DE2108786A1 - Verringerung der Schwefel und Stickstoffgehalte in Kohle und Kohle derivaten - Google Patents

Description

"Verringerung der Schwefel- und Stickstoffgehalte in Kohle und Kohlederivaten"

Die Erfindung betrifft die Entfernung von Schwefel- und Stickstoffverbindungen aus Kohle und aus festen Kohlederivaten und insbesondere die Lösungsmittelextraktion von organischen Schwefel- und Stickstoffverbindungen aus Kohle und Kohlederivaten unter Verwendung von organischen und anorganischen Säuren.

Gegenwärtig wird Kohle im allgemeinen in erster Linie dazu verwendet, in Wärmeerzeugungsanlagen die Umwandlung in elektrische Energie vorzunehmen. Einer der Hauptnachteile bei der Verwendung von beispielsweise in den USA geförderten Kohlearten beruht auf den hohen Schwefel- und Stickstoffgehalten, die im Falle des Schwefels bis zu 5 % und im Fall des Stickstoffs etwa 2 % betragen können.

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Anlagen, die eine Million Kilowatt erzeugen und je Tag etwa 85OO Tonnen Kohle verbrennen, entwickeln über 600 Tonnen Schwefeldioxyd pro Tag, wenn die Kohle einen Schwefelgehalt von H % besitzt. Wenn dieser Schwefel gewonnen und umgewandelt werden könnte, könnte man je Tag 900 Tonnen Schwefelsäure produzieren.

Es ist seit langem bekannt, daß Schwefeldioxyd in der Atmosphäre sowohl das Wachstum verzögert oder die Vegetation abtötet. Außerdem sind die Schädigungen bei Menschen und ^ Säugetieren etwa die gleichen wie für die pflanzliche Welt.

Während mittels Schaumflotation pyritischer Schwefel aus Kohle entfernt werden kann, ist kein Verfahren bekannt, mit dem man organischen Schwefel entfernen kann. Außerdem kann Rauchgas mit Aktivkohle, alkalischem Aluminiumoxyd und dergleichen behandelt werden, um S0_? nach der Kohleverbrennung zu entfernen, jedoch sind diese Verfahren niemals in wirtschaftlichem Maßstabe durchgeführt worden. Aus diesem Grunde wurde bisher nur Kohle mit einem niedrigen Schwefelgehalt verbrannt. Jedoch ist es in vielen Ländern nur erlaubt, Kohlen zu verbrennen, die weniger als 1 % Schwefel enthalten. Daher sind strenge Restriktionsmaßnahmen bei der ψ Verwendung von US-Kohle vorgesehen, von der im Schnitt 90 % etwa 2,5 % Schwefel enthält. Dies führte zu der Einfuhr von Brennstoffölen mit niedrigem Schwefelgehalt zum Verbrauch in den Haushalten und in der Industrie.

Die Bildung bzw, Absonderung von Stickstoffverbindungen beim Verbrennen von Kohle ist gleichermaßen schädlich, jedoch ist kein wirksamer Weg gefunden worden, in wirtschaftlicher Weise Stickstoff aus Kohle zu entfernen.

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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, den Schwefel- und Stickstoffgehalt in Kohle zu reduzieren als auch ein Verfahren zu entwickeln, mit dem Schwefel- und Stickstoffverbindungen aus Kohle separiert und gewonnen werden kann.

Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß man die polymere Kohlematrix katalytisch an Positionen aufbrechen kann, an denen im polymeren Molekül Schwefelatome angeordnet sind. Dieses Aufbrechen des Kohlepolymers wird unter Verwendung von organischen oder anorganischen Säuren durchgeführt, die in einigen Fällen als Lösungsmittel wirken und die Schwefelverbindungen auflösen, die von den Molekülen weggebrochen worden sind. In anderen Fällen wird ein zusätzliches oder zweites Lösungsmittel verwendet, und zwar mit der Säure, um die Schwefelverbindungen herauszulösen. Es können relativ milde Bedingungen angewendet werden, da es sich um einen katalytischen Prozess handelt, der keine großen Wärmeenergiemengen für eine wirksame Extraktion erfordert.

