27を介して抜き取り、かつ約
650T〜約850″F″の範囲の初期沸点と約950
”F〜約1050”Fの範囲の最終沸点とを有する減圧
ガス油クラクションを経路28を介して抜き取る。
With an initial boiling point ranging from about 350°F to about 425'F and about 65
A metal distillation fraction having a final boiling point in the range of 0'F to about sso''F is withdrawn via path 27, and a metal distillate fraction having an initial boiling point in the range of about 650T to about 850''F'' and about 950
Vacuum gas oil horn having a final boiling point in the range of 1050°F to about 1050°F is withdrawn via line 28.

通常、塔頂の気体物質は、気体の下部炭化水素と水蒸気
と炭素酸化物と、たとえばS02及びH2Sのような酸
性気体と、液化の際生成された全てのアンモニヤと、液
化の際消費されなかった全ての水素とからなっている。
Typically, the gaseous substances at the top of the column are the gaseous bottom hydrocarbons, water vapor, carbon oxides, acidic gases such as S02 and H2S, any ammonia produced during liquefaction, and any ammonia not consumed during liquefaction. It consists of all hydrogen.

この流れを洗浄し、高Btuガスと軽質炭化水素と水素
を生成させるようにさらに分割する。一般に、この流れ
から回収される全ての水素を液化若しくは水素化工程に
再使用する。ナフサの流れは、良品質のガソリンを得る
ようさらに品質向上にかけることができ、経路28を介
して抜き取られる重質の流れは重質燃料油を生成させる
よう品質向上させることができ、或いはヒドロクラッキ
ングしかつリフオミングしてガソリン沸点フラクション
を生成させることもできる。一般に、溶剤沸点範囲の物
質又その少なくとも一部を接触水素化させて氷炭ドナー
物質の濃度を高め、次いで水素化フラクションの少なく
とも1部を使用して経路25を介し抜き取られた通常固
体の残留生産物の少な(とも1部から反応性物質を抽出
する。
This stream is cleaned and further split to produce high Btu gas, light hydrocarbons, and hydrogen. Generally, all hydrogen recovered from this stream is reused in the liquefaction or hydrogenation process. The naphtha stream can be further upgraded to obtain good quality gasoline, the heavy stream withdrawn via path 28 can be upgraded to produce heavy fuel oil, or hydro It can also be cracked and refomed to produce a gasoline boiling point fraction. Generally, the solvent boiling range material, or at least a portion thereof, is catalytically hydrogenated to increase the concentration of glacial donor material, and then at least a portion of the hydrogenated fraction is used to remove the normally solid residue via route 25. Reactive substances are extracted from a small portion of the product.

前記したように、使用される特定の分離様式は本発明に
とって臨界的でなく、実際に従来公知の任意の分離技術
を使用して気体、液体及び固体生成物の分離を行なうこ
とができる。たとえば、気体生成物を液化の後に直接に
フラッシュさせることができ、次いで液体一固体の混合
物を蒸留、f過、抽出、遠心分離などによる分離にかけ
ることができる。しかしながら、いずれの場合も、未反
応石炭と無機物質と高沸点炭化水素とを含有する残留生
成物を、液化調製物から分離された溶剤による抽出に対
し使用することができる。
As noted above, the particular separation mode used is not critical to the invention, and virtually any separation technique known in the art can be used to effect the separation of gas, liquid, and solid products. For example, the gaseous product can be flashed directly after liquefaction, and the liquid-solid mixture can then be subjected to separation by distillation, filtration, extraction, centrifugation, etc. However, in both cases the residual product containing unreacted coal, inorganic substances and high-boiling hydrocarbons can be used for extraction with a solvent separated from the liquefaction preparation.

好適具体例において、経路27を介して抜き取られた溶
剤フラクションは、これを抽出溶剤又は液化溶剤若しく
は希釈剤のいずれかとして使用する前に水素化される。
In a preferred embodiment, the solvent fraction withdrawn via path 27 is hydrogenated before its use as either an extraction solvent or a liquefaction solvent or diluent.

