PL107906B1 - Method of coal liquefaction sposob uplynniania wegla - Google Patents
Method of coal liquefaction sposob uplynniania wegla Download PDFInfo
- Publication number
- PL107906B1 PL107906B1 PL1977201755A PL20175577A PL107906B1 PL 107906 B1 PL107906 B1 PL 107906B1 PL 1977201755 A PL1977201755 A PL 1977201755A PL 20175577 A PL20175577 A PL 20175577A PL 107906 B1 PL107906 B1 PL 107906B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- zone
- temperature
- hydrogen
- dissolution
- coal
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 70
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 36
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 claims description 67
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 67
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 67
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 61
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 26
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 25
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 22
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 20
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 14
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 13
- 238000009903 catalytic hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 11
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 10
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 35
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 32
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 22
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 17
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 14
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 description 11
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 8
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 5
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 238000007614 solvation Methods 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- 239000000852 hydrogen donor Substances 0.000 description 3
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 3
- -1 Hydrogen Nitrogen Oxygen Sulfur Metals Chemical class 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N anthracene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C21 MWPLVEDNUUSJAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000009849 deactivation Effects 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000011949 solid catalyst Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QZYDAIMOJUSSFT-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Mo] Chemical compound [Co].[Ni].[Mo] QZYDAIMOJUSSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000003250 coal slurry Substances 0.000 description 1
- WHDPTDWLEKQKKX-UHFFFAOYSA-N cobalt molybdenum Chemical compound [Co].[Co].[Mo] WHDPTDWLEKQKKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006902 nitrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000009738 saturating Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/002—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób uplynnia¬ nia wegla droga konwertowania zawierajacego po¬ piól surowego wegla na wegiel bezpopiolowy przy uzyciu wentylowanego reaktora rozpuszczania. Wy¬ nalazek ten dotyczy szczególnie takiego sposobu konwersji, który prowadzi do otrzymania raczej cieklych niz stalych bezpopiolowych produktów weglowych.Proces uplynniania wegla wedlug niniejszego wynalazku przebiega kolejno w strefie podgrze¬ wania, w strefie rozpuszczania i w strefie reak¬ cji katalitycznej. Strefe podgrzewania stanowi re¬ aktor rurowy, w którym nie zachodzi mieszanie powrotne, zasilany zawiesina pylu surowca weglo¬ wego i rozpuszczalnika. W strefie tej temperatu¬ ra kazdej .kolejnej porcji czy tez czesci wsadu wzrasta podczas przeplywu przez podgrzewacz osiagajac wartosc maksymalna na wyjsciu z pod¬ grzewacza. Za strefa podgrzewania znajduje sie strefa rozpuszczania, w której utrzymuje sie wa¬ runki pracy umozliwiajace mieszanie powrotne celem utrzymania w tej strefie mozliwie najrów- nomierniejszej temperatury, przy czym tempera¬ tura ta jest wyzsza od maksymalnej temperatury w strefie podgrzewania. Ze strefy rozpuszczania odprowadza sie w sposób ciagly gazy, podczas gdy ciecz z tej strefy przeprowadza sie do strefy uwodorniania katalitycznego o lzejszym rezimie pracy w porównaniu ze strefa rozpuszczania jesli chodzi o temperature, która jest nizsza niz w 10 15 20 25 30 strefie rozpuszczania i/lub o czas przebywania cie¬ czy, który jest krótszy od czasu przebywania cieczy w strefie rozpuszczania. Strefa reakcji kata¬ litycznej zawiera katalizator uwodornienia, zawie¬ rajacy metale z grupy VI i VIII osadzone na niekraikujacym nosniku. Odpowiednimi kataliza¬ torami uwodornienia sa katalizator kobaltowO- -molibdenowy i nrklowo-kobaltowo-molibdenowy osadzone na tlenku glinu. Temperatura w strefie rozpuszczania jest wyzsza od maksymalnej tempe¬ ratury w podgrzewaczu zazwyczaj o co najmniej 5,5°C, korzystnie o co najmniej 27,8°C lub 55,5°C.Temperatura w strefie reakcji katalitycznej moze byc nizsza od temperatury w strefie rozpuszcza^ nia. Przykladowo temperatura w strefie reakcji ka¬ talitycznej moze byc na ogól nizsza od tempera¬ tury w podgrzewaczu o okolo 13,9°C, korzystnie 27,8°C lub 83,3°C, a nawet wiecej.Temperature na wyjsciu z podgrzewacza utrzy¬ muje sie na ogól w przedziale 377°—4r27°C, ko¬ rzystnie 399°—421°C. Podczas etapu podgrzewania lepkosc kazdej kolejnej porcji zawiesiny zasilaja¬ cej poczatkowo wzrasta, nastepnie maleje i wresz¬ cie ponownie wykazuje tendencje wzrostowa.Znacznego koncowego wzrostu lepkosci unika sie jednak przeprowadzajac etap podgrzewania w tem¬ peraturze 377°—427°C. Gdy temperatura w pod¬ grzewaczu przekroczy ten zakres, zachodzic moze znaczny wzrost lepkosci spowodowany polimery¬ zacja rozpuszczonego wegla. Polimeryzacji la-fej 107 906* 107 906 4 nalezy unikac, gdyz prowadzi ona do tworzenia sie stosunkowo duzej ilosci niskowartosciowego stalego bezpopiolowego produktu weglowego kosz¬ tem cieklego produktu weglowego o wiekszej war- .