JPS62197489A

JPS62197489A - 石炭の液化方法

Info

Publication number: JPS62197489A
Application number: JP3880886A
Authority: JP
Inventors: Sanseki Moriguchi; 森口　三昔; Tatsuo Fukuyama; 福山　辰夫; Joichi Takenaka; 竹中　穣一; Noriaki Mochida; 典秋持田; Hiroshi Yamaguchi; 宏山口; Nobuhiro Tamura; 田村　亘弘
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd; NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1986-02-24
Filing date: 1986-02-24
Publication date: 1987-09-01

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）この発明は、石炭の液化方法の改良に関する。

（従来技術）石炭の液化は、一般に触媒を添加した石炭スジリーを水
素ガスとともに予熱器に加圧送入して、この予熱器で、
石炭スラリーと水素ガスとを反応温度又はこれに近い温
反にまで予熱し、この予熱石炭スラリーと水素ガスとを
反応器に送り、反応器にて更に水素ガスを加えて液化し
ている。

この石炭液化に使用する触媒は、石炭液化効率を上昇し
、液化反応条件を緩和するためのもので、この触媒とし
て曇よ、高い液化活性を持ち、安価で且つ多量に入手出
来るものが、好ましく、一般に鉄鉱石、鉄酸化物、鉄化
合物などの鉄系触媒に硫黄を助触媒として組合せたもの
が用いられている。

しかし触媒として鉄系触媒（例えば酸化鉄を主成分とす
る赤泥）と硫黄とを用いｔ場合、高温高圧下（例えば１
００〜２５０　ｋｇ／ｃｒｔｔ”　Ｇ　。

３００〜４５０℃）で、かつ水素の存在する予熱器内で
は、ピロータイトや、トロイライトを主成分とする固形
物が生成し、これら生成物は予熱器、予熱器から反応器
までの輸送管、及び反応器、の内壁に付着して成長する
。このため、圧力損失の増加や、流送物の乱れ、運転の
不安定をまねき、著るしい場合には、上記生成物を核と
してコーキングが発生し、運転中止にまで至る。このこ
とから、従来は生成物が付着すると、運転を一旦停止し
、機械的方法や、化学的方法で上記設備の内壁を洗浄し
なけれはならない。

（発明が解決しようとする技術的課題）この発明の目的
とするところは、予熱器１反応器１両者の接続配管内に
前記生成物が付着するのを防止して、安定した運転が出
来る石炭液化方法を提供するものである。

（技術的課題を解決する手段）この発明は、パイライトを主成分とする触媒を含有する
石炭スラリーと水素ガスとを予熱器に送入する工程と、
予熱器内の石炭スラリーと水素ガスを反応温度又は反応
温度に近い温度まで予熱する工程と、予熱し九石炭スラ
リーと水素ガスとを高温高圧の反応器に送る工程と、反
応器にて更に水素ガスを加えて、石炭スラリーを液化す
る工程を具備し九石炭の液化方法である。

ここで、パイライトは天然パイライト又は合成・９イラ
イトを使用する。合成ノぐイライトは高い液化特性を得
る友めに合成し友ものである。

天然パイライト、合成・やイライトの性状の代表例を表
１に示す。

表　　１この発明では、触媒を石炭１００３［ｉｔ部に対して２
〜１ｏｇｇ部加えて、石炭スラリー〇一度を２０〜４５
％、好ましくは３０〜４０％とするのが高い浴比効率を
得るうえで好適である。

ま友予熱石炭スラリー温反を３００〜４８０℃好ましく
は３５０〜４６０’Ｃ１反応器温度を３５０〜４８０℃
、好ましくは４１０〜４７０℃、予熱器及び反応器の圧
力を好ましくは１００〜３００　ｋｇ／ａｎ”Ｇにする
のが液化効率を扁める上で望ましい。

（発明の効果）この発明によれば、パイライトを主成分とする触媒を使
用することＫより、予熱器１反応器及び両者の接続管の
内壁に固形物が付着するのを防止し、安定し几運転を連
続して行うことができ、高い液化効率を達成できる。

