JPS61163993A - 石炭の液化方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、成分組成を調整した液化生成物を石炭液化用
溶剤として循環使用することにより、軽質油収率を高め
た石炭液化法に間する。

（従来技術と問題点） 石炭の液化は、固体石炭を軽質油、重質油等の液□状物
に転換する技術で、反応の原理は従来から既に知られて
おり、通常は高温高圧下で石炭に水素を添加して液化す
る方法が採られる。このような石炭の液化反応において
は、固体石炭を、高圧系内にＩ！ｌ統的に直接導入する
ことが困難であるため、固体石炭を微粉砕し、これを溶
剤と混合してスラリー状にした形で高圧系内に圧送する
方法が採られる。

石炭の液化反応を連続的に実施するためには。

石炭と等量もしくはそれ以上の溶剤が必要となるが、こ
れにはほぼ例外なく石炭を液化して得られる生成物の一
部が当てられる。その理由は、外部から溶剤を補給する
よりも、系内でこれを自給する方が経済的に有利である
事が第１の理由であり、第２の理由は生成物のうちの比
較的重質成分を溶剤として使用することにより、石炭が
分解するとともにこの重質成分の一部も同時に分解、軽
質化する回部性が高く、この結果として単位石炭量あた
りの軽質油の収率が向上するからである。

このように、微粉石炭をスラリー化するために、液化生
成物のうちの比較的重質成分が溶剤として使用されるが
、実際には溶剤は単にスラリー化のためばかりではなく
、他にも種々の能力を有することが望ましい。例えば液
化生成物を均一に分数させ安定化させる能力を有してい
ること、溶解性等の面から芳香族性に富む方が好ましい
こと、液化反応を促進する水素供与詣を有していること
等が挙げられる。それ故、実際に液化重質油を循環溶剤
として使用するためには、あらかじめ種々の工夫をこら
して溶剤の性能を向上させる必要がある０例えば、溶剤
の水素供与能力を向上させるために、循環溶剤をあらか
じめ水素化処理する方法があり、これは米国のＥＤＳ法
等で広く採用されている。

２方１石炭液化反応の効率化を図るためには、蛍位時間
あたりの石炭処理量を多くし、かつ単位石炭量あたりの
液化油収率を高くすることが肝要である。しかし、実際
の石炭液化反応においては、高液化油収率を達成するた
めには普通１時間前後の反応時間が必要であり、またス
ラリー形成にあたっては、添加する溶剤量を減少させれ
ば石炭処理量が増大することになるが、スラリー中の溶
剤比率を減少させるとスラリーの粘度が上昇し、石炭と
溶剤の比率がほぼｌ：１前後になると、スラリーの連続
的な供給が不可能となる等の問題点がある。

そこで木発明者らは、スラリーの粘度を適正に保ち、更
に反応時間をも考慮しながら、軽質油収率の高い液化反
応を効率的に実施する方法について種々研究した結果、
石炭を液化して得られる生成物中の特定留分（沸点２０
０〜２５０℃成分）を液化重質油に混合して循環溶剤と
して使用すると石　　　１炭の液化反応の効率化が得ら
れることを見い出し、本発明を完成したものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明の骨子は、石炭を液化して得られる生成物を沸点
２００℃以下成分、沸点２００〜２５０℃成分、沸点２
５０〜３５０℃成分、沸点３５０〜５４０℃成分、及び
沸点５４０℃以上成分に分別した後、沸点２００〜２５
０℃成分又はその水素化処理生成物の全量もしくは一部
と沸点３５０〜５４０℃成分の全量もしくは一部とを混
合し、得られた混合物を石炭液化用溶剤として使用する
点にある。

本発明を図面によって説明すれば、先ずスラリー化工程
（１）で石炭と溶剤を混合してスラリーを調整する。場
合によっては、これに更に触媒を添加することもある０
次いでスラリーを、液化反応工程（２）に供給して、水
素存在下で石炭の液化反応を行なう。

反応後の溶剤を含む生成物は、分別工程（３）で、沸点
２００℃以下、沸点２００〜２５０℃、沸点２５０〜３
５０℃、沸点３５０〜５４０℃及び沸点５４０℃以上の
各成分に分別する。