好ましくは、水素化は従来この目的で有効であることが
仰られた条件下において触媒的に行なわれる。図示した
具体例において、水素化は水素化容器29中において経
路3゜から導入された分子状水系によって行なわれる。
Preferably, the hydrogenation is carried out catalytically under conditions conventionally said to be effective for this purpose. In the embodiment shown, the hydrogenation takes place in the hydrogenation vessel 29 with a molecular water system introduced from path 3°.

実際に使用される水素は任意の供給源からのものであっ
てもよく、好適具体例においては、液化からの気体生成
物の少なくとも1部の水蒸気リフォーミング圧より、或
いは通常固体の残留生成物の少なくとも1部のガス化に
より、或いは液化にかけられる固体炭素質材料の1部の
ガス化により生成される。図示した具体例において、未
反応の水素及び水素1ヒの際の気体生成物を経路61を
介して抜き取る。所望ならば、この気体生成物を処理し
て、佑堀水素を回収することもできる。さらに図示した
具体例において、水素化生成物を経路32を介して抜き
取る。水素化生成物は、抽出工程に使用される溶剤部分
と、混合容器1oに直接に戻される溶剤の部分と、生成
されうる過剰の浴剤とを包含する。抽出の際溶剤として
使用すべき水素化生成物の部分は、経路39を介して抜
き取られ、水素化生成物の残余の部分は経路32’を介
して抜き取られる。経路33を介して過剰の浴剤を、将
来液化の際使用するために生成物として抜き取りかつ貯
蔵することができる。所望に応じ、混合容器10に直接
に供給される溶剤の部分は経路13を介して循環される
The hydrogen actually used may be from any source, in preferred embodiments from the steam reforming pressure of at least a portion of the gaseous product from liquefaction, or from the normally solid residual product. or by gasification of a portion of a solid carbonaceous material that is subjected to liquefaction. In the embodiment shown, unreacted hydrogen and the gaseous products of the hydrogen reaction are withdrawn via line 61. If desired, this gaseous product can be processed to recover the hydrogen. Additionally, in the illustrated embodiment, the hydrogenation product is withdrawn via line 32. The hydrogenation product includes a portion of the solvent used in the extraction step, a portion of the solvent that is returned directly to the mixing vessel 1o, and any excess bath agent that may be produced. The portion of the hydrogenation product to be used as a solvent during the extraction is removed via line 39, and the remaining portion of the hydrogenation product is removed via line 32'. Via route 33, excess bath agent can be extracted and stored as product for future use in liquefaction. If desired, a portion of the solvent supplied directly to the mixing vessel 10 is circulated via line 13.

通常、水素化は約600’F〜約950°Fの郡、囲の
温度かつ約600〜約2.000 psig、好ましく
は1.000〜i、 500 psig  の範囲の圧
力にて行なわれる。水素化の除の水素処理速度は一般に
約1、ODO〜約10. OD Oscf/ bbl 
 の範囲である。
Typically, the hydrogenation is carried out at temperatures ranging from about 600'F to about 950F and pressures ranging from about 600 to about 2.000 psig, preferably from 1.000 to about 500 psig. The hydrogen treatment rate excluding hydrogenation is generally about 1, ODO to about 10. OD Oscf/bbl
is within the range of

任意公知の水素化触媒を使用しうるが、ニッケルモリブ
デン触媒が特に好適である。
Although any known hydrogenation catalyst may be used, nickel molybdenum catalysts are particularly preferred.

本発明の改良方法によれば、経路25を介して抜き取ら
れる残留生成物はこれを分割して、その全部若しくは一
部を抽出にかけることができる。
According to the improved method of the invention, the residual product withdrawn via route 25 can be divided and subjected to extraction in whole or in part.

