JPS581784A - 石炭液化法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は石炭の液化方法に関し、液化反応効率を上げ
るとともに製品油の質を向上させることを目的とするも
のである。

石炭の液化は軽質油、重質油の製造を目的としたもので
あり、液化反応の原理は従来からすでに知られている。

その液化原理は通常、炭化水素の高分子化合物からなる
石炭を炭化水素のより低分子化合物である軽質および重
質油成分に転化するもので、その方法としては高温高圧
下で石炭に水素を添加して液化する。

このような石炭の液化反応においては一般に溶剤が必要
とされるが、その理由は石炭が固体であるために２００
　ｋｇ、に−程度の高圧の反応系内へ連続的に一定量送
ることがむつかしく、そのために微粉砕した石炭を溶剤
と混合してスラリー化し、系内への送シ込みを容易にし
ようとするためである。

一方溶剤は液化した生成物を均一に分散させ、安定化さ
せる能力も有している。また溶剤が水素供与能を有して
いる場合には単にスラリー化はかやでなく、液化反応を
直接左右する重要な役割を果たすことになる。

従って、溶剤の具備すべき性状としては、操業を容易に
する媒体油であることおよび反応を促進する水素供与能
を有することが最も望まれる。

従来、この目的のため石炭液化用溶剤としては石炭を液
化して得られる製品である中、重質油をそのまま循環使
用するか、あるいはこの中重質油を水素化処理したもの
が使用されてきた。この場合、いかなる留分のいかなる
性質の油を使うかは液化反応の効率化、スラリー性状の
劣悪さに伴う操業上のトラブル防止、装置運転の安全性
確保のために重要な要素である。

例えば、米国の代表的な液化プロセスである５ＲＣ−Ｉ
Ｉ法、Ｅｘｘｏｎ法では石炭を液化した後、ガスを分離
し、得られた固液混合物を減圧蒸留により分離し、２０
０〜４５０℃程度の留分を循環溶剤として使用している
。ＥＸＸＯｎ法ではとの留分に触媒を用いて水素化処理
を施した後、循環溶剤として用いている。

溶剤として循環する留分以外の留分については軽質油、
水を含む低沸点留分は製品として系外へとり出すが、循
環溶剤よシ高沸点の留分の扱い方にいくつかの方法があ
る。そのうち特に次の２つの方法が良く知られている。

その第１は減圧蒸留あるいは遠心分離、カーマギー法等
の固液分離により未反応石炭と沸点５５０℃以上の成分
を含む留分を分離後、４００℃〜５５０℃程度の留分を
製品としてとり出し、未反応石炭を含む沸点５５０℃以
上の成分をガス化工程へ回し、水素製造に供する 第２は４００〜６００℃程度の未反応石炭等を含む留分
（蒸留によって液化生成物の分離を行なう時、減圧残渣
に相当する）を分離せず、そのまま一部をガス化工程へ
回し、他を石炭と一緒に混合し、循環溶剤とともに液化
抽出工程ヘリサイクルする方法である。

この方法はボトムリサイクルと称して５ＲＣＩＩ法、Ｅ
ｘｘｏｎ法等で採用されている。Ｅｘｘｏｎ法ではその
循環溶剤に水素化処理を施す点に特徴がある。

第１の方法はプロセスが簡単であるが、製品として得ら
れた４００〜６００℃程度の留分はＨ／Ｃが工程度と低
く、芳香族性が高く、粘度も高く、常温固形物であり、
しかも硫黄、窒素含有量が高いので、製品としての用途
が余りなく価値が低いという欠点がある。

第２の方法は油状率が石炭単位量あたシ増加するという
長所があり、芳香族性に富んだ高沸点留分を混合するた
め石炭との親和力が増し、しかも溶剤粘度が高くなり固
液２相分離がおこらず、スラリー化状態が良好となる長
所がある。

ただ、この方法の欠点は単位時間あたりの実質的石炭処
理量が減少するという点と、４００　’Ｃ以上の未反応
石炭を含む留分の一部をガス化工程へ回すため系外へ製
品としてとシ出すことが可能な４００〜６００℃の重質
油をガス化工程へ送ってしまうためロスとなる点であり
、また、とり出したボトムを流送し、粉砕するのに必要
な設備が必要な点である。

以上のような観点から種々検討したところ、前記４００
〜６００℃程度の重質油（未反応石炭、減圧ボトムを含
まない）を製品としてとり出さず、しかも芳香族性に富
んだ良好なスラリー化溶剤として水素化処理した中質油
留分と共に用いることが可能な本発明の方法に達した。

すなわち本発明の方法は、前記４００〜６００　’Ｃ程
度の重質油とそれ以下の留分の水素化処理生成物を混合
して、液化抽出用溶剤として用いるため、スラリーの２
相分離等もおこらず、装置運転上のトラブルもない。し
かも石炭との親和力が上がるため液化反応の効率化が可
能である。また４００℃以上の留分は特に限定されるも
のではなく、例えば４５０°〜５５０℃程度の留分を用
いてもよい。

液化工程へ循環された重質油は液化抽出工程で更に水素
化分解されてよシ低沸点の化合物となシ、水素化されて
水素供与性溶剤ともなるし軽質化された時点で製品とし
て取り出せば、製品の収量、品質がともに上がる。