^sci. To zjawisko zwiazane z lepkoscia opisano w patencie Stanów Zjednoczonych Am. nr 3 341 447.Koncowego wzrostu lepkosci w podgrzewaczu u iika sie wprowadzajac wyplywajacy z podgrze¬ wacza strumien o przeplywie tlokowym majacy temperature powyzej okolo 377°C lecz ponizej okolo 427°C do strefy rozpuszczania, w której wy¬ stepuje mieszanie powrotne i w której utrzymuje sie równomierna temperature, wyzsza od maksy¬ malnej temperatury w podgrzewaczu. Temperatu¬ ra w reaktorze do rozpuszczania wynosi na ogól 399°-482°C, korzystnie od powyzej 427°C do 482°C.Zakres temperatur odpowiadajacy róznicy tempe¬ ratur miedzy etapem podgrzewania i rozpuszcza¬ nia odpowiadac moze zakresowi, w którym zacho¬ dzi niepozadana polimeryzacja wegla. Przy pod¬ wyzszonej temperaturze w reaktorze do rozpusz¬ czania zamiast wyzej wspomnianej polimeryzacji wegla i wzrostu lepkosci wystepowac moze obni¬ zenie lepkosci na skutek zmniejszenia ciezaru cza¬ steczkowego w wyniku reakcji hydrokrakowania.Stwierdzono, ze dla efektywnego przebiegu reakcji hydrokrakowania w reaktorze do rozpuszczania, cisnienie wodoru technologicznego wynosic powin¬ no co najmniej 217 KG/cm2, korzystnie co naj¬ mniej 245 KG/cm2. Stwierdzono, ze przy nizszych wartosciach cisnienia wodoru technologicznego podwyzszona temperatura rozpuszczania wedlug wynalazku w polaczeniu z nizej podanymi wydlu¬ zeniami czasu przebywania powoduje nadmierne koksowanie, sprzyjajace powstawaniu nierozpusz¬ czalnych produktów weglowych kosztem cieklych produktów weglowych. Tak wiec w etapie roz¬ puszczania wedlug wynalazku temperatura wyno¬ si 399°—482°C, przy cisnieniu wodoru technologicz¬ nego wynoszacym powyzej okolo 217—245 kG/cm2.Stosowanie cisnienia wodoru wynoszacego powy¬ zej 350 kG/cm2 przynosi zazwyczaj niewielka ko¬ rzysc.Czas przebywania w podgrzewaczu wynosi za¬ zwyczaj od okolo 2 do 20 minut, korzystnie od 3 do 10 minut. Czas przebywania w aparacie do roz¬ puszczania jest dluzszy niz czas przebywania w podgrzewaczu dla zapewnienia odpowiedniego cza¬ su przebiegu reakcji termicznego hydrokrakowa¬ nia. Czas ten wynosi zazwyczaj od okolo 5 do 60 minut, korzystnie od okolo 10 do 45 minut. Uzy¬ cie zewnetrznego podgrzewacza eliminuje koniecz¬ nosc podgrzewania w strefie rozpuszczania skra¬ cajac dzieki temu czas przebywania w tej stre¬ fie, a tym samym zmniejszajac zachodzace w niej koksowanie. Hydrokrakowanie i koksowanie sa w strefie rozpuszczania reakcjami przebiegajacymi równolegle, przy czym hydrokrakowanie zachodzi szybciej i Icazde zbedne wydluzenie czasu przeby¬ wania w aparacie do rozpuszczania sprzyja raczej przebiegowi wolniejszycn reakcji koksowania niz szybszych reakcji hydrokrakowania.W podgrzewaczu zachodza reakcje wstepnej sol- watacji pomiedzy rozpuszczalnikami i surowcem weglowym. Reakcje te maja charakter endoter- miczny, podczas gdy reakcje zachodzace w apa¬ racie do rozpuszczania sa reakcjami egzotermicz¬ nymi. Tak wiec do podgrzewacza dostarczac trze¬ ba cieplo dla uzyskania reakcji solwatacji i dla 9 ogrzania masy surowca weglowego, natomiast apa¬ rat do rozpuszczania nie tylko pokrywa wlasne zaopatrzenie na cieplo, ale takze zdolny jest do produkcji nadmiaru ciepla, który to nadmiar prze¬ sylac mozna do podgrzewacza. W miare potrzeby 10 temperature w aparacie do rozpuszczania mozna regulowac wtryskujac don goracy luib zimny wo¬ dór, wzglednie za pomoca wezownicy grzejnej lub chlodzacej. Dzieki utrzymywaniu podanej róznicy temperatur miedzy etapami podgrzewania i roz- 15 puszczania nadmiarowe cieplo powstajace w apa¬ racie do rozpuszczania ma wystarczajaco podwyz¬ szony poziom temperatury na to, by mozna bylo tym cieplem korzystnie pokryc co najmniej czesc zapotrzebowania na cieplo w podgrzewaczu; za- M pewniajac zbilansowanie cieplne ukladu.Jesli po etapie rozpuszczania nie nastepuje etap reakcji katalitycznej, cisnienie strumienia opusz¬ czajacego aparat do rozpuszczania poddaje sie redukcji i strumien ten przesyla sie do strefy M destylacji, korzystnie destylacji prózniowej, dla uzyskania poszczególnych frakcji destylacyjnych, którymi sa ciekle produkty weglowe, stale bez- popiolowe produkty weglowe, rozpuszczalnik obie¬ gowy i dolne frakcje, zawierajace popiól i nie ule- M gajaca destylacji pozostalosc weglowodorowa. Ta¬ ki etap destylacji prowadzi jednak do znacznej straty materialu weglowego z wartosciowych frak¬ cji produktu, gdyz material ten tworzy stale osa¬ dy wewnatrz kolumny destylacyjnej. Przyczyna tej jj straty jest fakt, iz dolne produkty opuszczajace aparat do rozpuszczania zawieraja glównie roz¬ puszczone asfalteny, które nie bedac ustabilizowa¬ ne w chwili opuszczania tego aparatu moga pod¬ czas destylacji ulegac czesciowej przemianie na ^ substancje nierozpuszczalne i nie dajace sie desty¬ lowac. Przemiany takiej mozna jednak uniknac poddajac strumien opuszczajacy aparat do rozpusz¬ czania etapowi katalizowanego wodorowania pod cisnieniem wodoru technologicznego. Zgodnie z ni- tt niejszym wynalazkiem znaczne udoskonalenie pro¬ cesu uzyskuje sie przez odprowadzanie w sposób ciagly wiekszosci gazów ze strefy rozpuszczania i przeprowadzanie cieklych weglowodorów z tej stre¬ fy do strefy reakcji katalitycznej. w Jakkolwiek w etapie reakcji katalitycznej nie zachodzi rozpuszczanie wegla, etap ten zwieksza wydajnosc produktu dzieki stabilizacji asfaltenów •w postaci cieczy, co zapobiega ich wydzielaniu sie w postaci -nierozpuszczalnego ciala stalego, np. w koksu, a takze dzieki czesciowemu nasyceniu zwiazków aromatycznych w zakresie temperatur wrzenia rozpuszczalnika, prowadzacemu do ich konwersji na substancje bedace donorami wodoru i dajace sie zastosowac jako rozpuszczalnik obie- 60 gowy. Strefa rozpuszczania wplywa korzystnie na warunki pracy w strefie katalitycznej, gdyz w strefie rozpuszczania strumien surowca poddawa¬ ny jest dzialaniu co najmniej jednego warunku pracy o ostrzejszym rezimie niz w strefie reakcji 09 katalitycznej. Dzialanie to indukuje reakcjef fty-5 107 906 e