PL84983B1 - - Google Patents

Download PDF

Info

Publication number
PL84983B1
PL84983B1 PL1972159273A PL15927372A PL84983B1 PL 84983 B1 PL84983 B1 PL 84983B1 PL 1972159273 A PL1972159273 A PL 1972159273A PL 15927372 A PL15927372 A PL 15927372A PL 84983 B1 PL84983 B1 PL 84983B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
coal
coke
gas
temperature
hydrogen
Prior art date
Application number
PL1972159273A
Other languages
English (en)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Publication of PL84983B1 publication Critical patent/PL84983B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10BDESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B49/00Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated
    • C10B49/02Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge
    • C10B49/04Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated
    • C10B49/08Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form
    • C10B49/10Destructive distillation of solid carbonaceous materials by direct heating with heat-carrying agents including the partial combustion of the solid material to be treated with hot gases or vapours, e.g. hot gases obtained by partial combustion of the charge while moving the solid material to be treated in dispersed form according to the "fluidised bed" technique
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/002Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal in combination with oil conversion- or refining processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING 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
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/006Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przetwarza¬ nia wegla o duzej zaiwiartoisci popiolu i siarki po¬ przez sucha destylacje i uwodorniieniie na gazy, cie¬ cze .oraz niskosiairkowy koks metalurgiczny.
Zmane sposoby przetwarzania wegla takie jak np. wysokotemperaturowe koksowanie wegla hut¬ niczego mde pozwalaja na przeróbke wegla o duzej zawartosci popiolu i siarki na niskosiairkowy, o imalej zawartosci popiolu, koks metalurgiczny.
Sposób wedlug wynalazku umozliwia wykorzy¬ stanie gorszych gatunków wegla do wytwarzania uzytecznych gtazów takich jak wodór i paliwo ga¬ zowe, dieczy zawierajacych zwiazki aromatyczne oraz substancji stalych w ppstaci koksu metalur¬ gicznego.
Sposób przetwarzania weigla o duzej zawartosci popiolu i siarki na bogate w wodór, gazy, ciecze orgajniczne oraz niskosiairikowy koks wyitlewmy, po¬ lega na polaczeniu tactaik obróbki wegla takich, jak isucha destylacja i odsiarczanie z uwodornie¬ niem. Otrzymany pólkoks moze byc przerabiany na Ikokis metalurgiczny ze wzgledu na mala za¬ wartosc siarki, która czyni go szczególnie odpo¬ wiednim do redukcji rudy zelaza. Procesy suchej destylacji i odsiarczania oraz uwodornienia uzu¬ pelniaja sie wzajemnie w ten sposób, ze wodór ga¬ zowy i szlam olejowy, konieczne djo uwodornienia dostarczane sa w duzej czesci z suchej destylacji, natomiast koks wytlewny z suchej destylacji mioze byc mieszany z oiskosdairkowymi olejami ciezkich weglowodorów z uwodiormienia, w celu wytworze- mia koksu metalurgicznego. Szlam olejowy jest szczególnie dogodny do uplynnienia wegla, a jego oltrzymywainde stanowi wyjatkowa ceche procesów polaczonych. Ponadto wystepuje tu powiekszona ¦sprawnosc konwersji wegla o duzej zawartosci po¬ piolu i siarki jako, ze pierwotny zapas wegla moze byc rozdzielony na frakcje zadanych rozmiarów, odipowiedmiclh do odlgazowamia i odsiarczenia, ra¬ zem z pozostaloscia wegla uzytego do uwodornienia, mawet gdyby taka pozostalosc obejmaoWala szeroki zakres wymiarów czastek, szczególnie dobrych.
Umozliwia to pelne wykorzystanie w procesie we- gda o duzej zawartosci popiolu i siairki, takiego jaki zostal wydobyty i wymyty.
W procesach polaczonych stosuje sie ciezkie i srednie oleje weglowiodorowe, które bylyby w in¬ nym przypadku produktami odpadowymi. Srednie oleje weglowodorowe z suche;j destylacji rwoga byc bezposredlniio zawiraciane do uwodornienia po oddestylowaniu z nich cieklych jproduktów wydzie¬ lonych w procesie. Otrzymuje sie szlam olejowy, który jest niezbedny dla reakcji uwodornienia, a zaltem polaczenie procesów stanowi znaczne ulep¬ szenie w stosunku do sposobu polegajacego na pro¬ wadzeniu kazdego z procesów oddzielnie. Ciezkie Oleje weglowodorowe, otrzymywane poczatkowo z uwodornienia moga byc zawracane do suchej destylacji, gdizie ulegaja krakiimgowi, zwiekszajac wydajmosc koksu wytlewnego i sredniego oleju 8498384983 weglowodorowego. Ciezkie oleje weglowodorowe z uwodornienia imaja bardzo mala zawartosc siar¬ ki. Moga one byc uzyte z niskosiarkowym koksem wytilewnyim jako spoiwo weglowodorowe do wyt¬ worzenia koksu mel^utrgicznego o malej zawar¬ tosci siarki, mniejszej niz 1 procent wagowy. Mala zawartosc siarki zarówno w koksie wytlewnym jak i w oileju ciezkim umoziliiwua sitosowaniie, do wy- llworzenia koksu metalurgicznego róznych gatun¬ ków wegla. Przy przetwarzaniu wegli o duzej za¬ wartosci siarki i popiolu sposobem wedlug wyna¬ lazku, cieplo powstajace w egzotermicznej reakcji ulplyomaaniia, moze byc odzyskane i wytkiorzyisitaaie d|o uzupelnienia zapotrzebowania enengetyczneigo calego procesiu.
Sposób wedlug wynalazku prowadzi sie równole¬ gle w dwóch etapach. W pierwszym etapie zacho¬ dzi proces odsiarczania i suchej destylacji wegla, a w drugimi — uiwodornienfie wegla. Obydwa te etapy sa teehinologicznrie .sprzedane i wzajemnie na siebie oddziatlywuja. W sposobie stosuje sie drobno zmielony wegiel zawierajacy 1—5 procent watgo- wych isiarki i 5—»15 procenit waigowych popdolu.
Cizesc wegla poddaje sie odsiarczaniu i suchej destylacji w obecnosci gazu pozbawionego tlenu, za¬ wierajacego wodór i najwyzej ido 2 procent objeto¬ sciowych siarkowodoru. Eeakcje prowadzi sie w zlozu fluidailinyim w temperaturze 870°C, pod ciisnieniem od okolo 6 do 21 altan, w obecnosci (ko¬ ksu wytlewnego. Otrzymuje sie koks wylewny za¬ wierajacy najwyzej 1 procenit wagowy siarki, frak- oje gazowa oraz ciekla. Pozosltala czesc wegla poddaje sie uplynnieniu to jest uwodornieniu.
W tym celu przygotowuje sie jego mieszanke ze szlamem olejowymi zawierajacym sredni olej we¬ glowodorowy. Mieszanine ta reaguje sie w tempe- ra/turze Okolo 430 do 5il5°C pod cisnieniem 141 do 7i03 atom, ze srodowiskiem oddajacym wodór. Zbie¬ ra isde nastepnie produkty gazowe z pierwszego i drugiego etapu i przeraibia sie na wodór, kfbóry kieruje isie do diruigiego etapu w celu przynajmnjLej czesciowego uzupelnienia zapotozebowania na me¬ go. ? gazów tych wydziela sie równiez znanymi spjosobaimi anioniiak, etylen, aiairke i paliwo gazo- wie. Zbiera sie taikze ciekle produkty z pierwsze¬ go i drugiego etapu, odzyskuje frakcje pierwsza zawierajaca sredni olej weglowodorowy oraz frak¬ cje druga zawierajaca ciezkie oleje weglowodorowe.
Plraikcje pieriwsza zawraca sie do etapu drugiego, gdzie stanowi ona zasadnicza czesc szlaimu olejo¬ wego. Cizesc frakcji drugiej kieruje sie do etapu pierwszego, gdzie zostaje ona przerobiona na koks wytilewmy i /sredni olej weglowodorowy, a pozo¬ stalosc miesza z koksem wyitlewnyim A spieka na koks metalurgiczny. Nadmiar frakcji cieklej mozna przerabiac znanymi metodatmi na mieszanine kre¬ zoli, kwasy smolowe, benzyne, naftalen, benzen i sadze.
Pierwszy etap ptrocesu obróbki prowadzi sie ko¬ rzystnie w temperaturze 480—870°C, zwlaszcza 675—845°C, pod cisnieniem 6—21 atm zwlaszcza 6,7 atm i wydziela w nim okolo 30 procent wago¬ wych frakcji drugiej w stosunku do uzytego wegla.
W etapie tym jako izawieraijacy wodór gaz sto¬ suje sie gaz nasycony para wodna. Drugi etap pro¬ cesu korzystanie prowadzi sie w srodowisku dostar¬ czajacym wodór i zlozonym z gazu zawierajacego wiodór, cieczy organicznej uwooV*Eniajacej suibstan- cje weglowe- wzglednie ich mieszaniny.
W sposobie wedlug wynalazku przygotowanie we¬ gla kopalnego o wysokiej zawatrtosci siarki i po¬ piolu prowadzi sie przez przemyfwanne i odsiewa- ' nie, a nasitepnie wegiel suszy sie w temperaturze okolo 0l50—&30°C, zwlaszcza 100°C, miele i kieruje w odpowiednich proporcjach do pa^ccesów suchej destylacji i uwodornienia.
Sposób wedlug wynalaizku obejmujacy odsiar¬ czanie i sucha destylacje oraz uwodornienie wegla prowadzi sie z laczna wydajnoscia od 30 do 65 procent, korzystnie od 53 do 65 procent wagowych przerabianego wegla. Nieprzereagowainy wegiel mo¬ ze byc uzywany jako paliwo energetyczne np. do spalania w kotlowniach.
Przedmiot wynalazku jest szczególowo wyjasnio¬ ny na iryisiuokaoh, na których fiig. 1 przedstawia Sichemait ogólny przebiegu procesu przemiany we¬ gla w uzyteczne substancje ciekle, stale i gaizowe sposobem wedlug wynalazku, fig. 2 — wplyw sto¬ sunku ilosci wegla przetwarzanego na ciecz do ilosci wegla poddawanego suchej destylacji na wzgledne proporcje otrzymywanych - produktów, fig. 3 — schemat przebiegu procesów suchej de¬ stylacji (rozkladowej) i odsiarczania sposobem we¬ dlug wynalazku, fig. 4 — wplyw temperatury na resztkowa zawartosc siarki w koksie wytlewnym w procesie zilustrowanym na fig. 3, fig. 6 — wplyw predkosci zwiekszania temperatury na re¬ sztkowa zawartosc siarki w koksie wytlewnym, wytwarzanym w procesie zilu^rowanym na fig. 3, fig. 6 — schemat przebiegu procesu uwodornienia wegla sposobem wedlug wynalazku, fig. 7 —' schemat procesu odzyskiwania gazów sposobem wedlug wynalazku, fig. 8 — schematt procesu od- zyskawainia cieczy sposobem wedlug wynaiaizku, a fig. 9 — schemat procesu wytwarzania koksu metalurgicznego sposobem wedlug wynalazku.