抽出にかけるべき部分を経路34を介して抜き取り、接
触容器40に供給する。好適具体例において、通常固体
の残留生成物の全てを接触容器40中に通す。抽出にか
けなかった残留生成物の全ての部分を経路35を介して
抜き取り、慣用技術に従って処理することができる。−
穀圧、残留生成物の約80〜約1ooinsが抽出にか
げられる。
The portion to be subjected to extraction is withdrawn via channel 34 and fed to contact vessel 40 . In a preferred embodiment, all of the normally solid residual product is passed into contact vessel 40. Any portion of the residual product that has not been subjected to extraction can be withdrawn via route 35 and processed according to conventional techniques. −
From about 80 to about 1 ooins of grain pressure, residual product is lost to extraction.

接触容器40中において、抽出浴剤として使用される水
素化容器29からの水素化生成物のフラクションを接触
容器40の底部又はその近辺に導入し、これは接触容器
中を上方に流れ、その頂部若しくはその近辺において経
路41を介して抜き取られる。経路34を通して導入さ
れた残留生成物は一般に下方に流動し、接触容器からそ
の底部若しくはその近辺において経路341を介して抜
き取られる。図示した具体例において、経路41をを介
して抜き取られかつ抽出された反応性物質を含有する溶
剤は、次いでノックアウトドラム42中に通されて、そ
こに含有される全ての未反応物質の分離を容易化させる
。未反応物質はノックアウトドラム42から経路43’
を介して分離される。
In contact vessel 40, a fraction of the hydrogenation product from hydrogenation vessel 29, used as an extraction bath, is introduced at or near the bottom of contact vessel 40, which flows upwardly through the contact vessel and at its top. It is extracted via the path 41 at or near the area. The residual product introduced through line 34 generally flows downward and is withdrawn from the contact vessel at or near its bottom via line 341. In the illustrated embodiment, the solvent containing the reactive substances withdrawn and extracted via path 41 is then passed through a knockout drum 42 to separate out any unreacted substances contained therein. make it easier. Unreacted substances are routed from the knockout drum 42 to a path 43'.
separated via.

次いでノックアウトドラムにおいて分離された非反応性
物質は、接触容器4oから経路43中圧分離されかつ分
離器46中に導入される非反応性物質と混合することが
できる。分離器において、同伴された溶剤を塔頂でフラ
ッシュさせることができ、通常固体の残留生成物の残余
部分は経路48を介して抜き取ることができる。回収さ
れた溶剤(図示せず)はノックアウトドラム42から抜
き取られた溶剤と混合することができ、或いは経路32
を介して水素化容器29から抜き取られた溶剤と混合す
ることができる。一般に、非反応性物質を含有しない溶
剤は、経路12を介してノックアウトドラム42から抜
き取られ、混合容器1゜に供給される。経路48を介し
て抜き取られた通常固体の残留生成物の残余部分は直接
に廃棄されるが、或いは慣用技術に従つ【処理し、その
エネルギーを回収することができる。
The non-reactive substances separated in the knock-out drum can then be mixed with the non-reactive substances separated from the contact vessel 4o by medium pressure in the path 43 and introduced into the separator 46. In the separator, the entrained solvent can be flashed overhead and the remaining portion of the normally solid residual product can be withdrawn via line 48. The recovered solvent (not shown) can be mixed with the solvent withdrawn from the knockout drum 42 or
can be mixed with the solvent drawn off from the hydrogenation vessel 29 via the hydrogenation vessel 29. In general, solvent free of non-reactive substances is withdrawn from the knockout drum 42 via path 12 and fed to the mixing vessel 1°. The remaining portion of the normally solid residual product withdrawn via line 48 is disposed of directly or may be treated according to conventional techniques to recover its energy.