drokrakowania, dzieki czemu lepkosc plynacego strumienia obniza sie tak, ze w strefie reakcji katalitycznej nastepuje wzrost predkosci przeno¬ szenia masy wodoru do zlóz (katalizatora, co zmniejsza osadzanie sie koksu na katalizatorze.Warunkami krakowania, które w strefie rozpusz¬ czania sa ostrzejsze niz w strefie reakcji katali¬ tycznej moga byc dluzszy czas przebywania lub wyzsza temperatura, wzglednie oba te warunki równoczesnie.W miare potrzeby temperature strumienia wy¬ plywajacego z aparatu do rozpuszczania mozna obnizyc przed wprowadzeniem tego strumienia do strefy reakcji katalitycznej, dla utrzymania w tej strefie temperatur, w których nie zachodzi kokso¬ wanie. TemperatuTy te wynosza od okolo 371° do 441°C, korzystnie od okolo 385° do 427°C. Prowa¬ dzi to do zahamowania osadzania sie koksu na katalizatorze, co przedluza czas zycia katalizato¬ ra. Gdyby waTunki pracy w strefie reakcji kata¬ litycznej byly ostrzejsze niz w strefie rozpuszcza¬ nia, w której nie zachodzi reakcja katalityczna, predkosc przenoszenia wodoru nie toylaby wystar¬ czajaca dla kontroli procesu koksowania. z po¬ wodu duzych predkosci reakcji uwodorniania i odwodorniania zachodzacych w temperaturze po¬ wyzej 37l°C, w obecnosci katalizatorów opartych na metalach z VI i VIII grupy. Z drugiej strony, temperatury w zakresie hydrokrakowania, w stre¬ fie rozpuszczania indukuja koksowanie w znacz¬ nie mniejszym stopniu,-poniewaz pod nieobecnosc katalizatora predkosc reakcji jest zazwyczaj wy¬ starczajaco mala tak, ze przenoszenie wodoru w ukladzie jest odpowiednie dla zahamowania kok¬ sowania przy umiarkowanych czasach przebywa¬ nia.Ponadto stwierdzono, ze proces koksowania w strefie rozpuszczania, w której nie zachodzi re¬ akcja katalityczna mozna ograniczyc w zakresie temperatur od okolo 399° do 482°C, pod warun¬ kiem, ze cisnienie wodoru miesci sie w zakresie cisnien wedlug wynalazku, jak równiez, ze bez zastosowania wstepnej strefy hydrokrakowania koksowanie w strefie reakcji katalitycznej jest w tych samych warunkach temperaturowych i pod tym samym1cisnieniem zbyt duze na to, by mozna bylo osiagnac korzystne charakterystyki starzenia katalizatora.Zgodnie z niniejszym wynalazkiem krytyczna wartoscia cisnienia wodoru w strefie reakcji kata¬ litycznej i w strefie rozpuszczania jest 217 kG/cm2.Powodem tego warunku krytycznego jest fakt, ze jak wspomniano juz powyzej, katalizatory, oparte na metalach z grupy .VI i VIII indukuja duze predkosci reakcji odwoderniania i uwodorniania.Przy cisnieniu wodoru ponizej 217 kG/cm* reakcje odwodorniania /koksowanie/ maja tendencje -do przebiegania w nadmiernym stopniu. Przy cisnie¬ niu wodoru wynoszacym 217 kG/cm* wodór roz¬ puszcza sie w plynnym produkcie weglowym w poblizu zlóz katalizatora w ilosci wystarczajacej na to, by reakcje uwodorniania przewazaly nad reakcjami odwodorniania. Stwierdzono, ze cisnie¬ nie wodoru 217 kG/cm2 nalezy uznac za progowe dla powstrzymania nadmiernych reakcji odwodor¬ niania. Na przyklad, gdy cisnienie wodoru w eta¬ pie reakcji katalitycznej wynosi 210 kG/cmf, stwier¬ dzono, ze koksowanie zachodzi w dostatecznie du-¦. zym stopniu na to, by cykl zycia katalizatora s skrócony zostal do jedynie okolo 7 dni. Dla od¬ miany zwiekszajac cisnienie wodoru do 280 kG/cm* przedluza sie cykl zycia katalizatora do kilku mie¬ siecy. Podanemu cisnieniu wodoru w strefie re-: akcji katalitycznej towarzyszy predkosc obiegu, wodoru wynoszaca na ogól od 18 do ISO, korzyst¬ nie od 36 do 144 normalnych m* na 100 litrów.Predkosc objetosciowa cieczy w strefie reakcji katalitycznej wynosic moze zazwyczaj od 0,5 dp 10, korzystnie od 2 do 6 jednostek wagowych ole¬ ju na 1 godzine i na 1 jednostke wagowa katali¬ zatora.Warunki sprzyjajace przewadze reakcji uwodor¬ niania nad reakcjami odwodorniania w strefie re¬ akcji katalitycznej dodatkowo przyczyniaja sie do wzrostu wydajnosci cieklego produktu, gdyz pow¬ staja dzieki nim z duza wydajnoscia substancje bedace donorami wodoru, o temperaturach wrze¬ nia odpowiadajacych zakresowi temperatur wrze¬ nia rozpuszczalnika. Substancje te zawraca sie do obiegu. Poniewaz solwatacja surowca weglowego zachodzi pod wplywem zwiazków aromatycznych, bedacych donorami wodoru, wprowadzenie do obie¬ gu znacznej ilosci takich substancji sprzyja reak¬ cjom saLwatacji wegla w strefie podgrzewania i rozpuszczania, dzieki czemu zmniejsza, sie ilosc, nierozpuszczalnych produktów weglowych.Poniewaz wysokowydajne katalityczne wytwar rzanie czesciowo nasyconych zwiazków aromatycz¬ nych jest wazne, miara efektywnosci dzialania stre¬ fy reakcji katalitycznei jest ilosc wodoru zuzyta w tej strefie. Aiby w strefie reakcji katalitycznej uwodornienie zaszlo w dostatecznym stopniu, ak¬ tywnosc katalizatora musi byc wystarczajaco wy¬ soka na to, by chemiczne zuzycie wodoru na 1 to¬ ne surowego wegla zasilajacego wynosilo co naj¬ mniej 112 m*, korzystnie by chemiczne zuzycie wodoru na 1 tone surowego wegla zasilajacego wy¬ nosilo co najmniej okolo 280 m*. Przy takim po¬ ziomie zuzycia wodoru powstaje znaczna ilosc, be¬ dacego donorem wodoru, wysokojakosciowego roz¬ puszczalnika, który skierowany do obiegu powo¬ duje, ze wydajnosc powstawania cieklego produk¬ tu jest wysoka. Tak wysoki poziom zuzycia wodo¬ ru w strefie reakcji katalitycznej swiadczy o ogra¬ niczonej zdolnosci zachodzenia reakcji uwodornia¬ nia w strefie rozpuszczania, w której nie zachodzi reakcja katalityczna. Co wiecej, ten wysoki poziom wskazuje na fakt, ze dezaktywacja katalizatora spowodowana koksowaniem jest minimalna i ze w etapie reakcji katalitycznej nie istnieje ogranicze¬ nie przenoszenia masy wodoru. Gdyby w ukladzie istnialo ograniczenie przenoszenia masy wodoru, tak jak ma to miejsce w przypadku gdy lepkoSc cieczy jest zbyt wysoka lub cisnienie wodoru zbyt niskie, wodór nie docieralby do zlóz katalizatora; z dostateczna predkoscia na to, by zapobiec reak-l ejom odwodorniania. Wynikiem tego byloby nad¬ mierne zakoksowanie zlóz katalizatora i niskie zu¬ zycie wodoru. : Podane powyzej