Fig. 1 przedstawia ogólny schematt tedhnologicz- ny stanowiacy podstawe sposobu wedlug wyna¬ lazku. Proces rozpoczyna sie od doprowadzenia rozdrobnionego i wysuszonego w (temperaturze od olkolo 1j5*0 do 230°C wegla do odsiarczeniia i suchej destylacji 1 oraz uwodlornienia 2.
Urobiony wegiel o wysokiej zaiwartosci popiolu uprzednio myje sfe i odsiewa przez sita. Wegiel moze miec nasftepujacy sklad chemiczny: Wegiel zwiazany Substancje lotne Wilgotnosc Popiól Wstanie urobionym %> wagowy 43,6 31fl 8,5 17,0 Po przemyciu tya wagowy 50,5 36,0 8,5 ,0 Przemyty wegiel dzielony jest nastepnie na od¬ rebne frakcje, które wprowadza sie po wysusze¬ niu do urzadzenia koksowniczego 1 oraz do urza- 40 45 50 55 605 84983 t Elementarny sklad diemiczny jest nastepujacy: Skladnik (Wegiel Wodór Siarka Azot Tlen , Popiól Wolna wilgoc •/• wagowy 62,7 ,4 1J9 1,6 14,0 ,0 8,5 •/• wagowy, MAF 72,6 M 2y2 1,3 17,2 — — | dzenda do odwodornienia 2. Ponaez zmiane wartosci stosunku dflosci wegla przeprowadzonego w ciecz do ilosci wegla poddawanego destylacji suchej mozna regulowac ogólnie zapotrzebowanie na wo¬ dór w procesie. Stosunek ten wplywa równiez na iitosetowe proporcje produktów uzyskiwanych z we¬ gla, jak to jest wyjaisnfione w dalszej czesci.
W urzadzeniu do uwjodarnienoa wegla 2 mozna wytwarzac zawiesine wegla w oleju obiegowym i uwodorniac bez stosowania katalizatora, w tem¬ peraturze 427—6d5°C pod diismieniem 14jl—703 afcm.
Wodór potrzebny dla tej operacji moze byc uzy¬ skiwany calkowicie z niskotemperaturowego pro¬ cesu koksowania 3 i oczyszczany przez obróbke gazów wylotowych 4. Ciekle produkty mozna od¬ dzielac od ndepraereagowanego wegla zwyklymi srodkami 5. Szczególnie korzystne wyniki osiaga ede stosujac proces ottparotwyiwanca. Nastepne ozie- feoenie i skroplenie produktow cieklych pozwala na uskakiwanie weglowodorów cieklych oraz gazo¬ wych i produktów zawracadnycjh do obiegu. Ogól¬ nie wiadomo, ze przeprowadzanie wegla w stan ciekly jest w zasadzie procesem, w kitórym wodór zostaje przylaczony do wyjsciowego wegla z wy¬ tworzeniem cieklych weglowodorów o wiekszych czasteczkach niz materialy wystepujace w weglu naturalnym.
Oddzial suchej destylacji moze posiadac urza¬ dzenie koksownicze o ztozu fluidalnym, w którym zawartosc substancji lotnych w weglu ulega obni¬ zeniu z 36 do !l6f/t pod c&sniendem zawartym w za¬ kresie od a^moafieryczinegio do 211 atm d w tempe- rajturze dochodzacej do okolo 87<0°C. Proces kokso¬ wania (przebiega w atmosferze o wysokiej zawar¬ tosci wodoru powodujacej odsiarczenie wegla i pro¬ wadzi do wytworzenia koksu wytlewnego o ndis- kiej zawartosci siarki, który przesyla sie do stre¬ fy formowania koksu. Gazy odprowadzone z urza¬ dzenia destylacji suchej sa oziebiane w celu wy¬ odrebnienia smól ulegajacych wykropOendu; wy¬ brana frakcja uwfeflniona od siarkowodoru moze byc zawracana do urzajdzenda do suchej destylacji 1# a pozostale gazy i ciecze moga byc przesylane do stref obróbki cieczy i gazów.
Gazy odbierane z isekcji uwodornienia i sekcji suchej destylacji oraz z sekcji obróbki innych cie¬ czy w strefach formowania koksu moga byc laczo¬ ne we wspólny strumien kierowany do sekcji ob¬ róbki gazów 4. W sekcji tej prowadzi sde proces odzyskania amoniaku, oozdziiailu gazów w niskiej temperaturze, wykraplania olejów lekkich; znaj¬ duje isde tam równiez wytwórnia etylenu, wy¬ twórnia Claus'a, konwertor tlenku wegla oraz pluczki wiezowe dwutlenku wegla. W sekcji ob¬ róbki gazów wytwarzac mozna etylen, siarke, amo¬ niak, paliwa gazowe oraz stoumden oczyszczonego wodoru, który moze byc zalwtracany do innych stref roboczych w procesie przerobu wegla sposobem we¬ dlug wynalazku, a zwlaszcza do reaktora wstepne¬ go uwodornienia oraz do zasilania procesów uwo¬ dorniania zachodzacych w strefie obróbki cieczy. io Ciecze uzyskiwane w strefie suchej destylacji 1 uwodorniania 2, obróbki gazów 4 oraz z przestrzeni w sekcji fortmowanda koksu 3, transportowane sa do sekcji obróbki cieczy 5. Tutaj ciecze sa desty¬ lowane i uzyskuje sie lekkie oraz ciezkie oleje, Kwasy d zasady smolowe moga byc odzyskiwane w 'urzadzeniach ekstrakcyjnych; droga refiormdngu i ekstrakcji ro7|xisyc7ainiikaflni wytwarzana moze byc benzyna; hydrokrakiing i proces odaflikilowania prowadzi do przetwiorzenia aoiopnaitycznych zwiaz- io ków alkilowych w benzen i naftalen. W dalszych urzadzeniach destylacyjnych wytwarzac mozna benzen i naftalen o wysokiej czystosci. Jezeli to jest zadane, mozna stosowac urzadzenie koksow¬ nicze o fluidalnym zlozu dla przetwarzania pozo- •5 stalosci po destyllacji ciezkich olejów weglowodo¬ rowych w ciekly kwas i olej. Inne oleje weglowo¬ dorowe uzyskiwane w sekcji obróbki cieczy 5 moga byc zawracane do wykorzystywania przy tworzeniu zawiesin wegla przy uwodornianiu we- st gla lub jako srodki wiazace przy preparowaniu koksu 3.
Urzadzenie do przeróbki koksu moze byc uzy¬ wane do przetwarzania koksu wytlewnego o ni¬ skiej zawartosci siarki w metalurgiczne materialy koksujace, droga zmieszania z olejami weglowodo¬ rowymi uzyskiwanymi w sekcji obróbki cieczy 5.
Surowe metalurgiczne materialy koksowe moga byc przetwarzane w koks w temperaturze 540°C lub jeszcze wyzszej dla wytworzenia produktu 40 koksowego o jakosci wymaganej w metalurgii.
W pelnym procesie przerobu wegla sposobem wedlug wynalazku przewazajaca czesc energii mo¬ zna uzyskac przez rozprezenie pary wodnej uzyski¬ wanej z goracych stlumieni w sekcjach obróbki 45 cieczy i gazów. Strumienie odpadowego wegla z poczatkowego przemywania wegla, a takze ma¬ terialy uzyskiwane w postaci stalych pozostalosci ipp przeprowadzeniu wegla w ciecz, moga byc wy¬ korzystywane w charakterze (paliwa stalego do M produkcji energii elektrycznej.
Przy roboczym wydobyciu liO 000000 ton (MAF) wegla o skladzie zblizonym do wyzej opisanego lub dostawach li>53 maddonow ton (rocznie wegla o zawartosci popiolu &•/§, zawierajacego 8,5?/o wil- 55 goci mozna sposobem wedlug wynalazku wytwa¬ rzac ilosci produktu wymienione w tablicy 1.
Jak opisano wyzej, stosunek ilosci wegla pod¬ dawanego suchej destyOacji do ilosci wegla uwo¬ dornianego wywiera wjplyw na jakosc koksu i pro¬ so dulhtów uzyskiwanych w postaci uzytecznych cie¬ czy i gazów. PrzyjrmLJajc za podstawe obliczen milionów ton (MAF) wegla, zestawiono w tabli¬ cy 2 dane ilustrujace wplyw zmian zawartosci we¬ gla, wodoru, azotu, siarki, tlenu i popiolu w weglu 65 na sklad mieszaniny produktów, a takze wplyw7 84983 8 wielkosci czesci wegla poddawanej suchej desty¬ lacji na sklad mdesizaniny otrzymywanej w cha- rakiberze produktu.
Tablica 1 Produkty Amoniak Siarka Etylen Naftalen Koks metalurigiezny Fenol Orto-krezol Meta-, parna-krezol Miiesizaintiinia ksylenoli Pirydyna a-P,ikoiima Anilina Miesizamiina kreozotowa Benzen Benzyna Sadza Produkty uboczne Paliwo gaizowe Wegiel energetyczny (netto) o 15% popiolu i 8,5*/o wilgotnosci Wegiel nieksonwerto- wany io 36% popiolu Produkcja roczna X 106 ton 0,136 0,183 0,550 0,100 4,050 0,086 0,032 0,126 0,126 0,012 0y005 0,045 0,004 8155 X 108 1 310 X 1(0« 1 57 X IO6 1 Produkcja roczna 3,11 Gcal 16,00 Gcal = = /2,83X106ton/ 3,36 Gcal = = 70,756 X106 ton/ | Fliig. 2 przedisitajwlia wykresy iroibiocze dla procesu suchej desltyiatcijii i lujwodiorniienda isipioisioibem wedlug wyinajlaizku. Krzywa D — na fig. /I ilustruje zalez¬ nosc dljosci wodoru niezbednego w pnocesiie do stto- siumikiu ilosci wejgla poddawanego destylacji do cal¬ kowitej 'iiloscii wegla zuzywanego w procesie praet- wairaania wegla isiposobem wedlug wynalazku. Dla metalurgicznym do niekorzystnych wartosci. Co wartosci tego stosunku izbliziomej do 0,53 calkoiwite zapotrzebowanie netto na wodór jest równe zeru, co oznacza, ze proces zachodzi w warunkach zbilan¬ sowania wodoru. Krzywa A dliuistruje wplyw ilosci wegla doprowadzonego do urzadzenia koksowni¬ czego na zawartosc popiolu w koksie metalurgicz¬ nym wytwarzanym sposobem wedlug wynalazku, krzywa B ilustruje zaleznosc ilosci wytwarzanego koksu od wartosci tego stosunku, krzywa C nato¬ miast zaleznosc zawartosci siarki w koksie od war¬ tosci tego stoisumiku. Koks tmetaliuirgiczny winien w praktyce zawierac nie wiecej niz 1% siarki; zawartosc siarki korzystnie winna byc nizsza od 0,7%, zwlaszcza ponizej 0,6%. Krzywa E ilustruje zaleznosc ilosci wytwarzanego benzenu od stosun¬ ku ilosci wegla doprowadzonego do urzadzenia koksowniczego analogicznie krzywe F —M ilustru¬ ja zaleznosci wytwarzanego etylenu, smól kwas¬ nych, benzyny, siarki, naftalenu, amoniaku, zasad smolowych i sadzy od wartosci tego stosunku. Wa¬ runki robocze procesu kontroluje sie w oparciu o wspólzaleznosci tych róznych krzywych. Na przy¬ klad ilosc wytwarzanego wodoru wzrasta ze zwie¬ kszaniem proporcji wegla poddawanego suchej de¬ stylacji. Produkcja wodoru jest jednak ograniczo¬ na, ze wzgledu na przyrost zawartosci siarki i po¬ piolu, w stanowiacym pozadany produkt koksie wiecej, ze wzrostem ilosci wegla poddawanego de¬ stylacji zmniejszeniu ulega ilosc wytwarzanych cennych produktów chemicznych, takich jak ben¬ zen, etylen itd. Z ogólno-ekonomicznego punktu widzenia, korzystnie jest wiec kierowac okolo 0,53—0,65 czesci wegla do urzadzenia destylacji roz¬ kladowej na jedna czesc wegla zuzywanego w pro¬ cesie przerobu wegla sposobem wedlug wynalazku.