Beim Extrahieren von organischen Schwefelverbindungen wird eine aromatische organische Säure verwendet, die ein besseres Eindringen in die Kohlematrix und eine ausreichende Befeuchtung ermöglicht, um ein Schwellen hervorzurufen. Als Folge der Schwellung wird die Kohlematrix gegenüber der aromatischen Säure besser exponiert, wodurch die Säure die Schwefelverbindung von der Matrix abbrechen oder auslösen kann.

Ein vorteilhafter Temperaturbereich variiert von etwa - 20°C bis etwa 200⁰C und vorzugsweise von etwa 20°C bis etwa 150°C. Die verwendeten Drücke variieren von etwa atmosphärischem Druck bis etwa 35,2 kg/cm². Unter diesen Bedingungen wird ein vorteilhafter Schwefelextraktions-Wirkungsgrad

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von etwa 40 - 50 % je Durchgang erreicht, wenn bei Raumtemperatur in Luft bei atmosphärischen Drücken gearbeitet wird.

Eine ideale organische Säure wie beispielsweise o-Chlorophenol sollte folgende Eigenschaften besitzen:

1) Aromatische Eigenschaften, wodurch sie in die Kohlematrix eindringen kann,

2) Befeuchtungs- und Schwellungseigenschaften, die die Matrix anschwellen lassen und sie der Säurewirkung aussetzen,

3) Säureeigenschaften, die ausreichend stark sind, um die Schwefelverbindung herauszubrechen,

4) Lösungsmitteleigenschaften, die ausreichen, um die Schwefelverbindung aufzulösen,

5) thermische Stabilität bei Betriebstemperaturen,

6) flüssiger Zustand bei Raumtemperatur und Betriebstemperatur, und

7) billige Säuren.

Es können folgende Säuren bei dem Verfahren nach der Erfindung verwendet werden: Phenol, o-Chlorophenol, p-Chlorophenol, o-Bromophenol, o-Chlorophenol, p-Bromophenol, o-Kresol, Nitrophenol, Ameisensäure, Essigsäure, Benzoesäure, Apfelsäure und dergleichen oder Kombinationen davon, einschließliche Kombinationen der unten erwähnten Mineralsäuren. Wenn eine besondere Säure, wie beispielsweise Äpfelsäure, Ameisensäure, Essigsäure nicht in die besonderen

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Erfordernisse passen und beispielsweise nicht die entsprechenden aromatischen Eigenschaften besitzen, wird mit einer Säure kombiniert, die den Erfordernissen entspricht, wie beispielsweise p-Chlorophenol.

Folgende wässrige Mineralsäuren, die entsprechend dem Verfahren nach der Erfindung die Kohlematrix an den Schwefelpositionen aufbrechen, sind beispielsweise: HCl, HBr, HI, verdünnte HNO₃, H PO₄, verdünnte H₂SO₄, HClO₁₁, HPPg, oder Kombinationen davon. Geeignete Konzentrationsbereiche für die Mineralsäure sind: HI: 1ΜΓ-5Μ; IM-9M; H₃PO₄ : etwa ' 14.7M; H₂SO₄: lM-18 M; HNO₃:15.5M; HCl:37*; und HPP 6: 1M-7OM5S.

Folgende organische Lösungsmittel können verwendet werden: CH₂Cl₂, CS₂, CCl₄, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Sulfolan, Äthyläther, Pyridin, Anilin, Aceton, CH₃OH, und dergleichen.

Sekundäre anorganische Lösungsmittel, die beim Verfahren nach der Erfindung verwendet werden können, sind HaHCO₃ und kaustische Lösungen, wie beispielsweise wässriges NaOH und KOH.

Die bevorzugt verwendete organische Säure zur Extraktion von Schwefel ist o-Chlorophenol. Ein sekundäres Lösungsmittel bzw. ein zweites Lösungsmittel ist nicht notwendig, wenn o-Chlorophenol verwendet wird.

Ein bevorzugtes anorganisches System für die Extraktion von Schwefelverbindungen aus Kohle ist HCl in Verbindung mit einem zweiten Lösungsmittel, welches vorzugsweise wässriges NaOH ist.