podwyzszone poziomy zuzycia 15 20 25 30 35 40 45 50 55107 m wodoru w strefie reakcji katalitycznej mozliwe sa dzieki korzystnemu dzialaniu ostrzejszego rezimu pracy w strefie rozpuszczania w stosunku do rezi¬ mu pTacy w strefie Teakcji katalitycznej. W pró¬ bach przeprowadzanych bez zastosowania takiego ostrego rezimu pracy w strefie rozpuszczania, dezaktywacja katalizatora zachodzila tak .gwaltow¬ nie, ze uzycie podwyzszonych poziomów zuzycia wodoru mozliwe bylo przez okres okolo tygodnia od zaladowania swiezego katalizatora. Gdy rezim pracy w strefie rozpuszczania byl ostry, czas zy¬ cia katalizatora wynosil kilka miesiecy. W tabli¬ cy I przedstawiono wyniki prób przeprowadzonych dla zilustrowania dzialania podwyzszonej tempera¬ tury w aparacie do rozpuszczania, nawet w przy¬ padku braku strefy reakcji katalitycznej za tym aparatem. W próbach tych zawiesine pylu wegla Big Horn i oleju antracenowego przepuszczano przez rurowa strefe podgrzewacza i polaczona z nia szeregowo strefa rozpuszczania. Niektóre pio¬ nowe sekcje strefy rozpuszczania wypelnione byly obojetnymi cialami stalymi, zawartymi miedzy po¬ rowatymi przegrodami, jak to opisano w paten¬ cie Stanów Zjednoczonych Am. nr 3 957 619. Do strefy rozpuszczania nie dodawano z zewnatrz zad¬ nego katalizatora. Do strefy podgrzewania do¬ starczano cieplo, podczas gdy strefa rozpuszcza¬ nia pracowala adiabatycznie. Miedzy strefa pod¬ grzewania i rozpuszczania nie wprowadzano do¬ datkowego ciepla. Podwyzszone temperatury w strefie rozpuszczania byly wynikiem zachodzacych w niej egzotermicznych reakcji hydrokrakowania.Wegiel Big-Horn mial nastepujacy sklad: Wegiel zasilajacy /pozbawiony wilgoci/ Wegiel 70,86% wag. 5,26% wag. Wodór Azot Tlen Siarka Metale Popiól Siarka Tlen Metale Wilgoc 1,26% wag. 19,00% wag. 0,56% wag. 3,06%, wag. 6,51% wag. 0,32%, wag. 3,13% wag. 3,06%, wag. 21,00% wag.Podczas ftrób otrzymano nastepujace dane: Tablica I Czas przebiegu procesu /dni/ Ilosc wegla MAF*/ w zawiesinie L% wagowe •'.Predkosc zasilania weglem MAF g/godzine Temperatura na wyjsciu z podgrze¬ wacza °C Temperatura w aparacie do roz¬ puszczania, °C 3,88 29,53 1225,71 378 399 5,00 29,53 1101,42 879 413 11,38 29,53 1035,20 387 427 | 10 15 20 25 35 40 45 50 5S Cisnienie calkowite, kG/cm1 Cisnienie czastecz¬ kowe H2, kG/cm2 Ilosc nieprzekon- wertowanego wegla w przeli¬ czeniu na wegiel, MAF, % wagowe Chemiczne zuzycie H2, dcm8/kg wegla MAF Konwersja w przeliczeniu na wegiel MAF, % wagowe Solwatacja Hydrokrakowanie /frakcja wegla MAF przekonwer- towanego na produkt o tempe¬ raturze wrzenia ponizej 415°C/ Odazotowanie, % wagowe Ubytek tlenu, % wagowe 287 265 32,48 341,96 67,52 17,31 4,78 42,98 287 269 24,87 468,42 75,36 31,65 6,31 47,89 287 268 i 12,20 7.4R10 87,68 54,43 21,32 51,53 * MAF oznacza wegiel bez wilgoci i popiolu.Z danych przedstawionych w tablicy I wynika, ze temperatury w aparacie do rozpuszczania pod¬ wyzszano stopniowo od 399° do 413° i 427°C w ten sposób, ze TÓznica temperatur pomiedzy pod¬ grzewaczem i aparatem do rozpuszczania zwiek¬ szala sie odpowiednio od 20° do 33° i 39°C. Ilosc rozpuszczanego wegla MAF zwiekszala sie odpo¬ wiednio od 67,52 do 75,36 i 87,80% wagowych, a ilosc frakcji wegla MAF przekonwertoWanego na produkt o temperaturze wrzenia ponizej 415PC rosla odpowiednio od 17,31 do 31,65 i 54,33% wa¬ gowych. Wyniki te wskazuja na fakt, ze na sku¬ tek autogenicznego wzrostu róznicy temperatur miedzy etapem podgrzewania i rozpuszczania, ilosc i jakosc produktu otrzymywanego w procesie wzra¬ staja w znacznym stopniu. Ze wzrostem temperatu¬ ry rozpuszczania i róznicy temperatur miedzy eta¬ pami wiaze sie nie tylko korzylstny wzrost ilosci i jakosci produktu, ale takze mozliwosc, ze proces stac sie moze bardziej samowystarczalny pod wzgledem pokrywania zapotrzebowania na cieplo.Dzieje sie tak dzieki temu, ze z aparatu do roz¬ puszczania przenosi sie do podgrzewacza autoge- nicznie powstale cieplo o wyczuwalnie wzrastaja¬ cym poziomie temperaturowym. Jednym ze sposo¬ bów przenoszenia tego ciepla jest wymiana ciepla miedzy strumieniem opuszczajacym aparat do roz¬ puszczania i strumieniem surowca wplywajacym dc podgrzewacza. Godnym uwagi aspektem prób jest fakt, iz wzrdst temperatury w aparacie do rozpuszczania uzyskiwano bez wprowadzania do¬ datkowego ciepla miedzy strefa podgrzewania i strefa rozpuszczania.107 906 9 Zastosowanie w niniejszym wynalazku strefy reakcji, katalitycznej usytuowanej za strefa roz¬ puszczania ilustruja dane uzyskane w próbach 1—5, przedstawione w tablicy II. Strefe reakcji katalitycznej stosowano we wszystkich pieciu pró¬ bach. Próba 1 obejmowala jedynie etap podgrze¬ wania i etap reakcji katalitycznej w stalych zlo¬ zach katalizatora, przy czym miedzy tymi etapami nie stosowano zadnego etapu polegajacego na fil¬ trowaniu lub innym sposobie oddzielania cial sta¬ lych, jak równiez zadnego etapu rozpuszczania.W próbach 2, 3 i 4 stosowano etap rozpuszczania bez odprowadzania gazów z aparatu do rozpusz¬ czania, przy czym miedzy etapem rozpuszczania i etapem reakcji katalitycznej w stalych zlozach ka¬ talizatora stosowano oziebianie strumieniem zawie- 10 10 nych porowatymi przegrodami, tworzacych naprze¬ mienny uklad z pionowymi strefami nie zawiera¬ jacymi katalizatora.Z wyników próby 1 przedstawionych w tablicy II wynika, ze gdy nie stosuje sie etapu rozpusz¬ czania 29,73% wegla MAF nie ulega rozpuszcza¬ niu i tylko 11,03%. tego wegla ulega reakcji hy- drokrakowania na produkt o temperaturze wrze¬ nia ponizej 415°sC. Zuzycie .wodoru w przelicze¬ niu na wage wegla MAF wynosi jedynie 3,12%. wagowych.Z wyników prób 2, 3 i 4 przedstawionych w tablicy II, wynika, ze zastosowanie aparatu do rozpuszczania podnosi wydajnosc produktów frak- 15 cji Ci—C5 i benzyny, zmniejszajac ilosc oleju o temperaturze wrzenia powyzej 415°C. Ilosc nie- Tablica II 1 Podgrzewacz, °C 1 Temperatura w aparacie do rozpuszcza¬ nia, °C Reaktor /strefa katalityczna/, °C Wagowa godzinowa predkosc objetoscio¬ wa w reaktorze, /kg wegla MAF,/godzi- ne/kg