（実施例）実施例工石炭液化装置として、その概要を第１図に示した装置を
用いた。この装置は石炭スラリーを貯え九貯槽１と、貯
槽１の石炭スラリーを加圧送入する高圧スラリーボンデ
２と、水素ガスを加圧送入する水素ガス圧縮機３と、石
炭スラリーと水素ガスを予熱する第１予熱器４及び第２
予熱器５と、予熱石炭スラリーと水素ガスを冷却する熱
交換器６と、冷却され九石炭スラリーと水素ガスを分離
する分離器７及び分離され元石炭スラリーと水素ガスと
を処理する後処理装蓋寺、高温高圧石炭スラリー予熱運
転を行うに必要な設備一式を具備している。

表２に示す性状の石炭（太平洋炭）１００重量部にアン
トラセン油２３３重量部及び表３に示す性状の合成パイ
ライト５重量部を添加して濃度３０％の石炭スラリーを
作った。（全スラリー童としては濃度３１チ）この石炭
スラリーを高圧スラリーボンデで３０ｔ／時のａｔで、
又水素ガスを圧縮機にて７．５Ｎｍ”／時の流量で予熱
器４及び５に送入し念。石炭スラリーの温度は予熱器４
の出口で３００℃、予熱器５の入口で３００℃、予熱器
５の出口で４８０℃に調整し、又圧力は予熱器５の出口
で２５０　ｋｇ／ｃｍ”　Ｇを得る様に調整した。予熱
器５の予熱コイルは、内径４■、長さ１０ｍのＳＵＳ　
３１６のステンレスノ譬イブ製コイルを使用した。比較
のための触媒として、合成ノ々イライトに代えて、表３
に示す性状の赤泥４．２重量部と硫黄０．８重量部を用
い、他は上記の実施例と同様の組成として石炭スラリー
を作り、これを上述の実施例と同様の条件下で予熱器に
流通させ几。上記の運転による結果として、第２予熱器
５の入口、出口の間の圧力損失（ΔＰ）と運転時間との
関係を第２図に示す。

この結果合成パイライトを触媒として使用し友場合、圧
力損失は始んど変化しない。これに対して、赤泥と硫黄
とを触媒として使用したものは、運転時間と共に圧力損
失が増加し、４０時間経過後では１２　ｋｌｌ／ｃｍ”
　Ｇと１Ｌ合成／４’イライト使用時の約５ゆ／α２Ｇ
に比較して顕著な差異を示し友。又４０時間経過後、運
転を停止し、第２予熱器５のコイルを切断して管内面を
観察し友結果、合成パイライトを触媒とじ几場合、管内
壁に付着物はなかったが、赤泥と硫黄を触媒とした場合
、厚さ０．５　ｍ程度の付着物が観察された。

実施例２表４に示す性状の石炭（幌内炭）を用い、他の運転条件
を実施例１と同じとした運転を行なりた。運転時間の経
過と圧力損失との関係を第３図に示す。合成パイライト
を触媒として使用し友ものは、圧力損失が殆んど変化し
ないのに対し、赤泥と硫黄を触媒として使用したものは
圧力損失が運転時間の経過とともに顕著に増加し友。

又４０時間経過後運転を停止し、第２予熱器５のコイル
を切断して管内面を観察し之結果、合成・９イライトを
触媒とした場合、管内壁に付着物はなかったが、赤泥と
硫黄を触媒とした場合、厚さ０．５　ｍ程度の付着物が
観察された。

実施例３合成パイライトに代えて、表５に示す性状の天然ノ４イ
ライトを５重量部用い、他の組成は実施例１と同じとし
て、石炭スラリーを作り、実施例１と同じ運転条件で運
転を行なった。運転時間の経過と圧力損失との関係を第
４図に示す。

第４図には、比較の几め実施例１で示した赤泥と硫黄を
触媒として使用した場合における圧力損失の経時変化を
併記する。

又石炭として表４に示す幌内炭を用い、触媒として天然
ツクイライト５重量部を用い、他の組成は実施例１と同
じとして石炭スラリーを作り１、　実施例１と同じ運転
条件で運転を行なった。運転時間の経過と圧力損失との
関係を第５図に示す。比較のため実施例２で示した、赤
泥と硫黄を触媒としｔ場合における圧力損失の経時変化
を併記する。

表　　５ □バー第４図及び第５図から、天然パイライトを触媒として用
い友場合、圧力損失の経時増加は、はとんどないことが
解る。又運転停止後、第２予熱器５のコイルを切断し、
内面を観察し友結果、上記いづれの場合も管内壁に付着
物はなかった。