上記したように、好適具体例において、抽出はfJl 
00〜約400 ″Fの範囲の温度かつ約0〜約500
 psig  の範囲の圧力にて行なわれる。図示した
具体例において、接触容器40中における処理速1Wは
約4〜8v / v / krr、の範囲である。図示
しないが、接触容器40は攪拌容器とすることができ、
溶剤/通常固体残留生成物の全部を抜き取り、これを重
力分離器に移送することができる。
As mentioned above, in the preferred embodiment, the extraction is fJl
Temperatures in the range of 0 to about 400″F and about 0 to about 500″F
It is carried out at pressures in the psig range. In the illustrated embodiment, the processing rate 1 W in the contact vessel 40 ranges from about 4 to 8 v/v/krr. Although not shown, the contact container 40 can be a stirring container,
All of the solvent/usually solid residual product can be withdrawn and transferred to a gravity separator.

次いで、溶剤の主要部分を、固体レベル上方の個所にお
いてデカンテーション容器から抜き取って分離すること
ができる。次いで、残余の固体部分に同伴される溶剤を
上記と同様に分離することができる。攪拌容器を使用す
る場合、空間速度は直装でないが、反応性物質の約20
〜f180重量%を通常固体の残留生成物から分離する
のを確保するのに充分な接触時間を与えるべきである。
The main portion of the solvent can then be drawn off and separated from the decantation vessel at a point above the solids level. The solvent entrained in the remaining solid portion can then be separated off as described above. When using a stirred vessel, the space velocity is not directly mounted, but approximately 20
Sufficient contact time should be provided to ensure separation of ~f180% by weight from the normally solid residual product.

このように分離された反応性物質はたとえばトルエンな
どのようなより一般的な溶剤の使用に必要とされるより
も少ないエネルギーで回収され、従来の、・11 浴剤は一般に分離されて液化工程における浴剤としてで
なく、抽出操作に再使用される。
The reactive substances separated in this way are recovered with less energy than would be required using more common solvents such as toluene, and conventional bath agents are generally separated and processed in the liquefaction process. It is reused for extraction operations rather than as a bath agent.

以上、本発明及びその好適具体pHを広義に記載したが
、これは以下の例を参照してより一層明瞭となるであろ
う。しかしながら、これらの例は例示の目的であって、
決して本発明を限定することを意図するものでない。
Although the present invention and its preferred specific pH have been broadly described above, this will become clearer with reference to the following examples. However, these examples are for illustrative purposes and
It is not intended to limit the invention in any way.

例  1 この例においては、1日当り10’0ポンドの連続装置
においてイリノイ産シーム石炭(イリノイ1Nn6)’
L固体炭素質材料として使用することにより試験を行な
い、約400″Fの初期沸点と約800’Fの最終沸点
とを有しかつ約40〜約45重量%の水素ドナー物質を
含有する水素化循環液体を抽出用浴剤及び液化用の溶剤
若しくは希釈剤として使用した。装置は、第1図に示し
たと同様な方法で操作した。水素化容器29から抜き取
られた溶剤の全部を使用して残留生成物を分離容器から
抽出した。抜き取られた際、残留生成物はトルエン可溶
性物質の40Tai%を含有する。この残留物を水素ド
ナー浴剤により600下の温度かつOpsig  の圧
力にて公称接触時間5分間で抽出した。抽出後、通常固
体の残留生成物の残余部分は10重量%のトルエン可溶
性物質を含有した。
Example 1 In this example, Illinois seam coal (Illinois 1Nn6)' is used in a 10'0 pound per day continuous unit.
A hydrogenated material having an initial boiling point of about 400'F and a final boiling point of about 800'F and containing from about 40 to about 45% by weight hydrogen donor material. The circulating liquid was used as an extraction bath and as a liquefaction solvent or diluent.The apparatus was operated in a manner similar to that shown in FIG. The residual product was extracted from the separation vessel. When withdrawn, the residual product contained 40% of toluene soluble material. The residue was nominally contacted with a hydrogen donor bath at a temperature below 600 °C and a pressure of Opsig. The extraction time was 5 minutes. After extraction, the remainder of the usually solid residual product contained 10% by weight of toluene soluble material.