katalizatora/ Wagowa godzinowa predkosc objetoscio¬ wa w aparacie do rozpuszczania, /kg wegla ARC/godzine/litr/ 1 Wydajnosci, % wagowe w przeliczeniu na wegiel MAF: Zuzycie H2 Ci—CB C„—200°C 200°^ll5°C 415°C+ Wegiel nieprzekonwertowany HfS co, co2 H20 Solwatacja Konwersja /frakcja wegla MAF prze- konwertowanego na substancje o tem¬ peraturze wrzenia ponizej 415°C Rozpuszczalnik obiegowy 232°—412°C, produkt szczytowy z kolumny próznio¬ wej, % zapotrzebowania w procesie Próba 1 nie stoso¬ wano apa¬ ratu 388 —3,12 1,13 4,14 59,24 29,73 0,23 2,34 5,95 — 11,03 — Próba 2 382 456 388 1,20 1,05 —*fi 11,8 18,1 9,1 28,5 14,5 0,5 10,8 11,6 85,5 57,0 — Próba 3 456 412 1,28 1,04 -5,9 13,9 20,7 16,2 22,5 10,8 0,3 12,2 9,3 89,2 66,7 96,8 Próba 4 421 482 387 1,34 1,22 -6,1 18,8 22,4 4,1 36,0 5,7 0,3 5,4 13,4 94,3 58,3 92,6 Próba 5 421 483 389 1,27 1,16 -4,6 14,0 20,0 10,8 39,3 6,4 0,2 4,8 9,1 93,6 54,3 98,9 MAF — oznacza wegiel bez wilgoci i popiolu, ARC — oznacza wegiel jaki otrzymano rajacym 95% wodoru. Przed etapem reakcji kata¬ litycznej nie stosowano etapu usuwania czesci sta¬ lych. W próbie 5 odprowadzano z aparatu do roz¬ puszczania strumien gazów zawierajacy ód 85 do 90% wodoru. We wszystkich próbach temperatura w podgrzewaczu wynosila ponizej 427°C, konkret¬ nie 38210—421?C. Rozpuszczalnikiem byl produkt szczytowy z kolumny prózniowej otrzymywany w poprzednich cyklach uplynniania wegla. W etapie reakcji katalitycznej stosowano jako katalizator uwodornienia katalizator niklowo-kobaltowo-molib- denowy osadzony na tlenku glinu. Katalizator ten znajdowal sie w pionowych strefach ograniczo- 55 60 rozpuszczanego wegla zmniejsza sie od 29,73%. do 14,5% lub mniej. Te zwiekszone wydajnosci lacza sie jednak ze wzrostem zuzycia wodoru. Ponadto wydajnosc oleju ciezkiego zmniejsza sie tak gwal¬ townie, ze w procesie nie powstaje dostateczna ilosc -rozpuszczalnika obiegowego na pokrycie pel¬ nego nan zapotrzebowania. Rezultaty prób 2, 3 i 4 wskazuja na fakt, ze wraz ze wzrostem tempe¬ ratury rozpuszczania zmniejsza sie ilosc nieprze- konwertownego wegla kosztem znacznego wzrostu zuzycia wodoru.Dane z próby 5 przedstawione w tablicy II uzy¬ skano stosujac odprowadzanie gazów z aparatu do11 107 906 12 rozpuszczania, przy temperaturze etapu rozpusz¬ czania pTawie identycznej jak w próbie 4. Zarów¬ no w próbie 4, jak iw próbie 5 predkosc zasila¬ nia wodorem podgrzewacza wynosila 2,8 m8/godzi- ne, podczas gdy predkosc zasilania wodorem apa¬ ratu do rozpuszczania byla wieksza w próbie 5 i wynosila 5,6—7 m8/godzine. Zwiekszenie tej pred¬ kosci mialo na celu uzupelnienie strat wodoru po¬ niesionych podczas odprowadzania gazów. Odpro¬ wadzanie gazów z aparatu do rozpuszczania zmniejszylo zuzycie wodoru z 6,1 na 4,6%^ bez znaczacej zmiany w ilosci rozpuszczonego wegla.Próba 5 wykazala, ze odprowadzanie gazów z apa¬ ratu do rozpuszczania puwoduje otrzymywanie mniejszej ilosci produktów lekkich, to jest frak¬ cji Ci—C6 i lekkiego oleju gazowego, przy wyz¬ szej wydajnosci oleju ciezkiego. Wyzsza wydajnosc oleju ciezkiego wplywa korzystnie na zwiekszenie ilosci rozpuszczalnika obiegowego, w wyniku czego pokrycie zapotrzebowania na ten rozpuszczalnik w procesie wzrasta z 92,6%. do 98,9%. i Gazy odprowadzane w próbie 5 zawieraja sub¬ stancje kwasowe, takie jak tlenek wegla i dwu¬ tlenek wegla. Substancje kwasowe moga induko¬ wac reakcje krakowania w obecnosci katalizato¬ ra uwodornienia .Przyczyna zmniejszenia zuzycia Wodoru w próbie 5 moze byc usuwanie kwasowych gazów z procesu droga ich odprowadzania przed rozpoczeciem etapu reakcji katalitycznej. Stru¬ mien odprowadzanych gazów zawiera weglowodo¬ ry o koncowej temperaturze wrzenia okolo 232°C oraz okolo 75%. do 90% tlenku i dwutlenku wegla powstajacych w procesie i obecnych w aparacie do rozpuszczania, a takze zasadniczo cala wode obecna w surowcu weglowym. Poniewaz tlenek wegla stanowi trucizne^ katalizatora, to w celu ochrony katalizatora uwodornienia, jesli strumien wplywajacy do strefy reakcji katalitycznej zawie¬ ra powyzej 100 luta 5O0 wagowych czesci na milion tlenku wegla, odprowadzanie gazów musi zmniej¬ szyc zawartosc tlenku wegla ponizej podanych po¬ ziomów. Usuniecie wymienionych substancji i za¬ stapienie ich oziebiajacym strumieniem o wyz¬ szym stezeniu wodoru niz stezenie wodoru w od¬ prowadzanym strumieniu gazów prowadzi do zwiekszenia czastkowego cisnienia wodoru w eta¬ pie reakcji katalitycznej.Inna korzysc plynaca z odprowadzania gazów wiazac sie moze z faktem, ze strumien tych ga¬ zów zawiera weglowodory o niskich temperatu¬ rach wrzenia. Odprowadzanymi weglowodorami niskorzacymi sa raczej zwiazki nasycone, podczas gdy nie odprowadzane weglowodory o wyzszych temperaturach wrzenia sa raczej zwiazkami aro¬ matycznymi. Dolnymi cieklymi produktami weglo¬ wymi o temperaturach wrzenia powyzej 541°C sa glównie asfalteny, dla rozpuszczenia których wy¬ magane jest medium o wysoce aromatycznym cha¬ rakterze i selektywne odprowadzanie zwiazków na¬ syconych prowadzi do uzyskania nadajacej sie do rozpuszczania asfaltenów cieczy. Zapobiega to osa¬ dzaniu sie asfaltenów w aparacie lub na katali¬ zatorze w nastepnym etapie. W tablicy III przed¬ stawiono zawartosc /w % wagowych/ zwiazków nasyconych, olefin, zwiazków aromatycznych i zy¬ wic w róznych frakcjach z destylacji cieklego pro¬ duktu otrzymanego z wegla. Illinois. Dla sprecy¬ zowania terminu „zywice" uzytego w tablicy III podajemy, iz zarówno zywice, jak i asfalteny obec- 5 ne sa w pozostalosci po ekstrakcji n-propanem, przy czym jednak zywice zawarte w tej pozosta¬ losci rozpuszczaja sie w n-pentanie, a asfalteny sa w nim nierozpuszczalne.Tablica III Zakres temperatur wrzenia frakcji, °C poczatek wrzenia —174 174—203 203—229 • 229—247 247—263 324^341 341—350 350—364 364—374 374^391 391—411 411—490 490—541 541+ Zwiazki nasycone 68,0 32,0 20,0 5,5 3,0 2,5 4,0 5,0 4,9 5,8 9,4 9,2 2,0 Olefiny 5,5 2,5 1,5 1,0 1,0 — — ¦ — — — — — — Zwiazki aroma¬ tyczne 26,5 65,5 78,5 93,5 96,0 90,9 85,0 83,0 85,1 82,7 75,5 68,8 