このように分別した各成分のうち、沸点２００〜２５０
℃成分は次いで水素化工程（４）で水素化した後、沸点
３５０〜５４０℃成分と混合して石炭液化用溶剤として
循環使用する。

即ち、本発明では、石炭を液化して得られる生成物を先
ず分留して、沸点２００〜２５０℃成分と沸へ３５０〜
５４０℃成分を循環溶剤として使用する。

沸点２００℃以下の成分及び沸点２５０〜３５０℃成分
は市場価値の高い軽質油として製品化する。沸点５４０
℃以上の成分は触媒の性能を劣化させる傾向が強いので
、髄液化性成分及び灰分として除去する。この５４０℃
という温度は、現在の蒸留技術から考えて、この程度の
温度が、留出限界温度として採用したものである。沸点
２００〜２５０℃成分は、そのまま使用しても良いが、
あらかじめ水素化処理して使用すればより効果的である
。

水素化処理方法は、例えばＮｉ−Ｍｏ系等の触媒を固定
床型反応器に充填し１反応器度を３００〜３５０℃程度
とすれば十分に効率良く達成される。

沸点２００〜２５０℃成分又はその水素化処理生成物と
沸点３５０〜５４０℃成分は、必要に応じてその全量又
は一部を適当に混合して使用する。

（作用） 本発明で、沸点２００〜２５０℃成分と沸点３５０〜５
４０℃成分を混合して溶剤として使用するのは。

重質油である沸点３５０〜５４０℃成分のみを循環溶剤
としたスラリーは、粘度が著しく増大しスラリーの圧送
が困難となったり、また石炭液化反応分解物の安定化に
必要な水素が不足した反応雰囲気になって１分解物同志
の再結合、重合反応が行なわれる恐れがあるが、沸点２
００〜２５０℃成分を添加すると、スラリーの粘度が適
度に制御されてスラリー輸送のトラブルが回避され、同
時に水素の併給も円滑に行なわれて石炭の液化収率が著
しく向とするからである。沸点２００〜２５０℃成分を
あらかじめ水素化処理して用いた場合には、特に液化収
率の向上が認められる。

この理由は明らかではないが、軽質油を溶剤として使用
すると、軽質油は重質油よりも液化反応域において非常
に范発し易く、そのため重質油の液化反応域での滞在時
間を延長させるという効果を生じ、重質油及び未反応炭
等は反応時間の延長のために、分解軽質化し易くなるも
のと考えられる。なお、沸点２００〜２５０℃成分の添
加割合は特に限定されないが、スラリー化溶剤中にｌθ
〜５０％程度存在するのが好ましい。

次に、本発明を実施例及び比較例によって説明する。

（比較例り 吸収油とアントラセン油の等量混合溶剤１．５重量部に
対し、第１表に性状を示す石炭１重量部を用い、更にこ
れに鉄系触媒０．０３重量部を添加してスラリーを調製
し、連続式石炭液化装置にて石炭の液化実験を実施した
。実験条件は、反応温度４５θ℃、圧力１５０ｋｇ／　
ｃｒｎ’、平均滞留時間６０分、スラ１、−供給帯５□
／ｈｒ　、　、Ｈ２ガオ倶給量。、５□７１、　　　１
であった。

反応後のスラリーは、蒸留によって沸点３５０℃以下成
分、沸点３５０〜５４０℃成分及び沸点５４０℃以上成
分に分別した。ここで得られた沸点３５０〜５４０℃成
分を溶剤として使用し、前記と同様に石炭：溶剤：触媒
＝　１：１．５：０．０３の割合でスラリーを調製し、
前記と同様の装置及び条件下で液化実験を実施した０反
応後、沸点３５０〜５４０℃成分を分取し、再びこれを
循環溶剤として使用して石炭の液化実験を実施−した、
このようにして、合計８回の石炭液化実験をくり返した
。