したがって、残留物を抽出するためスラリー調製を目的
とする溶剤の使用は、残留物からの反応性物質の約75
重量−の回収をもたらし、それに応じて気体及び液体生
成物の収率が増大した。
Therefore, the use of a solvent for the purpose of slurry preparation to extract the residue can remove approximately 75% of the reactive material from the residue.
weight recovery with a corresponding increase in gaseous and liquid product yields.

例  2 この例においては、試験を1日当り100ポンドの連続
装置を用い、ワイオダック炭を固体炭素質材料として使
用して行ない、そして約40011′の初期沸点と約s
oo’Fの最終沸点とを有しかつ約40〜約45重t%
の水素ドナー物質を含有する水素化循環液体を抽出用溶
剤として及び液化用の溶剤若しくは希釈剤として使用し
た。装置は第1図に図示したと同様な方法で操作した。
Example 2 In this example, tests were conducted using 100 pounds per day continuous equipment, using Wyodac coal as the solid carbonaceous material, and with an initial boiling point of about 40011' and about s
oo'F and about 40 to about 45 wt%
The hydrogenated recycle liquid containing hydrogen donor material was used as extraction solvent and as liquefaction solvent or diluent. The apparatus was operated in a manner similar to that illustrated in FIG.

水素化容器29から抜き取られた溶剤の全部を使用して
、残留物を分離容器から抽出した。抜き取られた際、残
留物はトルエン可溶性物質の50重t%を含有する。残
留物を水素ドナー浴剤により300’Fの温度かつOp
sig の圧力にて公称接触時間5分間で抽出した。抽
出後、通常固体の残留生成・吻の残余部分は10亘量チ
のトルエン可溶性物質を含有した。したがって残留物を
抽出するためスラリー1lilAi製用を目的とする溶
剤の使用は、残留物からの反応性物質の約80重量%の
回収をもたらし、それ罠応じて気体及び液体生成物の収
率が増大した。
All of the solvent withdrawn from the hydrogenation vessel 29 was used to extract the residue from the separation vessel. When drawn off, the residue contains 50% by weight of toluene soluble material. The residue was treated with a hydrogen donor bath at a temperature of 300'F and Op.
Extraction was performed at a pressure of sig with a nominal contact time of 5 minutes. After extraction, the remaining portion of the usually solid residual product contained over 10 ml of toluene soluble material. Therefore, the use of a solvent intended to extract the residue from the slurry results in a recovery of about 80% by weight of the reactive substances from the residue, with a corresponding increase in the yield of gaseous and liquid products. It increased.

上記から明らかなように1石炭の全変換率は約10〜1
5重景チ増大し、かつ気体生成物と液体生成物との両者
の収率も増大した。この増大は、迫力0液化工程を使用
する場合に必要とされ或いは全残留物を循環させる場合
に必要とされ或いは溶剤を使用して残留物を抽出し次い
でこれを蒸留により分離するような場合必要とされるよ
りも少ない装置かつ少ないエネルギーにて効果的に達成
された。
As is clear from the above, the total conversion rate of 1 coal is approximately 10 to 1
The yield of both gaseous and liquid products was also increased. This increase is required when using a zero force liquefaction process, or when recycling the entire residue, or when using a solvent to extract the residue and then separating it by distillation. This was effectively achieved using less equipment and less energy than was originally proposed.