また溶剤として使用する中質油を水素化する工程には、
これらの重質油を混合１−ないので、水素化触媒のカー
ボンデポジットによる劣化がおこらないという長所もあ
る。

この発明を実施するだめのフローシートの１例を第１図
に示す。以下本発明の実施例を比較例も含めて詳述する
。

スラリー処理量４　ｔ／Ｈｒ　の液化抽出反応塔と溶剤
処理量２１／Ｈｒの水素添加基と減圧蒸留塔などを持つ
液化プラント（第１図参照）で以下の条件で連続操業を
行な、つた。スタート開始溶剤としてクレオソート油を
用いた。

■使用石炭性状 ■液化反応条件 ４３０°Ｃ滞留時間　　１時間 水素圧力　　１５０に９ｚ’：ｒｌ 溶剤比　　２ ■水添反応条件 ３８０°Ｃ触媒　　Ｍｏ　−Ｎｉ　−Ａｔ２０３水素圧
力　　１ｏｏｋｇ／１ ＬＨ８Ｖ＝　ｌ　（Ｈｒ−’　） ■減圧蒸留により以下の４留分に分離 Ａ留分　　ＩＢＰ〜２００°Ｃ Ｂ留分　　２００〜４００°Ｃ Ｃ留分　　４００〜５５０°Ｃ Ｄ留分　　４５０〜５５０℃ Ｅ留分　　　５５０°より上　減圧ボトム溶剤条件とし
て以下の４通りの方法で行なった。

各々の条件で約８時・間づつ連続操業を行なった。

結果を第２図に示した。分析は１時間ごとに反応生成物
をとり出し蒸留により分離し、もとの溶剤量を差し引い
て石炭液化による油取率を求めた。

第２図かられかるように方法■で運転した場合、スラリ
ーの送り込みが不良で流量が安定せず、Ｃ３〜５００℃
の油取率が不安定で、データーがばらついていることが
わかる。また方法ｎ、ｍ、ｒｖで運転した場合、重質油
が溶剤に混合されているため操業が安定していることが
わかる。Ｃ３〜５００℃の油取率でみると方法■よりｎ
が、■、■より１”Ｖが高く、効果がはっきりしたが、
方法■ではＥ留分を循環再使用しているため方法Ｉ、Ｉ
Ｉ、ＩＩ［に比べ石炭処理量は丁であった。

第２図かられかるように方法■、■の卓越性は明確であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法のフローシート、第２図は実施例
と比較例の効果を対比する説明図である。 特許出願人　住友金属工業株式会社 代理人　佐　々　木　俊　哲 手続補正書 昭和５６年９月４日 特許庁長官　島　１）春　樹　殿 １　事件の表示 昭和５６年　特許願　第０９９０７１号２　発明の名称 石炭液化法 ３、　補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　大阪市東区北浜５丁目１５番地 名　称　　（２１１）　　住友金属工業株式会社代表者
　熊　谷　典　文 ４代理人〒１０３ 住　所　　東京都中央区日本橋堀留町−丁目６番３号５
　　補正命令の日付 自発補正 ６　　補正により増加する発明の数 なし ７　補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」と１図面の簡単な説明」
の欄および図面。 ８　補正の内容 （１１明細書第５頁２〜３行の「単位時間あたり・・・
・・・するという」を「多量の灰分を循環するため配管
、パルプ内の摩耗が増加する」と訂正する。 （２）明細書第７頁１０行〜第９頁７行の「■水添反応
条件・・・・・説明図である。」までを下記のように訂
正する。 「■減圧蒸留により以下の４留分に分離Ａ留分　　ＩＢ
Ｐ〜２００°Ｃ Ｂ留分　　２００〜４００°Ｃ Ｃ留分　　４００〜５５０°Ｃ Ｄ留分　　４５０〜５５０°Ｃ Ｅ留分　　５５０°ＣよりＦ　減圧ボトム■水添反応条
件 ３８０°Ｃ触媒　　　　ＭＯ−Ｎ１−Ａ１□０３水素圧
力　　　１００に９／ｃｒＩ ＬＨＳ　Ｖ＝　ｌ　（Ｈｒ−’） 溶剤条件として以下の４通りの方法で行なった。 表　　２ 各々の条件で約８時間づつ連続操業を行なった。 各々の操業による単位石炭あたりの製品収率を表３に示
す。 表　　３ 縮収率が１００をこえているのは水素消費のだめである
。 表３から明らかなように、方法ＩＩ、Ｉｌｌでは重質油
（ｂｐ４００℃以上）をとり出さず溶剤として添加し、
更に分解するので、製品としての重質油収率は少くなり
、方法■では０となる。 そして、質の高い軽質油、中質油収率が増加している。 丑だ石炭親和力の高い重質油を添加し溶剤の水素供与性
も高いので、液化率も高く、減圧ボトムも４５が４０．
４１と減少している。 まだＩより■、■の方が操業が安定しており、圧損等の
ばらつきが少ながった。 方法■では、軽質油、中質油収率が方法■、ＩＴＩと同
様に増加するが、（軽質油土中質油）の収率では方法■
と差がない。これは溶剤として多量の灰分を含んだ残渣
を添加するため溶剤の水素供与性が低下するためと考え
られる。また方法■では多量の灰分を循環するだめ配管
、パルプの摩耗が増加するので方法■、■のすぐれてい
ることは明白である。 ４、図面の簡単な説明 第１図は本発明の方法のフローシートである。」（３）
第２図を削除する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 水素供与性溶剤と水素含有ガスを用いる石炭液化法にお
   いて、液化抽出工程の生成物から、一定の範囲の留分を
   とり出して、水素化処理し、その水素化生成物と前記留
   分より高沸点でしかも未反応石炭を含まぬ留分とを混合
   し、石炭液化用溶剤として用いることを特徴とする石炭
   液化法。