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DE3039151A1 - Verfahren zur behandlung von verkokungsteerdaempfen - Google Patents

Verfahren zur behandlung von verkokungsteerdaempfen

Info

Publication number
DE3039151A1
DE3039151A1 DE19803039151 DE3039151A DE3039151A1 DE 3039151 A1 DE3039151 A1 DE 3039151A1 DE 19803039151 DE19803039151 DE 19803039151 DE 3039151 A DE3039151 A DE 3039151A DE 3039151 A1 DE3039151 A1 DE 3039151A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tar
coking
vapors
hydrogen donor
coal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19803039151
Other languages
English (en)
Inventor
John Oswald Henry Southam Cheltenham Gloucestershire Newmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Coal Industry Patents Ltd
Original Assignee
Coal Industry Patents Ltd
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 by Coal Industry Patents Ltd filed Critical Coal Industry Patents Ltd
Publication of DE3039151A1 publication Critical patent/DE3039151A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10CWORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
    • C10C1/00Working-up tar

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Behandlung von Gasen oder Dämpfen, die bei der Verkokung oder Verschwelung von Kohle entstehen.
Es ist bekannt, daß bei der Verkokung oder Verschwelung von Kohle (die auch als Pyrolyse bezeichnet wird) Gase oder Dämpfe entstehen, die reich an Teer sind- Der Teer enthält eine große Anzahl von Substanzen, einschließlich Ölbestandteilen. Die Ölbestandteile werden als Lösungsmittel für Kohle bei der Kohleverflüssigung verwendet und es ist vorgeschlagen worden, flüssige Brennstoffe und/oder chemische Ausgangsmaterialien durch Aufbereitung der Öle mittels Wasserstoffbehandlung herzustellen.
Es sind Untersuchungen durchgeführt worden, die sich mit dem Problem des Materials hohen Molekulargewichts im Teer beschäftigen. Ein großer Teil dieses Materials wird durch Polymerisation einfacherer Moleküle gebildet, wobei die Polymerisation in der Dampfphase sowie während und nach der Kondensation auftreten kann. Die Polymere neigen dazu, zu verkohlen, wenn der Teer destilliert oder hydriert wird. Die Hydropyrolyse, d. h. die Pyrolyse in Gegenwart von Wasserstoff, die Verkokung der Kohle unter hohem Wasserstoffdruck, sowie die Aufbereitung der Teeröle vermindert die Polymerisationsreaktion beträchtlich. Jedoch weist die Hydropyrolyse diejenigen erheblichen Nachteile auf, die mit dem Überführen von Feststoffen in und aus Systemen hohen Drucks zusammenhängen, sowie den Nachteil eines hohen WasserstoffVerbrauchs durch die Bildung von Methan als Nebenprodukt.
Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung von Teerdämpfen aus der Kohleverkokung oder -verschwelung bereitgestellt, bei dem die Dämpfe mit einem Wasserstoff-
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Donor abgeschreckt werden.
Durch die Erfindung wird ferner ein Verfahren zur Verkokung oder Verschwelung von Kohle bereitgestellt, bei dem die Teerdämpfe, die gebildet werden, mit einem Wasserstoff-Donor abgeschreckt werden.
Vorzugsweise wird durch das Abschrecken die Temperatur der Dämpfe auf weniger als 400° G, vorzugsweise auf weniger als 200° C herabgesetzt.
Die zu verkokende oder verschwelende Kohle kann Fettkohle (bituminous coal) oder weniger wertvolle Kohle, wie Braunkohle, sein, jedoch wird eine hoch- oder mittelflüchtige Fettkohle bevorzugt.
Die Verkokung oder Verschwelung kann mit einer ruhenden Kohleladung oder in einer dispersen Phase durchgeführt werden, jedoch wird sie vorzugsweise mit einem Wirbelschichtbett durchgeführt. Die Verkokungs- oder Verschwelungstemperatur kann zwischen 500 und 650° C betragen, wobei die Verkokung oder Verschwelung zweckmäßigerweise bei oder nahe Atmosphärendruck erfolgt. Die Verkokung oder Ver— schwelung kann in Gegenwart eines reaktiven Gases, wie Wasserdampf, Kohlendioxid oder Wasserstoff erfolgen. Auch wenn angenommen wird, daß diese Bedingungen die vorteilhaftesten sind, ist davon auszugehen, daß die Erfindung auch bei anderen Verkokungsverfahren, wie der Schnellpyrolyse (flash pyrolysis) mit Vorteil anwendbar ist.
Wasserstoff-Donoren sind als Lösungsmittel für den Abbau und die Verflüssigung von Kohle bekannt. Bei der Kohleverflüssigung wird angenommen, daß von dem Lösungsmittel zur Verfügung gestellter Wasserstoff auf die sich im Abbau befindliche Kohlestruktur übertragen wird, wodurch die
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löslichen molekularen Fragmente stabilisiert werden, wenn sie gebildet werden. Der Wasserstoff-Donor wird seinerseits in eine stabile ungesättigte Form übergeführt, die anschließend oder gleichzeitig nach herkömmlichen Hydrierungsverfahren regeneriert werden kann. Typische Wasserstoff -Donoren sind Hydroaromaten, wobei nach der Erfindung hydrierte Teeröle und Tetralin bevorzugt werden, obgleich auch Tetrahydrochinolin und o-Cyclohexyphenol geeignet sind. Es können auch Wasserstoff-Donoren verwendet werden, die direkt oder durch Wasserstoffbehandlung von Produkten erhalten werden, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildet werden.