Proces destylacji rozkladowej i odsiarczenie ma Tablica 2 Wegiel Stopien uweglenia Sklad chemiczny (% wag.) Wegiel Wodór Azot Siarka Ttai Popiól Stosunek wegla do srodka koksujacego Uzysk kokisiu (X lOHon) Benizen (X 103Jbon) Etylen Kwais smolowy (X 103ton) Benzyna (X 103 ton) Siarka (X liOnon) Naftalen (X 103ton) Amoniak (X DO3 ton) Zaisady smolowe (X 103 ton) Wydajnosc chemiczna Produkty (X HO3 ton) * Wegiel Illinois, Orient nr 3 sredni 72,0 ,3 1,8 2,0 11,0 7,9 0,43 4,4 544 772 454 182 113 91 79 54 2633 6628 Wegiel Illinois, nr 6 Frenklin..
Couruty sredni 62,8 ,4 1,6 1,9 14,8 ,0 . - 0,53 4,1 636 522 377 ^27 159 113 113 68 2452 6174 Pittsburgh Seam wysoki 78,7 ,4 1,5 1,25 7,1 M 0,35 W 1053 1385 354 776 73 159 78 105 3409 6401 * Oprócz paliwa gazowego i paliwowych produktów weglowych. )lii ret 60 559 84983 na celu przetwarzanie wegla na stala pozostalosc pochodzenia weglowego, tak zwany koks wytlewny oraz produkty gazowe, takie jak wodór. Zawarta pierwotnie siarke przetwarza sie w gazowy siar¬ kowodór, który moze byc poddawany dalszej ob¬ róbce jako czesc strumienia gazowego produktu.
Fig. 3 przedstawia szczególowo sekcje destyla¬ cji rozkladowej i odsiarczania wegla, w ogólnym procesie przetwarzania wegla. Poniewaz ostatecz¬ nym produktem procesu suchej destylacji jest przede wszystkim mieszanina gazów i staly koks wytlewny, wiec pozadanym jest aby proces ten byl prowadzony systemem ciaglym i w zlozu flu¬ idalnym 1. Ogólnie biorac, proces suchej destyla¬ cji prowadzic mozna w temperaturze okolo 506— 815°C, w zakresie cisnienia od atmosferycznego do okolo 21 atm. Waznym jest, aby w czasie pro¬ cesu suchej destylacji -zawartosc siarkowodoru w gazowej atmosferze roboczej nie przekraczala oko¬ lo 2% objetosciowych. W przeciwnym przypadku hamowany jest proces odsiarczania w czasie pro¬ cesu suchej destylacji. Warunki procesu suchej de¬ stylacji zaleza czesciowo od osiagalnych uzysków aparatury, a naczynia reakcyjne wylozone materia¬ lami ogniotrwalymi sa ogólnie dostepne. Jednako¬ woz górna granica temperatury ograniczona jest równiez dazeniem do unikania nadmiernego kra¬ kowania gazów wytwarzanych w czasie desty¬ lacji.
Przemyty wegiel z sekcji obróbki wstepnej za¬ wiera okolo 8,5% wilgoci, okolo 5% popiolu i no¬ minalny wymiar ziaren 6,3 mm. Szczególnie ko¬ rzystnym jest, aby frakcja przeznaczona do zasila¬ nia sekcji destylacji rozkladowej zawierajacej zlo¬ ze fluidalne skladala sie z ziaren o srednicy nie przekraczajacej 3,2 mm, totez strumien zasilajacy przesiewany jest dla uzyskania ziaren o tym wy¬ miarze.
Odsiany i przemyty wegiel doprowadza sie naj¬ pierw do podgrzewacza o zlozu fluidalnym 6, z którego gazy przechodza przez separator czesci stalych 11 do komina. Wegiel podgrzewany jest tu¬ taj mieszanina pary wodnej o niskim cisnieniu oraz goracych gazów wylotowych z grzejników koksowniczych gazu fluidyzacyjnego 9, przy czym para ta oraz gazy ogrzewane sa w palniku zasila¬ nym gazem palnym 10. Cisnienie w podgrzewa¬ czach jest w zasadzie zblizone do atmosferycznego, dla uproszczenia kwestii transportu wegla. Wegiel podgrzewany jest do temperatury okolo 193°C w atmosferze obojetnej lub zawierajacej niewielka ilosc pary wodnej. W przypadku stosowania wyz¬ szej temperatury podgrzewania wstepnego, np. okolo 290°C wystepuje tendencja wytwarzania w sekcji podgrzewania szkodliwych gazów spalino¬ wych o charakterze kwasowym.
Wysuszony wegiel doprowadza sie do urzadzenia koksowniczego o zlozu fluidalnym i urzadzenia odsiarczajacego 1. Proces suchej destylacji i od¬ siarczania moze byc prowadzony pod cisnieniem 6,7 atm i w temperaturze 510°C. Jednakowoz urza¬ dzenia te moga pracowac nawet przy temperatu¬ rze osiagajacej 815°C. Nieoczekiwanie stwierdzono równiez, ze irn wieksza jest szybkosc podgrzewa¬ nia wegla do temperatury suchej destylacji tym lepszy jest efekt odsiarczania w czasie rozkladu we¬ gla. Podczas gdy predkosci ogrzewania okolo 9°C/min prowadza do lepszego efektu fluidyzacji, to przy ogrzewaniu o 80°C/min lub z jeszcze wieksza pred¬ koscia, zaznacza sie tendencja lepszego odsiarczania w skonczonym produkcie Tcoksu wytlewnego. Dla zapobiezenia spiekania sie wysuszonego wegla w urzadzeniu destylacji rozkladowej o zlozu fluidal¬ nym wytwarzany produkt w postaci koksu wytle¬ wnego zawraca sie sposobem wedlug wynalazku do obiegu lub utrzymuje w reaktorze o zlozu flu¬ idalnym. Ilosc tego zawrotu moze byc w przybli¬ zeniu równa ilosci wegla doprowadzanego do rea¬ ktora. Stosowac mozna mniejsze lub wieksze war¬ tosci stosunku koksu wytlewnego do wegla, zalez¬ nie od wlasciwosci fluidyzacyjnych wegla. Stwier¬ dzono ponadto, ze ciezkie oleje uzyskane przy prze¬ róbce gazu i produktów cieklych procesu uwodor¬ niania i suchej destylacji zawracac mozna, gdy to jest pozadane z powrotem do procesu suchej destylacji. Te oleje ciezkie wykazuja tendencje two¬ rzenia w reaktorze koksowniczym dodatkowego wegla koksowniczego, a równoczesnie lzejszych olejów weglowodorowych.
Gazy fluidyzacyjne doprowadzane do reaktora koksowniczego o zlozu fluidalnym wykazuja wy¬ soka zawartosc wodoru. Sprzyja to procesowi od¬ siarczania wegla o wysokiej zawartosci siarki w procesie destylacji rozkladowej. Gazy fluidy¬ zacyjne musza zawierac ilosci wodoru co najmniej wystarczajace do przereagowania z siarka za¬ warta w weglu, z wytworzeniem H2S oraz koksu wytlewnego zawierajacego mniej niz 1% wagowy siarki. Sam gaz moze zawierac od okolo 20% do 100% molowych wodoru; zwlaszcza w przypadku stosowania podwyzszonego cisnienia 6,3—21,1 atm, stezenie wodoru moze wynosic 20% molowych.
Taki gaz fluidyzacyjny o wysokiej zawartosci wo¬ doru uzyskiwac mozna z gazów wylotowych reak¬ tora koksowniczego, w których zawartosc siarko¬ wodoru zostala obnizona do wartosci ponizej 2% objetosciowych. Gazy te moga byc podgrzewane w grzejnikach ogrzewanych posrednio gazem i wtry¬ skiwane do dennych czesci reaktorów koksowni¬ czych. Gaz fluidyzacyjny moze zawierac wilgoc porywana przy usuwaniu siarkowodoru wskutek kontaktowania gazu z wodnym roztworem weglanu sodu. Zawartosc wilgoci wywiera korzystny wplyw na odsiarczanie wegla w sekcji suchej destylacji 1.
Koks wytlewny opuszczajacy sekcje koksowania zawiera ponizej 0,7 procent siarki, korzystnie mniej niz 0,65 procent wagowych. Moze on byc syste¬ mem ciaglym oziebiany przez gaszenie woda, a na¬ stepnie przesylany do sekcji formowania koksu, gdzie przerabiany jest on na surowy metalurgiczny material koksujacy. Korzystnie jest, aby material ten zawieral ponizej 0,6% siarki, gdyz wtedy z suro¬ wego produktu wytwarzac mozna koks metalurgi¬ czny o zadawalajacych wlasciwosciach. Gazy opu¬ szczajace sekcje suchej destylacji moga byc schla¬ dzane przez wtryskiwanie wody przy pomocy chlo¬ dnicy bezposredniej 7. Oziebiony gaz 13, którego temperatura wynosic moze okolo 38°C jest nastep¬ nie przesylany do sekcji obróbki gazu. Wykroplo- ne smoly i oleje lekkie z bezposredniego chlodzenia 40 45 50 55 6015 84983 16 substancji 15. Rózne srodki stosowac mozna dla oddzielenia nieprzereagowanego wegla i pozosta¬ losci popiolu z gazów i cieczy wytworzonych w procesie przetwarzania wegla w substancje ciekle.