以上、本発明を特定具体例につき説明かつ図示したが、
本発明はその範囲内においてA亀々設計変更をなし5る
ことが当業者には理解されよう。この理由で、不発明の
範囲を決定する目的には特許請求の範囲のみを参照すべ
きである。
Although the present invention has been described and illustrated with respect to specific specific examples,
It will be understood by those skilled in the art that the present invention is susceptible to modifications within its scope. For this reason, reference should be made only to the claims for purposes of determining the scope of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の範囲内における方法の略流れ図である
。 10: 混合容器 17: 予備ヒーター 21: 液化容器 23: 分離手段 29: 水素化容器 40: 接触容器 46: 分離器 4・・”゛・1 ・”4、・”[
FIG. 1 is a schematic flow chart of a method within the scope of the present invention. 10: Mixing container 17: Pre-heater 21: Liquefaction container 23: Separation means 29: Hydrogenation container 40: Contact container 46: Separator 4.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)(a)水素ドナー溶剤中の石炭などの固体炭素質
材料のスラリーを生成させ、 (bl  工程(alからスラリーを高温度かつ高圧力
にかけて石炭などの固体炭素質材料の1部を通常の気体
生成物に、1部を通常の液体生成物Kかつ1部を通常の
固体残留生成物に転換させ、(C1通常気体の生成物と
、通常液体の生成物と通常固体の残留生成物とを工程t
blから分離し、(d)  通常固体の残留生成物の少
なくとも1部をドナー溶剤により抽出し、かつ (el  工程(dlにおける抽出からの抽出物相の少
なくとも1部を工程(b)で行なわれる液化に循環させ
る、 ことを特徴とする石炭などの固体炭素質材料の改良液化
方法。
(1) (a) producing a slurry of solid carbonaceous material such as coal in a hydrogen donor solvent; 1 part to the usual liquid product K and 1 part to the usual solid residual product (C1 the usually gaseous product, the usually liquid product and the usually solid residual product) and process t
(d) extracting at least a portion of the normally solid residual product with a donor solvent; and at least a portion of the extract phase from the extraction in step (dl) being carried out in step (b) An improved method for liquefying a solid carbonaceous material such as coal, characterized by: circulating it through liquefaction.
(2)  ドナー溶剤が工程(C1で得られる液体生成
物から分離された蒸留フラクションであることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載の方法。
2. Process according to claim 1, characterized in that the donor solvent is a distillation fraction separated from the liquid product obtained in step (C1).
(3)  ドナー溶剤として使用される蒸留フラクショ
ンの少な(とも1部を工程(di Kおける残留生成物
を抽出するために使用することを特徴とする特許請求の
範囲第2項記載の方法。
3. Process according to claim 2, characterized in that a small portion of the distillation fraction used as donor solvent is used for extracting residual products in the step (diK).
(4)工程(dlの抽出からの抽出物相を、工程(al
においてスラリーを調製する際使用する溶剤として少く
なくとも1部使用することを特徴とする特許請求の範囲
第1項乃至第3項のいずれかに記載の方法。
(4) The extract phase from the extraction of step (dl) was transferred to the extract phase from the step (al
4. The method according to claim 1, wherein at least a part of the solvent is used in preparing the slurry.
(5)  工程(d)の抽出を約50〜約6oooFの
範囲の温度かつ約0〜約750 psig の範囲の圧
力にて行なうことを特徴とするtp!jiFF請求の範
囲第1項乃至第4項のいずれかに記載の方法。
(5) The extraction of step (d) is carried out at a temperature in the range of about 50 to about 6 oooF and a pressure in the range of about 0 to about 750 psig! jiFF The method according to any one of claims 1 to 4.
(6)溶剤対通常固体の残留生成物の比を約4=1〜約
8 : I V / Vの範囲にすることを特徴とする
%i?’FM求の範囲第1項乃至第5項のいずれかに記
載の方法。
(6) % i?, characterized in that the ratio of solvent to normally solid residual product is in the range of about 4=1 to about 8:IV/V. 'The method according to any one of items 1 to 5 of the range of FM determination.
(7)実施例及び図面を特に参照して実質的に本明細書
中に記載した石炭など炭素質材料の液化方法。
(7) A method for liquefying carbonaceous materials, such as coal, substantially as herein described with particular reference to the examples and drawings.
(8)特許請求の範囲第1項乃至第7項のいずれかの方
法により生成された液体生成物。
(8) A liquid product produced by the method according to any one of claims 1 to 7.
JP57143528A 1981-12-21 1982-08-20 Improved liquefaction of solid carbonaceous material Pending JPS58109587A (en)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60212486A (en) * 1984-03-16 1985-10-24 ラマス・クレスト・インコーポレイテツド Liquefaction of subbituminous coal

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CA1190167A (en) 1985-07-09

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