63,0 UWAGA Zywice ' — — — — — 6,6 10,7' 12,0 10,0 11,5 •'14,2 21,0 34,8 UWAGA — Produkty po destylacji zawierajace 0,1%. zwiazków nasyconych i zwiaz¬ ków aromatycznych,, 0,3% zywic, 60,6% asfaltenów i 38,9% zwiazków nierozpuszczalnych w benzenie.Na podstawie danych przedstawionych w tabli¬ cy III stwierdzic mozna iz zawartosc asfaltenów w produktach po destylacji jest wysoka. Z tabli¬ cy III jasno wynika, iz usuniecie wzglednie nisko- wrzacych weglowodorów przez ich odprowadzenie z cieklego produktu weglowego prowadzi do uzy¬ skania roztworu o wzrastajacym stezeniu zwiazków aromatycznych, a zatem o wzrastajacej .zdolnosci stabilizowania lub tworzenia jednej fazy, z asfal- tenami i pozostalosci po destylacji.Czas przebywania w aparacie do rozpuszczania jest wystarczajaco dlugi na to, by w aparacie tym osadzily sie substancje stale. W miare potrzeby, droga oddzielnego usuwania strumienia cieczy znad osadu i strumienia osiadlych substancji stalych osiagnac mozna kontrolowane narastanie warstw substancji stalych w aparacie do rozpuszczania.Powstale z wegla popiolowe substancje stale za¬ wieraja zwiazki stanowiace katalizatory uwodor¬ niania, np. FeS. Zwiazki te maja korzystny wplyw na przebieg procesu. Zjawisko katalitycznego dzia¬ lania powstalych z wegla popiolowych substancji stalych wywieranego w strefie rozpuszczania opi-13 1Ó7 906 14 Sano w patencie Stanów Zjednoczonych A.P nr 3 884 796 podanym tu jako referencja. Tak wiec w strefie rozpuszczania moze miec miejsce kontrolo¬ wane zjawisko katalizowania reakcji uwodornie¬ nia, mimo iz do strefy tej nie wprowadza sie z zewnatrz katalizatora.Nawarstwianie sie katalizujacych substancji sta¬ lych w strefie rozpuszczania mozna regulowac po¬ przez kontrolowane usuwanie zawierajacego popiól szlamu z dna aparatu do rozpuszczania ponizej przewodu, którym z tego aparatu wyplywa ciecz.W strumieniu tym znajdowac sie moze ponad okolo 30 lub nawet 50% wagowych zawierajacych popiól substancji stalych. Strumien ten przepro¬ wadzac mozna bezposrednio do generatora gazów dla poddania obecnych w strumieniu weglowodo¬ rów konwersji na tlenek wegla i wodór. W miare potrzeby strumien przepuscic mozna przez hydro- cyklon dla czesciowego odzyskania bezpopiolowych cieklych produktów weglowych, które zawraca sie nastepnie do aparatu do rozpuszczania.Schemat procesu wedlug niniejszego wynalaz¬ ku przedstawiono na rysunku. Jak pokazano na rysunku, zawiesine pylu surowca weglowego, roz¬ puszczalnika obiegowego i rozpuszczalnika uzupel¬ niajacego miesza sie w przewodzie 10 z wodorem doprowadzanym przewodem 12, po czym zawie¬ sina ta plynie bez mieszania powrotnego wezowni- ca 14 wewnatrz pieca podgrzewajacego 16. Czas przebywania w tym piecu wynosi od 2 do 20 mi¬ nut. Piec 16 ogrzewa sie plomieniem z dyszy 17 palnika olejowego. Temperatura strumienia opusz¬ czajacego podgrzewacz 16 przewodem 18 wynosi od okolo 377°—427°C. Strumien ten wplywa do wy¬ sokotemperaturowej strefy rozpuszczania 20, w kt6rej utrzymuje sie temperature 399°—482°C. Czas przebywania w aparacie do rozpuszczania 20 wy¬ nosi od okolo 5 do 60 minut. Stosunkowo bogata w popiól zawiesine usuwa sie z aparatu do roz¬ puszczania 20 przeprowadzajac ja przewodem 24 do hydrocyklonu 26. Z hydrocyklonu zawierajace¬ go popiól substancje stale usuwa sie przewodem 28, podczas gdy ciecz zawraca sie do aparatu do rozpuszczania przewodem 30.W miare potrzeby temperature w aparacie do rozpuszczania 20 kontrolowac mozna wtryskujac przewodem 22 do przewodu 30 goracy lub zimny wodór. Goracy strumien opuszczajacy aparat do rozpuszczania w temperaturze 399°—482°C plynie stojakiem 48 i przewodem 32, przy czym chlodzi sie go czy tez oziebia za pomoca odpowiednich dowolnych metod, np. wtryskujac zimny wodór doprowadzany przewodem 34. Niezalezne usuwanie popiolu i/przewodem 28/ i cieczy /przewodem 32/ z aparatu do rozpuszczania pozwala, w miare po¬ trzeby, na pewne gromadzenie popiolu w tym apa¬ racie. Takie gromadzenie jest korzystne, gdyz po¬ piól zawiera skladniki katalizujace uwodornianie, np. PeS. Ochlodzony strumien z aparatu do roz¬ puszczania, majacy temperature 371°—427°C wply¬ wa przewodem 36 do reaktora kontaktowego 38, zawierajacego stale zloza katalizatora uwodornia¬ nia. Katalizator uwodorniania zawiera metale z VI i VIII grupy osadzone na niekrakujacym nos¬ niku. Ciecz zawierajaca czasteczki czesciowo nasy¬ conych zwiazków aromatycznych opuszcza reaktor 38 przewodem 40, po czym przeprowadza sie ja przez oddzielacz gazów 42. Przewód 54 odprowa¬ dzajacy gazy i wyposazony w co. najmniej czes¬ ciowo otwarty zawór 52 biegnie od szczytu apa¬ ratu do rozpuszczania do przewodu 40, którym odprowadzany jest strumien opuszczajacy Teaktor.Gazy zawierajace wodór usuwa sie z oddzielacza gazów 42 przewodem 44 w celu poddania ich oczy¬ szczaniu, kompresji i zawrócenia do przewodu 12.Ciecz w przewodzie 46 zawiera zarówno produkt otrzymany w procesie, jak i rozpuszczalnik prze¬ znaczony do zawrócenia do przewodu 10.Jak to pokazano na rysunku, ciecz usuwa sie z aparatu do rozpuszczania 20 stojakiem 48, któ¬ rego wejscie usytuowane jest ponizej poziomu cie¬ czy 50 w aparacie, a powyzej strefy osiadania sub¬ stancji stalych na dnie tego aparatu. W przecia¬ gu wydluzonego czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania stosunkowo bogata w substancje stale zawiesina, która usuwa sie przewodem 24 oddziela sie osiadajac od stosunkowo ubogiej w substancje stale cieczy usuwanej stojakiem 48.Poziom cieczy 50 mozna podnosic lub obnizac otwierajac odpowiednio zawór 52 na przewodzie 54 odprowadzajacym gazy. Przewodem 54 odpro¬ wadzajacym gazy z aparatu do rozpuszczania do¬ prowadzane jest do przewodu 40 odprowadzaja¬ cego strumien opuszczajacy reaktor okolo 70 do 95% objetosciowych lub wiecej gazowej mieszani¬ ny wodoru i lekkich weglowodorów /w tym rów¬ niez weglowodorów o temperaturach wrzenia po¬ nizej 232°C/. Jak wynika z danych przedstawio¬ nych uprzednio, zastosowanie przewodu 54 odpro¬ wadzajacego gazy prowadzi do znacznych oszczed¬ nosci wodoru bez znaczacej zmiany w ilosci roz¬ puszczanego wegla.