PL124474B1 - Process for combined coal liquefaction and gasification - Google Patents
Process for combined coal liquefaction and gasificationInfo
- Publication number
- PL124474B1 PL124474B1 PL1979215513A PL21551379A PL124474B1 PL 124474 B1 PL124474 B1 PL 124474B1 PL 1979215513 A PL1979215513 A PL 1979215513A PL 21551379 A PL21551379 A PL 21551379A PL 124474 B1 PL124474 B1 PL 124474B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- zone
- liquefaction
- hydrogen
- coal
- synthesis gas
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 317
- 238000002309 gasification Methods 0.000 title claims description 105
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims description 96
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 177
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 126
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 121
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 111
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 111
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 103
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 95
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 91
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 90
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 89
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 88
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 65
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 57
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 57
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 56
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 54
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 51
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 49
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 47
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 36
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 30
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 21
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000004517 catalytic hydrocracking Methods 0.000 claims description 17
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 17
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 16
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 16
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 16
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 13
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 8
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- -1 ZCM hydrogen Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 2
- 239000012265 solid product Substances 0.000 claims description 2
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 30
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 14
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 14
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 13
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 11
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 8
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 8
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 8
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010771 distillate fuel oil Substances 0.000 description 7
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 7
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 7
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 7
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 6
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 6
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 6
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 6
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002802 bituminous coal Substances 0.000 description 4
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 4
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 2
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000010779 crude oil Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 230000002211 methanization Effects 0.000 description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011022 opal Substances 0.000 description 2
- 239000010909 process residue Substances 0.000 description 2
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 2
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 2
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 235000010469 Glycine max Nutrition 0.000 description 1
- 244000068988 Glycine max Species 0.000 description 1
- 101150088305 OSR1 gene Proteins 0.000 description 1
- LOTCVJJDZFMQGB-UHFFFAOYSA-N [N].[O].[S] Chemical compound [N].[O].[S] LOTCVJJDZFMQGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000013064 chemical raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 1
- 238000011112 process operation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000003380 propellant Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 239000011885 synergistic combination Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000006257 total synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 235000021419 vinegar Nutrition 0.000 description 1
- 239000000052 vinegar Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 235000012773 waffles Nutrition 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material 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
- C10G1/006—Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
-
- 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
- C10G1/06—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
- C10G1/065—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation in the presence of a solvent
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 lacznego uplynniania i zgazowywania wegla, w którym dzieki synergistycznemu polaczeniu obu operacji uzyska¬ no podwyzszenie sprawnosci cieplnej. Sposobem wedlug wynalazku mozna przetwarzac wegle bitu¬ miczne i subbitumiczne oraz lignity.Wedlug wynalazku sposób lacznego uplynniania i zgazowywania wegla polegajacy na wprowadza¬ niu zawierajacego substancje mineralna wsadu wegla, wodoru, obiegowego cieklego rozpuszczal¬ nika, obiegowego normalnie stalego produktu uplynniania wegla i obiegowej mineralnej pozosta¬ losci do strefy uplynniania w celu uplynnienia ma¬ terialu weglowodorowego z pozostawieniem mine¬ ralnej pozostalosci i hydrokrakingu materialu weg¬ lowodorowego, z wytworzeniem mieszaniny ga¬ zowych weglowodorów, cieklego produktu uplyn¬ niania wegla, normalnie stalego produktu uplyn¬ niania wegla i zawiesiny mineralnej pozostalosci, przy czym produkt strefy uplynniania rozdziela sie na ciekly destylat i gazowe weglowodory oraz zawiesine zawierajaca normalnie staly produkt uplynniania wegla, rozpuszczalnik i nieorganiczna pozostalosc, a czesc zawiesiny zawraca do strefy uplynniania, a pozostalosc wprowadza do urzadzen destylacyjnych obejmujacych prózniowa kolumne destylacyjna w celu rozdestylowania, zas zawiesine dolowa z kolumny destylacyjnej zawierajaca za¬ sadniczo calosc normalnie stalego produktu uplyn¬ niania wegla i mineralna pozostalosc ze strefy 2 uplynniania, zasadniczo nie zawierajaca normalnie cieklego produktu uplynniania wegla i gazowych weglowodorów, przekazuje do strefy zgazowania, ja¬ ko jedyne weglowodorowe zasilanie tej strefy obej- 5 mujacej strefe utleniania, w której nastepuje kon¬ wersja weglowodorowego materialu w gaz synte¬ zowy, przy czym czesc gazu syntezowego poddaje sie konwersji z wytworzeniem strumienia wzboga¬ conego w wodór kierowanego do strefy uplynnia¬ lo nia dla pokrycia zapotrzebowania tej strefy na wodór, charakteryzuje sie tym, ze weglowodorowy material przekazywany do strefy zgazowania sto¬ suje sie w ilosci wystarczajacej do wytworzenia w tej strefie dodatkowej ilosci gazu syntezowego 15 ponad wymagana do wytworzenia wodoru techno¬ logicznego, przy czym calkowite cieplo spalania tej dodatkowej ilosci gazu syntezowego stanowi 5 do 10% równowaznika cieplnego calkowitego za¬ potrzebowania procesu na energie, a te dodatkowa 20 ilosc gazu syntezowego spala sie jako paliwo w pro¬ cesie.W sposobie wedlug wynalazku mozna tez poste¬ powac tak, ze jako paliwo w procesie spala sie czesc zawierajaca co najmniej 60% molowych, ko- £5 rzystnie co najmniej 70% molowych, a zwlaszcza 80% molowych, calkowitej zawartosci CO i H2 w dodatkowej ilosci gazu syntezowego, pokrywajac 5—100% w przeliczeniu na cieplo calkowitego za¬ potrzebowania procesu na energie, a pozostalosc 33 dodatkowej ilosci gazu syntezowego poddaje sie m 474124 474 konwersji na inne paliwo, takie jak metan lub metanol.Proces w strefie zgazowania prowadzi sie ko¬ rzystnie w maksymalnej temperaturze 1204— 19&2°C, w szczególnosci 1204—1926°C, zwlaszcza I 1260^1760°C, najkorzystniej 1371^1082OC.W sposobie wedlug wynalazku stosuje sie nor¬ malnie staly produkt uplynniania wegla w zawie¬ sinie zasilajacej generator zgazowujacy korzystnie w ilosci 15—4'5% wagowych, w szczególnosci lf 15—30% wagowych, zwlaszcza 17—27% wagowych wegla zasilajacego. , W procesie wedlug wynalazku stosunek H2 do CO w gazie syntezowym jest korzystnie mniejszy od 1, a zwlaszcza mniejszy od 0,8. 15 Cieplo spalania dodatkowej ilosci gazu syntezo¬ wego stanowi korzystnie co najmniej 10% równo- . waznika cieplnego calkowitego zapotrzebowania procesu na energie. Mineralna pozostalosc usuwa sie jako zuzel ze strefy zgazowania. Sumaryczna 20 wydajnosc koksu w strefie uplynniania wynosi po¬ nizej 1% wagowego w odniesieniu do wegla zasi¬ lajacego.Strefa uplynniania w sposobie wedlug wynalaz¬ ku obejmuje endotermiczny etap podgrzewania 2* wstepnego i egzotermiczny etap uplynniania. Tem¬ peratura w etapie uplynniania jest wyzsza od mak¬ symalnej temperatury podgrzewania wstepnego, z powodu zachodzacych w operacji uplynniania reakcji uwodorniania i hydrokrakingu. Pozostala 11 zawiesina z etapu uplynniania lub z innych ope¬ racji procesu, zawierajaca ciekly i normalnie staly produkt uplynniania wegla, jest ponownie przepro¬ wadzana przez etapy podgrzewania wstepnego i uplynniania. Gazowe weglowodory i ciekly desty- n lat weglowodorowy sa odzyskiwane z ukladu se¬ paracyjnego strefy uplynniania. Czesc rozcienczo¬ nej zawiesiny nie jest zawracana do obiegu, lecz wraz z zawartymi w niej skladnikami mineralnymi wprowadzana do kolumn destylacyjnych, pracuja- 4« cych pod cisnieniem atmosferycznym lub obnizo¬ nym. Wszelkie normalnie ciekle i gazowe produkty sa odbierane z kolumn od góry, w zwiazku z czym sa one zasadniczo wolne od skladników mineral¬ nych, natomiast stezona zawiesina jest odprowa- 49 . dzana, z zawartymi w niej skladnikami mineral¬ nymi, jako wyciek dolowy z kolumny prózniowej (VTBV Stezona zawiesina zawiera calosc materialu nie¬ organicznego i calosc nierozpuszczonego materialu •• organicznego (UOM), które lacznie oznaczane sa terminem „mineralnej pozostalosci". Ilosc UOM jest zawsze mniejsza niz 10 lub 15% wagowych doprowadzanego wegla. Stezona zawiesina zawiera .równiez skladniki wegla rozpuszczone w podwyz- ii szonej temperaturze (454|0C +) które sa stale w temperaturze pokojowej i które w niniejszym opi- • sie okresla sie terminem anormalnie staly, rozpusz- . czony wegiel". Zawiesine te w calosci przekaizuje sie, nie saczac jej i nie poddajac innym operacjom W oddzielania skladników stalych od cieczy i bez kok¬ sowania lub podobnych operacji, do strefy zgazo¬ wania z czesciowym utlenianiem, dostosowanej do przyjmowania zasilania w postaci zawiesiny, w ce¬ lu konwersji w gaz syntezowy, który jest miesza- w nina tlenku wegla i wodoru. < Zawiesina ta jest jedynym materialem wegtoWyffn doprowadzanym do strefy zgazowania.W sklad instalacji wchodzi tlenownia, w której nastepuje usuniecie azotu z tlenu doprowadzanego do generatora, tak, ze wytwarzany gaz syntezowy jest zasadniczo wolny od azotu.Czesc gazu syntezowego jest poddawana reakcji konwersji, której produktem jesi; wodór i dwutle¬ nek wegla. Dwutlenek wegla jest laczjii<£z siarko¬ wodorem u/suwany w ukladzie oddzielajacym gazy kwasne. Zasadniczo calosc tak wytworzonego stru¬ mienia bogatego w wodór gazu jest zuzywana w procesie uplynniania. ; 2 Istotna cecha wynalazku jest to, ze instalacja jest dostosowana do odzyskiwania* poprzez spala¬ nie, bez przeprowadzania metanizacji lub innej konwersji hydrogenatywnej, jak konwersja do me¬ tanolu, ciepla zawartego w co najmniej 60, 70, 80, az do 100% molowych nadmiaru gazu syntezowego, pozostalego po konwersji w strumien gazu boga¬ tego w wodór. Ta ilosc nadmiaru gazu syntezowe¬ go, która nie jest stosowana w procesie jako pa¬ liwo, jest zawsze mniejsza niz 40, 30 lub 20% mo¬ lowych nadmiaru. Te czesc gazu syntezowego moz¬ na poddac metanizacji lub przetworzyc w metanol.Metanizacja jest procesem zwykle stosowanym w celu podwyzszenia wartosci opalowej gazu syn¬ tezowego, przez konwersje tlenku wegla w metan.Wedlug wynalazku, ilosc, materialu weglowodo¬ rowego wprowadzanego do generatora w zawiesinie VTB jest utrzymywana na poziomie wystarczaja¬ cym nie tylko do wytworzenia, w drodze czescio¬ wego utlenienia i reakcji konwersji, wodoru zu¬ zywanego w strefie uplynniania, lecz równiez do wy¬ tworzenia gazu syntezowego w ilosci pokrywajacej 5 do 100% sumy zapotrzebowania procesu na ener¬ gie, w postaci paliwa do podgrzewacza wstepnego, pary do pomp, energii elektrycznej wytwarzanej w instalacji lub doprowadzanej z wewnatrz itp.W kontekscie wynalazku, energia zuzytkowywa- na w obrebie wlasciwej strefy generatora nie jest uwazana za energie zuzytkowywana w procesie.Calosc materialu weglowego doprowadzanego do generatora jest uwazana nie za paliwo, lecz za za¬ silanie generatora. Wprawdzie zasilanie generatora jest poddawane czesciowemu utlenieniu, jednakze gazy z procesu utleniania sa produktami reakcji zachodzacych w generatorze, a nie gazami odloto¬ wymi. Oczywiscie, energia wymagana do wytwo¬ rzenia pary doprowadzanej do generatora jest uwa¬ zana za energie zuzywana w procesie, poniewaz energia ta jest zuzytkowywana poza generatorem.Korzystna cecha procesu wedlug wynalazku jest to, ze zapotrzebowanie generatora na pare jest sto¬ sunkowo niskie, z przyczyn nizej przedstawionych.Wszelka energia procesowa nie pochodzaca z ga¬ zu syntezowego wytwarzanego w generatorze jest doprowadzana bezposrednio w wybranych, nisko- gatunkowych gazowych i/lub cieklych paliwach weglowodorowych wytwarzanych w strefie uplyn¬ niania lub z energii spoza procesu, jak energia ele¬ ktryczna lub z obu tych zródel. Strefa zgazowania jest calkowicie zintegrowana z operacja uplynniania*124 4 85 -poniewaz- calosc zasilania weglowodorowego strefy ^gazowania pochodzi: ze strefy uplynniania, a ca¬ losc lub wiekszosc produktów gazowych ze strefy zgazowania. jest zuzytkowywana w strefie uplynnia^ nia, jako reagent lub jako paliwo. ** Natezenie reakcji uwodorniania i hydrokrakingu, zachodzacych w etapie rozpuszczania strefy uplyn¬ niania, wedlug wynalazku dobiera sie z punktu widzenia optymalizacji sprawnosci cieplnej zinte¬ growanego procesu, a nie z punktu widzenia bilan- ^ su materialowego.