Zazwyczaj dokonuje sie tego przez destylacje z pa- 5 ra wodna, odwirowanie lub filtracje. Szczególnie korzystnie jest odpedzac gazy i ciecz od stalych pozostalosci droga destylacji z para wodna w obecnosci wodoru. Jakkolwiek mozna prowadzic proces odpedzania przez destylacje z sama para — io to proces taki mozna polaczyc z destylacja, odwi¬ rowaniem lub filtracja badz to formujac w tym celu strumien z cieczy i ciala stalego, badz tez poddajac obróbce zawiesiny substancji stalych w cieczach. Ten proces odparowania moze byc rów- 15 niez wykorzystywany dla uzyskiwania czesciowo zageszczonej zawiesiny w cieczy, jak równiez dla wytwarzania suchej lub wolnej od cieczy pozosta¬ losci stalej, zblizonej do nieprzereagowanego wegla i popiolu zawartego w materiale doprowadzonym ao do konwertora weglowego.
W separatorze 15 moze znajdowac sie pierwszy stopien dla oddzielania gazowych produktów od mieszaniny substancji stalych i cieczy. Odpedzanie skladników lotnych z mieszaniny cieczy i substan- a cji stalej przy pomocy par moze odbywac sie przez bezposrednie kontaktowanie z plynacymi w przeciwpradzie strumieniami, zawracanych do obie¬ gu gazów doprowadzanych z separatora stalych substancji. Mozna na koniec ze stezonej zawiesiny 30 zawierajacej prawie 50f/e stalych substancji usu¬ wac resztki pozostalosci cieczy przez odparowanie w drugim stopniu kontaktowym z gazem zawra¬ canym do obiegu. Suche substancje stale wylado¬ wuja sie z urzadzen suszacych do sluz powietrz- si nych, a nastepnie do zamknietego bebna gasniczego 26, gdzie mozna je oziebic woda. Nieprzereagowa- ny wegiel mozna uzywac jako zródla paliwa do wytwarzania pradu elektrycznego. Pary z sekcji oddzielania substancji stalych zbiera sie i usuwa 49 z nich porwane substancje stale.
Pary produktów oraz zawracane do obiegu gazy laczy sie, a nastepnie oziebia i skrapla dla wyt¬ warzania koncowych strumieni, które poddaje sie oczyszczeniu w sekcjach obróbki gazu i cieczy m ojgólnego procesu obróbki wegla sposobem wedlug wynalazku, a takze strumieni zawracanych do obiegu dla -stosowania przy przerobie wegla na substancje ciekle. W pierwszym okresie mozna ochladzac pary w gazowym wymienniku ciepla 16 50 dp temperatury okolo 400°C. Kondensat 17 prze¬ syla sie do zestawu destylacji zgrubnej sekcji ob¬ róbki cieczy. ^Jie wykropione pary i ciecze sa na¬ stepnie oziebiane do; temperatury 190°C w kotle bezpaleniskowym 18 (na cieplo odpadkowe). Wy- 99 kraplane ^sa tutaj w zasadzie wszystkie pozostalo¬ sci oleju zawiesinowego i olejpw ciezkich oraz ofcolo polowai kwasnych skladników smoly 19.
Cieplo rozpraszane w kotle bezpaleniskowym slu¬ zy do wytwarzania pary wodnej o cisnieniu 13 atm 60 stosowanej w innych czesciach urzadzenia. Kon¬ densat z kotla bezpaleniskowego przesylany jest do zestawu destylacji zgrubnej, sekcji obróbki cieczy.
Niewykroplony strumien z wymiennika ciepla 16 sklada sie przede wszystkim z wodoru oraz z lzej- *5 szych produktów reakcji. Dzielony jest on na dwa strumienie, z których jeden zawracany jest do se¬ paratora 15, a drugi stanowi koncowe produkty gazowe 24 przesylane do przeróbki gazów. Gaz za¬ wracany do separatora sprezany jest do cisnienia 323—337 atm i ogrzewany do temperatury 510°C, w celu ponownego wykorzystania. Strumien final¬ nego produktu gazowego poddawany jest dwu do¬ datkowym etapom oziebiania i wykraplania. Pier¬ wszym z nich jest schladzanie w wymienniku cie¬ pla 20 z wytworzeniem pary wodnej o cisnieniu 1,05 atm stosowanej w sekcji suchej destylacji we¬ gla. Na koniec pozostale gazy schladzane sa w koncowej chlodnicy — skraplaczu 21 do tempera¬ tury 60°C. Kondensaty z chlodnicy i kotla bezpaie¬ niskowego sa nastepnie laczone w zimnym lapa¬ czu kropel 22. Temperatura i cisnienie w lapaczu kropel dobrane sa tak, ze wszystkie gazy za wy¬ jatkiem wodoru ulegaja rozpuszczeniu w wykro- plonych olejach lekkich. Woda kondensujaca razem z olejami lekkimi jest dekantowana, a oleje lek¬ kie rozprezane adiabatycznie 23 do cisnienia okolo 8,1 atm. Rozpuszczone gazy — glównie metan — oraz lekkie produkty weglowodorowe sa pod tym cisnieniem wydzielane z olejów lekkich w tempe¬ raturze 10°C. Strumien gazowy 24 przesylany jest do strefy obróbki gazu a oleje lekkie 25 do sekcji obróbki kwasnych skladników smoly w sekcji ob¬ róbki cieczy.
Niewykroplony produkt gazowy z zimnego lapa¬ cza kropel 22 zawiera okolo 95f/o wodoru i nadaje sie do zawrócenia do etapu uwodorniania wegla.
Ten zawracany do obiegu wodór sprezany jest do cisnienia okolo 350 atm i laczony z uzupelniajacym wodorem, doplywajacym z sekcji obróbki gazu.
Wodór uzupelniajacy moze byc wytwarzany w ca¬ losci droga doboru warunków roboczych procesu koksowania i odsiarczania wegla. Szczególna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to, ze taki wodór moze byc wytwarzany w procesie suchej desty¬ lacji i odsiarczania wegla razem z koksem wy- tlewnym o niskiej zawartosci siarki i nadajacym sie do przetwarzania w koks metalurgiczny. Dalsza zalete sposobu wedlug wynalazku stanowi to, ze przez odpedzanie par cieczy w sekcji oddzielania substancji stalych stanowiacej czesc sekcji uwodor¬ niania wegla osiaga sie wyzsze wydajnosci wytwa¬ rzania olejów znajdujacych zastosowanie jako chemikalia. Sprawia to, ze sekcje ogólnego kokso¬ wania i uwodorniania wegla szczególnie korzystnie jest eksploatowac w sposób laczny. Podczas gdy wodór moze byc doprowadzany wprost do konwer¬ torów wegla, to moze on byc równiez laczony z olejami zawiesinowymi i uzywany do chlodzenia konwertora wegla, a tym samym równiez do za¬ pobiegania koksowaniu sie oleju zawiesinowego w sytuacji, gdy jego temperatura zbliza sie do tem¬ peratury masy reakcyjnej ulegajacej przemianie w substancje ciekle.
Szczególnie korzystna droga sposobu wedlug wy¬ nalazku pozwala unikac doprowadzania z zewnatrz katalizatorów procesu przemiany wegla w sub¬ stancje ciekle. Eliminacja katalizatorów wprowa¬ dzanych z zewnatrz wyklucza równiez potrzebe usuwania ich z produktów reakcji przemiany we-8498Z 17 gla"w substancje ciekle. Tak wiec, w korzystnym systemie pracy konwertora wegla nie stosuje sie katalizatora. Ciezkie oleje uzyskiwane z sekcji Uwodorniania wegla mo^a byc na koniec stosowa¬ ne razem z ciezkimi olejami wytwarzanymi w in¬ nych etapach procesu jako olej obiegowy sekcji destylacji rozkladowej wegla, lub do wytwarzania surowych materialów koksowniczych, badz tez moga one byc nastepnie poddawane koksowaniu dla wytwarzania dodatkowego koksu i oleju lek¬ kiego/ Strumienie gazów wytwarzanych w czasie eta¬ pów suchej destylacji i uwodorniania, przeróbki cieczy, formowania koksu, sa laczone i przesyla¬ ne do sekcji oczyszczania gazów. Chlodnice dla kazdego z indywidualnych strumieni znajduja sie w odpowiednich sekcjach urzadzenia i maja na celu schladzanie gazu do temperatury ponizej 38°C. Gaz powstajacy w sekcji uwodorniania we¬ gla pochodzi z adiabatycznego rozprezania w tem¬ peraturze 10°C i dzieki temu nie musi byc ozie¬ biany. Polaczony strumien wchodzacy do sekcji obróbki gazów moze miec cisnienie 6,3 atm. War¬ tosci temperatury i cisnienia dla strumienia gazu zaleza od rodzaju urzadzen oraz podzespolów sto¬ sowanych w sekcji obróbki gazu. Cisnienie tego gazu moze miec wartosc dochodzaca do 21 atm., dla unikania sprezania w sekcji obróbki gazu.
Fig. 7 przedstawia schemat blokowy sekcji ob¬ róbki gazów. Polaczony strumien gazowy 13, 24, 44 przechodzi najpierw przez sekcje odzysku amo¬ niaku 28, gdzie usuwane jest 99,5tyo amoniaku za¬ wartego w strumieniu zasilajacym. Strumien po¬ czatkowy moze zawierac do 3°/o objetosciowych amoniaku. Amoniak ten moze byc usuwany przez absorpcje w wodnym roztworze fosforanów. Dla odpedzenia amoniaku z roztworu fosforanowego mozna stosowac pare wodna, a wytworzony tym sposobem amoniak poddaje sie destylacji frak¬ cjonowanej dla uzyskania bezwodnego amoniaku.
Gaz odbierany z urzadzenia do odzysku amo¬ niaku poddaje sie nastepnie zabiegom usuwania tlenku azotu 29, który moze byc zawarty w stru¬ mieniu gazowym. Tlenki azotu usuwac mozna zna¬ nymi sposobami np. przez traktowanie strumienia gazu powietrzem lub tlenem.
Polaczony strumien gazowy przepuszczac mozna przez separator kriogeniczny 30 i urzadzenie do oddzielania paliwa gazowego 31, w którym wykra- pla sie olej lekki, metan, etylen i gazy kwasne 37.
Pozostale gazy moga byc oziebiane w dalszym ciagu dla usuniecia metanu i wytworzenia stru¬ mienia gazowego o wysokiej zawartosci wodoru i zawierajacego tlenek wegla oraz metan. Ten stru¬ mien gazowy ogrzewa sie i spreza do cisnienia 21,1 atm i przesyla do konwertorów przemiennych tlenku wegla 34. Frakcje metanowa z sekcji prze¬ robu kriogenicznego laczy sie ze strumieniem gazu odpadowego z wytwórni polietylenu, dla utworze¬ nia strumienia paliwa gazowego. Czesc tego pa¬ liwa gazowego moze byc zuzywana w procesie przeróbki wegla sposobem wedlug wynalazku, a reszta stanowi produkt uboczny w postaci paliwa gazowego, które moze stanowic zródlo energii do zastosowan w konwencjonalnym ogrzewaniu pa- 18 liwem gazowym. Olej lekki, metan, etylen oraz gazy kwasne przesublimowuje sie dla utworzenia gazowego sublimacyjnego strumienia dodatkowego, a nastepnie moze byc on schladzany do tempera- tury 38°C dla wykroplenia frakcji olejów lekkich 37. Frakcje olejów lekkich mozna nastepnie prze¬ pompowywac do sekcji obróbki cieczy.