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uplynniania wegla pod cisnieniem wo¬ doru powyzej 217 KG/cm2, znamienny tym, ze przepuszcza sie zawiesine surowca weglowego w rozpuszczalniku oraz wodór przez rurowa strefe podgrzewania dla ogrzania tej zawiesiny do mak¬ symalnej temperatury wynoszacej od 377 do poni¬ zej 427°C przeprowadza sie strumien zawiesiny opuszczajacy strefe podgrzewania do strefy roz¬ puszczania, w której utrzymuje sie temperature o co najmniej 5,5°C wyzsza od maksymalnej tempe¬ ratury w strefie podgrzewania i wynoszaca 399— —482°C, przy czym stosuje sie czas przebywania w strefie rozpuszczania dluzszy niz w strefie pod¬ grzewania i odprowadza sie strumien gazowy za¬ wierajacy wodór i niskowrzace weglowodory ze strefy rozpuszczania, a oddzielnie odprowadza sie strumien cieczy ze strefy rozpuszczania i przepusz¬ cza sie go .przez strefe uwodorniania katalityczne¬ go, w której utrzymuje sie temperature 371—441°C, przy czym stosuje sie temperature nizsza od tem¬ peratury w strefie rozpuszczania i/lub czas przeby¬ wania w strefie uwodorniania katalitycznego krótszy niz w strefie rozpuszczania. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie cisnienie wodoru powyzej 245 KG/cm2. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60167 906 15 16 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odprowadza sie strumien opuszczajacy strefe uwo¬ dorniania katalitycznego i wydziela sie z tego strumienia frakcje o temperaturze wrzenia odpo¬ wiadajacej temperaturze wrzenia rozpuszczalnika oraz zawraca sie ta frakcje do strefy podgrzewa¬ nia. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze strumien opuszczajacy strefe rozpuszczania oziebia sie wodorem przed wprowadzeniem tego strumie¬ nia do strefy uwodorniania katalitycznego. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces prowadzi sie przy chemicznym zuzyciu wo¬ doru w strefie uwodorniania katalitycznego co najmniej 112 m2 na tone surowca weglowego. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odprowadza sie strumien gazowy zawierajacy we¬ glowodory o temperaturze wrzenia do 232°C. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunkowo bogata w popiól zawiesine usuwa sie oddzielnie ze strefy rozpuszczania. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utrzymuje sie temperature w strefie rozpuszczania 5 o co najmniej 27,8°C wyzsza od temperatury w strefie podgrzewania. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utrzymuje sie temperature w strefie rozpuszcza¬ nia o co najmniej 55,5°C wyzsza od temperatury 10 w strefie podgrzewania. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie czas przebywania w strefie podgrze¬ wania 2—20 minut. 11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 15 stosuje sie czas przebywania w strefie rozpusz¬ czania 5—60 minut. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie rozpuszczania utrzymuje sie temperature 427—482°C.Wodór 10 ±JL+ 12 Zawiesina wegla ,7 Produkt i s46" rozpuszczalnik Wodór Fbpiól Bltk 7'53(/80 r. 90 egz. A4 Cena 45 zl PL PL PL PL PL
Claims (12)
1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uplynniania wegla pod cisnieniem wo¬ doru powyzej 217 KG/cm2, znamienny tym, ze przepuszcza sie zawiesine surowca weglowego w rozpuszczalniku oraz wodór przez rurowa strefe podgrzewania dla ogrzania tej zawiesiny do mak¬ symalnej temperatury wynoszacej od 377 do poni¬ zej 427°C przeprowadza sie strumien zawiesiny opuszczajacy strefe podgrzewania do strefy roz¬ puszczania, w której utrzymuje sie temperature o co najmniej 5,5°C wyzsza od maksymalnej tempe¬ ratury w strefie podgrzewania i wynoszaca 399— —482°C, przy czym stosuje sie czas przebywania w strefie rozpuszczania dluzszy niz w strefie pod¬ grzewania i odprowadza sie strumien gazowy za¬ wierajacy wodór i niskowrzace weglowodory ze strefy rozpuszczania, a oddzielnie odprowadza sie strumien cieczy ze strefy rozpuszczania i przepusz¬ cza sie go .przez strefe uwodorniania katalityczne¬ go, w której utrzymuje sie temperature 371—441°C, przy czym stosuje sie temperature nizsza od tem¬ peratury w strefie rozpuszczania i/lub czas przeby¬ wania w strefie uwodorniania katalitycznego krótszy niz w strefie rozpuszczania.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie cisnienie wodoru powyzej 245 KG/cm2. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60167 906 15 16
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odprowadza sie strumien opuszczajacy strefe uwo¬ dorniania katalitycznego i wydziela sie z tego strumienia frakcje o temperaturze wrzenia odpo¬ wiadajacej temperaturze wrzenia rozpuszczalnika oraz zawraca sie ta frakcje do strefy podgrzewa¬ nia.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze strumien opuszczajacy strefe rozpuszczania oziebia sie wodorem przed wprowadzeniem tego strumie¬ nia do strefy uwodorniania katalitycznego.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces prowadzi sie przy chemicznym zuzyciu wo¬ doru w strefie uwodorniania katalitycznego co najmniej 112 m2 na tone surowca weglowego.
6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odprowadza sie strumien gazowy zawierajacy we¬ glowodory o temperaturze wrzenia do 232°C.
7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunkowo bogata w popiól zawiesine usuwa sie oddzielnie ze strefy rozpuszczania.
8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utrzymuje sie temperature w strefie rozpuszczania 5 o co najmniej 27,8°C wyzsza od temperatury w strefie podgrzewania.
9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze utrzymuje sie temperature w strefie rozpuszcza¬ nia o co najmniej 55,5°C wyzsza od temperatury 10 w strefie podgrzewania.
10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie czas przebywania w strefie podgrze¬ wania 2—20 minut.
11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 15 stosuje sie czas przebywania w strefie rozpusz¬ czania 5—60 minut.
