JPS63270793A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は循環溶剤の芳香族炭素分率を向上させることに
よって溶剤水素化工程で生成するナフテン環を極力少な
くし、石炭液化プロセスの安定操業と効率化を図る石炭
液化法に関する。

（従来技術） 石炭の液化方法は、普通石炭と石炭から生成した中・重
質油を主成分とする溶剤とを触媒と共に水素加圧下で加
熱する。その際、石炭液化溶剤としては次のことが必要
とされている。

■芳香族性の高い石炭を溶解するためには芳香族性の高
い溶剤が必要である。

■熱分解し易い石炭の再結合あるいは重合を抑制し、液
収率を増加させるためには水素供与性の高い溶剤が必要
である。

ところで、石炭中にはその根源植物のワックス分等に由
来すると考えられる正パラフィンが含まれており、液化
油中の中・重質油を液化用溶剤として循環使用している
と分解し難い正パラフィンが次第に濃化してくる。正パ
ラフィンが循環溶剤中に濃化すると石炭液化溶剤に必要
な■〜■の性質は全て失われてくる。

すなわち、■については正パラフィンは脂肪属系の化合
物であり、石炭を溶解する力は弱い。

■については水素供与性の目安としては炭素−水素結合
の結合解離エネルギーが挙げられ、通常水素供与性溶剤
の結合解蔑エネルギーは約８２Ｋｃａｌ／ｍｏｌである
が、正パラフィンでは約９０Ｋｃａｌ／ｍｏｌで、約１
０Ｋｃａｌ／ｍｏｌの差があり、正パラフィンは水素を
供与し難い性質を有する。同時に、デカリン等のナフテ
ン環のみで構成されている化合物も正パラフィンとほぼ
同じ結合解離エネルギーを有しており、水素供与性は低
い。さらに、正パラフィンおよびナフテン環化合物自身
も熱分解するので、これらにより水素供与性溶剤が消費
されて一層溶剤の水素供与性は減少する。

従って、石炭液化用溶剤から正パラフィン等を減少もし
くは除去することは重要な要件である。

そこで、本発明者らは先に特願昭５９−１９．５８３３
号および特願昭５９−２２１３４５号において液化循環
溶剤中の正パラフィンを分離し、賀正パラフィン留分を
液化用溶剤として使用する方法を提供した。

（解決しようとする問題点） この発明の目的は、溶剤の改質に、先願のような正パラ
フィン等の分離工程を液化プロセスに組み込んだ場合に
は、プロセス構成が複雑になることおよび生成する液化
油のコストが大幅に上昇するので、前もって原料炭に正
パラフィンの生成量が少ない石炭を混合することによっ
て、混合原料炭の正パラフィン生成量を減少させ、循環
溶剤の水素供与性を上昇させる方法を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らはかかる目的を達成するために種々の検討を
行った。先ず、予め各種原料石炭から生成する正パラフ
ィン量を把握するために、オートクレーブ装置を用い溶
剤種としてテトラリンを使用して石炭液化条件と同一条
件（４５０℃、１７０気圧）で各炭種単味について、そ
れぞれ液化実験を行い、正パラフィン生成量を定量した
。溶剤種としてテトラリンを使用した理由は■溶剤が水
素供与性が高いこと■石炭から生成する液化油生成物が
複雑なために簡単な溶剤種を使用することによって正パ
ラフィンの同定をし易くすること、のためである。その
結果、正パラフィンの生成量の多い炭種はワンドアン炭
、ワイオダック炭であり、逆に生成量の少ない炭種とし
てイリノイＮｏ、６炭が挙げられ、また、石炭から生成
する正パラフィンは比較的炭素鎖数が多いのが特徴であ
フた。正パラフィン生成量の大小の代表的炭種としてワ
ンドアン炭とイリノイＮｏ、６炭を選び、溶剤水素化工
程を持つ石炭液化法で循環運転を実施して循環溶剤の性
状を調査した結果を第１表に示す。第１表から、循環溶
剤中には正パラフィンが蓄積しており、特にワンドアン
炭にその傾向が強く、そのために溶剤中の芳香属炭素分
率（、ｆ　ａ　）が低くなり、石炭の溶解性が悪くなる
ことがわかる。