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Außerdem wurde festgestellt, daß Stickstoffverbindungen aus Kohle entfernt werden könnten, wenn man relativ konzentrierte (85*ige) Η,ΡΟ^ verwendet. Es können auch anders konzentrierte Phosphorsäuren verwendet werden, wie beispielsweise eine 7556ige Phosphorsäure (Lebensmittelgrad) und sirupartige Phosphorsäure. Jedoch wid 85%ige Phosphorsäure bevorzugt verwendet.

Der bevorzugte Temperaturbereich für die Extraktion von Stickstoffverbindungen mittels Phosphorsäure varriert von 20 bis etwa 15O°C. Die wirksamste Temperatur liegt bei ^ 100°C.

Während der Extraktion kann atmosphärischer Druck angewendet werden. Jedochkann eine Steigerung des Druckes notwendig werden, um zu verhindern, daß Kohlenteerbasen oder niedrig siedende Lösungsmittel verdampfen.

Die anorganischen Schwefelverbindungen, die in Kohle enthalten sind, sind größtenteils Pyriten, welche gewöhnlich durch Waschen entfernt werden können.

Die nach dem Verfahren der Erfindung behandelten Kohlen sind beispielsweise Anthrazit, Holzkohle, Koks, bitumen-P artige Kohle, Liginite und dergleichen. Außerdem können mit Lösungsmittel raffinierte Kohlen wie wasserstoffgekrackte Kohlen, Holzkohle vom Lösungsmittelraffinieren oder hydrokracken von Kohle und Mittelsorten (nach Pyritflotation) mittels des Extraktionsverfahrens nach der Erfindung raffiniert werden.

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Bei dem Verfahren nach der Erfindung.kann Beabody-Kohle, die im Missouri gefördert wird, gehandelt werden, welche 4 % Schwefel und 0,5 Ü Stickstoff enthält. Es kann auch Bruceton-Kohle aus Pennsylvania erhalten werden, die 1,6 % Schwefel enthält.

Das Extraktionsverfahren nach der Erfindung wird vorzugsweise mit Kohle durchgeführt, die auf eine Größe von 2k bis 150 Mesh gepulvert wurde. Dies ist in etwa die gleiche Größe, die beim Verbrennen von Kohle in wärmeerzeugenden Anlagen verwendet wird. Dadurch kann das Verfahren direkt auf die erforderlichen Betriebsbedingungen eingestellt werden.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen im einzelnen erläutert, wobei die schematischen Darstellungen die einzelnen Gesamtstufen des Verfahrens nach der Erfindung aufzeichnen.

Bevorzugte Betriebsbedingungen werden in den Diagrammen gezeigt, jedoch varrieren diese Bedingungen in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren wie beispielsweise Beschickungsraten, Schwefel- und Stickstoffgehalten, erwünschte Extraktionswirksamkeiten und dergleichen.

Aus Fig. 1 ist zu ansehen, daß fein zerkleinerte und verteilte Kohle in einer Kohlevorbereitungsstufe 10 vorbereitet wird, in dem die Kohle pulverisiert und dann zu einer Kohleauslaugungsstufe 11 weitergefördert wird. Das Auslaugen wird etwa 1 Stunde lang unter Rühren und Bewegung bei etwa 150⁰C durchgeführt, in dem o-Chlorphenol verwendet wird. Die Kohle, die einen reduzierten Schwefelgehalt besitzt, wird als eine Aufschlemmung zusammen-mit dem Chlorphenol zu der Filterstufe 12 weitergefördert. In dieser

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wird das Chlorphenol, das den ausgelaugten organischen Schwefel enthält, von der Kohle entfernt. Leichte organische Schwefelverbindungen wie beispielsweise Thiophen werden aus dem Chlorphenol im Destillat der Destillationssäule 13 entfernt. Schwere organische Schwefelverbindungen wie beispielsweise Benzothiophen werden in den Bödenteilen der Destillationssäule 14 entfernt. Das schwefelfreie Chlorphenol wird dann zu der Kohleauslaugungsstufe 11 zurückgeleitet. Bei der Kohleauslaugungsstufe kann auch frisches Chlorphenol zugeführt werden, falls notwendig.