(Warunki rozpuszczania dobiera sie temperatura, cisnieniem wodoru, czasem rezydencji i zawraca¬ niem do obiegu mineralnej pozostalosci. Prowadze¬ nie zintegrowanego procesu na bazie bilansu ma- lf terialowego jest calkowicie rózna koncepcja opera¬ cyjna. Proces jest prowadzony na bazie bilansu ^materialowego wówczas, gdy ilosc materialu weglo¬ wodorowego-doprowadzanego do generatora. dobie¬ ra sie takj by z. igazu syntezowego wytwarzanego * . w generatorze otrzymac strumien bogatego w wo¬ dór ga2u dokladnie odpowiadajacy zuzytkowywa- niu wodoru w procesie, po poddaniu gazu syntezo¬ wego reakcji konwersji.Optymalizacja procesu na bazie sprawnosci ciepl¬ nej Wymaga elastycznosci procesu, tak, by wydaj¬ nosc generatora nie tylko w pelni pokrywala za¬ potrzebowanie procesu na wodór, lecz równiez znaczna czesc sumy zapotrzebowania na energie W.strefie uplynniania. Gaz syntezowy wytwarzany ** /w generatorze nie tylko w pelni pokrywa zapotrze¬ bowanie na wodór, wytwarzany w reakcji konwer¬ sji, lecz równiez, przez spalanie nadmiaru, co naj¬ mniej okolo 5, ,10, 20, 30 lub 50, do 1'00% sumarycz¬ nego zapotrzebowania na energie w procesie, w tym * równiez na energie elektryczna lub inne rodzaje kupowanej energii, lecz z wylaczeniem energii wy¬ twarzanej w generatorze. Co najmniej 60, 70, 80 lub 90, do 100% molowych sumy zawartego w gazie syntezowym H2 i CO jest spalane w. procesie jako *° paliwo, bez metanizacji lub poddania innego ro- .dzaju konwersji hydrogenatywnej. Ponizej 40% nadmiaru, jezeli nie jest potrzebne jako paliwo w procesie, moze byc metanizowane i zuzytkowy- wane jako gaz sieciowy. Choc proces uplynniania 4I zwykle jest sprawniejszy od procesu zgazowania, . a ponizsze przyklady wykazuja, ze przesuniecie czesci ladunku procesowego ze strefy uplynniania do strefy zgazowania, dla wytworzenia metanu, powoduje obnizenie sprawnosci procesu, co bylo M oczekiwane, ponizsze przyklady nieoczekiwanie wy¬ kazuja, ze przesuniecie czesci ladunku procesowe- * go ze strefy uplynniania do strefy zgazowania, w celu wytworzenia gazu syntezowego spalanego ' w procesie, nieoczekiwanie zwieksza sprawnosc cieplna zintegrowanego procesu.Uprzednio opisano polaczenie uplynniania wegla i zgazowywania na bazie bilansu materialowego wodoru. W ^artykule przedstawionym na Trzeciej Dorocznej Miedzynarodowej Konferencji Zgazowy- -rWania i Uplynniania Wegla (Third Abbual Inter¬ national Conference on Coal Gasification andLique- -faction) Uniwersytet ' w Pittsburgu, 3,—6 sierpnia -. 1976, zatytulowanym „The-SRC-II Process", auto¬ rzy B. K. Schmid i D.M, Jackson, podkreslono, ze M 6 w zintegrowanym procesie uplynniariie-zgazowyw wanie ilosc materialu organicznego przekazywanego ze strefy uplynniania do strefy zgazowania winna byc akurat wystarczajaca do wytworzenia wodoru wymaganego.w procesie. /. ¦ .Artykul nie sugeruje przekazywania energii jako paliwa miedzy strefami uplynniania i vzg(azo^vria- nia i w zwiazku z tym nie przewiduje mozliwosci optymalizacji sprawnosci w sposób przedstawiony na fig. 1 i omówiony ponizej, Omówienie fig/ 1 wykazuje, ze optymalizacja sprawnosci Wyrriaga przekazywania energii jako paliwa miedzy strefami i nie moze byc osiagnieta przez zbilansowanie wo¬ doru, bez przekazywania energii.Poniewaz VTB zawiera calosc, mineralnej pozo¬ stalosci procesu w zawiesinie, z caloscia normalnie stalego, rozpuszczonego wegla wytworzonego' w procesie i poniewaz VTB jest.w calosci przekazy¬ wane do strefy zgazowania, nie jest konieczna; se¬ paracja mineralnej pozostalosci z 'rozpuszczonego wegla, w drodze saczenia, osadzania, osadzania gra¬ witacyjnego wspomaganego rozpuszczalnikiem, od¬ dzielania bogatych w wodór zwiazków od zwiazków ubogich w wodór, zawierajacych mineralna pozdsta- stalosc, w drodze ekstrakcji rozpuszczalnikiem, wi¬ rowania i podobnych operacji.W zintegrowanym procesie nie jest konieczne przeprowadzanie takich operacji jak suszenie mi- ner/alnej pozostalosci, azjebianie i przetwarzanie normalnie stalego, rozpuszczonego wegla lub kok¬ sowanie, przedluzone lub w zlozu fluidalnym, Eli¬ minacja kazdej z tych operacji poprawia spraw¬ nosc cieplna procesu.Zawracanie do obiegu czesci zawiesiny z zawarta w niej mineralna pozostaloscia, poprzez strefe uplynniania, zwieksza stezenie mineralnei pozosta¬ losci w czlonie rozpuszczania. Poniewaz nieorga¬ niczna materia mineralna w mineralnej pozostalosci jest katalizatorem w reakcjach uwodorniania i hydrokrakingu zachodzacych w czlonie rozpusz¬ czania, jak równiez katalizatorem konwersji siarki do siarkowodoru i konwersji tlenu w wode, dzidki zawracaniu do obiegu mineralnej pozostalosci zmniejsza sie wielkosc czlonu rozpuszczania i czas rezydencji w tym czlonie, ca umozliwia uzyskanie wysokiej sprawnosci w procesie wedlug wynalazku.Zawracanie do obiegu mineralnej pozostalosci moze korzystnie zmniejszyc., wydajnosc normalnie stalego, rozpuszczonego wegla o okolo polowe i przez to zwiekszyc wydajnosc cenniejszych ciek¬ lych i-} gazowych produktów weglowodorowych i zmniejszyc ilosc zasilania doprowadzanego do strefy zgazowania. Wskutek zawracania mineralnej pozostalosci proces stije sie .autokatalityczny i nie wymaga doprowadzania katalizatora z zewnatrz, co dalej wplywa dodatnio na sprawnosc procesu.Szczególna cecha wynalazku jest to, ze zawracany do obiegu rozpuszczalnik nie wymaga uwodorniania w obecnosci zewnetrznego katalizatora dla-regene¬ racji jego wlasciwosci wodorodonorowych.Poniewaz reakcje zachodzace -w czlonie rozpusz¬ czania sa egzotermiczne, dla uzyskania wysokiej sprawnosci procesu konieczne jest dopuszczenie do wzrostu temperatury w tym czlonie co najmniej ,»124 474 Hyl;~ #?i8; ttfi lub nawet 111°C powyzej maksymal¬ nej temperatury podgrzewacza wstepnego. Oziebia- jne czlonu 'rozpuszczania dla zapobiezenia wysta¬ pieniu takiej róznicy temperatury wymagaloby wy¬ twarzania wodoru w reakcji konwersji w zwiekszo- 5 nej ilosci lub zwiekszenia ilosci ciepla doprowadza¬ nego do podgrzewacza wstepnego dla zniwelowania róznicy temperatury miedzy obiema strefami. yy kazdym przypadku znaczna czesc wegla bylaby zuzyta w procesie, zmniejszajac jego sprawnosc *• ^eplna.Calosc surowego wegla wprowadzanego do pro- cesu^dochodzi do strefy uplynniania, natomiast do strefy zgazowania wegiel nie jest wprowadzany.W zawierajacej mineralna pozostalosc zawiesinie ii yTS zawarta jest calosc weglowodorowego zasila¬ nia strefy zgazowania.Proces uplynniania moze byc prowadzony z wyz¬ sza' sprawnoscia cieplna niz proces zgazowania, przy umiarkowanej wydajnosci stalego, rozpuszczo- W rlego wegla. Nizsza sprawnosc procesu zgazowania spowodowana jest w czesci tym, ze proces zgazo¬ wania z czesciowym utlenianiem wytwarza gaz syntezowy (CO i Hj) i wymaga badz to nastepnej reakcji konwersji tlenku wegla do wodoru, przy ts udzfale doprowadzonej pary wodnej, jezeli osta¬ tecznym produktem ma byc wodór, badz metani- zacj!, Jezeli ©statecznym produktem ma byc gaz sieciowy. Przed metariizacja konieczna jest kon- "weifcja; zwie^^aj^ca stosunek CO do H2 z okolo « ^ildo okoH) 3 i przygotowujaca gaz' do metani- zacji. " Przepuszczenie calosci zasilania surowym Weglem przez strefe uplynniania umozliwia konwersje niektórych stadników wegla do wysokogatunko- *s wych produktów przy wyzszej sprawnosci strefy uptytistiatti*, przed przekazaniem nizej gatunkowe- gO,ttonnakiie stalego rozpuszczonego wegla do stre¬ fy Jonowania, dla konwersji z nizsza sprawnoscia. ($1 zintegrowanym procesie uplynriiania-zgazowy- « waftró wegla'wedlug dotychczasowego stanu tech¬ niki caloic wytworzonego gazu syntezowego prze- cfcodzi przez reaktor konwertujacy, z wytworze¬ niem wodoru w ilosci dokladnie odpowiadajacej wymaganiom procem Dla tej przyczyny proces & * wedlug dotychczasowego stanu techniki opiera sie n* scislym bilansie materialowym.Sposób wedlug wynaladru awataia proces e bra- ^ te elastycznosci spowodowanego scislym bilansem niatettialowym, przez zasilanie generatora materia- m letn weglowodorowym w ilosci wiekszej niz wyma- gtaa do wytworzenia wodoru procesowego. Gaz iyntewiwy wytwarzany w nadmiarze w stosunku '*£ ilosci wymaganej dla wytworzenia wodoru jest OdporoiWaliitóy z ukladu zgazowania, np. z punktu ** Umleldoowtonego miedzy strefa czesciowego utle¬ niania a strefa reakcji konwersji. Calosc Imb co najmniej 8H%, w przeliczeniu na wartosc opalowa, odprowadattnej csesd gaizu, po obróbce usuwajacej kwasne skladniki gazu jest stosowana jako paliwo w w procesie; bez peddaw&nia metanizacji lub uwo¬ dornianiu. iBozosfcale 40%,rlub mniej odprowadzonej cafcsci moie byc przepuszczone przez reaktor kon- wertujocy, w celu wytworzenia nadmiaru wodoru tl* s|r«edaz, który to wodór poddaje sie metaniza- *5 cji i zuzytkowuje jjko gaz sieciowy lub przepro¬ wadza wmetanol lub inne paliwo. W ten spocdb calosc lub wiekszosc produktu generatora Jest zu- zytkowywana w procesie, badz to jako reagent, badz tez jako zródlo energii. Pozostalosc zapotrze¬ bowania procesu na paliwo jest pokrywana pali¬ wem wytwarzanym w procesie uplynniania i ener* gia doprowadzana ze zródel zewnetrznych.Stosowanie gazu syntezowego lub strumienia bo¬ gatego w tlenek wegla jako pa&wa w procesie uplynniania jest krytyczna cecha wynalazku i przy¬ czynia sie do wysokiej sprawnosci procesu. <£az syntezowy lub strumien bogaty w tleftek w^gla nie jest sprzedaznym paliwem handlowynij ptefie- waz tlenek wegla jest toksyczny, a wartosc^ ófa&- lowa tego gazu jest nizsza od wartosci opalo0e3 metanu. Te zastrzezenia zwiazane z handlowyri^^ffri- sowaniem gazu syntezowego lub tlenku wegla 'Jako paliwa nie dotycza procesu wedlug wynalaiilttJt, przede wszystkim dlatego, ze instalacja pracujaca procesem wedlug wynalazku zawiera wytwornice, gazu syntezowego i w zwiazku z tym jest wypoia*- zona w urzadzenia chroniace przed toksycznoscia tlenku wegla. Jest malo prawdopodobne, by oct&ó- na taka byla stosowana w zakladzie nie produkuja¬ cym gazu syntezowego. Po drugie, poniewaz ^az syntezowy jest stosowany jako paliwo w samej instalacji, nie wymaga przekazywania na duza od¬ leglosc. Koszta pompowania sa zalezne od objetosci gazu, a nie od zawartego w nim ciepla, tak wiec koszta przekazywania gazu syntezowego lub tlenku wifcg- la bylyby znacznie wyzsze niz koszta przekazywa¬ nia metanu. Poniewaz jednakze gaz syntezowy lub tlenek wegla sa *w procesie wedlug wynalazku zu» zytkowywane w samej instalacji, koszta transportu nie maja znaczenia. Poniewaz sposób wedlug wy¬ nalazku obejmuje zuzytkowywanie gazu syntezo¬ wego lub tlenku wegla jako paliwa bez metanizacji lub innej operacji uwodorniajacej, sprawnosc ciepl¬ na procesu ulega podwyzszeniu. Ponizej wykazano, ze korzysci zwiekszenia sprawnosci cieplnej zostaja zmniejszone lub utracone, jezeli zbyt duza ilosc gazu syntezowego jest metanizowana i zuzytkowy- wana jako gaz sieciowy. Ponizej wykazano równiez, ze jezeli gaz syntezowy jest wytwarzany w gene¬ ratorze w ilosci przekraczajacej zapotrzebowainie na wodór procesowy i calosc nadmiaru gazu syn¬ tezowego jest metanizowana, to ma to ujemny wplyw na sprawnosc cieplna zintegrowanego pro¬ cesu uplynniania i zgazowywania wegla.Sprawnosc cieplna procesu wedlug wynalazku jest zwiekszona, poniewaz 5 do 130% aumy zapo¬ trzebowania procesu na energie wlaczajac w to pa¬ liwo i energie elektryczna, jest pokrywane bezpo¬ srednim spalaniem gazu syntezowego wytworzonego w strefie zgazowania. , Jest zaskakujace, ze sprawnosc 'cieplna procesu uplynniania mozna podwyzszyc zgazowywaaieni normalnie stalego, rozpuszczonego w&U otrzyma¬ nego w strefie uplynniania, zaauagt portnania tegK wegla dalszej konwersji w strefie uplynniania, pohiewaz wiadomym jest, ze rgazowyWa^^ wegla jfest mniej sprawnym sposobem, konwersji124 474 &n& ie#r iiplynmanie. Tak wiec mozna byloocze- -Jriwac,: ze jwprewadzenie: dodatkowego ladunku do cstrefy zgazawansa; dla wytworzenia w niej energii ?procesowej^oprótrz^rocesowego wodoru, zmniejszy ; jprawnosc i zintegrowanego..procesu. '• Ponadto: mozna bylo oczekiwac, ze szczególnie niekorzystne' bedzie wprowadzanie do generatora .wegla, który juz zostal poddany uwodornianiu, ' a "nie wegla surowego, poniewaz reakcja' zacho- • dzaca . w strefie generatora jest reakcja utleniania, -ii Pomimo tych zastrzezen nieoczekiwanie stwier¬ dzono, ze sprawnosc.,cieplna zintegrowanego pro- Cfeesu wedlug wynalazku ulega zwiekszeniu, jezeli generator wytwarza calosc lub znaczna czesc pa¬ liwa procesowego, oprócz procesowego wodoru. 