Das Abschrecken kann nach bekannten Grundsätzen chemischer Technologie erfolgen, beispielsweise durch Sprühen des Wasserstoff-Donors. Die Erfindung stellt zweckmäßigerweise ein Teil eines Verfahrens dar, bei dem der eingesetzte Donor in dehydrierter Form durch Hydrierung für den erneuten Gebrauch regeneriert wird, wobei der regenerierte Donor vor dem Abschrecken abgekühlt wird. Das Abschrecken wird vorzugsweise durchgeführt, sobald dies nach der Bildung der Dämpfe praktisch möglich ist, um die Möglichkeit einer Polymerisation der koksbildenden Vorprodukte soweit wie möglich herabzusetzen.
Durch die Erfindung wird als Produkt eine stabilisierte Teerlösung bereitgestellt, die Verkokungs- oder Verschwelungsteer und den Wasserstoff in einem Gewichtsverhältnis von Teer zu Wasserstoff-Donor von 1:0,5 bis 1:10, vorzugsweise von 1:1 bis 1:5 enthält. Die Gegenwart des Wasserstoff -Donors setzt die Viskosität des Teers herab, wodurch die Weiterverarbeitung erleichtert wird. Darüber hinaus ist die niedrige Viskosität von Vorteil, wenn der Teer von einem Wirbelschichtverkokungs- oder Verschwelungsofen
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stammt, bei dem die feinen Kohleverunreinigungen leicht entfernt werden können, beispielsweise durch Filtrieren oder Absitzen lassen. Es ist ersichtlich, daß der Wasserstoff -Donor Wasserstoff auf diejenigen Teerbestandteile überträgt, die das größte Bestreben nach ihm beim Abschrecken haben und er dann seinerseits dehydriert wird. Das Produkt unterscheidet sich also von demjenigen, das beim Lösen von kondensiertem Teer (der bereits polymerisierte Bestandteile enthält) in einem Wasserstoff-Donor entstehen würde.
Die Teerlösung kann fraktioniert werden, beispielsweise unter vermindertem Druck, um den dehydrierten Donor zu entfernen. Der Donor und der gewonnene Teer können dann getrennt voneinander in bekannter Weise katalytisch hydriert werden, wobei der Donor dem Verfahrensschritt des Abschreckens im Kreislauf wieder zugeführt wird und der hydrierte Teer zu chemischen Ausgangsprodukten und zu Brennstoff weiterverarbeitet wird. Stattdessen kann die Teerlösung katalytisch hydriert und dann fraktioniert werden, um den regenerierten Donor für die Kreislaufführung sowie das hydrierte Teeröl zu erhalten. Es wird angenommen, daß das letztere Verfahren besonders vorteilhaft ist, und zwar wegen der Wasserstoffübertragung auf den Donor.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert.
BEISPIEL
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Eine hochflüchtige Fettkohle, d. h. eine Fettkohle mit einem hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen (von der Zeche Linby, England) wurde einem Wirbelschichtbett aus Sand, der von einer außerhalb angeordneten Heizvor-
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richtung auf 600 C erwärmt wurde, in einer Menge von 1 kg/Stunde zugeführt. Das Bett wurde mit Stickstoff aufgewirbelt. Sofort nachdem die Dämpfe durch Zersetzung der Kohle entstanden und von dem Stickstoffstrom aus dem Behälter, der die Wirbelschicht enthielt, entfernt worden waren, wurden sie mit einem Sprühstrahl aus Tetralin von einem Sprühkopf abgeschreckt, der in einer Krümmung in dem Rohr, durch das die Dämpfe strömen, angeordnet war, und zwar so, daß der Sprühstrahl das Rohr völlig ausfüllte. 10
Die Temperatur der Dämpfe unmittelbar vor dem Sprühstrahl zum Abschrecken betrug etwa 600° C, wobei sie auf etwa 100 C danach herabgesetzt wurde.
Die abgeschreckten Dämpfe wurden von einem Behälter aufgenommen, der von einer Kühlspirale,die mit kaltem Wasser beschickt wurde, gekühlt wurde, wo ein Teer hoher Qualität anfiel, der analysiert wurde. Das Tetralin wurde dem Sprühstrahl wieder zugeführt, wobei festgestellt wurde, daß das Stickstoffgas noch einen Anteil an Tetralin enthielt, so daß eine weitere Kühlung des Gases erfoderlich war, um Verluste zu vermeiden.
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D-8023 München-Pullach. 'Viener Otr 2; Te' (CH9) > 9^ 30 7ν T»lex S 212147 bros d; Cables: «Patenjjbus- MuflChen r Λ
COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED
Hobart House
Grosvenor Place
London SWlX 7AE/
England
Ihr Zeichen: Tag:
Yourref.: Case i|l6l/GER Date: l6. Okt. I98O
1) Die mit der Anmeldung und im Laufe des Verfahrens eingereichten Patentansprüche sind Pormulierungsversuche ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes.
2) In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen,gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
3) Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung offenbarte Merkmale von erfindungswesentlicher Bedeutung zu beanspruchen; insbesondere beabsichtigt die Anmelderin, auf in den Unterlagen etwa offenbarteneue Stoffe Stoffansprüche zu richten.
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Claims (9)