12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie rozpuszczania utrzymuje sie temperature 427—482°C. Wodór 10 ±JL+ 12 Zawiesina wegla ,7 Produkt i s46" rozpuszczalnik Wodór Fbpiól Bltk 7'53(/80 r. 90 egz. A4 Cena 45 zl PL PL PL PL PL
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/746,181 US4110192A (en) | 1976-11-30 | 1976-11-30 | Process for liquefying coal employing a vented dissolver |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL201755A1 PL201755A1 (pl) | 1978-06-19 |
| PL107906B1 true PL107906B1 (pl) | 1980-03-31 |
Family
ID=24999791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1977201755A PL107906B1 (pl) | 1976-11-30 | 1977-10-26 | Method of coal liquefaction sposob uplynniania wegla |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4110192A (pl) |
| JP (1) | JPS5369202A (pl) |
| AU (1) | AU504825B2 (pl) |
| DE (1) | DE2728569A1 (pl) |
| GB (1) | GB1584582A (pl) |
| PL (1) | PL107906B1 (pl) |
| ZA (1) | ZA773685B (pl) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4330390A (en) * | 1976-12-27 | 1982-05-18 | Chevron Research Company | Two-stage coal liquefaction process with petroleum-derived coal solvents |
| US4422922A (en) * | 1976-12-27 | 1983-12-27 | Chevron Research Company | Coal liquefaction and hydroprocessing of petroleum oils |
| US4391699A (en) * | 1976-12-27 | 1983-07-05 | Chevron Research Company | Coal liquefaction process |
| US4354920A (en) * | 1976-12-27 | 1982-10-19 | Chevron Research Company | Coal liquefaction process |
| US4330389A (en) * | 1976-12-27 | 1982-05-18 | Chevron Research Company | Coal liquefaction process |
| US4330391A (en) * | 1976-12-27 | 1982-05-18 | Chevron Research Company | Coal liquefaction process |
| US4330393A (en) * | 1979-02-14 | 1982-05-18 | Chevron Research Company | Two-stage coal liquefaction process with petroleum-derived coal solvents |
| EP0024458A1 (en) * | 1979-08-29 | 1981-03-11 | Gulf Research & Development Company | Improved solvent refined coal process |
| EP0024457A1 (en) * | 1979-08-29 | 1981-03-11 | Gulf Research & Development Company | Novel fuel compositions |
| US4297200A (en) * | 1980-01-18 | 1981-10-27 | Briley Patrick B | Method for hydroconversion of solid carbonaceous materials |
| US4379744A (en) * | 1980-10-06 | 1983-04-12 | Chevron Research Company | Coal liquefaction process |
| CA1186260A (en) * | 1981-04-22 | 1985-04-30 | Heinz Voetter | Process for the extraction of hydrocarbons from a hydrocarbon-bearing substrate and an apparatus therefor |
| CA1189811A (en) * | 1981-04-22 | 1985-07-02 | Heinz Voetter | Method of pre-heating particles of a hydrocarbon- bearing substrate and an apparatus therefor |
| US4376032A (en) * | 1981-05-29 | 1983-03-08 | International Coal Refining Company | Coal Liquefaction desulfurization process |
| US4400261A (en) * | 1981-10-05 | 1983-08-23 | International Coal Refining Company | Process for coal liquefaction by separation of entrained gases from slurry exiting staged dissolvers |
| US4596650A (en) * | 1984-03-16 | 1986-06-24 | Lummus Crest, Inc. | Liquefaction of sub-bituminous coal |
| US4560465A (en) * | 1984-08-27 | 1985-12-24 | Chevron Research Company | Presulfided red mud as a first-stage catalyst in a two-stage, close-coupled thermal catalytic hydroconversion process |
| US4559130A (en) * | 1984-08-27 | 1985-12-17 | Chevron Research Company | Metals-impregnated red mud as a first-stage catalyst in a two-stage, close-coupled thermal catalytic hydroconversion process |
| US4559129A (en) * | 1984-08-27 | 1985-12-17 | Chevron Research Company | Red mud as a first-stage catalyst in a two-stage, close-coupled thermal catalytic hydroconversion process |
| ZA862690B (en) * | 1985-04-22 | 1988-11-30 | Hri Inc | Catalytic two-stage co-processing of coal/oil feedstocks |
| US4874506A (en) * | 1986-06-18 | 1989-10-17 | Hri, Inc. | Catalytic two-stage coal hydrogenation process using extinction recycle of heavy liquid fraction |
| US4816141A (en) * | 1987-10-16 | 1989-03-28 | Hri, Inc. | Catalytic two-stage liquefaction of coal utilizing cascading of used ebullated-bed catalyst |
| US5045180A (en) * | 1990-04-16 | 1991-09-03 | Hri, Inc. | Catalytic two-stage coal liquefaction process having improved nitrogen removal |
| US11384294B1 (en) | 2021-01-04 | 2022-07-12 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes for treating disulfide oil |
| US11466221B2 (en) | 2021-01-04 | 2022-10-11 | Saudi Arabian Oil Company | Systems and processes for hydrocarbon upgrading |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3692662A (en) * | 1970-10-09 | 1972-09-19 | Exxon Research Engineering Co | Coal liquefaction at staged temperatures |
| US3856658A (en) * | 1971-10-20 | 1974-12-24 | Hydrocarbon Research Inc | Slurried solids handling for coal hydrogenation |
| US3932266A (en) * | 1973-12-12 | 1976-01-13 | The Lummus Company | Synthetic crude from coal |
| US3884795A (en) * | 1974-03-04 | 1975-05-20 | Us Interior | Solvent refined coal process with zones of increasing hydrogen pressure |
-
1976
- 1976-11-30 US US05/746,181 patent/US4110192A/en not_active Expired - Lifetime
-
1977
- 1977-06-08 AU AU25920/77A patent/AU504825B2/en not_active Expired
- 1977-06-15 GB GB24921/77A patent/GB1584582A/en not_active Expired
- 1977-06-20 ZA ZA00773685A patent/ZA773685B/xx unknown
- 1977-06-24 DE DE19772728569 patent/DE2728569A1/de not_active Withdrawn
- 1977-10-26 PL PL1977201755A patent/PL107906B1/pl unknown
- 1977-11-30 JP JP14287477A patent/JPS5369202A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5369202A (en) | 1978-06-20 |
| PL201755A1 (pl) | 1978-06-19 |
| AU2592077A (en) | 1978-12-14 |
| AU504825B2 (en) | 1979-11-01 |
| GB1584582A (en) | 1981-02-11 |
| US4110192A (en) | 1978-08-29 |
| ZA773685B (en) | 1978-05-30 |
| DE2728569A1 (de) | 1978-06-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL107906B1 (pl) | Method of coal liquefaction sposob uplynniania wegla | |
| US3030297A (en) | Hydrogenation of coal | |
| US4422927A (en) | Process for removing polymer-forming impurities from naphtha fraction | |
| US4113602A (en) | Integrated process for the production of hydrocarbons from coal or the like in which fines from gasifier are coked with heavy hydrocarbon oil | |
| PL107918B1 (pl) | Sposob uplynniania wegla method of coal liquefaction | |
| US3922215A (en) | Process for production of hydrocarbon liquids and gases from oil shale | |
| US2875150A (en) | Heavy oil conversion with low coke formation | |
| US4048054A (en) | Liquefaction of coal | |
| US3565784A (en) | Hydrotorting of shale to produce shale oil | |
| US3238271A (en) | Cracking of hydrocarbons to gaseous olefines | |
| US3900390A (en) | Metal, sulfur and nitrogen removal from hydrocarbons utilizing moving-bed reactors | |
| EP0047570B1 (en) | Controlled short residence time coal liquefaction process | |
| US4128471A (en) | Coal liquefaction process employing carbon monoxide | |
| US3617470A (en) | Hydrotorting of shale to produce shale oil | |
| EP0047571B1 (en) | Short residence time coal liquefaction process including catalytic hydrogenation | |
| US3414504A (en) | Fluid coking process | |
| US5039395A (en) | Steam-cracking in a fluid bed reaction zone | |
| US2899380A (en) | Charge oil | |
| US2899384A (en) | Hydroforming with the use of a mixture | |
| US3221076A (en) | Cracking of hydrocarbons | |
| PL124978B1 (en) | Method of coal liquefaction | |
| US11859141B2 (en) | Integrated desolidification for solid-containing residues | |
| JPS6241997B2 (pl) | ||
| US4157291A (en) | Process for extending life of coal liquefaction catalyst | |
| US3033780A (en) | Hydrocarbon conversion system |