Czesci nie wykraplajace sie, pozostale po wy- kropleniu oleju lekkiego, przesyla sie do wytwórni io etylenu 32. Zawarte w tym strumieniu gazy kwa¬ sne, np. dwutlenek wegla oraz siarkowodór usuwa sie przez przemywanie goracym roztworem wegla¬ nów. Przemyty gaz poddaje sie katalitycznemu uwodornianiu, na skutek czego zawarty w nim is acetylen ulega konwercji na etylen. Metan, wodór oraz tlenek wegla zostaja usuniete z tego stru¬ mienia gazu i moga byc zawrócone do obiegu w celu polaczenia ze strumieniem gazu odprowadza¬ nym z sekcji odzysku amoniaku. Etylen oddzielany jest od metanu i ciezszych weglowodorów. Pozo¬ stalosci po destylacji frakcjonowanej polietylenu poddawac mozna krakowaniu, w celu wytworzenia etylenu. Pozostaly gaz uzyskiwany z wytwórni po¬ lietylenu dodaje sie do frakcji metanowej odpro- wadzanej z sekcji kriogenicznego przerobu, w wy¬ niku czego powstaje strumien paliwa gazowego.
Strumien gazów kwasnych odprowadzany z wy¬ twórni etylenu przesyla sie do wytwórni Claus^ 33, w której przetwarza sie siarkowodór w siarke.
Strumien zasilajacy konwertor przemienny tlen¬ ku wegla doprowadza sie do reakcji z para wod¬ na w celu wytworzenia wodoru i dwutlenku wegla z zawartego w nim tlenku wegla. Reakcje te moz¬ na prowadzic w obecnosci katalizatora w postaci tlenku zelaza, w temperaturze okolo 150°C i pod cisnieniem okolo 21 atm. Gaz nastepnie oziebia sie i przemywa goracym roztworem weglanu potasu, usuwajac ta droga calkowicie siarkowodór gazowy.
Dwutlenek wegla usuwa sie droga adsorpcji 36. 4b Produkt gazowy zawiera okolo 380/o wodoru, a re¬ szte stanowi glównie metan. Produkt ten moze byc stosowany jako zródlo wodoru do sekcji uwodor¬ niania wegla, oraz do procesów uwodorniania sek¬ cji obróbki cieczy. Uzyskany ta droga dwutlenek 45 wegla stanowi w zasadzie czysty C02. Wytwarza¬ nie tego strumienia dwutlenku wegla stanowi ceche znamienna sposobu wedlug wynalazku.
Strumien gazów, który wyplywa z absorberów tlenku wegla charakteryzuje sie wysoka zawar- 50 toscia wodoru i stosowany jest do zaspakajania zapotrzebowania na wodór w sekcjach uwodornia¬ nia wegla oraz sekcjach obróbki cieczy sposobem wedlug wynalazku. Poczatkowe strumienie wegla z sekcji wstepnego przygotowania wegla moga byc 55 rozdzielone na z góry ustalone frakcje, tak aby dostateczna ilosc wegla doprowadzana byla do se¬ kcji destylacji rozkladowej dla zapewnienia calko¬ witego wyrównania bilansu wodoru w sumarycz¬ nym .procesie. Jednak paliwo gazowe wytwarzane 60 w procesie moze ulegac reformowaniu pod wply¬ wem" pary wodnej, prowadzac do wytworzenia do¬ datkowych ilosci wodoru. Pod doprowadzeniu ilo¬ sci ciepla niezbednych do prowadzenia procesu po¬ zostaje dostateczna ilosc paliwa gazowego, aby 65 mozna bylo wytwarzac dostateczna ilosc wodoru84983 19 20 przez reforming pary wodnej, totez w efekcie za¬ ledwie 30% calkowitej ilosci wegla musi byc do¬ prowadzone do sekcji destylacji rozkladowej. Pro¬ cent ten moze byc jeszcze. bardziej zmniejszony jezeli to jest zadane dla zwiekszenia ilosci wytwa¬ rzanych chemikaliów lub dla podwyzszenia jakosci koksu wytwarzanego sposobem wedlug wynalazku.
W urzadzeniu Claus'a 33 strumien zasilajacy za¬ wierac moze do 75#/t dwutlenku wegla i 25% siar¬ kowodoru. Jedna trzecia strumienia moze byc do¬ prowadzana do instalacji spalania siarkowodoru, a dwie trzecie — poddawane reakcji z produktem spalania, prowadzacej do wytworzenia siarki i gazu zawierajacego CÓ2. Stwarza to dobre mozliwosci regulacji procesu.
Sekcja obróbki cieczy obejmuje rózne urzadzenia obróbki cieczy znanymi sposobami, opartymi np. na destylacji, uwodornianiu i ekstrakcji. Uzyski¬ wany na wylocie z tej sekcji produkt w postaci mieszaniny organicznych chemikalii poddawany jest róznorodnym zabiegom obróbki stosowanym w sekcji przerobu cieczy. Stosujac wiele róznych sposobów mozna z tej mieszaniny wyodrebnic naj¬ bardziej cenne produkty.
Fig. 8 ilustruje proces przerobu cieczy, którego celem jest zapewnienie maksymalnego odzysku cennych cieczy organicznych, takich jak np. po¬ chodne aromatyczne benzenu, kwasy i zasady smo¬ lowe, oraz maksymalne uproszczenie zagadnienia usuwania odpadów, bedacych malo wartosciowymi cieklymi weglowodorami o duzym ciezarze wlasci¬ wym, powstajacymi w czasie przerobu wegla spo¬ sobem wedlug wynalazku. Poniewaz zapotrzebo¬ wanie na rózne produkty koncowe moze podlegac wahaniom jakosciowym i ilosciowym, wiec zalez¬ nie od aktualnego zapotrzebowania zmieniac mozna równiez sposoby przerobu w sekcji obróbki cieczy.
Na rysunku pokazany jest zestaw destylacji próbnej zasilany czterema oddzielnymi strumie¬ niami cieczy, 12, 19, 17 oraz cieczami z preparo¬ wania koksu. Kazdy z tych strumieni wymaga nieco odmiennej przeróbki wstepnej. Smoly z pier¬ wszego etapu oziebiania gazu 17 w strefie reakcji przemiany wegla w substancje ciekle mozna uzy¬ skiwac w temperaturze okolo 410°C i pod cisnie¬ niem okolo 140—700 atm. Strumien ten rozpreza sie rzutowo do cisnienia okolo 14 atm. dla odgazowa- nia znacznych ilosci substancji lotnych wtloczo¬ nych do cieczy. Powtórne rozprezenie rzutowe do cisnienia okolo 1,4 atm prowadzi do odparowania wszystkich substancji o sredniej temperaturze wrze¬ nia, to znaczy okolo 310°C. Wykraplanie par olejów srednich umozliwia wytwarzanie pary wod¬ nej o cisnieniu 25 atm, stosowanej w sekcji obró¬ bki cieczy konwertora przemiany dwutlenku we¬ gla. Goracy wykroplony olej sredni 38 o tempera¬ turze wrzenia okolo 230—400°C zawracany jest wprost do strefy uwodornienia wegla. Gorace po¬ zostalosci podestylacyjne moga byc przesylane do urzadzenia do koksowania cieczy 41.
Drugi strumien zasilajacy uzyskuje sie z drugiego stopnia oziebiania gazu 19, w urzadzeniu do uwo¬ dorniania wegla. Podobnie jak w poprzednim przy¬ padku strumien ten sklada sie w przewazajacej mierze z oleju zawiesinowego, lecz zawiera ponadto okolo 40°/» produktu przemiany wegla w ciecze, w postaci kwasnych smól o niskim ciezarze wla¬ sciwym, praktycznie wszystkie ciezkie kwasy smo¬ lowe oraz polowe wody odpadowej. Równiez ten strumien poddaje sie wielokrotnemu rozprezeniu dla usuniecia zawartych w nim gazów. W czasie pierwszego stadium rozprezania do cisnienia okolo atm nastepuje wydzielenie przewazajacej czesci gazów, a woda w zasadzie nie zostaje wydzielona.
Wode odpadowa mozna oddzielic od nierozpuszczal¬ nych smól organicznych przez dekantacje, a przez dalsze rozprezenie do cisnienia okolo 1,4 atm uwa¬ lnia sie reszte rozpuszczonych gazów. Lekkie gazy smolowe, stanowiace okolo l,5*/# calkowitej zawar¬ tosci kwasów smolowych oddzyskiwac mozna w urzadzeniu do odzysku kwasów smolowych 45 przez odpedzanie z para wodna. Frakcje olejów srednich i ciezkich z odparowanej rzutowo smoly moga byc odzyskiwane droga destylacji pod zmniejszonym cisnieniem.
Pozostale strumienie zasilajace, a mianowicie smola po suchej destylacji oraz ciecze zawracane ze strefy wytwarzania koksu stanowiace czesciowo rozlozony olej ciezki moga byc laczone i poddawa¬ ne procesowi odpedzania lotnych skladników smo¬ ly. Olej lekki usuwany jest z destylatu. Pozostalo¬ sci po destylacji moga byc poddawane destylacji pod zmniejszonym cisnieniem. Oleje ciezkie uzy¬ skiwane w tym procesie destylacji prózniowej mo¬ ga byc uzywane w charakterze srodka wiazacego dla koksu wytlewnego 47 i do wytwarzania koksu, badz tez doprowadzane do urzadzenia koksowni¬ czego dla cieczy 41, wzglednie zawracane do obiegu do sekcji suchej destylacji, gdzie miesza sie je z koksem wytlewnym i weglem.