Die filtrierte Kohle aus der ersten Pilterstufe 12 wird dann zu einer kontinuierlichen Trockenvorrichtung 15 geleitet und durch indirekte Erwärmung bzw. Erhitzung wird zusätzliches Chlorphenol von der Kohle abgetrennt. Die getrocknete Kohle wird dann zu einer Pyritentfernungsstufe 16 gefördert, falls dies notwendig ist.

Von der Pyritentfernungsstufe 16 wird die Kohle zu einer Phosphorsäure-Auslaugungsstufe 17 geführt, um den Stickstoffgehalt zu reduzieren. Bei dieser Arbeitsstufe wird 85£ige Phosphorsäure als Auslaugungsmittel verwendet. Die Auslaugung wird vorzugsweise bei 10O⁰C, bei atmosphärischem Druck und mit einer Retentionszeit von einer Stunde durchgeführt. Dadurch werden etwa 90 % der Stickstoffverbindung entfernt.

Die Kohle und die Säure werden dann als eine Aufschlemmung zu der Pilterstufe 18 gefördert, bei der die Phosphorsäure enthaltenden Kohleteerbasen von der Kohle entfernt werden. Die Phosphorsäure wird dann von den Kohleteerbasen in einer Destillationssäule 19 entfernt und dann zu der Säureauslaußungsstufe 17 zurückgeleitet. Die Kohleteerbasen werden separiert und anschließend in der chemischen Industrie als

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Derivate für die Herstellung von Stickstoff enthaltenden Verbindungen verwendet.

Von der Filterstufe 18 wird die Kohle zu einer Wasch- und Trockenstufe 20 geleitet, bei der Wasser verwendet wird, um die Phosphorsäurerückstände in der Kohle zu entfernen. Die Kohle wird dann getrocknet und kann dann in einer Verbrennungsanlage (thermal station) verwendet werden. Die verdünnte Säure aus der Waschstufe 20 wird in einer Verdampfungsstufe 21 konzentriert und die Phosphorsäure, die abgetrennt wird, wird mit der Phosphorsäure aus der D'estillationssäule 19 kombiniert. Der Wasserdampf, der während der Verdampfungsstufe 21 von der Säure abgetrennt worden ist, wird kondensiert und zu der Wasch- und Trockenstufe 20 zurückgeführt.

Eine zweite Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist in der Fig. 2 dargestellt. Bei dieser Verfahrensweise wird die Entfernung der Stickstoffverbindungen in der Phosphorsäure-Auslaugungsstufe vor der Abtrennung des organischen Schwefels aus der Kohle durchgeführt.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten bevorzugten Ausführungsform wird die Kohle in einer Kohlevorberextungsstufe 22 pulverisiert und dann zu einer Phosphorsäure-Auslaugungsstufe 23 geleitet. Nach der Auslaugung wird die aus Kohle und Phosphor bestehende Aufschlemmung zu einer Filtrierstufe 2k gefördert. Hier werden die Phosphorsäure enthaltenden Kohleteerbasen von der Kohle entfernt und zu einer Lösungsmittelextraktionsstufe 25 gefördert. Ein organisches Lösungsmittel wie beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff wird zur Extraktion der Kohleteerbasen verwendet. Die Phosphorsäure wird von dem Lösungsmittel abgetrennt und zu der Säure-

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auslaugestufe 23 zurückgeleitet und mit frischer Phosphorsäure kombiniert. Das Lösungsmittel, das die Kohlenteerbasen enthält, wird au einer Produktgewinnungsstufe 26 geleitet, bei der das Lösungsmittel mittels Destillation entfernt wird und zu der Lösungsmittelextraktionsstufe 25 zurückgeleitet wird. Die Kohleteerbasen werden in den Bodenteil der Destillationssäule abgetrennt bzw, gewonnen.