11 Niniejszy wynalazek wykaauje, ze w zintegrowa¬ nym . procesie uplynniania-zgazowywania wegla i przesuniecie ;.czes.ci ladunku procesowego ze spraw¬ niejszej strefy uplynniania do mniej sprawnej stre- iyzgazowania, w podanym wymiarze i w opisany st :• sposób, fneocitkiwanie zwieksza sprawnosc zinteg¬ rowanego procesu. .: i : i^la^twykorzystaniai odkrytej mozliwosci podwyz¬ szenia sprawnoici cieplnej sposobem wedlug wy- : narlazku, zintegrowana instalacja -Uplynnianfa-zga- » aowywania wegla musi byc wyposazona w prze¬ wody do transportowania czesci gazu syntezowego wytworzonego w strefie czesciowego utleniania do jednej lub wiekszej liczby stref spalania w proce¬ sie, wyposazonych w urzadzenia do spalania gazu u •syntezowego. Wpierw gaz syntezowy jest przepusz¬ czany przez uklad usuwania skladników kwasnych, w celu usuniecia zawartego w nim siarkowodoru i i dwutlenku wegla.^Usuwanie siarkowodoru jest wymagane ze m wzgledów srodowiskowych, a usuwanie dwutlenku Wegla podwyzsza wartosc opalowa gazu syntezo- • wego i umozliwia dokladniejsza regulacje tempe¬ ratury w palniku stosujacym gaz syntezowy jako paliwo/ Dla uzyskania, podwyzszenia sprawnosci 41 cieplnej, gaz syntezowy musi byc wprowadzany do strefy- spalania bez poddawania metanizacji lub innym operacjom uwodorniania.Cecha wynalazku jest stosowanie zgazowania wysoka temperatura zwieksza sprawnosc cieplna • procesu, ¦ ulatwiajac zgazowanie zasadniczo calosci weglowego zasilania generatora. Uzyskanie wyso¬ kiej temperatury w generatorze jest mozliwe przez odpowiednia regulacje szybkosci doprowadzania ?• tlenu i pary wodnej.Szybkosc doprowadzania pary wodnej wplywa na endotermiczna reakcje pary wodnej z weglem, • ¦ z wytworzeniem CO i H2, natomiast szybkosc do¬ prowadzania tlenu wplywa na egzotermiczna reak- :W cje wegla z tlenem, której produktem jest CO.'.Z powodu wysokiej temperatury, gaz syntezowy ? wytwarzany w sposobie wedlug wynalazku bedzie mial wairtosc stosunku H2 do CO ponizej 1, a na- •¦ wet ponizej 0,9; 0,8 lub 0,7. Poniewaz jednakze < 10 wartosc ciepla' spalania H£ i CO sa zblizone, cieplo spalania wytworzonego gazu syntezowego bedzie •nie'nizsze niz cieplo spalania gazu syntezowego - a, wyzszym stosunku H2 do CO. Tak wiec wysoka -temperatura w generatorze jest korzystna, -przy- ** tli czyniajac, sie do. .wysokiej, sprawnosci cieplnej, przez umozliwienie przetworzenia prawie t calosci weglowego -materialu w generatorze, a obnizona wartosc stosunku H2 do CO nie stanowi powaznej wady, poniewaz znaczna czesc gazu syntezowego jest zuzytkowywana jako paliwo. W procesach, .w których calosc gazu syntezowego jest poddawana konwersji z wytworzeniem wodoru, niska wartosc stosunku H2 do CO stanowilaby powazna wade. i Gaz syntezowy, moze byc, rozdzielony w procesie na podstawie podwielokrotnego iub nie-podwielo- krotnego rozkladu zawartosci H2 i; CO.. Jezeli: gaz ma byc rozdzielany na podstawie nie-podwielo- krotnosci,. jego czesc moze byc skierowywana do kriogenicznego separatora lub do adsorbera, w celu oddzielenia tlenku wegla od wodoru. Uzyskatfy strumien bogatego w wodór gazU jest wprowadzany do strumienia wodoru uzupelniajacego, w • z tnm do strefy uplynniania. Stimmieit gazu bogatego w tlenek wegla jest mieszany z gazem syntezowym o pelnym skladzie, stanowiacym paliwoU zawiera¬ jacym podwielokrotne ilosci Hj i :CO lub^ stoso¬ wany niezaleznie, jako paliwo procesowe^ .,¦.« =., Stosowanie kriogenicznego lub adsorpcyjriegó ^se¬ paratora oddzielajacego ¦ wodór od tlenku :wegla ma ^Wplyw na sprawnosc procesu, poniewaz wodór i tlenek wegla maja wprawdzie w przblizeniu itaka sama wartosc opalowa, jednakze wodór jest cenniejszy jako reagent niz jako paliwo. , Usuwanie wodoru z tlenkii wegla jest' szczegól¬ nie korzystne W procesie, #-którym ilosc ^dostep¬ nego tlenku wegla wystarcza do pokryci* wiekszo¬ sci zapotrzebowania"¦¦ procesu na- paliwo/Usuniecie wodoru ze spalanego gazu syntezowego* mltta pod¬ wyzszyc wartosc opalowa-pozostalego strtimienla bogatego w tlenek wegla. Gaz syntezowy a'war¬ tosci opalowej 11200 kJ/m^ po usunieciu'woó^u ma wartosc opalowa 12 000 kJ/m8, Zdolnosc procesu wedlug wynalazku do wymien¬ nego uzytkowania gazu syntezowegorW pelnynT*»- kresfte lub strumienia bogatego wl tlenek wegla jako paliwa daje zalete moznosci odzyskiwania cenniejszego skladnika wodorowego gazu syntezo¬ wego bez ponoszenia strat wskutek degupdacji po¬ zostalego strumienia bogatego w tlenek wegla.Pozostaly strumien bogaty w tlenek wegla; moze byc stosowany bezposrednio jako paliwo proceso¬ we, bez poddawainia operacji podwyzszania jakosci.Sposób, w jaki uzyskuje sie nieoczekiwane pod¬ wyzszenie sprawnosci w zintegrowanym procesie uplynniania-zgazowania wegla wedlug wynalazku jest wyjasniony -szczególowo w.nawiazaniu?,^ wy- kresu z fig. 1. Fig. 1 wykazuje, ze sprawnosc ciepl¬ na zintegrowanego procesu uplynniania^zgazowywa¬ nia wegla wytwarzajacego, jedynie ciekle i. gazowe paliwo jest wyzsza od sprawnosci samego, procesu zgazowania.. ; : . v,v ' Najwyzsza sprawnosc" osiafea sie, gdy% strefa uplynniania wytwarza normalnie staly, rozpuszczo¬ ny wegiel z wydajnoscia posrednia, a calosc tego produktu jest zuzytkowywana w strefie zgazowa¬ nia. Posrednia wartosc normalnie stalego, rozpusz¬ czonego wegla uzyskuje, sie stosujac recyrkulacje zawiesiny, dzieki katalityczneniu efektowi zawar-*n 124 474 12 tych- w nki skladników mineralnych i mozliwosci dalszej reakcji rozpuszczonego wegla. Sprawnosc ciepma zintegrowanego procesu bylatoy nizsza od sprawnosci, samego procesu zgazowania, gdyby Operacja uplynniania byla tak malo intensywna, a ilosc stalego wegla przekazywanego do zgazowa¬ nia tak wysoka, ze ilosc wytworzonego .wodoru i'gazu syntezowego znacznie przekraczalaby moz¬ liwosc' .. ich zuzytkowywania w samej instalacji; w*:tokim bowiem przypadku proces bylby podobny do bezposredniego' zgazowania wegla.Jezeli * natomiast' intensywnosc procesu uplynnia- ni* Rylaby tak duza, a ilosc stalego wegla prze¬ kazywanego do zgazowywania, tak mala, ze ilosc wytworzonego wodoru nie pokrywalaby zapotrze- bowania procesu (wywarzanie wodoria jest pod¬ stawowym zadaniem zgazowania), braki wodoru musialyby byc pokryte z innych zródel.. / Jedynym innymipraktycznym zródlem wodoru W procesie bylby reforming para wodna lzejszych gazów, jak metan lub produktów cieklych ze stre¬ fy, uplynniania. Jednakze taki sposób postepowania spowodowaloby zmniejszenie ogólnej sprawnosci, poniewaz obejmowalby. prowadzona w znacznym zakresie konwersje metanu do wodoru i z powro¬ tni//co poza tym mogloby byc trudne do przepro¬ wadzenia.^Sprawnosc cieplna zintegrowanego procesu wed¬ lug wynalazki oblicza sie z energii wprowadzonej dopPKPcesu i uzyskanej z niego. Energia uzyskana jt procesu jest równa cieplu spalania wszystkich paUwi .odprowadzonych z procesu. Energia wprowa¬ dzona jest równa,sumie ciepla spalania wprowa- da?n*fo do procesu wegla, ciepla spalania paliw wprowadzonych do procesu ze zródel zewnetrznych ilciepla potrzebnego do wytworzenia doprowadzo¬ nej energii elektrycznej.Jezeli przyjmie sie, ze sprawnosc wytwarzania ewrgiL elektrycznej wynosi 34%, to cieplo wyma¬ gane dOr wytworzenia doprowadzonej energii elek¬ trycznej jest równowaznikiem cieplnym energii elektrycznej podzielonym przez 0,34.W obliczeniu ciepla spalania przyjmuje sie, ze paliwo1 jest- suchej a cieplo zawarte w wodzie pow¬ stajacej w wyniku reakcji wodoru z tlenem jest odzyskiwane przez skroplenie. Sprawnosc ogólna mozna wyliczyc z nastepujacego wzoru: sprawnosc - Epergia uzyskana _.Eneftgia wprowadzona 'Cieplo zawarte we wszystkich odprowadzonych paliwach Cieplo za¬ warte w weglu za- - ?silaiacym + Cieplo za¬ warte w pa¬ liwie dopro¬ wadzonym spoza pro¬ cesu Cieplo wy¬ magane do wytworze¬ nia kupio¬ nej energii elektrycznej Calosc surowego wegla wprowadzonego do pro¬ cesu jest proszkowana i mieszana z zawracana do obiegu goraca zawiesina zawierajaca rozpuszczal¬ nik. Zaw*,apajla do obiegu zawiesina jest znacznie bardziej' rpzcienczona niz zawiesina wprowadzana do. strefy zgazowania, poniewaz nie jest poddawana destylacji prózniowej i zawiera znaczna ilosc gora¬ cej - (193^454°C) cieczy destylatowej, która spelnia role rozpuszczalnika. Na jedna- czesc surowego * 5 wegla stosuje sie 1—4, korzystnie lfi—2fi czesci wagowych zawracanej do obiegu zawiesiny. Zawie¬ sine, wodór i surowy wegiel przepuszcza sie-przóz opalana strefe rurowego podgrzewacza wstepnego, a nastepnie wprowadza do reaktora lub strefy 1° rozpuszczania. Stosunek wodoru do surowego weg¬ la wynosi 0,62 do 2.48, korzystnie 0,413 do l#6mJ/kg..W podgrzewaczu wstepnym temperatura reagen¬ tów stopniowo wzrasta, osiagajac na wyjsciu -380 do 438, korzystnie 371 do 404°C. W tej temperatu- is rze wegiel jest czesciowo rozpuszczony i rozpoczy¬ naja sie egzotermiczne reakcje uwodorniania i.hy- drokrakingu. Cieplo powstajace w tych egzoter¬ micznych reakcjach w czlonie rozpuszczajacymijest dokladnie przemieszane i ma ogólnie równomierna ao temperature. Podwyzsza ono dalej temperature rea¬ gentów do 427—482, korzystnie 44fr~466°C. Gza* rezydencji w strefie rozpuszczania jest dluzszy, niz czas rezydencji w strefie podgrzewania wstepnego.Temperatura w czlonie rozpuszczania jest co naj- 25 mniej o 11,1; 27,8; 55,5 lufo nawet 111,1°C wyzsaaod temperatury na wylocie z podgrzewacza wstepnego.Cisnienie wodoru w etapach podgrzewania wstep¬ nego i rozpuszczania wynosi 70 do 280, korzystnie 105 do 17)5 kg/cm*. Wodór jest dodawany do 3J wiesiny w jednym lub kilku punktach. Co naj¬ mniej czesc wodoru jest dodawana do zawiesiny przed wejsciem do podgrzewacza wstepnego. Dodat¬ kowy wodór moze byc doprowadzany miedzy pod¬ grzewaczem wstepnym a czlonem rozpuszczajacym 35 i/lub w isamym czlonie rozpuszczajacym. Wodór jest doprowadzany do czlonu rozpuszczajacego w róznych punktach, w miare potrzeby, dla utrzy¬ mania temperatury na poziomie, na jakim inten¬ sywnosc reakcji koksowania jest mala. "40 Poniewaz generator zgazowujacy korzystnie pra^ cuje pod cisnieniem i jest dostosowany do przyj¬ mowania i przetwarzania zawiesiny, wycieki dolo¬ we z kolumny prózniowej stanowia dla niego ideal¬ ny material zasilajacy i nie musza byc uprzednio 45 poddawane konwersji weglowodorów lub innej ob¬ róbce, t 'Przykladowo, nie nalezy poddawac VTB kokso¬ waniu przedluzonemu lub w zlozu fluidalnym przed wprowadzeniem do generatora, dla uzyskania de¬ so stylatu koksowniczego, poniewaz wytworzony koks wymagalby przetworzenia w zawiesine wodna, by ponownie uzyskac postac odpowiednia do wprowa¬ dzenia do generatora.Generatory przyjmujace paliwo stale wymagaja 55 mechanizmu zasilajacego z lejem odcinajacym i dla¬ tego sa bardziej skomplikowane niz generatory dostosowane do zasilania zawiesina. Ilosc wody wymaganej do wytworzenia odpowiedniej i nadaja¬ cej sie do pompowania zawiesiny koksu jest znacz- 80 nie wieksza od ilosci, która^powinna byc wprowa¬ dzona do generatora. Zawiesina wprowadzana do generatora zasadniczo nie zawiera wody, choc woda lub para wodna w regulowanej ilosci sa do¬ prowadzane do generatora, niezaleznie od zasilaja- * cej zawiesiny, dla wytworzenia CO i H^ w e|ióó-11 124 474 14 ii 15 iermicznej reakcji. Reakcja ta pochlania cieplo, :podczas gdy reakcja weglowego zasilania z tlenem, prowadzaca do CO, wyzwala cieplo.:Wvprscesie zgazowania, w którym produktem po- zadanym jest nie CO lecz H2, np. gdy po zgazo- waniu przeprowadzana jest reakcja konwersji, me- lanizacji lub wytwarzania metanolu, wprowadzanie duzej ilosci wody moze byc korzystne.