Koksowanie cieczy polega w zasadzie na piroli¬ zie w której przegrzana para wodna spelnia role przenosnika ciepla i gazu fluidyzacyjnego. Gorace oleje ciezkie i przemyte oleje srednie moga byc mieszane z pozostalosciami po destylacji z urza- dzienia do koksowania cieczy, dla wytworzenia strumienia zasilajacego urzadzenia do koksowania cieczy. Do reaktora koksowniczego o zlozu fluidal¬ nym wtryskuje sie pare wodna ogrzana do tempe¬ ratury 816°C. Koksowanie powoduje, ze ciezkie oleje ulegaja krakowaniu z wytworzeniem gazu o malym ciezarze czasteczkowym i wysokiej za¬ wartosci substancji olefinowych, oraz oleju o ma¬ lym ciezarze czasteczkowym i wysokiej zawarto¬ sci benzenu, oraz innych jednordzeniowych zwia¬ zków aromatycznych. Zawartosc substancji lotnych w cieklym koksie moze byc regulowana droga regulacji temperatury pary wodnej oraz czasu kon¬ taktu koksu z para wodna. Mozna równiez pro¬ wadzic proces równoczesnego koksowania cieczy w lagodniejszych warunkach np. w temperaturze 496°C, uzyskujac koks o wyzszej zawartosci sub¬ stancji lotnych. Koksy mokre i suche mozna na¬ stepnie mieszac dla wytworzenia zlozonego ciekle¬ go produktu koksowego, który moze byc przesylany do urzadzenia do formowania koksu metalurgicz¬ nego. Cieplo fluidyzowanego para i odparowanego produktu z sekcja koksowania cieczy moze byc wy¬ korzystywane do wytworzenia pary wodnej o ci¬ snieniu 14 atm, która mozna ponownie wykorzy- ao 31 40 45 sa 55 6021 84983 22 stywac w procesie koksowania. Jezeli to jest za¬ dane, to dalsze ilosci pary mozna uzyskiwac z ta¬ kich zródel, jak kotly odzysknicowe w sekcji prze¬ twarzania wegla na substancje ciekle. Organiczne substancje wykroplone z fluidyzacyjnych gazów lotnych moga byc przesylane do sekcji obróbki cieczy 42. Produkty gazowe moga byc przesylane do sekcji obróbki gazów 44.
Kwasne skladniki smoly moga byc odzyskiwane z oleju sredniego oraz produktu szczytowego zgru¬ bnej destylacji ciezkiego kwasu smolowego. Ciezkie kwasy smolowe wykorzystywane sa jako wtórny olej zawiesinowy* przesylany do uwodornienia wegla badz tez kierowane do koksowania plynów 41. Ciezkie kwasy smolowe 39 moga byc takze przetwarzane na benzen i naftalen, natomiast lek¬ kie kwasy smolowe moga byc rozdzielone w ko¬ lumnie frakcjonujacej na fenol, ksylenole i krezo¬ le. Zasady smolowe moga byc odzyskiwane w kon- taktorze cieczowym 46 przez traktowanie olejów lekkich 25, 37 nomosiarczanem pirydynowym.
Przez oczyszczenie mozna uzyskac aniline, zas al- kiloaniliny mozna dodawac do oleju lekkiego w celu odalkilowania na benzen i amoniak.
Urzadzenie do uwodornienia olejów lekkich 42 moze byc równiez stosowane do wytwarzania sze¬ rokiej gamy produktów w ramach ogólnego proce¬ su obróbki cieczy. Przykladem osiagalnych moz¬ liwosci wyboru produktów w czasie przerobu tego oleju lekkiego moze byc doprowadzenie do maksi¬ mum ilosci wytwarzanego benzenu, choc poprzed¬ nio produkowana byla benzyna wysokooktanowa do silników. Traktowanie wodorem obejmuje ogól¬ nie rozdzielanie lekkiego oleju na surowiec zasila¬ jacy etap reformingu, wzbogacony w nasycone weglowodory o niskiej temperaturze wrzenia, oraz na strumien zasilajacy proces krakowania uwodor¬ niajacego i wzbogacony w substancje aromatycz¬ ne. Reforming substancji pochodnych naftenowych zawartych w strumieniu o podwyzszonej zawar¬ tosci zwiazków nasyconych prowadzi do uzyski¬ wania substancji aromatycznych i wodoru. Ekstra¬ kcja rozpuszczalnikami frakcji o wysokiej zawar¬ tosci aromatycznych pochodnych benzenowych ze strumienia poddanego reformingowi dostarcza benzyne wysokooktanowa w postaci oczyszczonej.
Proces odalkilowania i hydrokrakowania strumieni o wysokiej zawartosci zwiazków aromatycznych prowacfci do wytworzenia benzenu i naftalenu oraz gazów 44, które kieruje sie do procesów prze¬ róbki.
Ciezkie kwasy smolowe moga byc poddawane de¬ stylacji ekstrakcyjnej w obecnosci olejów lekkich , 37. Weglowodory aromatyczne wykazuja ten¬ dencje do nagromadzania sie w kwasach smolo¬ wych. Frakcja szczytowa bedzie zawierac prawie wszystkie weglowodory nasycone, o typowym dla benzyny punkcie koncowym temperatury wrzenia, tj. 177°C i w zasadzie nie zawiera substancji aro¬ matycznych o temperaturze wrzenia wyzszej niz dla ksylenu, tj. 144°C. Destylat skladac sie bedzie w przewazajacej mierze ze zwiazków naftenowych.
Zwiazki aromatyczne oczyszcza sie w urzadze¬ niu odzyskowym 43, dla wydzielenia benzenu i na¬ ftalenu wysokiej czystosci. Destylat z destylacji ekstrakcyjnej zawierac bedzie blisko 25% zwiaz¬ ków aromatycznych, 60V« cykloalkenów (naftenów) i 15*/o zwiazków parafinowych. Destylat ten pod¬ daje sie najpierw odsiarczaniu, a nastepnie nafta¬ leny przetwarza sie w zwiazki aromatyczne. Stru¬ mien cieklego butanu do mieszania z benzyna mo¬ ze byc otrzymany jako frakcja szczytowa. Faza ciekla z reformingu moze byc poddawana ekstra¬ kcji rozpuszczalnikami, w wyniku której uzyskuje sie rafinat w postaci benzyny wysokooktanowej za¬ wierajacej okolo 40*/t zwiazków aromatycznych i okolo 25§/t cykloalkanów. Uzyskiwana w tym procesie pozostalosc po destylacji ekstrakcyjnej moze byc poddawana hydrokrakowaniu i odalkilo- waniu. Proces krakingu uwodorniajacego 42 pro¬ wadzi do przemiany w zasadzie wszystkich sklad¬ ników niearomatycznych w lekkie gazy weglowo¬ dorowe, glównie metan. Ten strumien gazowy moze byc laczony z gazami uzyskiwanymi w procesie reformingu i zawracanej do sekcji obróbki gazu.
Zwiazki aromatyczne zawierajace podstawniki al¬ kilowe ulegaja -prawie calkowitemu odalkilowaniu na benzen i naftalen. Resztkowe substancje o wy¬ sokiej temperaturze wrzenia moga byc uzywane jako surowiec do produkcji sadzy.
W sekcji formowania koksu laczy sie koks wy- tlewny z sekcji suchej destylacji z lepiszczem, ta¬ kim jak ciezki olej naftalenowy i ewentualnie mial koksowy w celu wytworzenia surowego produktu, który przerabia sie na koks metalurgiczny. Glów¬ nym skladnikiem koksu metalurgicznego jest koks wytlewny o niskiej zawartosci siarki, wytworzony w sekcji suchej destylacji. Korzystnym jest, aby koks metalurgiczny charakteryzowal sie niska za¬ wartoscia popiolu i siarki, co zostalo omówione poprzednio. Powinien on byc równiez materialem latwym w transporcie i wykazujacym dostateczna wytrzymalosc mechaniczna, dla wytrzymywania nacisków wywieranych w wielkim piecu.
Fig. 9 przedstawia przebieg procesu wytwarza¬ nia koksu metalurgicznego z koksu wytlewnego, pylów koksowych, takich jak koks plynny i ciez¬ kiego oleju 47, wytwarzanego sposobem wedlug wynalazku. Koks wytlewny moze byc mieszany z pylami koksowymi i lepiszczami olejowymi, ta¬ kimi jak pozostalosci po destylacji uzyskiwane z sekcji obróbki cieczy, a takze mieszaniny ciez¬ kiego oleju stanowiacego niedogon i oleju srednie¬ go z sekcji obróbki cieczy a nastepnie przesylany do urzadzenia formierskiego dla uformowania suro¬ wych materialów koksowych, które nastepnie wy- rzaza sie i uzyskuje finalny produkt koncowy. Ko¬ ks wytlewny moze stanowic 50—90,/« wagowych mieszaniny. Lepiszcze moze stanowic 10—50Vt wa¬ gowych mieszaniny. Plyty koksowe moga byc mie¬ szane z koksem wytlewnym w róznych propor¬ cjach. Stosowac mozna przy tym znane sposoby formowania surowego materialu koksowego. Mo¬ zna np. mieszanine koksu wytlewnego, plynnego koksu i lepiszcza poddawac brykietowaniu, tabletkowaniu lub wyprasowywaniu w elementy o zadanym ksztalcie. Czastki koksu moga miec srednice 1,6—77 mm. Surowe wyroby koksowe na¬ stepnie podgrzewa sie w urzadzeniu 49, co prowa¬ dzi do zwiekszenia ich mechanicznej wytrzyma¬ lo 40 45 50 55 6084983 23 losci i umozliwia poddawanie ich bardziej ostrym warunkom procesu spiekania w urzadzeniu 50.
Podgrzewacze 49 moga pracowac w temperaturze 260—490aC. Po podgrzaniu wyroby poddaje sie nastepnie spiekaniu które prowadzic mozna w tem¬ peraturze 815—1315°C. Prowadzi to do obnizenia zawartosci lotnych substancji w koksie metalur¬ gicznym do ponizej 5°/o. Gorace gazy emitowane z sekcji wyzarzania i podgrzewania sa nastepnie oziebiane i przesylane do sekcji obróbki gazu, tak jak to jest wyjasnione powyzej. Kalcynowany pro¬ dukt koncowy moze byc nastepnie uzywany w cha¬ rakterze koksu metalurgicznego.
Przedmiot wynalazku objasniony jest w nastepu¬ jacym przykladzie, ilustrujacym sposób, jakim okreslony wegiel moze byc przetworzony na pro¬ dukty koncowe.
Przyklad I. Z poczatkowego strumienia 643 t/godz. przemytego wegla zawierajacego 5,15% po¬ piolu i 1,79°/© siarki odbiera sie frakcje 280 t/godz. do suchej destylacji. Frakcje te suszy sie w 177°C, odpedzajac 23,6 t wody/godz. 256 t/godz. osuszonego wegla doprowadza sie w sposób ciagly do urza¬ dzenia do suchej destylacji i odsiarczania w zlozu fluidalnym. W urzadzeniu tym miesza sie osuszo¬ ny wegiel z okolo 360 tonami koksu wytlewnego.
Zastosowanie zloza fluidalnego zapewnia osiaga- ganie dobrego efektu zmieszania wegla z koksem wytlewnym. Dzieki laczeniu wegla z koksem wy- tlewnym utrzymuje sie zdolnosc swobodnego prze¬ plywu dla zloza, co umozliwia osiagniecie wyso¬ kiej efektywnosci odsiarczania.
W omawianym przykladzie wegiel miesza sie z koksem wytlewnym otrzymujac — sposobem we¬ dlug wynalazku — produkt koksu wytlewnego w urzadzeniu do suchej destylacji. Ilosc koksu wy¬ tlewnego zatrzymywanego w reaktorze do suchej destylacji zalezy od predkosci przerobu wegla oraz czasu przebywania w urzadzeniu, jak równiez do zadanego stopnia uwolnienia od substancji lotnych i siarki. Ogólnie biorac, korzystnie jest stosowac najmniejsza ilosc koksu wytlewnego, jaka zapewnia utrzymywanie swobodnie plynacego zloza czastek.