なは、以上の実施例１，２．３に於いて第１予熱器４の
入力、出口の間の圧力損失（ΔＰ）は、４０時間の運転
時間の間、いづれの場合も経時変化はほとんど無く、又
４０時時間遅転を停止し、第１予熱器４のコイルを切断
して、管内面を観察した結果、いづれの場合も管内壁に
付着物はなかつ友。

比較例１時間当り石炭を１００に９処理できる設備で石炭の液
化を行なり几。この場合の液化主要設備の概略と、予熱
器及び反応器の操業条件を第６図、表６．７．８．９．
１０に示す。第６図中、１１は石炭スラリー予熱器、１
２は石炭スラリー予熱器から反応器Ａに至る予熱石炭ス
ラリーと水素ガスの輸送配管（内径１８■φ、長さ３２
ｍ、５ＵＳ３４７製＞１３．１４．１５は夫夫反応器Ａ
、Ｂ、Ｃである。

上記の条件で操業を行なつ几結果、石炭スラリー予熱器
１１の入口、出口の間の圧力損失（ΔＰ）が操業時間の
経過と共に急激に増加し、液化装置全系の圧カバラ／ス
の不安定を招来し、この几め液化運転の中断を余儀なく
されｔｏこの際の石炭スラリー予熱器１１の入口、出口
の間の圧力損失（ΔＰ）の経時変化を第７図に示す。第
７図から圧力損失が時間経過と共に顕著な増加を示すこ
とが解る。液化運転中断後、石炭スラリー予熱器１ノの
コイルを切断し、管内面を観察したところ顕著な付着物
の存在を認めた。このため付着物の付着厚さを測定し次
。この結果を第８図に示す、第８図から付着は予熱器１
１のコイル内にて石炭スラリー温反が約３００℃程度よ
り始まっており、石炭スラリー予熱温度の上昇と共に付
着厚さが増加し、予熱器１の出口附近の管内面では付着
厚さ１−以上になっていることが解る。表１１に付着物
の分析結果を示す。

この結果からＴＨＦ　（テトラヒドロフラン）不溶分が
９９％以上で、且つこの不溶分は鉄と硫黄が主成分であ
り、第９図のＸ線回折の結果から硫化鉄があることが解
る。又同時に行り九配′Ｗ１２及び反応器Ａ、Ｂ、Ｃの
内面観察と分析の結果、配管１２には、予熱器１１の出
口附近コイル内面とほぼ同程度の厚さ、及び組成の付着
物が内壁に付着しており、又反応器Ａ、Ｂ。

Ｃの内壁には厚さ１〜２１程度の粒状の付着物が多数付
着してい友。

実施例４表３に示す合成１４イライトを触媒として用い、（石炭
１００重量部に対して合成）９イライト５重量部添加）
、他は比較例と同−設備、同一条件で石炭の液化を行り
た。但し、石炭スラリー予熱器１１のコイル及び配管１
２は比較例と同−寸法及び材質の新品を使用した。この
場合の石炭スラリー予熱器１１の入口、出口間の圧力損
失（ΔＰ）の経時変化を第１０図に示す。第１０図から
、運転当初の期間に、僅かの圧力損失の増加を示すが、
これ以降は圧力損失の経時増加は全く認められず、４０
０時間運転後も極め安定した操業状態になっており、比
較例の場合と比べて顕著な差があることが解る。又液化
運転終了後の予熱器１１、配管１２、反応器１３．１４
．１５の内面観察の結果、予熱器１１のコイル出口附近
、及び配管１２の内壁は僅かに０．１■以下の付着物が
認められる程度の状態で又反応器ＪＪ、Ｊ４，１５の内
壁も粒状の付着物は存在せず、僅かに０．１−以下の付
着物が認められる程度であった。