-Jednakze w procesie wedlug wynalazku, gdzie znaczna ilosc gazu syntezowego jest zuzytkowywa- ria jako paliwo, wytwarzanie wodoru nie ma duzej przewagi nad wytwarzaniem CO, poniewaz H2 i CO ^m»jawi przyblizeniu takie samo cieplo spalania.Tak wiec w procesie wedlug wynalazku generator moze pracowac w podwyzszonej temperaturze, po¬ danej ponizej, która sprzyja prawie calkowitemu "utlenianiu weglowego zasilania, choc wysoka tem¬ peratura powoduje, ze stosunek H2 do CO w gazie syntezowymjest mniejszy od jednosci, korzystnie ffmiejfczy niz 0,8 lub 0,& a jaszcze korzystniej mniej- '¦*• szy iliz QyG lub 0,7.. Poniewaz. generatory zwykle nie /sa zdolne do Mtleniania calosci doprowadzanego clo nich paliwa weglowodorowego i czesc tego paliwa zawsze jest , tracona jako koks w odprowadzanym zuzlu, pra¬ cuja one z wyzsza sprawnoscia przy zasilaniu weg¬ lowodorami w stanie cieklym niz w przypadku nasilania stalym materialem weglowodorowym, jak koks. Poniewaz koks jest stalym, zdegradowanym weglowodorem, nie moze byc zgazowywany ze sprawnoscia zblizona do 100%, jak ciekle zasilanie weglowodorowe i wieksze sa straty materialu weg¬ lowego w stopionym zuzlu powstajacym w genera¬ torze niz w przypadku zasilania materialem ciek- lym. Niezaleznie od tego, jaki material zasila ge¬ nerator, utlenianiu tego materialu sprzyja wysoka temperatura generatora. W sposobie wedlug wy¬ nalazku maksymalna temperatura w generatorze wynosi 1204 do 1982°C, korzystnie 1260—1760°C, a najkorzystniej 1316 do 1371°C. W takiej tempe¬ raturze mineralna pozostalosc przyjmuje postac stopionego zuzla, który jest odprowadzany od dolu reaktora.Stosowanie czlonu koksujacego miedzy strefa ts rozpuszczania a strefa zgazowania obnizaloby sprawnosc zintegrowanego procesu. Czlon koksuja¬ cy przetwarza normalnie staly, rozpuszczony wegiel w paliwo destylatowe i gazowe weglowodory, przy duiej wydajnosci koksu. Strefa rozpuszczania rów- se niez przetwarza normalnie staly, rozpuszczony we¬ giel- w paliwo destylatowe i gazowe weglowodory, lecz z minimalna wydajnoscia koksu. Poniewaz strefa rozpuszczania sama moze wytworzyc^ nor¬ malnie staly rozpuszczony wegiel w ilosci wyma- 55 ganej do uzyskania optymalnej sprawnosci ciepl¬ nej w zintegrowanym sposobie wedlug wynalazku, nie jest wymagany etap koksowania miedzy stre¬ fami uplynniania i zgazowania. Przeprowadzenie wymaganej reakcji w jednym etapie prpcesowym «63 z minimalna wydajnoscia koksu jest bardziej efek¬ tywne, niz zastosowanie dwóch etapów.Wedlug wynalazku, sumaryczna wydajnosc kok¬ su, który wystepuje jedynie w postaci niewielkiego 0$adu w czlonie rozpuszczajacym, wynosi z^l&cznie *5 ponizej 1% wagowego, w odniesieniu do... nasilaja¬ cego wegla, zwykle mniej niz 0,1% wagowego.Proces uplynniania wytwarza znaczna ilosc sprzedaznego paliwa cieklego, i gazowych weglo¬ wodorów. Ogólna wydajnosc cieplna jest wyzsza w warunkach wytwarzania znacznych iloAci gzo¬ wych weglowodorów jak i paliw cieklych niz w przypadku warunków odpowiednich do wytwarza¬ nia wylacznie gazowych lub wylacznie cieklych weglowodorów. i ::; Przykladowo, strefa uplynniania winna wytwa¬ rzac co najmniej 8 lub 10% wagowych gazowych paliw C1 do C4 i co najmniej 15 do 20% wagowych destylatowego paliwa cieklego (193 do 454°C), w od¬ niesieniu do wprowadzanego wegla. Mieszanine me¬ tanu i etanu odzyskuje sie i sprzedaje jako gaz sieciowy. Mieszanine propanu i butanu odzyskuje sie i sprzedaje jako gaz ciekly (LPG). Oba te pro¬ dukty sa. paliwami wysokogatunkowymi. Odzyska¬ ny z procesu olej opalowy o temperaturze wrzenia 103 do 454°C jest wysokogatunkowym paliwem kotlowym. Jest on zasadniczo wolny od substancji nieorganicznej i zawiera mniej niz okolo 0,4 do 0,5% wagowychsiarki. c 5 Strumien: weglowodorów G5 do wrzacych ~w 193°C moze byc przetwarzany, przez obróbke i xe- forming, w wysokogatunkowe benzyny. Siarkowo¬ dór jest odzyskiwany z odpadów procesowych w ukladzie usuwania gazowych, skladników kwas¬ nych i przetwarzany w siarke pierwiastkowa.Zalety wynalazku sa zilustrowane na fig. 1, przedstawiajacej krzywa sprawnosci cieplnej zin¬ tegrowanego procesu uplynniania^zgazowywania wegla, na przykladzie bitumicznego wegla z Ken¬ tucky, przetwarzanego w temperaturze czlonu roz¬ puszczajacego 427 do 4iO°C i pod cisnieniem wo¬ doru w tym czlonie 1,17 MPa. Temperatura w czlo¬ nie rozpuszczajacym jest wyzsza od maksymalnej temperatury w podgrzewaczu wstepnym. Surowy wegiel jest wprowadzany do strefy uplynniania z ustalona szybkoscia, a mineralna pozostalosc za¬ wracana do obiegu w zawiesinie z cieklym roz¬ puszczalnikiem desttylatowym i normalnie stalym, rozpuszczonym weglem, % szybkoscia tak dobrana, by utrzymac sumaryczna zawartosc skladników stalych w zasilajacej zawiesinie na poziomie 48% wagowych, która to wartosc jest bliska wartosci maksymalnej, dopuszczalnej ze wzgledu na potn- powalnosc zawiesiny (okolo 50 do 33% wagowych).Fig. 1 przedstawia zaleznosó sprawnosci cieplnej zintegrowanego procesu od wydajnosci rozpuszczo¬ nego wegla 454°C+, który jest staly w, tempera¬ turze pokojowej. Wielkosc ta obejmuje mineralna pozostalosc, zawierajaca nierozpuszczona sufegtan- cje organiczna oraz wycieki dolowe z kolumny prózniowej, uzyskane ze strefy uplynniania, Wycieki dolowe z kolumny prózniowej sa jedy¬ nym weglowym zasilaniem strefy zgazowania. Sa one przekazywane bezposrednio do strefy' zgazo¬ wania, bez obróbki posredniej. Ilosc normalnie sta¬ lego, rozpuszczonego Wegla w wyciekach dolowych z kolumny mozna zmieniac, zmieniajac tempera¬ ture, cisnienie wodoru lub czas rezydencji w stre¬ fie rozpuszczania lub stosunek zasilajacego wegla do zawracanej do obiegu mifleralJiej pozostalosci.124*474 #15 ?&• £e: »iana rttosci\:rózpuszc2onego wegla 434% + w -lyyMfcafili dolowych:. z. kolumny - prózniowej aatomatyczme zmienia sie sklad • ^zawracanej' do tfbfegurzawremny. Krzyw*' A jea*. krzywa-spraW- no£ci cieplnej zmiegrowamego procesu, uplynniania- * 5 -zgazowania. Krzywa B przedstawia sprawnosc cieplna typowego procesu samego zgazowania, a punkt C przedstawia obszar maksymalnej spraw- iflplfci- ,¦ ciepiner procesu zintegrowanego, który w przedstawionym przykladzie lezy okolo 72,4%. ; w , 'Uklad rzgazowania z krzywej B obejmuje strefe utleniania, wytwarzajaca gaz syntezowy, Teaktor kootpedtuMcy, jednostke, w której usuwa sie kwas- ae fsklao^iiki* gazowe z konwertowanej w bogaty w wodór strumien czesci gazu syntezowego, Od- u .dzietoa jednostke ido usuwania gazów' kwasnych ~. *¦Jej cnesci gazu syntezowego, która jest stosowana - jajco Jpaliwo oraz konwertor i reaktor metanizujacy, - przepwJwadzajace pozostaly, gaz syntezowy w gaz , sieciowy. ;Sprawnosc cieplna ukladu * ^gazowania : *° obejmujacego strefe utleniania, reaktor konwertu- ?ia&f di reaktor metanizujacy wynosi* zwykle 50 do ;*5H^ i l jest nizsza od sprawnosci cieplnej procesu uplynniania o umiarkowanej wydajnosci normal- *ni*l stalego; rozpuszczonego wegla* Czlon utleniaja- K *cy i*w ukladzie zgazowania wytwarza gaz syntezowy jako produkt pierwotny, l:\ Jak wyzej wskazano, poniewaz gaz syntezowy zartiera tlenek wegla, rde jest paliwem sprzedaz¬ nym^;!, dia przetworzenia w paliwo sprzedazne wy- 20 . m^ga fconwersji hydrogenatywnej lub konwersji w metanoi Tlenek wegla me tylko jest toksyczny, lecz przy tym ma niska wartosc opalowa, co spra- „wite, ..ze. koszta jego transportu sa niedopuszczalnie .wysokie* Mozliwosc stosowania w procesie wedlug 35 wynalazku calosci lub ^najmniej 60% ciepla za¬ wartego w Hj i CO obecnych w gazie syntezowym jako paliwa w samej instalacji, bez stosowania hydrogenatywnej konwersji, przyczynia sie do pod¬ niesienia sprawnosci cieplnej zintegrowanego pro- 40 cesu wedlug wynalazku.., Aby gisz syntezowy mógl byc stosowany jako pa- ritWo w urzadzeniu wedlug wynalazku, musi byc ono Wyposazone w. przewody do przekazywania gazu syntezowego lub czesci zawartego w nim CO 45 "tto -strefy uplynniania, ^po usunieciu kwasnych skladników gazu; a strefa uplynniania musi byc wyposazona w urzadzenia dostosowane do spalania gazu syittefcbwego l«b jego bogatej w tlenek wegla *eacsci, bez poddawania obróbce hydrogenatywnej. « Jezeli ilosc gazu syntezowego nie jest wystarcza¬ jaca db pokrycia dalo&ci zapotrzebowania procesu na paliwo; to instalacja musi byc wyposazona w urzadzenia do transportowania innego paliwa, wy- • tfWttrzanego w strefie rozpuszczania, jak wyzsze *M weglowodory, LPlGf idb ftoliwa gazowe, jak metan ha etan, do urzadzen spalajacych w procesie, do¬ stosowanych do zasilania takim paliwem.Z fig- 1 wynika, ze sprawnosc cieplna zintegro¬ wanego procesu przy wydajnosci rozpuszczonego «• wegla powyzej 45% nie jest wyzsza od sprawnosci uzyskiwanej w samym zgazowaniu. Jak wskazano na fig. 1, brak recyrkulacji mineralnej pozostalosci, katalizujacej reakcje uplynniania w procesie uplyn- . niania powoduje wzrost wydajnosci rozpuszczonego ** wegia 4a4°€ Hr do ojcolo$0%,. w odniesieniu do :wej*La wprowadzonego do procesu. Fig- l wskazuje, ze zawrac anie .do. oboegu mineralnej poza££alp£ci powoduje obnizenie wydaznosci rozpuszczonejo wegla 464%. + do.. 20—&5%, co odpowiada^ obsza¬ rowi maksymalnej sprawnosci cieplnej zintegrowa¬ nego procesu. Zawracajac mineralna pozostalosc, do obiegu mozna uzyskac dokladna regulacje wydaj¬ nosci rozpuszczonego wegla 4&4°C +, dla optyma¬ lizacji sprawnosci cieplnej, przez dobór tempera¬ tury, cisnienia wodoru, czasu rezydencji i/lute sto¬ sunku zawracanej zawiesiny do zasilajacego wegla, przy utrzymywaniu stalego poziomu skladników stalych w zasilajacej zawiesinie, w Punkt Dt na krzywej A; jest punktemchemicz¬ nego bilansu wodoru dla zintegrowanego procesu.Przy¦ wydajnosci rozpuszczonego wegla 4S4PC -£,.^ = 15% {punkt P1), generator z^azowujacy wytwa¬ rza wodór w ilosci dokladnie (odpowia<^aja^ej zapo¬ trzebowaniu . procesu uplynniania, sprawnosc ^ciepl¬ na przy wydajnosci rozpuszczanego wegla ^H^p + odpowiadajacej punktowi D± jest taka sama jak sprawnosc przy wyzszej wydajnosci rozpuszczonego Wegla, odpowiadajacej punktowi IX. ^Przy pttJWa- dzeniu procesu w zakresie nizszej wydajnosci punk¬ tu Dj strefa rozpuszczania musi byc stosunkowo duza dla uzyskania odpowiedniego stopnia hydro- krakingu, a strefa zgazowania bedzie stosunkowo mala, z powodu stosunkowo malej ilosci wprowa¬ dzonego do niej materialu weglowego. Przy prowa¬ dzeniu procesu w zakresie punktu V2 strefa 'roz¬ puszczania bedzie stosunkowo mala, z powodu zmniejszenia hydrokrakirigu, wymaganego w punk¬ cie D2, lecz stosunkowo -ctu5a bedzie strefa zgazo¬ wania. W zakresie miedzy punktami Da i t2 strefy rozpuszczania i zgazowania beda wzglednie wyra¬ zone, a sprawnosc cieplna zblizona do maksy¬ malnej. ' ' ' Punkt \ na krzywej A jest punktem bilansu procesowego wodoru, obejmujacego straty wodoru w procesie. Punkt Ex wskazuje ilosc rozpuszczo¬ nego wegla 454°C +, jaka musi byc wytworzona i przekazana do strefy zgazowania, dla wytworze¬ nia wodoru w ilosci odpowiadajacej zapotrzebowa¬ niu procesu i pokrywajacej straty w -cieklych i ga¬ zowych strumieniach produktu. Przy stosunkowo duzej ilosci rozpuszczonego wegla 454%+ w punk¬ cie Ej sprawnosc cieplna jest taka sama jak w punkcie Er W wawinkach punktu Et wielkosc czlonu rozpuszczajacego bedzie stosunkowo duza, dla uzyskania wymaganego w tym punkcie wyz¬ szego stopnia hydrokrakingu, a wielkosc generatora zgazowujacego bedzie odpowiednio stosunkowo mala. Z drugiej strony, w warunkach punktu E2 wielkosc czlonu rozpuszczajacego bedzie stosunko¬ wo mala, z powodu nizszego stopnia hydrokratti- gu, a wielkosc generatora zgazowujacego stosunko¬ wo duza. Strefy rozpuszczania i zgazowania belda mialy wzglednie zrównowazona wielkosc miedzy punktami Ex i E2 puszczonego Wegla 464°€ ¦+ okolo 17$ i 17% wa¬ gowych), a w tej strefie posredniej sprawnosc cieplna jest najwyzsza- W punkcie X na linii Ej Ej wydajnosc rozpusz¬ czonego wegla 464°C + bedzie doWadnie odpoWia-17 12*4*4, ii dac zapotrzebowaniu procesu na wodór i paliwo.Miedzy punktami Ej i X calosc rozpuszczonego wegla 454°C +.. nie zuzytkowywana do wytwarza¬ nia wodoru jest zuzytkowywana jako paliwo w pro¬ cesie, a wiec hydrogenatywna konwersja gazu syn¬ tezowego nie jest wymagana i sprawnosc cieplna jest wysoka. W zakresie miedzy punktami X i E2 nie caly nadmiar rozpuszczonego wegla 454°C + moze byc uzytkowywany w procesie i jego czesc wymaga dalszej konwersji, w celu sprzedazy w po¬ staci gazu sieciowego.Fig. 1 wykazuje, ze sprawnosc cieplna zintegro¬ wanego procesu wzrasta ze wzrostem ilosci gazu syntezowego dostepnego jako paliwo i osiaga mak¬ simum w punkcie Y, w którym gaz syntezowy jest wytwarzany w ilosci dokladnie odpowiadajacej cal¬ kowitemu zapotrzebowaniu procesu na paliwo.W punkcie Y sprawnosc zaczyna sie zmniejszac, poniewaz gaz syntezowy wytwarzany jest w ilosci wiekszej niz moze byc zuzytkowywana jako paliwo w procesie i poniewaz od punktu Y konieczny sta¬ je sie reaktor metanizujacy, przetwarzajacy nad¬ miar gazu syntezowego w gaz sieciowy. Fig. 1 wskazuje, ze charakteryzujaca wynalazek zwiek¬ szona sprawnosc cieplna uzyskuje sie, gdy ilosc rozpuszczonego wegla 4!54°C + wystarcza do wy¬ tworzenia jakiejkolwiek ilosci, np. od okolo 5, 10 ,lub 20 do okolo 90 lub 100% paliwa zuzytkowywa- nego w procesie.Z fig. 1 wynika równiez, ze zwiekszona spraw¬ nosc utrzymuje sie, aczkolwiek" w mniejszym stop¬ niu, gdy wiekszosc gazu syntezowego jest stosowa¬ na, bez metanizacji, co pokrycia zapotrzebowania procesu na paliwo, a ograniczony jego nadmiar wymaga metanizacji dla uczynienia go sprzedaz¬ nym. Gdy ilosc wytworzonego gazu syntezowego wymagajacego metanizacji staje sie nadmierna, jak wskazywano w punkcie Z, korzysci podwyzszenia sprawnosci cieplnej wedlug wynalazku zostaja utracone.Proces uplynniania winien byc prowadzony w takich warunkach, by ilosc wytworzonego normal¬ nie stalego, rozpuszczonego wegla 464°C + wyno¬ sila, w odniesieniu do suchego wegla wprowadza¬ nego do procesu, 15 do 40, korzystnie 15 do 30, a jeszcze korzystniej 17 do 27%, co daje wynikaja¬ ca z. wynalazku korzysc podwyzszenia sprawnosci cieplnej.Jak wyzej stwierdzono, sumaryczne zapotrzebo¬ wanie procesu na energie, w przeliczeniu na ener¬ gie cieplna, winno byc w co najmniej 5, 10, 2& hib 3% óo 100% pokrywane gazem syntezowym wytwa¬ rzanym z materialu wprowadzanego do strefy ge¬ neratora zgazowujacego, a w pozostalej czesci pa¬ liwem wytwarzanym w strefie uplynniania i/lub energia