Czas przebywania czastek w urzadzeniu wynosi wdanym przypadku 95 minut, temperatura w urza¬ dzeniu do sucjiej destylacji wynosi 510°C, a cisnie¬ nie 6,7 atm. yrzadzenie do suchej destylacji wegla zasila sie równiez 97 t/godz. ciezkiego oleju weglo¬ wodorowego doprowadzonego z sekcji obróbki cie¬ czy, tak jak to jest pokazane na fig. 8. Material ten ulega w czasie suchej destylacji przemianie na dodatkowy koks wytlewny oraz lekkie weglowo¬ dory i gazy. Ilosc wytworzonego w tych warunkach koksu wytlewnego dochodzi do 220 t/godz. Pro¬ dukt ten jest w sposób ciagly doprowadzany z ko¬ mory koksowniczej i zawiera okolo 15% wagowych lotnych substancji, okolo 0,63% wagowych siarki i 8,5% wagowych popiolu.
Ten pólkoks miesza sie z okolo 90 t/godz. ciez¬ kiego oleju weglowodorowego uzyskiwanego z ob¬ róbki cieczy sposobem zilustrowanym na fig. 8.
Mieszanine te nastepnie przerabia sie zgodnie ze schematem zilustrowanym na fig. 9, w tabletki o srednicy 1,6—76 mm. Tabletki te utwardza sie przez ogrzewanie w obecnosci powietrza o tempe- 24 raturze 290°C, a nastepnie koksuje i uwalnia od substancji lotnych w temperaturze 1315°C, uzysku¬ jac 248 t/godz. produktu stanowiacego koks hut¬ niczy nadajacy sie do stosowania w wielkich pie- .5 cach.
Gorace gazy odprowadzane z reaktora koksow¬ niczego i odsiarczajacego schladza sie do tempera- tury 38°C i przemywa woda celem usuniecia smól wykraplajacych sie, które otrzymuje sie w ilosci okolo 55 t/godz. Zawieraja one lekkie i ciezkie kwasy smolowe, zasady smolowe, benzen, toluen, ksyleny, aniliny, indeny, kumaron, naftalen, olej sredni oraz ciezki i zgodnie ze schematem zilustro¬ wanym na fig. 8 moga byc przesylane do obróbki cieczy.
Po oddzieleniu smól, okolo 730 t/godz. pozosta^ lych gazów przemywa sie goracym roztworem we¬ glanu potasu w celu usuniecia H2S i uzyskania ta droga gazu o niskiej zawartosci siarki nadajacego sie do zawrócenia do reaktora koksowniczo-odsiar- czajacego. Tak wiec okolo 223 ton gazu na godzine wykorzystane jest jako gaz fluidyzacyjny. Okolo 55,5 ton nadmiernego gazu oraz 19 t/godz. gazów o charakterze kwasowym, zlozonych w pierwszym rzedzie z H2S i C02, uzyskanych z regeneracji zu¬ zytego roztworu weglanu potasu, przesyla sie do sekcji obróbki gazu. Te dwa strumienie gazu prze¬ rabia sie lacznie z gazami z reakcji uwodorniania wegla, obróbki cieczy i formowania koksu, tak jak to jest zilustrowane na fig. 7.
Z poczatkowego strumienia pozostale 364 tony/go¬ dzine wegla miesza sie z 658 tonami oleju zawie¬ sinowego i mieszanine uwodornia sie przez kon- taktowanie z wodorem w ciagu okolo 40 minut w temperaturze okolo 480°C i pod cisnieniem 351 atm. Zródlem wodoru jest wodór gazowy z ozie¬ bionych produktów gazowych procesu uwodornie¬ nia wegla, wedlug schematu zilustrowanego na 40 fig. 6 oraz 28,8 ton/godzine gazu zawierajacego wo¬ dór i pobieranego z sekcji przerobu gazów, wedlug schematu przedstawionego na fig. 7. Frakcja ciepla kontaktowana jest w atmosferze redukcyjnej z ga¬ zem zawierajacym wodór w temperaturze 510°C *5 w naczyniu separatora stalych substancji pod cis¬ nieniem 350 atm, dla odparowania i usuniecia ga¬ zów oraz lotnych cieczy od popiolu i nieprzereago- wanego wegla. Ilosc tego nieprzereagowanego we¬ gla i popiolu dochodzi do okolo 83 t/godz. Moze on 50 byc wykorzystywany jako paliwo stale do ogrza¬ nia kotlów. Strumien gazowy po oddzieleniu sta¬ lych substancji schladza sie i rozpreza stopniowo dla uzyskania smól, olejów lekkich, lekkich weglo¬ wodorów gazowych i zawracanego do obiegu wo- 55 doru. Smoly uzyskiwane w ilosci okolo 794 t/godz. skladaja sie w przewazajacej mierze z oleju ciez¬ kiego o temperaturze wrzenia powyzej 400°C, oleju sredniego stosowanego w charakterze oleju zawie¬ sinowego dla wegla w procesie uwodorniania w i wrzacego w temperaturze 230—400°C oraz ciez¬ kich kwasów smolowych. Olej lekki, wytwarzany w ilosci 62,2 t/godz. zawiera lekkie kwasy smolo¬ we, zasady smolowe, benzen, toluen, ksylen, roz¬ puszczalniki aromatyczne, aniliny oraz naftalen. 65 Smoly i oleje lekkie przerabiane sa w sekcji ob-25 84983 26 róbki cieczy, zgodnie ze schematem zilustrowanym na fig. 8.
Wegiel poddany przerobowi wyzej zilustrowanym sposobem wedlug wynalazku, dostarcza nastepuja¬ cych ilosci produktów koncowych: t/godz.
Amoniak 3,9 Siarka 5,2 Stylen 40,1 Benzen 32,9 Naftalen 12,6 Propylen 6,1 Fenol 6,2 o-krezol 2,4 m-p-krezole 9,0 ksylenole 8,9 pirydyny, pikoliny i lutydyny 1,1 Anilina i toluidyny 1,9 Sadza 1,8 CzystyC02 44,9 Paliwo gazowe 59,9 Koks metalurgiczny 248,3 Paliwo energetyczne 72,6 Odmiany sposobów przerobu wegla zostaly przed¬ stawione jako sposoby, których wypadkowa stano¬ wi ogólny sposób przetwarzania wegla o wysokiej zawartosci siarki, prowadzony dzieki zalozonemu z góry podzialowi strumienia wsadowego na czesci doprowadzone do procesu suchej destylacji i uwo¬ dorniania, celem wytworzenia uzytecznych cieklych chemikalii, gazów i koksu hutniczego. Mozliwa jest jednak realizacja innych odmian tego podstawo¬ wego sposobu zgodnych z istota wynalazku.

Claims (14)

Zastrzezenia patentowe
1. Sposób przetwarzania wegla o duzej zawarto¬ sci siarki i popiolu przez sucha destylacje i uplyn-" nianie z wytworzeniem produktów gazowych, cie¬ klych, koksu wytlewnego i metalurgicznego, zna¬ mienny tym, ze w pierwszym etapie przeprowadza sie odsiarczanie i sucha destylacje silnie rozdrob¬ nionego wysuszonego wegla zawierajacego okolo 1—5% wagowych siarki i 5—15% wagowych po¬ piolu, przez zetkniecie go w obecnosci koksu wy¬ tlewnego w warunkach zloza fluidalnego w tempe¬ raturze najwyzej 870°C, z gazem wolnym od tlenu, zawierajacym wodór i najwyzej do 2% objetoscio¬ wych siarkowodoru, przy czym otrzymuje sie koks wytlewny zawierajacy najwyzej 1% wagowy siarki, który sie przerabia na koks metalurgiczny, a w drugim etapie prowadzi sie uwodornienie we¬ gla przez wytworzenie mieszanki szlamu olejowego z silnie rozdrobnionym weglem zawierajacym okolo 1—5% wagowych siarki i 5—15% wagowych po¬ piolu, przy czym szlam olejowy zawiera sredni olej weglowodorowy, mieszanina ta styka sie ze srodo¬ wiskiem oddajacym wodór w temperaturze okolo 430—515°C i pod cisnieniem 141—703 atm, po czym zbiera sie produkty gazowe z pierwszego i drugie¬ go etapu, oczyszcza je i przerabia celem wytworze¬ nia gazowego wodoru i zawrócenia go do drugiego etapu aby uzupelnic przynajmniej czesciowo zapo¬ trzebowanie na wodór, zbiera sie produkty ciekle 10 15 20 25 30 35 40 50 55 65 z pierwszego i drugiego etapu, odzyskuje frakcje zawierajaca sredni olej weglowodorowy i zawraca ja do drugiego etapu jako zasadnicza czesc szlamu olejowego, wydzielajace sie oleje ciezkie przerabia sie na koks wytlewny i olej sredni.
2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wyodrebnia sie ciekle produkty i odzyskuje z nich pierwsza frakcje, zawierajaca srednie oleje weglo- wodorawe i druga frakcje zawierajaca ciezkie oleje weglowodorowe, po czym frakcje pierwsza zawraca sie do etapu drugiego, celem uzupelnienia przy¬ najmniej czesci szlamu olejowego i co najmniej czesc frakcji drugiej zawraca sie do etapu drugie¬ go i przeksztalca ciezkie oleje weglowodorowe w koks wytlewny i sredni olej weglowodorowy.
3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze w pierwszym i drugim etapie przetwarza sie 30—65% wegla korzystnie 53—65% wegla.
4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wytworzony w drugim etapie szlam olejowy za¬ wierajacy ciezkie kwasy smolowe i sredni olej we¬ glowodorowy wyodrebnia sie i zawraca do obiegu.
5. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, ze wymieniona frakcje odzyskuje sie z cieczy zawierajacej smoly, które kondensuje sie z gazów wytworzonych w etapie pierwszym.
6. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 4, znamienny tym, ze odzyskuje sie frakcje o temperaturze wrze¬ nia okolo 230^100oC.
7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w pierwszym etapie oddziela sie frakcje z gazów wytwarzanych w procesie suchej destylacji i od¬ siarczania, wydziela z wymienionej frakcji siarko¬ wodór przez zetkniecie jej z wodnym roztworem zawierajacym substancje wiazace siarkowodór i przesycenie frakcji para wodna oraz zawraca otrzymana frakcje do procesów suchej destylacji i odsiarczania jako gaz zawierajacy wodór.
8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pierwszy estap przeprowadza sie pod cisnieniem okolo 6—21 atm w temperaturze 480—870°C, ko¬ rzystnie 675—845°C.
9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w pierwszym etapie wegiel suszy sie w tempera¬ turze okolo 150—£30°C, a nastepnie poddaje sie go suchej destylacji i odsiarczaniu.
