JPS61176691A - 水添液化用石炭の予備処理方法 - 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】 本発明は水添液化用石炭の予備処理方法に関し、詳細に
は、石炭を粉砕しスラリー化溶剤と混合して水添反応設
備で液化させるに当たシ、石炭に所定の予備処理を施す
ことによって水添反応塔でのスケールや沈降物の生成を
抑制し、連続操業を長時間安定して効率良く行なうこと
のできる方法に関するものである。

石炭を分解して有用な軽質油分等を製造する方法として
水添液化方法が知られている。この方法は、粉砕した石
炭をスラリー化溶剤と混合してスラリー化した後水添反
応塔へ送シ、水素ガス加圧下に高温で石炭を水添分解す
る方法であ）、代表的な方法は第１図に示す通シである
。即ち第１図において、石炭は粉砕機１で粉砕した後ス
ラリー化溶剤と共に混合してスラリーとした後、スラリ
ーポンプＰによって予熱器２へ送られ、所定の温度まで
昇温される。この場合、スラリー調製段階で適当な水添
触媒を添加することもあシ、また水添用の高圧水素は通
常予熱器２の直前でスラＩＪ　−送給管内へ吹込まれる
。予熱されたスラリー及び水素ガスは、気・液・固の三
相混合物となって第１水添反応塔３ａ、第２水添反応塔
３ｂ、第３水添反応塔３Ｃを通過しつつ順次水添分解反
応を受けた後、最下流側の第３水添反応塔３Ｃから気液
分離器４へ送られる。同図では３基の水添反応塔３ａ〜
３ｃを直列に配置したものを示したが、水添反応塔は２
基以下である場合もあるし、或は４基以上を直列に配列
したものもある。

気液分離器ではガス成分がオフガスとして除去され、液
状物は脱灰器５で脱灰処理された後蒸留塔６へ送られる
。蒸留塔６では軽質油及び中質油が製品油として回収さ
れると共にスラリー化溶剤が回収され、ボトム分は通常
２次水添反応設備へ送られる。そして回収溶剤はスラリ
ー化溶剤として循環使用される。

ところで石炭、殊に埋蔵量の豊富な褐炭や亜歴青炭には
、不純物としてイオン交換性のアルカリ金属やアルカリ
土類金属が相当量台まれているが、これらの金属は水添
反応工程で遊離して各種の塩（炭酸塩等）を生成し、反
応塔３ａ〜３Ｃや配管内でスケールや沈降物となって付
着堆積し、その量が多くなると水添液化の連続操業を阻
害することが確認されている。その為定期的に操業を停
止し付着堆積物の除去清掃を行なっているが、この操作
は極めて煩雑で手数と時間を要する他、生産性を低下さ
せる大きな原因となっている。

本発明者等はこうした状況を憂慮し、石炭中のアルカリ
金属やアルカリ土類金属に由来するスケールや沈降物の
発生量を低減し、水添液化の連続操業を長時間安定して
持続することのできる様な技術を提供しようとして種々
研究を進めてきた。

その結果、■酸性物質を含む水溶液で石炭粉を処理すれ
ば、該石炭中のアルカリ金属やアルカリ土類金属を水溶
液中に抽出除去し得ること、及び■回収溶剤中には石炭
由来の酸性物質（フェノール類や酢酸等）がかなシ含ま
れておシ、これを水で抽出して得られる水溶液は前記抽
出用の酸性物質含有水溶液として有効に活用し得る、と
いう知見を得るに至った。

本発明はかかる知見を基に実用化研究を進めた結果完成
されたものであって、その構成は、石炭を粉砕しスラリ
ー化溶剤と混合して水添反応設備で液化させるに当たシ
、水添反応設備から回収される溶剤中の酸性成分を水に
より抽出し、この抽出水を、粉砕前、粉砕中及び粉砕後
のいずれかの石炭に加え、石炭中のアルカリ金属及びア
ルカリ土類金属を中和して水と共に分離除去するところ
に要旨を有するものである。

以下実施例図面に沿って本発明の構成及び作用効果を詳
細に説明する。第２図は本発明の実施例を示す概略フロ
ー図であ）、本発明の特徴である予備処理工程を主体に
して図示している。図中Ａは石炭粉砕機（ボール之ル等
）、Ｂは水分の機械分離機（沈降分離機、遠心分離機、
濾過器等）、Ｃは油中脱水器、Ｄは１次水添反応設備、
Ｅは酸性成分抽出器、Ｆは油水分離器、Ｇは廃水処理装
置を夫々示す。

従来の水添液化処理においては、前述の如く石炭を粉砕
した後スラリー化溶剤と混合してそのまま水添反応設備
へ送るが、図示した方法によると、石炭を粉砕する過程
で粉砕機Ａ内へ酸性成分含有抽出水を投入し、石炭中に
含まれるアルカリ金属及びアルカリ土類金属を中和して
水相へ溶出させる。尚上記抽出水は、水添反応設備りか
ら回収されるスラリー化溶剤を酸性成分抽出器Ｅに導い
て水と接触させ、回収溶剤中に含まれるフェノール類や
酢酸等の酸性成分を水相へ抽出した後、油水分離器Ｆで
油相と分離して得たものであシ、中和・抽出の為の酸性
成分を外部から加える必要はない。また油水分離器Ｆで
分離された油相は、スラリー化溶剤として循環使用され
る。粉砕機Ａで粉砕され抽出水との接触処理を終えた石
炭−水スラ。