doprowadzana spoza procesu, jak energia elektryczna. Korzystne jest, gdy ta czesc paliwa zuzytkowywanego w instalacji, która nie jest gazem syntezowym, pochodzi z procesu uplynniania, a nie z surowego wegla, poniewaz uprzednia obróbka wegla w procesie uplynniania umozliwia wyekstra¬ howanie z niego cennych frakcji przy podwyzszo¬ nej sprawnosci zintegrowanego procesu.Jak wyzej przedstawiono, wysoka sprawnosc ciepina jest zwiazana z umiarkowana wydajnoscia normalnie stalego, rozpuszczonego wegla, a ta z kolei jest zwiazana z umiarkowanymi warunkami uplynnimat W umiarkowanych warunkach wydaj¬ nosc gazowych weglowodorów \ paliw cieklych ze 5 strefy uplynniania jest znaczna. Warunki takie nie sprzyjaja bardzo wysokiej i bardzo niskiej wydaj¬ nosci normalnie stalego, rozpuszczonego wegla. Jak wskazano, umiarkowane warunki, dajace stosun¬ kowo wywazona mieszanine gazowycb weglowodo- io rów oraz cieklego i stalego wegla w strefie roz¬ puszczania wymagaja instalacji o odpowiednio wy¬ wazonych, posrednich wielkosciach stref rozpUSPz- czania i zgazowania. * -rr sl W przypadku wlasciwego zrównowazenia wienfrb- 15 sci stref rozpuszczania i zagazowania, generator aga- zowujacy bedzie wytwarzac wiecej £azu syntezowe¬ go niz wynika z zapotrzebowania procesu rra woidór.Takizrównowazony proces wymaga instalacji zarza¬ dzeniami do przekazywania strumienia gazowfegp, 20 po usunieciu z gazu syntezowego sklat&iików kras¬ nych, gdzie istnieja urzadzertta dostosowane do 4pa- lania gazu syntezowego lub bogatej w tlenek w^gla czesci tego gazu, jako paliwa procesowego. Ogól¬ nie, spalanie gazu syntezowego lub tlenku we;gla 25 wymaga palników innego typu niz stosowane r-do spalania gazowych weglowodorów. Tylko w takiej instalacji mozna uzyskac optymalna sprawnpsc cieplna. Dla tej przyczyny ta cecha wynalazkiJest krytyczna, jezeli ma byc uzyskana optymalizacja *° sprawnosci cieplnej wedlug wynalazki.Umiarkowana i stosunkowo wywazona operacje, jak opisana, najlatwiej uzyskuje sie dopuszczajac do ustalenia sie w czlonie rozpuszczajacym warun¬ ków reakcyjnych odpowiednich dla tego urzadze- nfa, nie ograniczajac reakcji i nie prowadzac jej z nadmierna intensywnoscia. Przykladowo, reakcje hydrokrakingu nie powinny byc prowadzone z nad¬ mierna intensywnoscia, tak, by normalnie staly, rozpuszczony wegiei byl. wytwarzany w bardzo malej ilosci lub wcale nie byl wytwarzany. Z dru¬ giej strony, reakcje hydrokrakingu nie powinny byc nadmiernie ograniczane, poniewaz przy bardzo wysokiej wydajnosci normalnie stalego, rozpusz¬ czonego wegla silnemu zmniejszeniu uleglaby sprawnosc procesu. Poniewaz reakcje hydrokrakin¬ gu sa egzotermiczne, nalezy dopuscic do naturalne¬ go wzrostu temperatury w czlonie rozpuszczajacym powyzej temperatury podgrzewacza wstepnego; 50 Jak wyzej wskazano, niecBopuizczenie do takiego wzrostu temperatury wymagaloby doprowadzenia znacznie wiekszej ilosci wodoru nii wymagana w przypadku dopuszczenia do jej wzrostu. To z kolei obnizyloby sprawnosc cieplna, gdyz ilosc 55 wytworzonego H2 znacznie przewyzszalaby wyma¬ gania procesuv a ponadto konieczne byloby wydat¬ kowanie dodatkowej energii na sprezenie nadmia¬ ru wodoru. Wystapieniu róznicy temperatury, mie¬ dzy strefami podgrzewania wstepnego i rozpuszcza- 60 nia moznaby zapobiec podwyzszeniem temperatury w podgrzewaczu wstepnym, lecz wymagaloby to uzycia nadmiaru paliwa w strefie podgrzewacza wstepnego.Jak wynika z powyzszego, kazde usilowanie * utrzymania podgrzewacza wstepnego i czlonu roz- 40 4519 puszczajacego ~ w tei r ssumej -temperaturze, byloby .przeciwne naturalnej tendencji reakcji rozpuszcza¬ nia i obnizyloby sprawnosc cieplna procesu, i Mineralna pozostalosc wytwarzana w procesie stanowi katalizator uwodorniania i liydrokrakingu.Zawracainie jej do obiegu, w celu zwiekszenia jej ; stezenia, powoduje zwiekszenie szybkosci reakcji samorzutnych, co skraca czas rezydencji w czlonie rozpuszczajacym i/lub zmniejsza wymagana wiel¬ kosc strefy rozpuszczania. Mineralna pozostalosc jest zawieszona w produkcie w postaci bardzo drobnych czastek, wielkosci 1 do 20 mikrometrów.Mala wielkosc czastek przypuszczalnie ma! korzyst¬ ny wplyw na czynnosc katalityczna. Zawracanie . katalitycznego materialu do obiegu znacznie ogra- . nicza ilosc wymaganego rozpuszczalnika. Z tego powodu zawracanie mineralnej pozostalosci proce¬ sowej w zawiesinie w cieklym rozpuszczalniku de- stylatowym, w ilosci wystarczajacej do zapewnie¬ nia wlasciwej równowagowej czynnosci katalitycz- _ nej, ma korzystny wplyw na sprawnosc cieplna - procesu.Katalityczne i inne efekty zwiazane z zawraca¬ niem do obiegu mineralnej pozostalosci procesowej moga zmniejszyc o okolo polowe lub nawet w wiek¬ szym stopniu wydajnosc normalnie stalego, roz¬ puszczonego wegla w strefie uplynniania, poprzez reakcje i liydrokrakingu oraz indukowanie zwiek¬ szonego usuwania siarki i tlenu.Jak wskazano na fig. 1, 20—25% wydajnosci roz¬ puszczonego wegla 454°C + daje zasadniczo mak¬ symalna sprawnosc cieplna w zintegrowanym pro¬ cesie uplynnianie-zgazowywanie. Podobny stopien hydrokrakingii nie moze byc uzyskany przez samo doprowadzenie czlonu rozpuszczajacego do podwyz¬ szonej temperatury, bez wykorzystania w tym celu zachodzacych w nim reakcji egzotermicznych, po¬ niewaz spowodowaloby to nadmierne koksowanie.Stosowanie katalizatora zewnetrznego w procesie uplynniania nie jest równowazne zawracaniu do obiegu mineralnej pozostalosci, poniewaz wprowa¬ dzenie zewnetrznego, .katalizatora zwiekszyloby koszta procesu i. skomplikowalo go, a przez to zmniejszylo jego sprawnosc w stosunku do pro¬ cesu prowadzonego z uzyciem katalizatora powsta¬ jacego samorzutnie. Dla tej przyczyny w procesie wedlug wynalazku nie stosuje sie katalizatora ze¬ wnetrznego.Jak juz wskazano, krzywa optymalizacji .spraw¬ nosci cieplnej z fig. 1 przedstawia zaleznosc spraw¬ nosci cieplnej od wydajnosci normalnie stalego, "rozpuszczonego wegla i wymaga, by calosc uzyska¬ nego normalnie stalego, rozpuszczonego wegla, bez wegla Cieklego i gazowych weglowodorów, byla przekazywana do generatora zgazbwujacego. Dlate¬ go nieodzowne jest stosowanie w instalacji pracujacej wedlug opisanej krzywej' opty¬ malizacji prózniowej kolumny destylacyjnej, ko¬ rzystnie lacznie z kolumna pracujaca pod cisnie¬ niem atmosferycznym, dla uzyskania calkowitego oddzielenia normalnego stalego, rozpuszczonego wegla od wegla cieklego i gazowych weglowodo¬ rów. Sama kolumna atmosferyczna nie jest zdolna do calkowitego oddzielenia cieczy destylatowej od normalnie stalego, rozpuszczonego wegla. Kolumna* 474 20 atmosferyczna moze.byc pominieta w procesie, je¬ zeli to. jest pozadane. Przekazywanie do generatora zgazowujacego, cieklego wegla spowodowaloby ob¬ nizenie sprawnosci, poniewaz w przeciwienstwie do 5 normalnie stalego, rozpuszczonego wegla, wegiel ciekly jest wysokogatunkowym paliwem.Wytwarzanie cieklego wegla pochlania wiecej wodoru niz wytwarzanie normalnie stalego, roz¬ puszczonego wegla. Wzrost zawartosci wodoru ia w cieklym weglu bylby w trefie uplynniania, a ta strata powodowalaby obnizenie sprawnosci pro¬ cesu.Schemat operacyjny zintegrowanego procesu wed¬ lug wynalazku jest przedstawiony na fig. 2. Wysu¬ szony i sproszkowany surowy wegiel, który stanowi calosc zasilania procesu surowym weglem, jest przewodem 10 przekazywany do zbiornika mie¬ szajacego zawiesine 12, gdzie jest mieszany z go¬ raca, zawierajaca rozpuszczalnik zawiesina z pro¬ cesu, plynaca w przewodzie 14. Zawierajaca roz¬ puszczalnik, zawracana do obiegu zawiesina (w za¬ kresie 1,5—2,5 czesci wagowych na 1 czesc wagowa wegla) jest pompowana w przewodzie 16 za po¬ moca pompy tlokowej 18 i mieszana z obiegowym wodorem dochodzacym przewodem 20 oraz z wo¬ dorem uzupelniajacym dochodzacym przewodem S2, a nastepnie przechodzi przez wstepny podgrzewacz rurowy 22, z którego przewodem 24 jest doprowa¬ dzana do czlonu rozpuszczajacego 26. Stosunek wo¬ doru do zasilajacego wegla wynosi okolo 1,24 mJ/kg.Temperatura reagentów na wylocie z podgrzewa¬ cza wstepnego wynosi okolo 371 do 404°C. W tej temperaturze wegiel jest czesciowo rozpuszczony 35 w obiegowym rozpuszczalniku i rozpoczynaja sie egzotermiczne reakcje uwodorniania i hydrokra- kingu. Podczas gdy w podgrzewaczu rurowym tem¬ peratura stopniowo wzrasta, temperatura w czlonie rozpuszczajacym jest w zasadzie równomierna. 40 Cieplo reakcji liydrokrakingu, zachodzacych w czlonie rozpuszczajacym, podwyzsza temperature reagentów do 449^-466'°C. Temperatura reakcji i la¬ godzenie przebiegu reakcji egzotermicznych sa do¬ konywane iniekcja, w róznych punktach czlonu i$ rozpuszczania, wodoru doprowadzanego przewo¬ dem 28.Wyciek z czlonu rozpuszczania przewodem 29 dochodzi do ukladu separacyjnego para/ciecz 80.Odbierany z separatora od góry strumien goracych 53 par jest oziebiany w szeregu wymienników ciepla i dodatkowych separatorów para/ciecz i odbierany przewodem 32. Ciekly destylat z separatorów przewodem 34 dochodzi do pracujacej pod cisnie¬ niem atmosferycznym kolumny frakcjonujacej 36. 55 Nie skroplony gaz w przewodzie 32, zawierajacy nie przereagowany wodór, metan i inne lekkie weglowodory oraz H2S i C02 przechodzi do jednostki usuwajacej kwasne skladniki gazu 38, w której zo¬ staja zatrzymane HgS i C02. Odzyskany siarkowo- w dór jest przeprowadzany w siarke pierwiastkowa, która jest odprowadzana z procesu przewodem 40.Czesc oczyszczonego gazu jest przekazywana prze¬ wodem 42 do dalszego przerobu w kriogenicznej jednostce 44, dla usuniecia znacznej ilosci metanu 85 i etanu, które jako gaz sieciowy sa odprowadzane21 U44T4 12 przewodem 48 oraz propanu,! butanu, które jako LPG sa odprowadzane przewodem 48. Oczyszczony wodór (czystosc 110%) odprowadzany przewodem 90, po zmieszaniu z pozostalym gazem z etapu usu¬ wania skladników kwasnych z przewodu 52 sta¬ nowi obiegowy wodór procesu.Ciekla zawiesina z separatorów para/ciecz 30 przechodzi przewodem 56 i rozdziela sie na dwa glówne strumienie 58 i 60. Strumien 58 stanowi obiegowa zawiesine, zawierajaca rozpuszczalnik, normalnie staly, rozpuszczony wegiel i katalityczna mineralna pozostalosc. Nie zawracana do obiegu czesc zawiesiny przechodzi przewodem 60 do pra¬ cujacej pod cisnieniem atmosferycznym kolumny frakcjonujacej 38, w której nastepuje rozdzielenie glównych pi?oduktów procesu.W kolumnie frakcjonujacej 36 zawiesina jest poddawana destylacji pod cisnieniem atmosferycz¬ nym. Górnym przewodem 62 odprowadza sie stru¬ mien lzejszych weglowodorów, przewodem 64 stru¬ mien sredniego destylatu, a przewodem 66 strumien dolowy. Strumien (dolowy przewodem 66 jest do¬ prowadzany do prózniowej kolumny destylacyjnej 68. Temperatura zasilania ukladu frakcjonujacego jest utrzymywana na tak wysokim poziomie, ze dodatkowe jego podgrzewanie nie jest konieczne, poza ogrzewaniem przy rozruchu instalacji. Mie¬ szanina oleju opalowego z atmosferycznej kolumny w przewodzie 64 i sredni destylat odzyskiwany z kofoimny prózniowej przewodem 70 stanowia wiekszosc oleju opalowego uzyskiwanego w proce¬ sie. Produkt ten jest odprowadzany przewodem 72.Strumien w przewodzie 72 zawiera destylatowy olej opalowy o temperaturze wrzenia 103—454°C.Jego czesc moze byc zawracana do zbiornika mie¬ szajacego zawiesine zasilajaca 12, przewodem 73, dla regulacji stezenia skladników stalych w zawie¬ sinie zasilajacej i stosunku wegiel/rozpuszczalnik.Strumien powrotny 73 nadaje procesowi elastycz¬ nosc umozliwiajac zmiane stosunku rozpuszczalnika do zawracanej do obiegu zawiesiny, tak, ze stosu¬ nek ten nie jest ostatecznie ustalony w procesie stosunkiem skladników w przewodzie 58. Moze on równiez poprawic pompowalnosc zawiesiny.Wycieki dolowe z kolumny prózniowej, zawiera¬ jace calosc normalnie stalego, rozpuszczonego weg¬ la oraz nierozpuszczona substancje organiczna i nieorganiczna, nie zawierajace cieczy destylatowej i gazowych weglowodorów, przekazuje sie przewo¬ dem 74 do strefy zgazowania z czesciowym utle¬ nianiem 76. Poniewaz generator zgazowujacy 76 jest dostosowany do przyjmowania i przetwarzania strumienia zawierajacego zawiesine weglowodoro- ' wa,' nie jest'konieczne stosowanie konwersji weglo¬ wodorów miedzy kolumna prózniowa 68 i generato- retn zgazowujacym T6, jak koksowanie, które nisz¬ czyliby zawiesine i powodowalo koniecznosc po¬ nownego sporzadzania zawiesiny w wodzie. Ilosc wody wymaganej do sporzadzania zawiesiny koksu jest znacznie wieksza od ilosci wody wymaganej w generatorze zgazowujacym, tak wiec sprawnosc *t?gerie*atorMzostalaby zmniejszona o cieplo tracone : na odparowanie nadmiaru wody. Wolny od azotu ;;ii£en tp)o, generatora W jest wytwarzany w tlenowni 7$P ^przekazywany do generatora przewodem 80. it li 40 43 9f 55 •0 Para wodna do generatora jest doprowadzana prze¬ wodem 82. Calosc mineralnej zawartosci zasilaja¬ cego wegla test odprowadzana z procesu jako obo¬ jetny zuzel przewodem 84, od dolu generatora T6.Czesc gazu syntezowego wytworzonego w genera¬ torze 76 przechodzi przewodem 86 do reaktora kon¬ wertujacego 88 w którym nastepuje konwersja pary wodnej i CO do Hg i COr Po jprzejcciu pczez strefe usuwania kwasnych skladników gazu 89, za¬ trzymujacej HjS i COr oczyszczony wodór ^czyslosc 90 do 109%) jest sprezany do cisnienia procesowego, za pomoca sprezarki 80 i przewodem 88:przeszy¬ wany jako wodór uzupelniajacy do $$rel podgrze¬ wania wstepnego ZL i