10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odsiarczanie i sucha destylacje w pierwszym etapie prowadzi sie do chwili gdy procentowa zawartosc siarki w koksie wytlewnym wyniesie mniej niz 0,7%, korzystnie mniej niz 0,65% wagowych.
11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze odsiarczanie i sucha destylacje w etapie pierwszym prowadzi sie do wytworzenia koksu wytlewnego w ilosci od okolo 20—50% wagowych przetworzo¬ nego wegla.
12. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze proces suchej destylacji i odsiarczanie pro¬ wadzi sie do wydzielenia okolo 30% wagowych drugiej frakcji w stosunku do uzytego w tym eta¬ pie wegla.
13. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze sporzadza sie mieszanine koksu wytlewnego z pierw¬ szego etapu ciezkimi olejami weglowodorowymi84983 2T 28 z frakcji drugiej nadaje mieszaninie odpowiednia postac i wypala w celu otrzymania koksu metalur¬ gicznego.
14. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 3, sumienny tym, ze koks wytlewny dodaje sie do mieszaniny w ilosci 50^-£0*/t wagowych. ¦Vi*prrprMjjn»*an,j wegiel Wegiel * —» to Olej obiegowa Ci±C2* _ f 2 1 Sp n —» Nodói Gaz . OtwO — 5 • 1 i f 0 U ¦I , J L 1 —1 -* Mieszanina fendi -? Kwasy smolowe -* Zasady smolowe a -+ naftalen -» Benzen -» Sadza ¦-*¦ Amoniak -+ Paliwo oazowe -+ £tyten '-» Siarka 0-..L.^l.. l l- .. Fig 1 atO OJS OM 023 0.3O 03S OM 045 OSO Q55 OjSO Q£S Jiosc wegla poddawanego suchej destylacji do calkowitej ilosci wegla. Fig 284983 Paliwo gazorc Gaz obojetny Gaz fluidyzacyjni/ Fig. 3 O 30 60 90 120 150 180 Czas przebywania *v danej temperaturze [minuty] Fio. 484983 •* i£ .0 0 ja "¦ 4T ? 3 a ¦* 10 g t .0 •0 ? 0 80 76 72 68 64 60 56 32 76 72 66 64 60 56 S2 48 n' ~ - '// // / L - - ~ - / /I 1 L : ^ /y i 7SO*C — — -H Powolne podgrzewanie Szybkie podgrzewanie — — 1 700'C \ n , ,_ .^ Szybkie podgrzewanie — — — 1 1 . _ l 1 30 60 00 1X> 130 ISO Czas przebywania w danej temperaturze [minuty] Fig. 5 Fig. 684983 —*¦ Amoniak Gazy z przygotowania wegla Gaz odpadowy z wytwórni etylenu *• L tulen jV ? Gaz. odpadowy Siarka Gaz zawierajacy COz Czysty COz Hz obiegowy Fig. 7 25 38 17 19 _12_ 45 37 40 Para wodna 4sS3 H39 (Mej sredni olei ¦ Hfcotfr dodatkowy Oazy Piroliza olejów lekkich 41 47 I '&M 42 43 HZ | Aiate plynny ^ »¦ Kondensat pory wodnej ? Lekkie kwasy smolowe * Zasadysmotowe —•¦ Benzyno • Benzen ' Naftalen *0*S F/g. £84 983 Pat. nr 84983 wiersz 65 z lamu 7 powinien byc w miejscu wier¬ sza 28 w lamie 8 lam: 8, wiersz 57 jest: wiecej, ze wzrostem ilosci wegla poddawane¬ go de- powinno byc: Co wiecej, ze wzrostem ilosci wegla poddawanego de- Ccna xl 10.— Drukarnia Narodowa, Zaklad nr 6 - zam. 2540/76
PL1972159273A 1971-12-06 1972-12-04 PL84983B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US20524871A 1971-12-06 1971-12-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PL84983B1 true PL84983B1 (pl) 1976-04-30

Family

ID=22761434

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1972159273A PL84983B1 (pl) 1971-12-06 1972-12-04

Country Status (12)

Country Link
US (1) US4094746A (pl)
JP (1) JPS4865202A (pl)
AU (1) AU466380B2 (pl)
BE (1) BE792127A (pl)
CA (1) CA971897A (pl)
DE (1) DE2259542A1 (pl)
FR (1) FR2162460B1 (pl)
GB (1) GB1418014A (pl)
IT (1) IT971572B (pl)
NL (1) NL7216489A (pl)
PL (1) PL84983B1 (pl)
ZA (1) ZA728621B (pl)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4842692A (en) * 1983-12-12 1989-06-27 Baker David L Chemical reformer
DE3442506C2 (de) * 1984-11-22 1987-04-16 Union Rheinische Braunkohlen Kraftstoff AG, 5000 Köln Verfahren zur Aufarbeitung von Kohlenstoff enthaltenden Abfällen
DE3602041C2 (de) * 1986-01-24 1996-02-29 Rwe Entsorgung Ag Verbessertes Verfahren zur Aufarbeitung von Kohlenstoff enthaltenden Abfällen
JP2628723B2 (ja) * 1988-11-04 1997-07-09 川崎重工業株式会社 石炭焚き可燃性ガス発生装置の自動運転制御方法および装置
US5151159A (en) * 1990-11-15 1992-09-29 Coal Technology Corporation Method and apparatus for converting coal into liquid fuel and metallurgical coke
US6530966B1 (en) 2000-06-16 2003-03-11 Anthony J. Kriech Coal binder compositions and methods
JP4274880B2 (ja) * 2003-09-11 2009-06-10 社団法人日本鉄鋼連盟 高炉用コークス製造用原料炭の改質・予備処理方法
US9045693B2 (en) 2006-12-26 2015-06-02 Nucor Corporation Pyrolyzer furnace apparatus and method for operation thereof
AU2007340053B2 (en) * 2006-12-26 2012-03-08 Nucor Corporation Pyrolyzer furnace apparatus and method for operation thereof
US20080256852A1 (en) * 2007-04-20 2008-10-23 Schobert Harold H Integrated process and apparatus for producing coal-based jet fuel, diesel fuel, and distillate fuels
EP2769148A4 (en) 2011-10-21 2015-11-04 Therma Flite Inc GASIFICATION SYSTEM AND METHOD, AND WASTE TREATMENT SYSTEM AND METHOD COMPRISING THE SAME
DE102011120489A1 (de) * 2011-12-08 2013-06-13 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Beschicken von "Heat-Recovery"- oder "Non-Recovery"-Koksöfen mit kompaktierter Kohle über einer Setzbodentrennschicht
CA2907122C (en) * 2013-03-15 2021-09-21 The Board Of Regents Of The University Of Texas System Processes for liquefying carbonaceous feedstocks and related compositions
CN103215055B (zh) * 2013-05-02 2014-06-18 东南大学 一种褐煤低温干馏结合提质的系统及其方法
CN103484134B (zh) * 2013-08-09 2015-02-18 中国科学院过程工程研究所 碳氢原料固体热载体干馏反应器与干馏方法
US10400108B2 (en) 2016-04-29 2019-09-03 Axens Carbon black feedstock from direct coal liquefaction
US11149634B2 (en) 2019-03-01 2021-10-19 Richard Alan Callahan Turbine powered electricity generation
US11149636B2 (en) 2019-03-01 2021-10-19 Richard Alan Callahan Turbine powered electricity generation
US11994063B2 (en) 2019-10-16 2024-05-28 Richard Alan Callahan Turbine powered electricity generation
US11808206B2 (en) 2022-02-24 2023-11-07 Richard Alan Callahan Tail gas recycle combined cycle power plant
CN120865952B (zh) * 2025-09-25 2025-12-02 内蒙古正能化工集团有限公司 一种硅锰冶炼用特制兰炭及其制备方法和应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2595366A (en) * 1947-06-14 1952-05-06 Standard Oil Dev Co Processing carbonaceous solids
US2955988A (en) * 1958-02-14 1960-10-11 John J S Sebastian Process for carbonizing coal in a laminar gas stream
GB1172693A (en) * 1966-03-28 1969-12-03 Consolidation Coal Co A Process for Making Formcoke From Non-Caking Coals.
US3705092A (en) * 1970-12-18 1972-12-05 Universal Oil Prod Co Solvent extraction of coal by a heavy oil
US3700583A (en) * 1971-03-19 1972-10-24 Exxon Research Engineering Co Coal liquefaction using carbon radical scavengers
US3884796A (en) * 1974-03-04 1975-05-20 Us Interior Solvent refined coal process with retention of coal minerals

Also Published As

Publication number Publication date
CA971897A (en) 1975-07-29
NL7216489A (pl) 1973-06-08
DE2259542A1 (de) 1973-06-14
AU4957972A (en) 1974-06-06
FR2162460B1 (pl) 1977-01-14
ZA728621B (en) 1973-08-29
IT971572B (it) 1974-05-10
AU466380B2 (en) 1975-10-30
FR2162460A1 (pl) 1973-07-20
BE792127A (fr) 1973-03-16
JPS4865202A (pl) 1973-09-08
US4094746A (en) 1978-06-13
GB1418014A (en) 1975-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL84983B1 (pl)
US8114176B2 (en) Catalytic steam gasification of petroleum coke to methane
US4152244A (en) Manufacture of hydrocarbon oils by hydrocracking of coal
US4348486A (en) Production of methanol via catalytic coal gasification
EP0024139B1 (en) Producing liquid hydrocarbon streams by hydrogenation of fossil-based feedstock
US4050908A (en) Process for the production of fuel values from coal
CN102341485A (zh) 用于生物质的热化学转化的方法和系统
JPS6024153B2 (ja) 低硫黄および低灰分燃料の製造法
DE2733186A1 (de) Kohleverfluessigungsverfahren
EP2935517A1 (de) Verfahren zur verwertung von kuppelgasen, begleitgasen und/oder biogasen
JPH04502340A (ja) 短滞留時間水素不均化による石炭の改良された生成方法
JPH0611403B2 (ja) 水素化触媒の製造方法及びそれを用いる水素化変換方法
US4125452A (en) Integrated coal liquefaction process
DE2733185A1 (de) Verfahren zur verfluessigung von kohle
CN108117881A (zh) 一种煤加氢直接液化过程和残液流化热解过程的组合方法
GB2056479A (en) Producing liquid hydrocarbon streams by hydrogenation of fossil-based feedstock
US4158948A (en) Conversion of solid fuels into fluid fuels
US4104129A (en) Low temperature carbonization and desulfurization of coal under elevated pressures
SU812186A3 (ru) Способ получени углеводородовиз угл
DE2736083A1 (de) Kohleverfluessigung
US4273643A (en) Process for production of synthetic crude oil, alcohols, and chars during low temperature carbonization of coals
PL124859B1 (en) Method of combined liquefaction and gasification of coal
US3069249A (en) Process for the production of fuel gas low in carbon monoxide
PL124978B1 (en) Method of coal liquefaction
SU1563596A3 (ru) Способ получени сырь дл установки риформинга и дизельного топлива из каменного угл