Die Kohle, die in der Filtrierungsstufe 24 von der Phosphorsäure abgetrennt worden ist, wird dann zu einer Wasch- und Trockenstufe 27 geführt, wc sie dann mit Wasser gewaschen wird, um die Phosph. säurerückstände zu entfernen. Anschließend wird getrocknet. Die Wasser enthaltende Phosphorsäure wird dann zu einer Verdampfungsstufe 28 geführt, bei der das Wasser entfernt wird und zu der Wasch- und Trockenstufe 27 zurückgeführt wird. Die konzentrierte Phosphorsäure enthaltenden Kohleteerbasen werden zu der Lösungsmittelextraktionsstufe 27 zurückgeführt.

Die Kohle * üie rietst einen reduzierten Stickstoffgehalt besitzt, wird zu einer ,Schwefelgewinnungseinheit geführt, wo sie zunächst mit o-Chlorphenol in einer Auslaugungsstufe 29 behandelt wird. Die AUschlemmung aus Kohle und Chlorphenol wird dann zu einer Piltrierungsstufe 30 geführt, in der der größte Teil des Chlorphenols von der Kohle abgetrennt wird. Das Chlorphenolfiltrat wird dann einem zweistufigen Destillationsverfahren unterworfen, bei dem die leichten organischen Schwefelverbindungen in einer Säifle 31 und die schweren organischen Schwefelverbindungen in einer Säule 32 entfernt werden. Das Chlorphenoldestillat aus der Säule 32 wird dann zu der Auslaugungsstufe 29 zurückgeleitet.

Die Kohle, die vom Chlorphenol in der Piltrierungsstufe abgetrennt worden ist, wird dann zu einer Kohletrocknungs-

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stufe 33 geführt, bei der der Rest des Chlorphenols
durch Erhitzen entfernt wird und dann zu der Auslaugestufe zurückgeführt wird. Die getrocknete Kohle wird falls notwendig zu einer Pyrxtentfernungsstufe 34 geführt, um anorganischen Schwefel zu entfernen. Die so behandelte Kohle, die einen stark reduzierten Schwefelstickstoffgehalt besitzt, kann nun Verbrennungsanlagen zugeführt werden. Falls notwendig, können die einzelnen Stufen
des oben beschriebenen Verfahrens wiederholt angewendet w erden.

Bevorzugte Ausfuhrungsformen nach der Erfindung werden in den folgenden Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

Ein Teil bituminöser Kohle (Missouri-Kohle mit einer Teilchengröße von -150 mesh)_s die einen Schwefelgehalt von 4 % bes?ß₉ wurde mit 5 Teilen o-Chlorphenol unter Rühren zwei Stunden lang bei 15O⁰C Behandelt. Das o-Chlorphenol wurde von der Kohle abfiltriert und die restlichen Spuren wurden aus der Kohle entfernt, indem¹?^ einem Luftofen bei 10O⁰C erhitzt wurde. Bei der Kohle trat ein Gewichtsverlust von etwa 4 Gewichtsprozenten ein als Ergebnis
des Extraktionsverfahrens und der Gesamtschwefelgehalt wurde von 4 auf 3 »2 % reduziert. Da etwa 50 % des Gesamtschwefelgehaltes organischer Natur waren, wurden mittels der oben beschriebenen Verfahrensweise etwa 40 % des
organischen Schwefels entfernt« Die Analyse ergab, daß tatsächlich nur organischer Schwefel extrahiert worden >rar. Weiterhin konnte festgestellt werden, daß der BTU-Gehalt der Kohle vom ursprünglichen Wert von 12000auf II.9OO
reduziert wurde. Daraue ergibt sich, daß keine wesentlichen Veränderungen des Hitzewertes der behandelten Kohle

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aufgrund des Extraktionsverfahrens nach der Erfindung eintraten. Das o-Chlorphenol konnte aufgrund seiner Stabilität vollständig durch Erhitzen entfernt werden. Es ist auch relativ schlecht entzündbar bzw. schlecht zu entflammen.