rozpuszczania 88, /'¦ ', Jak wyzej wyjasniono, cieplo powstajace w^foe- £ie zgazowania 76 nie jest traktowane jako energia zuzytkowywana w procesie, lecz jako cieplo reak¬ cji potrzebne do wytworzenia gazu syatemv?ejB&*^ Krytyczna cecha wynalazku jest ta, ze ilosc gazu syntezowego wytworzonego w generatorze zgazo¬ wujacym 76 wystarcza nie tylko na pokrycie ^za¬ potrzebowania na czasteczkowy wodór w procesie, lecz równiez, z pominieciem etapu metanizacjj, 5 do 100% calosci zapotrzebowania procesu na ciepflo i energie. Ta czesc gazu syntezowego, która nie |est odprowadzana do reaktora konwertujacego, prze¬ wodem 94 dochodzi do jednostki usuwajacej kwas¬ ne skladniki gazu 96, gdzie nastepuje usuniecie COa i HjS. Po usunieciu H^S gaz odpowiadasta¬ wianym paliwom wymaganiom srodowlskowyni, natomiast usuniecie CC3 podwyzsza cieplo spa^rtia gazu syntezowego, przy stosowaniu go jako paliwa.Strumien oczyszczonego gazu syntezowego przewo-* dem 98 dochodzi do kotla 180. Ifcociol 18l jest "wy¬ posazony w urzadzenia do spalania gazu syntezo¬ wego. Woda do kotla 1ÓÓ jest doprowadzana prze¬ wodem 102 i w kotle przeprowadzana w pare, któ¬ ra przewodem 184 dochodzi do procesu jako para energetyczna, sluzaca np. do napedzania pompy tlokowej 18. Oddzielny strumien gazu syntezowego z usuwajacej kwasy jednostki 88 jest przewodem 186 przekazywany do podgrzewacza waftepmgo ¦88, gdzie jest zuzytkowywany jato .paliwo.Podobnie gaz syntezowy tikose byc zuzytkowy¬ wany w innym wymagajacym paliwa punkcie pro¬ cesu. Jezeli gaz syntezowy nie pokrywa calosci za¬ potrzebowania procesu na paliwo, to pozostalosc zapotrzebowania procesu na paliwo i energie moze byc pokrywana z jakiegokolwiek strumienia nisAo- gatunkowego paliwa, wytworzonego bezposrednio w strefie uplynniania. Jezeli to jest ekonomiczniej- sze, calosc lub ta czesc energii procesowej, która nie pochodzi z gazu syntezowego, moga byc dopro¬ wadzane ze zródel zewnetrznych w stosunku do procesu, nie ukazanych, jak z energii elektrycznej.Dodatkowy gaz syntezowy moze byc przekazy¬ wany przewodem 112 do reaktora konwertujacego 114, w celu podwyzszenia stosunku wodoru do tlen¬ ku wegla z wartosci 0,6 do 3. Wzbogacona miesza¬ nina wodoru jest nastepnie przekazywana przewo¬ dem 116 do reaktora metalizujacego 118, w celu przetworzenia w gaz sieciowy, który przewodem 120 jest przekazywany do mieszania, z gazem siecio¬ wym w przewodzie 46. Ilosjc gazu sieciowego, w przeliczeniu na cieplo spalania, przechodzaca prze-:» 1M4I4 24 ^^emiiW je^innieiszs :Qd. ilosci gazu. syfttezowe- ^^ai^Q!so.WjS»legO'-jiak©.--Ba.li.WO^ procesowe, pxzecho- -6, Jest io-:;warunek ^*zx4kaiwsL podwyzszonej sprawnosci cieplnej w pro- ge^-wedlug wynalazku. -y' Cz^só strumienia oczyszczonego gaza syntezowe¬ go Jest przewodem 122 przekazywana do separa¬ tora kriogenicznego 124, gdzie* nastepuje rozdziele- -f*le! wodoru i tlenku wegla. Zamiast separatora ' kriogenicznego mozna zastosowac separator ad- *§&fpeyjtiy. Bogaty w wodór strumien gazu jest od- prdwadzahy przewodem 126 i moze byc mieszany W?stnlniien4em wodoru uzupelniajacego w przewo¬ dzie 92, przekazywany do strefy uplynniania od- iizielffie "lub sprzedawany jako produkt procesu. Str\imien -bogaty w tlenek, wegla jest odprowadza- W prifewójdeali 128 i moze byc mieszany z gazem syntezowyfti stosowanym jako paliwo procesowe ¦:?&Z' prifewddzie 98* lub W -przewodzie 106, sprzeda- •*w«^ lab stosowany nienaleznie, jako paliwo pro- • 3oesowe lub surowiec chemiczny./ " Ti&. 2 ukazuje, ze sekcja zgazowywariia procesu jest wysoce zintegrowana z sekcja ^uplynniania.Galosc~ zasilania sekcji zgazowahia (VTB) pochodzi ze strefy uplynniania, a calosc lub wiekszosc gazo¬ wych sekcji zgazOwania jest zuzytkowywana w pro¬ cesie Jako paliwo lub jako reagent." \ Przyklad I. Surowy wegiel bitumiczny, z Kentucky' proszkuje aie, suszy i miesza z goraca, zawierajaca rozpuszczalnik zawiesina z procesu, Mieszanine wegiel-obiegowa zawiesina (w zakresie 1-^2,5 czesci wagowych zawiesiny na jedna czesc JYSgl.$). przepompowuje sie, lacznie z wodorem, #£?£?opalana strefe podgrzewacza wstepnego'do As^refy rozpuszczania. .Si^sunek" wodoru do wegla ^^ynosj, .ótolo.J(,2I4 m3/kg. un Temperatura reagentów na wylocie z podgrzewa- - cza wstepnego wynosi 371—tffl^G. W tym punkcie ^aregiei- jest czesciowo rozpuszczony w obiegowej -zawiesinie i rozpoczynajac sie egzotermiczne reak¬ cje uwodorniania r i hydrokrakingu. Cieplo tych reakcji w./ateiie rozpuszczania dalej podwyzsza tenipeajfljture reagentów; do 438^466°C, Szybkosc .przebiegu reakcji, egzotermicznych jest ograniczana -s-jniekejfc, wodona: -w- róznych punktach czlonu roz- < puszczania.* : ^Wyciek ze strefy rozpuszczania przechodzi przez uklad -rozdzielania produktu, obejmujacy kolumne atmosferyczna i kolumne prózniowa. Pozostalosc ^4fl4°C z' kolumny prózniowej," zawierajaca calosc hierozpuSzczoliej mineralnej pozostalosci oraz ca¬ losc nórnialnie stalego, rozpuszczonego wegla, wol¬ anego 6d wegla cieklego i gazowych weglowodorów, *jest wprowadzana do zasilanego tlenem generatora z&azowujacego. Wytwarzany w generatorze gaz 'syntezowy Ó wartosci stosunku Hj do CO okolo 0,6 przechodzi do reaktora konwertujacego', gdzie para 1 wodna; i tlenek wegla ulegaja konwersji w wodór i dwutiehek wegla1. Z kolei gaz przechodzi przez etap usuwania sklaciników kwasilyeh, gdzie zostaje zatrzymany dwutlenek w£gla i siarkowodór. Wodór (czystosc 94%) zostaje sprezony i jako wodór uzu¬ pelniajacy jest przekazywany do stref podgrzewa¬ nia wstepnego i rozpuszczania. 10 15 3t :25 30 i 35 40 Ao 90 55 '10 '« ,-. W. niniejszym .przykladzie ilosc; weglowodorowe¬ go iBiaterialu. ^wprowadzanego da strefy zgazowaTiia wystarcza sci pokrywajacej: zapotrzebowanie pnoee.su. na wo¬ dór,, wlacznie ze stratami procesowymi, oraz .okolo 5% sumarycznego zapotrzebowania na cieplo (ener¬ gie), przez (bezposrednie spalanie w procesie. Pozo¬ stalosc zapotrzebowania procesu na energie pokry¬ wa sie spalaniem lekkich, gazowych wejglododorów lub weglowodorów ciezszych, wytwarzanych w stre¬ fie uplynniania oraz energia elektryczna kupowana ze zródel zewnetrznych...Stosowany jako material zasilajacy bitumiczny wegiel z Kentucky ma nastepujacy sklad: , % wagowych w przeliczeniu na substancje sucha wegiel wodór siarka azot tlen popiól wilgoc 71,5 5,1 3,2 1,3 9,6 8,9 Ponizej zestawiono produkty strefy uplynniania.Z. zestawienia wynika, ze strefa uplynniania wytwa¬ rza produkty ciekle i gazowe oraz zawierajaca po¬ piól pozostalosc 454°C +. Glównym produktem procesu jest bezpopiolowy olej opalowy, zawiera¬ jacy 0,3% wagowych siarki, który moze byc zu- zytkowywany w elektrowniach i w instalacjach przemyslowych.Produkty etapu uwodorniania (czlon rozpuszcza¬ nia). Wydajnosc w % wagowych suchego weigla: ,. :5 do wrzacych w 193°C gazy ^1-^l weglowodory C5 destylatowy olej opalowy (193—454°C) staly, rozpuszczony wegiel 454°C + nieroizpuszczony material organiczny material nieorganiczny H2S CO + CO, H20 NH, 2 16,2 11,6 31,6 17,7 5,4 5,3 - 2,1 1,9 *,8 0,9 zuzycie wodoru, % wagowych Produkty pozostale do sprzedazy po zapotrzebowania instalacji na paliwo: wegiel zasilajacy (w przelicze¬ niu na substancje sucha) ; gaz sieciowy LPG weglowodory frakcji naftowej destylatowy olej opalowy suma r— 1104,5 — 4,5 pokryciu — 27,2X106 k&/doba — 0,66X106 m8/doba nWdoba m8/doba nWdoba — 2 563 — 2874 — 6 497 Bilans energii wprowadzonej, energii uzyskanej i sprawnosc cieplna zintegrowanego procesu przed¬ stawiaja sie nastepujaco: Energia wprowadzona kJ X 10*/doba wegiel (27,8 X 10* kg/doba) 1&3 4JMX4,18 energia elektryczna (132 megawaty)* 7^X4t,18 suma 201 W&<^825 Energii u^ysfcmaa gaz sieciowy CD weglowodory frakcji naftowej destylatowy olej opalowy 124 474 suma 7 668X4,18 21431X4,18 32 77^X4,18 82 926X4,18 144 818X4,18 Sprawnosc cieplna, % —71,9 * przy zalozeniu sprawnosci cieplnej elektrowni 34%.CD 11590 X4,18kJ/m3.Niniejszy przyklad wykazuje, ze przy prowadze¬ niu zintegrowanego procesu uplynnianie-zgazowy- wanie w taki sposób, ze ilosc materialu weglowodo¬ rowego przekazywanego ze strefy uplynniania do strefy zgazowania wystarcza do wytworzenia w ge¬ neratorze zgazowujacym gazu syntezowego w ilosci pokrywajacej zapotrzebowanie procesu na wodór i pokrycie sumarycznego zapotrzebowania procesu na.energie jedynie w 5%, sprawnosc cieplna zinteg¬ rowanego procesu wynosi 71,6%.Przyklad II. Zintegrowany proces uplynnia- nie-zgazowywanie prowadzi sie podobnie jak w przykladzie I i stosujac jako zasilanie ten sam bi¬ tumiczny wegiel z Kentucky, z tym, ze weglowo¬ dorowy material jest przekazywany ze strefy uplyn¬ niania do strefy zgazowania w ilosci umozliwiaja¬ cej wytworzenie w strefie zgazowania gazu synte¬ zowego pokrywajacego w calosci zapotrzebowanie procesu na wodór oraz w okolo 70% sume zapo¬ trzebowania procesu na energie, przez bezposrednie spalanie tego gazu w procesie.Produkty strefy uplynniania. Wydajnosc w % wagowych suchego wegla: gazy C1—C4 weglowodory C5 do wrzacych w 193°C destylatowy olej opalowy (193,—454°C) staly, rozpuszczony wegiel 454°C + nierozpuszczony material organiczny material nieorganiczny H2S co + co2 H20 NH,. 12,8 9,9 23,8 25,3 5,5 9,3 2,0 1,8 7,7 0,7 suma zuzycie wodoru, % wagowych — 103,8 — 3,8 Produkty pozostale do sprzedazy po pokryciu za¬ potrzebowania instalacji na paliwo: wegiel zasilajacy (w przelicze¬ niu na substancje sucha) — 27,2X106 kg/doba gaz sieciowy — 2,16X106 m3/doba LFG — 2026 m3/doba weglowodory frakcji naftowej — 2874 nWdoba destylatowy olej opalowy — 5021 m*/doba Bilans energii wprowadzonej, energii uzyskanej i sprawnosc cieplna zintegrowanego procesu przed¬ stawiaja sie nastepujaco: Energia wprowadzona kJ X 106/doba wegiel (27,8 X 106 kg/doba) ;«r*er/ei«t elektryczna (132 megawaty) suma 10 15 40 55 55 P 193 410X4,18 7 900X4,18 2 Energia uzyskana gaz sieciowy (D LPG weglowodory frakcji naftowej destylatowy olej opalowy suma Sprawnosc cieplna, % (i) 11590 XTI8kJ/m"3. 35»4X443 16933X4,1$ 27*70X448 75679X4,16 145 846X4,18 72,4 Uzyskana w przykladzie II sprawnosc cieplna" 72,4% jest wyzsza od uzyskanej w przykladzie I (71,9%) o 0,5% (w obu przykladach jako zasilanie stosowano ten sam wegiel bitumiczny z Kentucky).Wyzsza sprawnosc cieplna jest wynikiem zwiekszo¬ nej produkcji gazu syntezowego w generatorze zga¬ zowujacym, która w przykladzie I pokrywaja ca¬ losc zapotrzebowania procesu na wodór i 5% za¬ potrzebowania procesu na energie, a w przykla¬ dzie II calosc zapotrzebowania na wodór i 70% zapotrzebowania na energie.Przyklad III. Zintegrowany proces uplyn- nianie-zgazowywanie prowadzi sie podobnie jak w przykladzie II i stosujac zasilanie tym* samym l»- tumicznym weglem z Kentucky, z tym, ze calosc nadmiaru gazu syntezowego, po pokryciu zapotrze¬ bowania procesu na wodór, jest metanizowana na sprzedaz. Calosc zapotrzebowania procesu na pa¬ liwo jest pokrywana gazami Cj—Gj wytworzonymi w etapie uplynniania. < Produkty strefy uplynniania. Wydajnosc w % wagowych wegla suchego: gazy Cx—C4 weglowodory Cg do wrzacych w 193°C destylatowy olej opalowy (193.—454°C) staly, rozpuszczony wegiel 454°C -f nierozpuszczony material organiczny material nieorganiczny H2S CO + C02 H20 NH, zuzycie wodoru, % wagowych 12,8 »,* 28,8 35,3 5,5 «,3 0,3 1,8 7,7 suma — 10*,8 — S,8 Produkty pozostale do sprzedazy po pokryciu za¬ potrzebowania instalacji na paliwo: wegiel zasilajacy (w przelicze¬ niu na substancje sucha) — 27,2X10* kg/doba gaz sieciowy — 2,21X10* m5/dioba LPG — 2026 mVdoba weglowodory frakcji naftowej — 2453 ,m3/doba destylatowy olej opalowy — 5407 rav7doba Bilans energii wprowadzonej, energii uzytekanej i sprawnosc cieplna procesu przedstawiaja sie na¬ stepujaco: Energia wprowadzona ki X li*/4oba wegiel (27,8 X 10« kg/doba) 1*3 416X4,13 energia elektryczna (132 megawaty) 7 900X4,18 suma 201310X4,18Energia uzyskana r vj tU^lteifwy U) r -destylatowy olej opalowy;/*-•.; y i.t X f• t ^ r*.' r ; , v suma iU*«4 E<28 2Q:36$X4;18 16 933X'4,18 37 970X4,18 75 579X4,18 Bilans energii wprowadzonej, .¦enetglii^iupbteilej ;i sprawnosc cieplna zintegrowanego; procesu jprzfd- ..V.7 140 850X4,18 Sprawnosc cieplna, % ,- ,, f ,.— jZP^, CD 9 205 X 4,-18kJ/ms. v. \^ .. ^ ^; Podczas gdy w przykladach I i II, w których gaz fsyntezowy wytwarzano' w^ilo&ei przyuczajacej zil^tfzSbibWanie pracesu^na wodórf ajego 'nadmiar nkt$jsojfrano' 'bez^osr1^^0 3a^° paliwo 'w 'procesie, ' uzyskaitó^ sp.f^wllo'si5J*ciepkia,v7r,0': i ^2#%Vlw pr^ klao&e/v|n%^^^ je^niie 70T,0%, "'co'w^a^uje^z^^uw^dorn nadmiaru feazu s#n- ''tezó^e^o^nS-^ zamian spfaiania \eg6 ''hadrtilarfi' bezposrednio 'w instalacji^nlekorzy- ' Wiii ' wpTywa '^la' SCrawrios^proceslr.^"frv'0::y:/: - 4f£i * v'ttv r,-. jp]-: i k i*..« «..g3.;. :'¦.¦¦, -#ur1}h. • Bós6"~ mdWrialliL weglowodorowegi^:^zeka- v zy*w"an 'ifi^^ysita-i^a^ó-w^w^^rii-a' w strefie zgazówania ^gafiff^s^e^bw^feo w' i»sfei pokrywajacej e&losó za- -^trzebfcitfaWa. pffoeesacJfra wodór, '; wlaczane-•¦W< to &SfKafy^*^fce^o|£^ p7a2 okolo -5% ^sUmiaryczn^gó^ za¬ potrzebowania procesu na energie; przez bezposred¬ nie spalanie w procesie.Sklad wegla z pokladu^y^t,Yfe (% wagowy w przeliczeniu na substancje soicha): .5 10 *l5 C.wegiel ;;jjrpdór ,.*farka ,azot . rjlen. .. ^popiól T.Wi,ii - 4,6 t- 4,2 --^2 - 7,5 - 15,1 l \ Produkty strefy uplynniania, wydajnosc w % ,'. yragowych wegla suchego: . weglowodory C5 do wrzacych w 193°C *?