B4THSMNH0UE ^BROSEDKa'BROSES=- D-8023 München-Pullach. Wien jr 3Ir. 2; Te'. (063)"»93 30 71; Te>sx 5212147 bros d; Cables: «Patentibus· München 3033151 COAL INDUSTRY (PATENTS) LIMITED Hobart House Grosvenor Place London SWlX 7AE, England Ihr Zeichen: . Tag: Yourref.: Case 4l6l/GER Date: ±ß. Qkt . I98O Verfahren zur Behandlung von Verkokungsteerdämpfen Patentansprüche
1. Verfahren zur Behandlung von Teerdämpfen aus der Verkokung oder Verschwelung von Kohle, dadurch g ekennzeichnet, daß die Dämpfe mit einem Wasserstoff-Donor abgeschreckt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teerdämpfe durch das Abschrecken auf eine Temperatur unter 4OO° C abgekühlt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Teerdämpfe durch das Abschrecken auf eine Temperatur unter 300° C abgekühlt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff-Donor hydriertes Teeröl oder Tetralin ist.
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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wasserstoff-Donor gegenüber den Teerdämpfen mit einem Gewichtsverhältnis von 10:1 bis 5:1 eingesetzt wird.
6. Verfahren zur Verkokung oder Verschwelung von Kohle, dadurch gekennzeichnet, daß die dabei gebildeten Teerdämpfe nach einem der Ansprüche 1 bis 5 behandelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verkokung oder Verschwelung in einem Wirbelschichtofen bei einer Temperatur zwischen 500 und 65O° C durchgeführt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e η η-zeichnet, daß die Verkokung oder Verschwelung in Gegenwart eines reaktiven Gases durchgeführt wird.
9. Teerlösung, dadurch gekennzeichnet, daß sie stabilisiert ist und Verkokungs- oder Verschwelungsteer enthält, der mit einem Wasserstoff-Donor mit einem Gewichtsverhältnxs von 1:0,5 bis 1:10 Teer gegenüber dem Wasserstoff-Donor abgeschreckt ist.
IO. Teerlösung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnxs des Teers zu dem Wasserstoff-Donor 1:1 bis 1:5 beträgt.
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DE19803039151 1979-10-26 1980-10-16 Verfahren zur behandlung von verkokungsteerdaempfen Withdrawn DE3039151A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

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GB7937257 1979-10-26

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Publication Number Publication Date
DE3039151A1 true DE3039151A1 (de) 1981-08-27

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DE19803039151 Withdrawn DE3039151A1 (de) 1979-10-26 1980-10-16 Verfahren zur behandlung von verkokungsteerdaempfen

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US (1) US4330394A (de)
AU (1) AU534947B2 (de)
DE (1) DE3039151A1 (de)

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AU6347680A (en) 1981-04-30
US4330394A (en) 1982-05-18
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