Beispiel II

Ein Teil bituminöser Kohle (Pennsylvania-Kohle mit einer Teilchengröße von -150 mesh), die einen Schwefelgehalt von 1,6 Ii besaßt, wurde mit o-Chlorphenol wie in Beispiel 1 beschrieben, behandelt. Der Gewichtsverlust der Kohle lag bei etwa ¹J % und der Schwefelgehalt wurde vom ursprünglichen Wert von 1,6 % auf etwa 1,2 % reduziert. Da der Schwefelgehalt der Kohle zu etwa 50 % aus organischen Bestandteilen besteht, bedeutet dies, daß etwa i*0 % des organischen Schwefels entfernt worden sind.

Bei den in den Beispielen 1 und 2 beschriebenen Verfahren wurde nur eine Extraktionsstufe angewendet. Durch mehrere bzw. multiple Extraktionsstufen mit einer Verfahrensdauer von etwa 15 Minuten kann zusätzlicher organischer Schwefel entfernt werden.

Beispiele 3 und 4

Das in den Beispielen 1 und 2 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 70£ige Hexafluorphosphorsäure verwendet wurde. Die Kohle wurde mit Wasser gewaschen, um die letzten Spuren der Säure zu entfernen. Durch diese Verfahrensweise wurden 30 % organischem Schwefel entfernt.

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Beispiel 5

Ein Teil der gleichen Kohle wie in Beispiel 1 verwendet, wurde mit 5 Teilen konzentrierter (37 %) Salzsäure 12 Stunden lang behandelt, jedoch kein Schwefel entfernt. Anschließend wurde eine Stunde lang mit einer 2OJfigen Natronlauge (NaOH) extrahiert. Dadurch wurden 50 % des organischen Schwefels entfernt. Es konnte keine Veränderung im BTU-Gehalt der Kohle festgestellt werden.

Auch andere Kohlen können wie in Beispiel 5 beschrieben mit Salzsäure und Natronlauge behandelt werden.

Die Behandlungszeit mit konzentrierter Salzsäure kann auch wesentlich reduziert werden, wobei etwa die gleichen Ergebnisse erhalten werden. Eine größte Teilchengröße der verwendeten Kohle erfordert auch zusätzliche Extraktionszeiten.

Beispiel 6

Die gleiche Kohle wie in Beispiel 1 verwendet, wurde mit Phenol behandelt, wobei die gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 beschrieben, verwendet wurden. Nach der Trocknung im Luftofen wurde eine Gewichtszunahme der Kohle von etwa 2 % festgestellt. Dies beruht auf der Dimerisation des Phenols beim ERhitzen. Der organische Schwefelgehalt in der Kohle wurde um etwa 30 % verringert.

Beispiel 7

Die gleichen Ergebnisse wurden erhalten, wenn Bruceton-Kohle enteprechend dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren

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behandelt wurde.

Beispiel 6

Ein Teil Missouri-Kohle wurde mit 5 Teilen 85£iger Phosphorsäure 24 Stunden lang bei 10O⁰C behandelt, um den Stickstoffgehalt zu reduzieren. Die Säure, die Stickstoff in Form von Kohlenteerbasen enthielt, wurde durch Filtration entfernt. Die Kohle wurde dann mit Wasser gewaschen. Der Stickstoffgehalt wurde vom ursprünglichen Wert von 0,5 % auf 0,04 % reduziert. Dies bedeutet, daß 90 % des Stickstoffs entfernt wurden. Annähernd 5 Gewichtsprozente der Kohle gingen aufgrund dieser Behandlung verloren.

Beispiel 9

Das in Beispiel 9 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß drei 10 Minuten dauernde Extraktionen mit Phosphorsäure bei 100°C durchgeführt wurden. Durch diese Verfahrensweise wurden 90 % Stickstoff entfernt.

Beispiel 10

Das in Beispiel 9 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Extraktion bei Raumtemperatur durchgeführt wurde. Bei dieser Verfahrensweise wurden nur 60 % des Stickstoffs entfernt.

Beispiel 11

Das in Beispiel 9 beschriebene Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß die Extraktion bei 150°C durchgeführt wurde. Durch die erhöhte Temperatur wurde die Exatraktionswirksamkeit nicht erhöht, da wiederum nur 90 % des Stickstoffs entfernt wurden.