&estyiatowy olej opalowy'(193.—454°C) i^f2^ X9^uszczpny.. wegiel 454°C + nierózpuszczony ~ material organiczny material nieorganiczny J17,5 10,6 26,3 18,0 6,8 15,1 3,0 1,2 5,7 0,5 :40 £*5 -stawiaia sie nastepujaco: Energia wprowadzona '."*'- :w$gief'(27,2 X 106 kg/doba) ¦: '¦¦-' !': energia elektryezn&: (132 megawaty) vsuma. ¦ Energia uzyskana gaz sieciowy ¦ LPG"vf.- ' - • '*¦-'•¦¦ ¦¦-¦:" "--—• weglowodory frakcji naftowej <-v^': destylatowy olej opalowy ^ Sprawnosc cieplna, % suma; kJXlQ 183)4925X^1S 7 900X4,18 8 6ill'X4,18 : 23145 T4,18 -----.".''29 948X4,16 6»0I18X4;18 13Ó 722X4,18 — 68,3 lc'-:^'¥ z^k l-aU ¦ V. Zinte^foWariy'proces' uplynnia- " nie-zgazowywainie prowadzi sie podobnie ystfe w *# przykladzie'llV i stosujac ten sam wegiel 'bitumiicz- ny z pokladu West Virgihia Pittsbttrgh, z^tym, ze ilosc, .weglowodorowego materialu przekazywanego VTze"7strel£y^.u^lynmahia 'do strefy zgafcowariia jest wystarczajaca", do'"wytworzenia gazu sypteipwego sl5 w ilosci pokrywajacej calosc 'zapotrzebowania' pro¬ cesu na. wodór oraz okolo 37% zapatrzeb~owainiia pro¬ cesu na energie, przez bezposrednie spalanie w pro¬ cesie." ' ¦¦;-'¦ ¦ ¦¦ ¦ '-¦¦.: .-¦ .¦.'.'. •. : ¦v:\-i :-v:, • ¦?*•:¦¦. . -..-¦ ¦ ; ¦¦«•¦ ^: $o Produkty strefy uplyniania. Wydajnosc w-^wHa- gowych'stiehego wegla:' * : ..; gazy ^—Ct weglowodory C5 do wrzacych w 193°C destyiaitowy olej opalowy (193r-t454°C) -J staly, rozipuszczony wegiel 454°C + ;. . nierozpuszczony material organiczny material nieorganiczny.. ,.! V2s co + co2 H20 zuzycie wodoru, % wagowych — U?,0 —"" :9,8 :¦?*«-" 2S,1 -^^^1,7 — 114 ^ 2,9 — .1,3 — 5,4 — 0,4 suma 104,2 4,2 zuzydie wodoru, % wagowych suma — f04,7 — 4,7 n '^Produkty pozostale do ^pr^edazy po pokryciu za- •^^^00^3™^ instalacji na p»liwo: wegiel zasilajacy (w przelicze- ^jiiilna: saafostancje sucha) ^.r-^^^W.kg/^a jgazyiet$ey?y — 9,74X106 m3/doba ..IiP£r . .. .« — VW, m3/doba :;-we^ipwodpry frakcji naftowej — 2626 m3/doba 1 'desiylatówy olej opalowy — 5921 m3/doba ¦*o •55 Vo • Produkty pozostale do sprzedazy po pokryciu'za- "p"oTrzebowania instalacji na paliwo: ' wegiel zasilajacy (w przelicze- ^ ". •:,-: niu na substancja sucha) -7- 27,2X106 kg/doba gaz sieciowy ' — 1^83X 10« m3/doba IiPG — 2Z00 m3/idoba weglowodory frakcji naftowej —7AO& - rh3/doba destylafówy olej opalowy — 5160 ni3/doba Bilans energii wprowadzonej, energii uzysljpanej i sprawnosc cieplna zintegypwanego procesu pczejd- stawiaja sie nastepujaco: - -. ,.^ Energia wprowadzona ¦ wegiel (27,3 X ,lt)6.kg/doba) energia elektryczna (ii 32 megawaty) kJX lps/doba 183.525X4^8 7.900X4,13 Energia uzyskana gaz sieciowy 21^#X4?18 16.3«lX4,i8ta*4T4 wegtewodory frakcji naitowej deitylatowy olej opalowy Sprawnosc cieplna, V 27466X4,18 65 8691X4,18 suma 13HW7X4,18 — $9,0 Sprawnosc cieplna uzyskana w przykladne V jest o 1,3% wyzsza od sprawnosci z przykladu IV, przy zasilaniu instalacji tym samym weglem. Wyz¬ sza sprawnosc cieplna w przykladzie V jest wyni¬ kiem doprowadzania do generatora zgazowujacego W rozpuszczonego wegla 454°C + w ilosci pokrywaja¬ cej calosc zapotrzebowania procesu na wodór oraz 37% zapotrzebowania procesu na energie, przez bez¬ posrednie spalanie gazu syntezowego, a nie w ilo¬ sci- pokrywajacej zapotrzebowanie procesu na wo- H dór oraz jedynie 5% zapotrzebowania na energie.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób lacznego uplynniania i zgazowywania •» wegla, polegajacy na wprowadzaniu zawierajacego substancje mineralna wsadu wegla, wodoru, obie^ gowego cieklego rozpuszczalnika, obiegowego nor¬ malnie stalego produktu uplynniania wegla i obie¬ gowej mineralnej pozostalosci do strefy uplynnia- m nia w celu uplynnienia materialu weglowodorowe¬ go z pozostawieniem mineralnej pozostalosci i hyd- rokrakingu materialu weglowodorowego, z wytwo¬ rzeniem mieszaniny gazowych weglowodorów, ciek¬ lego produktu uplynniania wegla, normalnie stalego 30 produktu uplynniania wegla i zawiesiny mineralnej pozostalosci, przy czym produkt strefy uplynniania rozdziela sie na ciekly destylat i gazowe weglo¬ wodory oraz zawiesine zawierajaca normalnie staly produkt uplynniania wegla, rozpuszczalnik i nie- » organiczna pozostalosc, a .czesc zawiesiny zawraca do strefy uplynniania, a pozostalosc wprowadza do urzadzen destylacyjnych obejmujacych prózniowa kolumne destylacyjna w celu rozdestylowania, zas zawiesine dolowa z kolumny destylacyjnej zawie- 41 rajaca zasadniczo calosc normalnie stalego produk¬ tu uplynniania wegla i mineralna pozostalosc ze strefy uplynniania, zasadniczo nie zawierajaca nor¬ malnie cieklego produktu uplynniania wegla i ga¬ zowych weglowodorów, przekazuje do strefy zga- 43 zowania, jako jedyne weglowodorowe zasilanie tej strefy obejmujacej strefe utleniania, w której na¬ stepuje konwersja weglowodorowego materialu w gaz syntezowy, przy czym czesc gazu syntezo¬ wego poddaje sie konwersji z wytworzeniem stru- 59 mienia wzbogaconego w wodór kierowanego do strefy uplynniania dla pokrycia zapotrzebowania tej strefy na wodór, znamienny tym, ze weglowo- dorowy material przekazywany do strefy zgazo¬ wania stosuje sie w ilosci wystarczajacej do wy- 55 tworzenia w tej strefie dodatkowej ilosci gazu syntezowego ponad wymagana do wytworzenia wodoru technologicznego, przy czym calkowite cie¬ plo spalania tej dodatkowej ilosci gazu syntezo¬ wego stanowi 5 do 100% równowaznika cieplnego eo calkowitego zapotrzebowania procesu na energie, a te dodatkowa ilosc gazu syntezowego spala sie jako paliwo w procesie. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie cieplo spalania dodatkowej ilosci gazu w syntezowego stanowiace równowaznik cieplny co najmniej 10% calkowitego zapotrzebowania £*ocesu na energie. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny fym, ze stosuje sie normalnie staly produkt uplynniania wegla w zawiesinie zasilajacej generator zgazo- wujacy w ilosci 15—45% wagowych zasilajacego wegla. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ie stosuje sie normalnie staly produkt uplynniania wegla w zawiesinie zasilajacej generator zgazdwti- jacy w ilosci 13—30% wagowych zasilajacego• wegla. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie normalnie staly produkt uplynniania wegla w zawiesinie zasilajacej generator zgago- wujacy w ilosci 17—27% wagowych zasilajacego wegla. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ie mineralna pozostalosc usuwa sie jako fzuzel ze stre¬ fy zgazowania. ¦ ¦ * -.¦.• —¦.,. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie w maksy* malnej temperaturze 1204—1962°C. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie w mak¬ symalnej temperaturze 1260—1760°C. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie w mak¬ symalnej temperaturze 1371^T982°C. 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sumaryczna wydajnosc koksu w strefie uplynniania wynosi ponizej 1% wagowego, w odniesieniu do za¬ silajacego wegla. 11. Sposób lacznego uplynniania i zgazowywania wegla polegajacy na wprowadzaniu zawierajacego substancje mineralne wsadu wegla, wodoru, obie¬ gowego cieklego rozpuszczalnika, obiegowego nor¬ malnie stalego produktu uplynniania wegla i obie¬ gowej mineralnej pozostalosci do strefy uplynnia¬ nia w celu uplynnienia materialu weglowodorowe¬ go z pozostawieniem mineralnej pozostalosci i hy- drokrakingu materialu weglowodorowego, z wytwo¬ rzeniem mieszaniny gazowych weglowodorów, ciek¬ lego produktu uplynniania wegla, normalnie sta¬ lego produktu uplynniania wegla i zawiesiny mi¬ neralnej pozostatosci, przy czym produkt strefy uplynniania rozdziela sie na ciekly destylat i ga¬ zowe weglowodory oraz zawiesine zawierajaca normalnie staly produkt uplynniania wegla, roz¬ puszczalnik i nieorganiczna pozostalosc, a czesc zawiesiny zawraca do strefy uplynniania i pozo¬ stalosc wprowadza do urzadzen destylacyjnych obejmujacych prózniowa kolumne destylacyjna w celu rozdestylowania, zas zawiesine dolowa z ko¬ lumny destylacyjnej zawierajaca zasadniczo calosc normalnie stalego produktu uplynniania wegla i mineralna pozostalosc ze strefy uplynniania, za¬ sadniczo nie zawierajaca normalnie cieklego pro¬ duktu uplynniania wegla i gazowych weglowodo¬ rów przekazuje do strefy zgazowania jako jedyne weglowodorowe zasilanie tej strefy obejmujacej strefe utleniania, w której nastepuje konwersja weglowodorowego materialu w gaz syntezowy,& tói«4 pXzy 'Czym Ez$scgazu ^syntezowego poddaje sie konwersji* r.2 'Wytwarzaniem ¦ strurhieniri .wzbogaca-: nego w wodór kierowanego do storefy uplynniania dla po^ryeiaiAzapotrzebowania tej strefy na wodór, znamienny tym, ze weglowodorowy material prze- ** kazywany .do.str.efyZigazowania stosuje sie w ilosci wystarczajacej do wytworzenia w tej strefie dodat¬ kowej ilosci gazu syntezowego ponad wymagana do wytworzenia, wodoru technologicznego i spala jako paliwo wf procesie czesc zawierajaca co naj- 20 mniej 50% molowych calkowitej zawartosci CO i H2 w^dodatkowejijoscj gazu syntezowego, pokrywajac 5-^100% w przeliczeniu na cieplo calkowite zapo¬ trzebowania procesu na energie, a pozostalosc do¬ datkowej ilosci gazu syntezowego poddaje konwer- la sjt na inne paliwo. *12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze co najmniej 70% molowych CO i H2 zawartych w ^dodatjkówej'"ilosci gazu syntezowego spala sie jako paliwo w procesie.' 80 %2 13. Sposób wedlug ^astrzl .11, znamienny: tym;:ze co .najmniej 80% molowych CO i~.H2 zawartych w. dodatkowej ^losci gazu syntezowego spala sie jako paliwo w procesie. ., . . 9 ;..,.,,-,-, 14. Sposób wedlug zastrz. U, znamienny tym,"ze stosuje sie stosunek H2.do;CO wlazie syntezowym mniejszym od.1. -..:-; 15. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym;: ze stosuje, sie stosunek H2 do CO w gazie syntezowym mniejiszym. od 0,8. 16. Sposób wedlug zastrz. 11,,znamienny tym,.ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie^w mak* symalnej temperaturze 1204—1&82°C. -.'..' 17. Sposób wedlug zastrz. llj znamienny tym, ze proces w stirefie zgazowania prowadzi sie w mak¬ symalnej temperaturze: 1204^1^25°C. 18. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze jako inne paliwo stosuje: sie. metan. 19. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, }e 'jako inne -paliwo stosuje sie metanol. - Sprawnosc cieplna Obieg A(proces zintegrowany) Wydaj/losc proce su uplynniania bez] obiegu mineralnej ipzostalosci mineralnej pozostalosci Y _E E. (BMans procesowa-wodoru) D, (Bi!dns chemiczny wodo* u) 50 40 30 20 10 Wydajnosc wegla rozpuszczonegow 454°C+, % wagowych wegla suchogonum FIG 2 zbiornik mieszajacy mieszanie* wodo'r oczyszczony suszony P* |czton rozpuszczajacyv r*TTH "MB- sprezarka' separatory T para/ciecz^ [ ZCM wodór N uzupelnia- H* B jacy gez sieciowy -5-1 I * sieciowy N separacja kriogeniczna usuwanie gazów kwasnych ^LsT"'* wieza —r frakcjonujaca atmosferyczna kwasnych J A*n»rainr i ro»u»of r" . t—y tlenownia T-| pozostalosc (VTB) prózniowa U obojetny iuzel PL PL
Claims (19)
1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób lacznego uplynniania i zgazowywania •» wegla, polegajacy na wprowadzaniu zawierajacego substancje mineralna wsadu wegla, wodoru, obie^ gowego cieklego rozpuszczalnika, obiegowego nor¬ malnie stalego produktu uplynniania wegla i obie¬ gowej mineralnej pozostalosci do strefy uplynnia- m nia w celu uplynnienia materialu weglowodorowe¬ go z pozostawieniem mineralnej pozostalosci i hyd- rokrakingu materialu weglowodorowego, z wytwo¬ rzeniem mieszaniny gazowych weglowodorów, ciek¬ lego produktu uplynniania wegla, normalnie stalego 30 produktu uplynniania wegla i zawiesiny mineralnej pozostalosci, przy czym produkt strefy uplynniania rozdziela sie na ciekly destylat i gazowe weglo¬ wodory oraz zawiesine zawierajaca normalnie staly produkt uplynniania wegla, rozpuszczalnik i nie- » organiczna pozostalosc, a .czesc zawiesiny zawraca do strefy uplynniania, a pozostalosc wprowadza do urzadzen destylacyjnych obejmujacych prózniowa kolumne destylacyjna w celu rozdestylowania, zas zawiesine dolowa z kolumny destylacyjnej zawie- 41 rajaca zasadniczo calosc normalnie stalego produk¬ tu uplynniania wegla i mineralna pozostalosc ze strefy uplynniania, zasadniczo nie zawierajaca nor¬ malnie cieklego produktu uplynniania wegla i ga¬ zowych weglowodorów, przekazuje do strefy zga- 43 zowania, jako jedyne weglowodorowe zasilanie tej strefy obejmujacej strefe utleniania, w której na¬ stepuje konwersja weglowodorowego materialu w gaz syntezowy, przy czym czesc gazu syntezo¬ wego poddaje sie konwersji z wytworzeniem stru- 59 mienia wzbogaconego w wodór kierowanego do strefy uplynniania dla pokrycia zapotrzebowania tej strefy na wodór, znamienny tym, ze weglowo- dorowy material przekazywany do strefy zgazo¬ wania stosuje sie w ilosci wystarczajacej do wy- 55 tworzenia w tej strefie dodatkowej ilosci gazu syntezowego ponad wymagana do wytworzenia wodoru technologicznego, przy czym calkowite cie¬ plo spalania tej dodatkowej ilosci gazu syntezo¬ wego stanowi 5 do 100% równowaznika cieplnego eo calkowitego zapotrzebowania procesu na energie, a te dodatkowa ilosc gazu syntezowego spala sie jako paliwo w procesie.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie cieplo spalania dodatkowej ilosci gazu w syntezowego stanowiace równowaznik cieplny co najmniej 10% calkowitego zapotrzebowania £*ocesu na energie.