第１表　代表的炭種の循環溶剤性状 一方、溶″剤の水素化については上記の２炭種の循環溶
剤を用いて（１）式で示される反応速度定数を得た。

ｄｆａ／ｄｔ＝−ｋｆａ　　−−−−−−（１）ｋ＝Ａ
−ＥＸＰ　（Ｅ／ＲＴ）（Ｐ）＋２／１００）”Ａ＝３
．４ｘ　１０’ Ｅ＝１７０００　［ｃａｌ／ｍｏｌ］ ｎ＝ｏ　、　７ Ｒ＝１．９８７２　　　Ｔ：反応温度［０Ｋ］Ｐｌ＋□
：水素分圧［ａｔｍ］ 従って、溶剤水素化の尺度として△ｆａを採用した場合
には、同一△ｆａをつるために低ｆａ溶剤については反
応条件の可酷化を図る必要がある。

今、上記の２炭種について同一△ｆａを得るように溶剤
水素化工程を調節して循環運転した循環溶剤を沸点別に
精密蒸留し、沸点別の芳香族炭素分率（ｆａ）を調査し
た結果を添付図面に示す。

図から明らかなように沸点の上昇と共にｆａは増加する
が、正パラフィン生成量の多いワンドアン炭の方がｆａ
の増加率が小さくなっている。そこで、ワンドアン炭お
よびイリノイＮｏ、６炭の循環溶剤中の正パラフィンを
分析し、ワンドアン炭の循環溶剤がイリノイＮｏ、６炭
並の正パラフィンになったと仮定した場合の沸点別ｆａ
を同−図に示す（ワンドアン炭計算値）。この結果、イ
リノイ炭のｆａがワンドアン炭計算値よりも高くなって
おり、正パラフィンの多い循環溶剤を水素化する場合に
は過度の水素化になってナフテン環の生成が多くなるこ
とを示唆している。

従って、正パラフィンの生成量が多い炭種については正
パラフィンの生成量が少ない炭種を１種以上混合するこ
とにより、芳香属性の改善のみならず、溶剤水素化条件
の温和がはかれ、最終的には水素化時のナフテン環の生
成抑制を期待できることを見いだした。

次に本発明の実施例について説明する。

（実施例１） ワンドアン炭単味およびイリノイＮｏ、６炭単味につい
て、それぞれ循環溶剤を使用してオートクレーブ装置で
短時間の液化実験を実施したところ、イリノイＮｏ、６
炭の循環溶剤では正常な液化生成物を得ることができた
が、正パラフィン生成量の多いワンドアン炭の循環溶剤
では装置底部に球状の固形分が沈積した。この固形分を
ヘキサン抽出し分析した結果、Ｈ／Ｃ原子比が２近くあ
り′、パラフイニックなものが相分離したものと判断さ
れた。

（実施例２） 石炭処理量４０　ｋ　ｇ／ｄの石炭液化設備と溶剤処理
量７２Ｌ／ｄの溶剤水素化設備を併用して、ワンドアン
炭５０％とイリノイＮｏ、６炭５０％の混合炭を液化反
応温度４５０℃、反応圧力１７０気圧の条件下で液化し
、液化生成物を減圧蒸留した。その後、留出油分から循
環溶剤留分を取り出し、溶剤水素化設備を使用して△ｆ
ａ＝０．１０になるように水素化を実施した。上記の実
験を６回縁り返しした後の循環溶剤の性状をワンドアン
炭およびイリノイＮｏ、６炭の循環溶剤の平均値（計算
値）と−緒に第２表に示す。この結果、正パラフィン生
成量はほぼ計算値と一致したが、溶剤の芳香属性を示す
ｆａは計算値よりも高くなり、混合炭により芳香属性の
改善が加成性以上になることが確認された。

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□□□□□□□□□□□□□−一（発明の効果） 正パラフィン生成量の多い炭種に対し、正パラフィン生
成量の少ない゛炭種を混合して原料炭とすることによっ
て、循環溶剤のｆａ値が混合則以上の上昇を示し、結果
的により効率的な石炭液化が達成できる。

【図面の簡単な説明】

添付図面は、ワンドアン炭及びイリノイ炭についての循
環溶剤を、沸点別に精密蒸留した際の、沸点別のｆａを
示す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 溶剤水素化工程を持つ石炭液化法において、あらかじめ
   各原料炭から生成する正パラフィンを測定し、正パラフ
   ィン生成量の多い石炭種に対し、正パラフィン生成量の
   少ない石炭種を１種以上混合することによって、循環溶
   剤中の芳香族炭素分率を向上させることを特徴とする石
   炭液化法。