JPS5843433B2 - 石炭液化法 - Google Patents

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、重質油の製潰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／ｃ４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、系内への送り込みを容易にし
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
ー化ばかりでなく、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
環溶剤より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（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ＳＲＣＩＩ法、Ｅ
ｘｘｏｎ法等で採用されている。

Ｅ ｘｘｏｎ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■／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の方法は油底率が石炭単位量あたり増加するという
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、この方法の欠点は多量の灰分を循環するため配管
、バルブ内の摩耗が増加する点と、４００℃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
製品としてとり出すことが可能な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沸点２
００〜４００℃を主成分と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℃程度の
重質油とそれ以下の沸点２００〜４００℃を主成分とし
た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
化分解されてより低沸点の化合物となり、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しないので、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た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。

実施り １ スラリー処理量４１／Ｈｒの液化抽出反応塔と溶剤処理
量２Ｊ／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
った。

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 溶剤比 ２ ■ 減圧蒸留により以下の４留分に分離 Ａ留分 ＩＢＰ〜２００℃ Ｂ留分 ２００〜４００℃ Ｃ留分 ４００〜５５０℃ Ｄ留分 ４５０〜５５０℃ Ｅ留分 ５５０℃より上 減圧ボトム ■ 水添反応条件 ３８０℃ 触媒 Ｍｏ −Ｎｉ −Ａｌ ２０ｓ水
素圧力 １００ｋｇ／ｃｎｔ ＬＨ８Ｖ＝１ （Ｈｒ−１） 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。

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。

縮収率が１００をこえているのは水素消費のためである
。

表３から明らかなように、方法■、■では重質油（ｂｐ
４００℃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（なり、方
法■ではＯ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。

また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。

また■より■、■の方が操業が安定しており、圧損等の
ばらつきが少なかった。

方法■では、軽質油、中質油収率が方法■、■と同様に
増加するが、（軽質油＋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ため配管、バルブ
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。

実施例 ２ 実施例１と同一の液化プラントを用いて、以下の条件で
連続操業を行なった。

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 実施例１と同じ ■ 液化反応条件 ４５０℃ 滞留時間 １時間 水素圧力 １５０ｋｇ／ｃｒｒｉ 溶剤比 １，５ ■ 水添反応条件 ３８０℃ 触媒 Ｍｏ −Ｎ ｉ −Ａ ｌ ２０
３水素圧力 １００ｋｇ／ｃｒｒｔ ＬＨ８Ｖ ＝１ （Ｈｒ ’） 溶剤循環方法として、以下の２法で各々４８時間の連続
操業を行なった。

結果は下記の表４の如くであった。

（結果は、４８時間の水添−液化の溶剤リサイクル実験
の平均値を示す。

） 表４に示すように、本発明の実施例である方法１の液収
率は４１％であり、方法２は３５％で、両者間には顕著
な差意が見られる。

これは方法２では、重質油を水添工程に入れるため、カ
ーボンデポジットにより触媒力が劣化し、溶剤に充分に
水素を与えることができず、供与性水素が不足したもの
と考えられる。

方法１では、沸点２００〜４５０℃の留分を水素化した
後、液化工程へ循環するので、２００〜４５０℃の留分
が軽質化し、特に２００℃までの軽質油収率が高い。

方法１での操業後得られた平衡溶剤は、２００〜４００
℃の留分が、９０％］を占めていた。

上述のごとく、本発明の方法は比較例に比し、優れた効
果を奏している。

【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である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、沸点２００〜４
   ００℃を主成分とした溶剤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。