3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny fym, ze stosuje sie normalnie staly produkt uplynniania wegla w zawiesinie zasilajacej generator zgazo- wujacy w ilosci 15—45% wagowych zasilajacego wegla.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ie stosuje sie normalnie staly produkt uplynniania wegla w zawiesinie zasilajacej generator zgazdwti- jacy w ilosci 13—30% wagowych zasilajacego• wegla.
5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie normalnie staly produkt uplynniania wegla w zawiesinie zasilajacej generator zgago- wujacy w ilosci 17—27% wagowych zasilajacego wegla.
6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ie mineralna pozostalosc usuwa sie jako fzuzel ze stre¬ fy zgazowania. ¦ ¦ * -.¦.• —¦.,.
7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie w maksy* malnej temperaturze 1204—1962°C.
8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie w mak¬ symalnej temperaturze 1260—1760°C.
9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie w mak¬ symalnej temperaturze 1371^T982°C.
10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sumaryczna wydajnosc koksu w strefie uplynniania wynosi ponizej 1% wagowego, w odniesieniu do za¬ silajacego wegla.
11. Sposób lacznego uplynniania i zgazowywania wegla polegajacy na wprowadzaniu zawierajacego substancje mineralne wsadu wegla, wodoru, obie¬ gowego cieklego rozpuszczalnika, obiegowego nor¬ malnie stalego produktu uplynniania wegla i obie¬ gowej mineralnej pozostalosci do strefy uplynnia¬ nia w celu uplynnienia materialu weglowodorowe¬ go z pozostawieniem mineralnej pozostalosci i hy- drokrakingu materialu weglowodorowego, z wytwo¬ rzeniem mieszaniny gazowych weglowodorów, ciek¬ lego produktu uplynniania wegla, normalnie sta¬ lego produktu uplynniania wegla i zawiesiny mi¬ neralnej pozostatosci, przy czym produkt strefy uplynniania rozdziela sie na ciekly destylat i ga¬ zowe weglowodory oraz zawiesine zawierajaca normalnie staly produkt uplynniania wegla, roz¬ puszczalnik i nieorganiczna pozostalosc, a czesc zawiesiny zawraca do strefy uplynniania i pozo¬ stalosc wprowadza do urzadzen destylacyjnych obejmujacych prózniowa kolumne destylacyjna w celu rozdestylowania, zas zawiesine dolowa z ko¬ lumny destylacyjnej zawierajaca zasadniczo calosc normalnie stalego produktu uplynniania wegla i mineralna pozostalosc ze strefy uplynniania, za¬ sadniczo nie zawierajaca normalnie cieklego pro¬ duktu uplynniania wegla i gazowych weglowodo¬ rów przekazuje do strefy zgazowania jako jedyne weglowodorowe zasilanie tej strefy obejmujacej strefe utleniania, w której nastepuje konwersja weglowodorowego materialu w gaz syntezowy,& tói«4 pXzy 'Czym Ez$scgazu ^syntezowego poddaje sie konwersji* r.2 'Wytwarzaniem ¦ strurhieniri .wzbogaca-: nego w wodór kierowanego do storefy uplynniania dla po^ryeiaiAzapotrzebowania tej strefy na wodór, znamienny tym, ze weglowodorowy material prze- ** kazywany .do.str.efyZigazowania stosuje sie w ilosci wystarczajacej do wytworzenia w tej strefie dodat¬ kowej ilosci gazu syntezowego ponad wymagana do wytworzenia, wodoru technologicznego i spala jako paliwo wf procesie czesc zawierajaca co naj- 20 mniej 50% molowych calkowitej zawartosci CO i H2 w^dodatkowejijoscj gazu syntezowego, pokrywajac 5-^100% w przeliczeniu na cieplo calkowite zapo¬ trzebowania procesu na energie, a pozostalosc do¬ datkowej ilosci gazu syntezowego poddaje konwer- la sjt na inne paliwo. 12. *
12. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze co najmniej 70% molowych CO i H2 zawartych w ^dodatjkówej'"ilosci gazu syntezowego spala sie jako paliwo w procesie.' 80 %2
13. Sposób wedlug ^astrzl .11, znamienny: tym;:ze co .najmniej 80% molowych CO i~.H2 zawartych w. dodatkowej ^losci gazu syntezowego spala sie jako paliwo w procesie. ., . . 9 ;..,.,,-,-,
14. Sposób wedlug zastrz. U, znamienny tym,"ze stosuje sie stosunek H2.do;CO wlazie syntezowym mniejszym od.1. -..:-;
15. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym;: ze stosuje, sie stosunek H2 do CO w gazie syntezowym mniejiszym. od 0,8.
16. Sposób wedlug zastrz. 11,,znamienny tym,.ze proces w strefie zgazowania prowadzi sie^w mak* symalnej temperaturze 1204—1&82°C. -.'..'
17. Sposób wedlug zastrz. llj znamienny tym, ze proces w stirefie zgazowania prowadzi sie w mak¬ symalnej temperaturze: 1204^1^25°C.
18. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, ze jako inne paliwo stosuje: sie. metan.
19. Sposób wedlug zastrz. 11, znamienny tym, }e 'jako inne -paliwo stosuje sie metanol. - Sprawnosc cieplna Obieg A(proces zintegrowany) Wydaj/losc proce su uplynniania bez] obiegu mineralnej ipzostalosci mineralnej pozostalosci Y _E E. (BMans procesowa-wodoru) D, (Bi!dns chemiczny wodo* u) 50 40 30 20 10 Wydajnosc wegla rozpuszczonegow 454°C+, % wagowych wegla suchogonum FIG 2 zbiornik mieszajacy mieszanie* wodo'r oczyszczony suszony P* |czton rozpuszczajacyv r*TTH "MB- sprezarka' separatory T para/ciecz^ [ ZCM wodór N uzupelnia- H* B jacy gez sieciowy -5-1 I * sieciowy N separacja kriogeniczna usuwanie gazów kwasnych ^LsT"'* wieza —r frakcjonujaca atmosferyczna kwasnych J A*n»rainr i ro»u»of r" . t—y tlenownia T-| pozostalosc (VTB) prózniowa U obojetny iuzel PL PL
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/905,299 US4159238A (en) | 1978-05-12 | 1978-05-12 | Integrated coal liquefaction-gasification process |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL215513A1 PL215513A1 (pl) | 1980-02-25 |
| PL124474B1 true PL124474B1 (en) | 1983-01-31 |
Family
ID=25420596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL1979215513A PL124474B1 (en) | 1978-05-12 | 1979-05-11 | Process for combined coal liquefaction and gasification |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4159238A (pl) |
| EP (1) | EP0005589B1 (pl) |
| JP (1) | JPS6138756B2 (pl) |
| AU (1) | AU523018B2 (pl) |
| CA (1) | CA1146891A (pl) |
| CS (1) | CS223878B2 (pl) |
| DE (1) | DE2967267D1 (pl) |
| IN (1) | IN151205B (pl) |
| PL (1) | PL124474B1 (pl) |
| WO (1) | WO1979001065A1 (pl) |
| ZA (1) | ZA791884B (pl) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4341618A (en) * | 1979-08-31 | 1982-07-27 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for the liquefaction of solid carbonaceous materials wherein nitrogen is separated from hydrogen via ammonia synthesis |
| US4357228A (en) * | 1980-12-30 | 1982-11-02 | Occidental Research Corporation | Recovery of hydrocarbon values from pyrolytic vapors |
| US4356077A (en) * | 1980-12-31 | 1982-10-26 | Occidental Research Corporation | Pyrolysis process |
| DE3105030A1 (de) * | 1981-02-12 | 1982-09-02 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Verfahren zur kontinuierlichen herstellung von kohlenwasserstoffoelen aus kohle durch druckhydrierung in zwei stufen |
| US4364817A (en) * | 1981-03-04 | 1982-12-21 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Method for controlling boiling point distribution of coal liquefaction oil product |
| US4364818A (en) * | 1981-07-15 | 1982-12-21 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Control of pyrite addition in coal liquefaction process |
| WO1983000370A1 (en) * | 1981-07-27 | 1983-02-03 | Pittsburgh Midway Coal Mining | Apparatus and method for let down of a high pressure abrasive slurry |
| US4424108A (en) | 1982-01-08 | 1984-01-03 | The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. | Process for heating coal-oil slurries |
| US4537675A (en) * | 1982-05-13 | 1985-08-27 | In-Situ, Inc. | Upgraded solvents in coal liquefaction processes |
| US4411767A (en) * | 1982-09-30 | 1983-10-25 | Air Products And Chemicals, Inc. | Integrated process for the solvent refining of coal |
| US4541916A (en) * | 1984-10-18 | 1985-09-17 | Gulf Research & Development Corporation | Coal liquefaction process using low grade crude oil |
| US5445659A (en) * | 1993-10-04 | 1995-08-29 | Texaco Inc. | Partial oxidation of products of liquefaction of plastic materials |
| US20030181314A1 (en) * | 2001-08-31 | 2003-09-25 | Texaco Inc. | Using shifted syngas to regenerate SCR type catalyst |
| US6656387B2 (en) | 2001-09-10 | 2003-12-02 | Texaco Inc. | Ammonia injection for minimizing waste water treatment |
| US6964696B2 (en) * | 2002-12-04 | 2005-11-15 | Texaco, Inc. | Method and apparatus for treating synthesis gas and recovering a clean liquid condensate |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3617405A (en) * | 1960-02-03 | 1971-11-02 | Us Army | Incendiary composition containing a metal, metal alloy, oxidizer salt, and nitrated organic compound |
| FR1424090A (fr) * | 1964-01-29 | 1966-01-07 | Hydrocarbon Research Inc | Procédé d'hydrogénation du carbon |
| US3477941A (en) * | 1968-01-25 | 1969-11-11 | Universal Oil Prod Co | Method of treating coal |
| US3617465A (en) * | 1969-11-20 | 1971-11-02 | Hydrocarbon Research Inc | Coal hydrogenation |
| DE2327353A1 (de) * | 1973-05-29 | 1975-01-02 | Otto & Co Gmbh Dr C | Verfahren zur umwandlung fester in fluessige und gasfoermige schwefelarme brennstoffe |
| US4008054A (en) * | 1975-01-10 | 1977-02-15 | Consolidation Coal Company | Process for making low-sulfur and low-ash fuels |
| US4039424A (en) * | 1976-03-29 | 1977-08-02 | Arthur D. Little, Inc. | Process for producing fluid fuel from coal |
| US4075079A (en) * | 1976-06-09 | 1978-02-21 | Exxon Research & Engineering Co. | Process for the production of hydrocarbons from coal |
| US4050908A (en) * | 1976-07-20 | 1977-09-27 | The Ralph M. Parsons Company | Process for the production of fuel values from coal |
| US4097361A (en) * | 1976-08-24 | 1978-06-27 | Arthur G. Mckee & Company | Production of liquid and gaseous fuel products from coal or the like |
| US4080908A (en) * | 1977-02-07 | 1978-03-28 | Bianco Eric L | Shutter assembly for slot or aperture |
-
1978
- 1978-05-12 US US05/905,299 patent/US4159238A/en not_active Expired - Lifetime
-
1979
- 1979-04-13 WO PCT/US1979/000235 patent/WO1979001065A1/en not_active Ceased
- 1979-04-13 JP JP54500841A patent/JPS6138756B2/ja not_active Expired
- 1979-04-17 CA CA000325785A patent/CA1146891A/en not_active Expired
- 1979-04-18 IN IN390/CAL/79A patent/IN151205B/en unknown
- 1979-04-20 AU AU46295/79A patent/AU523018B2/en not_active Ceased
- 1979-04-20 EP EP79300668A patent/EP0005589B1/en not_active Expired
- 1979-04-20 ZA ZA791884A patent/ZA791884B/xx unknown
- 1979-04-20 DE DE7979300668T patent/DE2967267D1/de not_active Expired
- 1979-05-11 PL PL1979215513A patent/PL124474B1/pl unknown
- 1979-05-12 CS CS793262A patent/CS223878B2/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1146891A (en) | 1983-05-24 |
| PL215513A1 (pl) | 1980-02-25 |
| AU523018B2 (en) | 1982-07-08 |
| JPS55500249A (pl) | 1980-04-24 |
| WO1979001065A1 (en) | 1979-12-13 |
| EP0005589B1 (en) | 1984-10-24 |
| US4159238A (en) | 1979-06-26 |
| EP0005589A1 (en) | 1979-11-28 |
| IN151205B (pl) | 1983-03-05 |
| AU4629579A (en) | 1979-11-15 |
| ZA791884B (en) | 1980-10-29 |
| JPS6138756B2 (pl) | 1986-08-30 |
| CS223878B2 (en) | 1983-11-25 |
| DE2967267D1 (en) | 1984-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL124474B1 (en) | Process for combined coal liquefaction and gasification | |
| US4160479A (en) | Heavy oil recovery process | |
| PL123594B1 (en) | Method of coal liquefaction with gasification | |
| US4526903A (en) | Process for the production of synthesis gas from coal | |
| PL124862B1 (en) | Method of combined liquefaction and gasification of coal | |
| US4203823A (en) | Combined coal liquefaction-gasification process | |
| EP0018998B1 (en) | Integrated coal liquefaction-gasification-naphtha reforming process | |
| US4211631A (en) | Coal liquefaction process employing multiple recycle streams | |
| EP0005588B1 (en) | Method for combining coal liquefaction and gasification processes | |
| US4322389A (en) | Integrated coal liquefaction-gasification plant | |
| CA1128886A (en) | Coal liquefaction-gasification process including reforming of naphtha product | |
| PL124860B1 (en) | Apparatus for integrated liquefaction-gasification of coal | |
| Yabe et al. | Development of coal partial hydropyrolysis process | |
| PL123591B1 (en) | Method of coal liquefaction with use of complex coal charge | |
| KR820001970B1 (ko) | 통합된 석탄액화 및 기화방법 | |
| KR820002015B1 (ko) | 통합된 석탄액화 및 기화방법 | |
| KR820002014B1 (ko) | 통합된 석탄 액화-기화장치 | |
| GB2092174A (en) | Process for the production of synthesis gas from coal | |
| KR820002012B1 (ko) | 통합된 역청탄 액화 및 기화방법 | |
| KR820001972B1 (ko) | 다수 재순환 기류를 사용한 석탄 액화 공정 | |
| GB2066284A (en) | Process for liquefying a solid carbonaceous material |