６回くり返した後の石炭の反応率を第２表に示すが、全
油収率は約３４ｚであった。

（実施例１） 出発原料として比較例１と同様の石炭、溶剤、及び触媒
を使用してスラリーを調製し、比較例１と同様の装置及
び条件下で石炭の液化実験を実施した。

反応後のスラリーは、蒸留によって沸点２００℃以下成
分、沸点２００〜２５０℃成分、沸点２５０〜３５０℃
成分、沸点３５０〜５４０℃成分、及び沸点５４０℃以
上成分に分別した。ここで得られた沸点２００〜２５０
℃成分と沸点３５０〜５４０℃成分を、重量比で３ニア
の割合で混合し、この混合物を溶剤として使用し、比較
例１と同様に石炭の液化実験を６回くり返した。６回目
の石炭の反応率を第８表に示すが、全油収率は約４２鴬
軽質油収率は２７％であり、従って本発明法によれば、
石炭の液化反応が効果的に進行することが分る。

（比較例２） 出発原料として比較例１と同様の石炭、溶剤及び触媒を
使用してスラリーを調製し、同様の装置及び条件下で石
炭の液化実験を実施した１反応後のスラリーは、蒸留に
よって沸点２００℃以下成分、沸点２００〜３００℃成
分、沸点３００〜３５０℃成分、沸点３５０〜５４０℃
成分及び沸点５４０℃以上成分とに分別した。ここにて
得られた沸点３００〜３５０℃成分と沸点３５０〜５４
０℃成分を、重量比で３ニアの割合で混合し、得られた
混合物を溶剤として使用することにより、比較例１と同
様に石炭の液化実験を６回くり返した。６回目の石炭の
反応率を第４表に示すが、全油収率３８ｔ、軽質油収率
２３％であり、このように相対的に重質の溶剤のみを用
いた場合には、石炭の液化反応が本発明法の場合のよう
に円滑には進行しないことが分る。

（実、施例２） 出発原料として比較例１と同様の石炭、溶剤、触媒を使
用してスラリーを調製し、比較例１と同様の装置及び条
件下で石炭の液化実験を実施した。

反応後のスラリーは、蒸留によって沸点２００℃以下成
分、沸点２００〜２５０°Ｃ成分、沸点２５０〜３５０
℃成分、沸点３５０〜５４０℃成分、及び沸点５４０°
Ｃ以上成分に分別した。ここで得られた沸点２００〜２
５０°Ｃ成分は次いで、Ｎｉ　−Ｎｏ系触媒を充填した
固定床型反応器を有する座続式溶剤水素化装置で、反応
温度３５０℃、圧力１００ｋｇ／　ｃｒｎ’、ＬＨ９Ｖ
＝２の条件下で水素化処理した。この水素化溶剤と前記
沸点３５０〜５４０℃成分を重量比で３ニアの割合で混
合し、この混合物を循環溶剤として使用して比較例１と
同様に石炭の液化実験を６回〈り返した。６回目の石炭
の反応率を第５表に示すが、全油収率は約４９＄軽質油
収率は３８％であり、石炭の液化反応が効果的に進行す
ることが分る。

第５表（単位：ｗｔ＄−ｄｒｙ　　ｃｏａｌ）（発明の
効果） 実施例及び比較例から明らかなように、本発明によれば
、循環溶剤の成分調整によって、従来法（比較例）に比
して軽質油が高収率で得られる詐りでなく、溶剤の自給
が可能である。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明を実施するためのブロック図の一例を示
す。 １・・・・・・・・・スラリー化工程 ２・・・・・・・・・液化反応工程 ３・・・・・・・・・分別工程

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭を液化して得られる生成物を、沸点２００℃
   以下成分、沸点２００〜２５０℃成分、沸点２５０〜３
   ５０℃成分、沸点３５０〜５４０℃成分、及び沸点５４
   ０℃以上成分に分別した後、沸点２００〜２５０℃成分
   の全量もしくは一部と沸点３５０〜５４０℃成分の全量
   もしくは一部とを混合し、得られた混合物を石炭液化用
   溶剤として使用することを特徴とする石炭の液化方法。
2. （２）沸点２００〜２５０℃成分を、水素化処理後、沸
   点３５０〜５４０℃成分と混合する特許請求の範囲第１
   項記載の方法。