第１１図には、石炭スラリー予熱器１１のコイル切断試
験による付着物の厚み測定の結果を示した。

【図面の簡単な説明】

第１０は実施例１，２．３で使用した石炭スラリー予熱
装置の概略図、第２図乃至第５図はそれぞれ予熱装置に
よる運転時間の経過と石炭スラリー予熱器の圧力損失と
の関係を示す図、第６図は比較例及び実施例４で使用し
た石炭液化装置の概略図、第７図乃至第９図は比較例の
運転結果を示す因、第１Ｏ図及び第１１図は実施例４の
運転結果を示す因である。１・・・貯栖、２・・・高圧スラリーポンプ、３・・・
水素ガス圧縮機、４・・・第−予熱器、５・・・第二予
熱器、６・・・熱交換器、７・・・気液分離器、１１・
・・石炭スラリー予熱器、１２・・・配管、１３，１４
．１５・・・反応器Ａ、Ｂ、Ｃ。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第４図冗号舛昏札￥Ｉ＝、　３　［ｍ］６１．５．−２昭和　年　月　日特許庁長官　　　宇　賀　道　部　殿１、事件の表示特願昭６１−３８８０８号２、発明の名称石炭の液化方法３、補正をする者事件との関係　特許出願人６、補正の対象明細書、図面７、補正の内容 ■明細書の訂正（１）明細書中温４頁第８行に「反応器、の」とあるを
「反応器の」と訂正する。（２）　　同第４頁第１０行に「著るしい」とあるを「
著しい」と訂正する。（３）同第５頁第１３行に「液化特性」とあるを「液化
活性」と訂正する。（４）同第６頁第１１行（下から７行）に「溶化効率」
とあるを「液化効率」と訂正する。（５）　　同第１５頁下から８行に「入力」とあるを「
入口」と訂正する。（６）　　同第１９頁第１６行に「予熱器１」とあるを
「予熱器１１」と訂正する。（７）同第２１頁第４行に「硫化鉄が」とあるを「硫化
鉄で」と訂正する。１図面中、第２図乃至第７図、第９図及び第１０図の訂
正（別紙添付）（１）　　第２図乃至第５図に「加熱器」とあるを「予
熱器」と訂正する。（２）　　第２図乃至第５図に「ＫＩｉ／ｃｄ」とある
を「ｋｇ／ｃｒ／ｌ」と訂正する。（３）第６図に「■」とあるを削除する。（４）　　第６図に「残査」とあるを「残渣」と訂正す
る。（５）第７図に「予熱炉」とあるを「予熱器」と訂正す
る。（６）第７図及び第１０図にｒＫＬＪ　　とあるをｒ＋
ｃ＃Ｊと訂正する。（））　第９図にｒ　２．９Ｆｅ５Ｊ、　ｒ２．７３Ｆ
ｅ３　Ｊ　　。ｒｌ、３２Ｆｅ８ｊ及びｒｌ、１３Ｆｅ８Ｊとあるをそ
れぞれｒ　２，９７Ｆｅ８　ｊ、ｒ２，９３Ｆｅ８　Ｊ
　。ｒ　１　、９２Ｆｅ８Ｊ及びｒ　１，７２Ｆｅ３　　Ｊ
　　と訂正する。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）石炭、溶剤、及びパイライトを主成分とする触媒
を備えた石炭スラリーと、水素ガスとを加圧して予熱器
へ送入する工程と、予熱器にて石炭スラリーと水素ガスとを液化反応温度又
はこれに近い温度まで予熱する工程と、予熱石炭スラリー及び水素ガスを予熱器から反応器へ送
入する工程と、反応器にて石炭スラリーを液化する工程とを具備した石
炭の液化方法。
（２）パイライトは天然パイライトである特許請求の範
囲第１項記載の石炭の液化方法。
（３）パイライトは合成パイライトである特許請求の範
囲第１項記載の石炭の液化方法。
（４）触媒は重量％で、総Ｆｅ３３〜４７％、Ｓ５〜１
５％、ＳｉＯ＿２５〜１５％含有し、Ｓ／Ｆｅ１．８〜
２．８、ＦｅＳ＿２７０〜９９％である特許請求の範囲
第１項記載の石炭の液化方法。
（５）石炭１００重量部に対して触媒２〜１０重量部を
添加する特許請求の範囲第１項記載の石炭の液化方法。
（６）予熱石炭スラリーの温度を３００〜４８０℃の範
囲、反応器内の温度を３５０〜４８０℃の範囲とする特
許請求の範囲第１項記載の石炭の液化方法。
（７）予熱器内、反応器内の圧力を１００〜３５０ｋｇ
／ｃｍ＾２Ｇの範囲とする特許請求の範囲第１項記載の
石炭の液化方法。
（８）溶剤としてクレオソート油、アントラセン油、石
炭液化油、又はこれに相当する各々の油又はこれらの混
合油を用いる特許請求の範囲第１項記載の石炭の液化方
法。
（９）水素ガスとしては、水素ガス単味又は水素ガスを
主とするガスを用いる特許請求の範囲第１項記載の石炭
の液化方法。
（１０）予熱器として通常の予熱器、又は熱交換器式予
熱方式を用いる特許請求の範囲第１項記載の石炭の液化
方法。