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Das Verfahren nach der ERfindung zeigt viele Vorteile. Beispielsweise werden im ersten Durchgang 40 % des organischen Schwefels entfernt und 90 % des Stickstoffs mit drei 10 Minuten dauernden Extraktionen.

Der Schwefel und der Stickstoff können bei relativ niedrigen Temperaturen und Drücken entfernt werden. Dadurch sind keine kostspieligen Apparaturen notwendig.

Bei dem Verfahren nach der Erfindung kann mit großen Mengen Kohle gearbeitet werden und der BTU-Gehalt der Kohle wird kaum reduziert.

Die verwendeten Lösungsmittel sind billig und können ohne Schwierigkeit angewendet werden. Das o-Chlorphenol kann beispielsweise leicht von Kohle abgetrennt werden und ohne Zersetzung destilliert werden. Dieses Lösungsmittel ist auch nicht feuergefährlich.

Sowohl das o-Chlorphenol als auch die Phosphorsäure wirken recht selektiv. Die aus der Kohle extrahierten Verbindungen wie beispielsweise Benzothiophene Pyridin, Thiophen und Quinolin können als Derivate für andere Verbindungen verwendet werden.

Die verwendeten Lösungsmittel können kontinuierlich rezykliert werden und dadurch entstehen keine Verschmutzungsprobleme.

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Claims (1)

1. - 16 PATENTANSPRÜCHE

   [Ώ Verfahren zum Extrahieren von Stickstoffverbindungen aus Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Stickstoffverbindungen mittels konzentrierter Phosphorsäure aus pulverisierter Kohle ausgelaugt werden und die Kohle von den Phosphorsäure enthaltenden Verbindungen abgetrennt wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionstemperatur von etwa 20⁰C bis etwa 150⁰C variiert.

   5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionstemperatur bei etwa 100⁰C liegt.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis von Phosphorsäure zu Kohle bei etwa 5:1 liegt.

   5. Verfahren zur Extraktion von Schwefelverbindungen aus Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlepolymermatrix katalytisch an den Positionen des Polymermolekül aufgebrochen wird, an denen die Schwefelatome sitzen, eine organische oder anorganische Säure verwendet wird, die Schwefelverbindungen, die aus den Molekülen herausgebrochen worden sind, aufgelöst werden und die Schwefelverbindungen von der Kohle abgetrennt werden.

   6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Säure HPFgist.

   7. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die anorganische Säure HCl ist und die Schwefelverbindungen

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   dann mit 20 jSiger NaOH aufgelöst werden.

   8. Verfahren zum Extrahieren von Schwefelverbindungen aus pulverisierter Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlepolymermatrix an den Positionen des Polymermoleküls aufgebrochen wird, an denen die Schwefelatome sitzen, eine Säure wie o-Chlorphenol, p-Chlorphenol, o-Kresol, Nitrophenol, Ameisensäure, Essigsäure, Benzoesäure, Äpfelsäure, HCl, HBr, HJ, HNO₃, Η,ΡΟ^, HgSO^, HCIO^, HPPg oder Kombination davon verwendet werden, ein zweites bzw. sekundäres Lösungsmittel wie CH₂Cl₂, CS₂, CCl^, Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, SuIfolan, Äthyläther, Pyridin, Anilin, Aceton, CH,OH, NaHCO,, wässriges NaOH oder wässriges KOH verwendet wird und die Schwefelverbindung aus der Kohle herausgelöst wird.

   9. Verfahren zum Extrahieren von Schwefelverbindungen aus pulverisierter Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen aus der Kohle mit o-Chlorphenol bei einer Temperatur von etwa -20 - 200⁰C und bei Drücken von etwa atmosphärischem Druck bis etwa 35»2 kg/cm ausgelaugt werden und die Kohle von den o-Chlorphenol enthaltenden Schwefelverbindungen abgetrennt wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturen von etwa 20°C bis etwa 150°C variieren.

   11. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß bei atmosphärischem Druck gearbeitet wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis vom o-Chlorphenol zur Kohle bei etwa 5:1 liegt.

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