リーは水分を機械的に分離する機械分離機Ｂへ送）、こ
こで石炭から水相へ抽出されたアルカリ金属及びアルカ
リ土類金属を水と共に除去し、排出水は廃水処理装置Ｇ
へ送って清浄化した後、一部は酸性成分抽出器Ｅへ抽出
用水として送る。一方機械分離機Ｂで分離された石炭粉
は油中脱水器Ｃへ送シ、スラリー化溶剤と混合する。こ
れによシ石炭粉に付着していた少量の水分を溶剤と置換
して除去脱水し、次いで油水分離器Ｆで分離される回収
溶剤と混合して水添反応設備へ送られる。

尚油中脱水器Ｃへ供給するスラリー化溶剤として、水添
反応設備りから回収される回収溶剤を使用することも勿
論可能であシ、この場合回収溶剤中には相当量の酸性成
分が含まれておシ、この酸性成分は水に抽出されて水相
へ移行するので、第２図に破線で示す如く油中脱水器Ｃ
から排出されろ水分を粉砕機Ａへ抽出水として供給する
こともできる。また機械分離器Ｂで分離された略中性の
排出水の一部を、酸性成分抽出器Ｅへの補給水として供
給することもできる。

粉砕機Ａへ供給する抽出水の量は、その目的から考えれ
ば明らかな様に多量使用すればするほどアルカリ金属及
びアルカリ土類金属の中和除去を進めることができる。

しかし操作性等を総合的に考えれば石炭重量１に対して
２〜２０倍の抽出水を使用するのが最も好ましい。面図
では抽出水を粉砕機Ａへ投入し、石炭の粉砕と同時に抽
出処理を行なり例を示したが、粉砕前の石炭に抽出水を
加えて粉砕機Ａへ供給した後の粉砕工程で抽出処理を行
なった少、或は粉砕後の石炭粉を別の抽出処理容器へ導
いて抽出水を加え抽出処理を行なうことも勿論可能であ
る。

本発明は以上の様に構成されるが、要は水添反応塔りか
ら回収される回収溶剤中の酸性成分を利用して石炭中の
イオン交換性アルカリ金属及びアルカリ土類金属を中和
し抽出除去するものであ）、それによシ水添反応設備へ
送られる・石炭粉中の前述の様な金属イオンを効率良く
除去することができるので、これらの金属イオンに由来
するスケールや沈降物の生成量を大幅に抑制することが
でき、スケールや沈降物に起因するハンドリング性や水
添効率の低下が抑えられ、水添液化の連続操業を安定し
て効率良く遂行し得ることになった。ちなみに下記第１
表は、原料褐炭中の金属含有量と抽出器ｙｊＩＡ（抽出
水としては、回収溶剤中の酸性成分を抽出した水を褐炭
１重量部に対して１０重量部使用）後の金属含有量及び
金属除去率を示した実験データの一例であシ、この予備
処理によって褐炭中の金属量は５０％以下に減少してい
る。局地の実験では、Ｃａ、Ｍｇ、Ｎａの含有量が半分
になると、スケール及び沈降物の生成量は１／４以下に
減少することが確認されている。

（以下余白） 第　　１　　表 この他本発明では、アルカリ金属及びアルカリ土類金属
の中和除去用として回収溶剤中の酸性成分を有効利用し
ているので、中和の為の酸成分を外部から供給する必要
がなく経済的であシ、更には回収溶剤は酸性成分の除去
された状態で水添反応設備へ送られるので、反応塔や配
管の酸腐食が抑制されるという付随的な効果も得ること
ができ、極めて実用に即した技術を提供するものである
。

【図面の簡単な説明】 第１図は水添液化設備を例示する７日−図、第２図は本
発明の実施例を示す概略７０−図である。 １・・・粉砕機　　　　　２・・・予熱器シｅ３ｂｍ３
ｃ・・・水添反応塔 ４・・・気液分離器　　　５・・・脱灰器６・・・蒸留
塔 Ａ・・−粉砕機　　　　　Ｂ・・・機械分離機Ｃ・・・
油中脱水器　　　Ｄ・・・水添反応設備Ｅ・・・酸性成
分抽出器　Ｆ−・・油水分離器Ｇ・・・廃水処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭を粉砕しスラリー化溶剤と混合して水添反応設備で
   液化させるに当たり、水添反応設備から回収される溶剤
   中の酸性成分を水により抽出し、この抽出水を、粉砕前
   、粉砕中及び粉砕後のいずれかの石炭に加え、石炭中の
   アルカリ金属及びアルカリ土類金属を中和して水と共に
   分離除去することを特徴とする水添液化用石炭の予備処
   理方法。