SE450129B - PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF HYDRATED CULVET BASED FROM OIL-BREAKING SHIPS - Google Patents
PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF HYDRATED CULVET BASED FROM OIL-BREAKING SHIPSInfo
- Publication number
- SE450129B SE450129B SE8102388A SE8102388A SE450129B SE 450129 B SE450129 B SE 450129B SE 8102388 A SE8102388 A SE 8102388A SE 8102388 A SE8102388 A SE 8102388A SE 450129 B SE450129 B SE 450129B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- reagent
- constituents
- oil
- reaction
- process according
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 81
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 179
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 111
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 87
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N Dihydrogen sulfide Chemical compound S RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 69
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 68
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 58
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 55
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 51
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 51
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 44
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 40
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 36
- 239000003079 shale oil Substances 0.000 claims description 35
- 229910000037 hydrogen sulfide Inorganic materials 0.000 claims description 27
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 claims description 21
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 20
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 claims description 19
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 18
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 17
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims description 16
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 15
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 claims description 14
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- -1 alkali metal hydrogen sulphides Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 8
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 claims description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- ZOCLAPYLSUCOGI-UHFFFAOYSA-M potassium hydrosulfide Chemical compound [SH-].[K+] ZOCLAPYLSUCOGI-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910001854 alkali hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003447 supported reagent Substances 0.000 claims description 5
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 4
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 claims description 4
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 claims description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 4
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 claims description 2
- UNHKSXOTUHOTAB-UHFFFAOYSA-N sodium;sulfane Chemical compound [Na].S UNHKSXOTUHOTAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Inorganic materials [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 69
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 63
- 239000000047 product Substances 0.000 description 45
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 35
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 33
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 32
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 27
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 26
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 21
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 18
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 18
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 14
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 14
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 13
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 13
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M sodium hydrosulfide Chemical compound [Na+].[SH-] HYHCSLBZRBJJCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 9
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052977 alkali metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M hydrosulfide Chemical compound [SH-] RWSOTUBLDIXVET-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 5
- 239000004058 oil shale Substances 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 5
- 241000894007 species Species 0.000 description 5
- 238000010626 work up procedure Methods 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L calcium carbonate Substances [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 4
- 229910009112 xH2O Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 3
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 3
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 3
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 3
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N sodium sulfide (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[S-2] GRVFOGOEDUUMBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L thiosulfate(2-) Chemical compound [O-]S([S-])(=O)=O DHCDFWKWKRSZHF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DPCOQCKIZXZTDP-UHFFFAOYSA-N O.[S-2].[K+].[K+] Chemical compound O.[S-2].[K+].[K+] DPCOQCKIZXZTDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N potassium sulfide Chemical compound [S-2].[K+].[K+] DPLVEEXVKBWGHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052979 sodium sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- VJPPLCNBDLZIFG-ZDUSSCGKSA-N 4-[(3S)-3-(but-2-ynoylamino)piperidin-1-yl]-5-fluoro-2,3-dimethyl-1H-indole-7-carboxamide Chemical compound C(C#CC)(=O)N[C@@H]1CN(CCC1)C1=C2C(=C(NC2=C(C=C1F)C(=O)N)C)C VJPPLCNBDLZIFG-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical class [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- QEKFFVMCUJFVOL-UHFFFAOYSA-N O.[S] Chemical class O.[S] QEKFFVMCUJFVOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000689006 Syntrophorhabdaceae Species 0.000 description 1
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 1
- PFRUBEOIWWEFOL-UHFFFAOYSA-N [N].[S] Chemical compound [N].[S] PFRUBEOIWWEFOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012042 active reagent Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 208000007502 anemia Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical class 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 150000001722 carbon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- QTNDMWXOEPGHBT-UHFFFAOYSA-N dicesium;sulfide Chemical class [S-2].[Cs+].[Cs+] QTNDMWXOEPGHBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 229910052730 francium Inorganic materials 0.000 description 1
- KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N francium atom Chemical compound [Fr] KLMCZVJOEAUDNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005021 gait Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M hydrogensulfate Chemical compound OS([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000008676 import Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 239000012633 leachable Substances 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N methanol;hydrate Chemical compound O.OC GBMDVOWEEQVZKZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 1
- SPEGERVLTUWZPA-UHFFFAOYSA-N n'-[[5-[4,4-bis(ethoxymethyl)cyclohexyl]-1h-pyrazol-4-yl]methyl]-n,n'-dimethylethane-1,2-diamine Chemical compound C1CC(COCC)(COCC)CCC1C1=C(CN(C)CCNC)C=NN1 SPEGERVLTUWZPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUZIIFOEMPAZKX-UHFFFAOYSA-N n-[2-(2-chlorophenyl)sulfanylethyl]-2-methyl-2-[5-(trifluoromethyl)pyridin-2-yl]sulfonylpropanamide Chemical compound C=1C=C(C(F)(F)F)C=NC=1S(=O)(=O)C(C)(C)C(=O)NCCSC1=CC=CC=C1Cl OUZIIFOEMPAZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- 125000001741 organic sulfur group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L potassium sulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O OTYBMLCTZGSZBG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052939 potassium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001120 potassium sulphate Substances 0.000 description 1
- 235000011151 potassium sulphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- AHKSSQDILPRNLA-UHFFFAOYSA-N rubidium(1+);sulfide Chemical class [S-2].[Rb+].[Rb+] AHKSSQDILPRNLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- KHDSWONFYIAAPE-UHFFFAOYSA-N silicon sulfide Chemical compound S=[Si]=S KHDSWONFYIAAPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DHNUAKOQUGJUGA-UHFFFAOYSA-N silicon;sulfane Chemical compound [Si].S DHNUAKOQUGJUGA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- LPSWFOCTMJQJIS-UHFFFAOYSA-N sulfanium;hydroxide Chemical class [OH-].[SH3+] LPSWFOCTMJQJIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003463 sulfur Chemical class 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003039 volatile agent Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G45/00—Refining of hydrocarbon oils using hydrogen or hydrogen-generating compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G29/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, with other chemicals
- C10G29/06—Metal salts, or metal salts deposited on a carrier
- C10G29/10—Sulfides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Journal Chemical Soc, _____________________ 450 129 genter. Dessutom erhålls värdefulla biprodukter som exempelvis ammo- niak. Dessa biprodukter erhålls med gott utbyte. Journal Chemical Soc, _____________________ 450 129 genter. In addition, valuable by-products such as ammonia are obtained. These by-products are obtained in good yield.
UPPFINNINGENS BAKGRUND I tidigare US-patentansökningar med serie nr 063 824 av den 6 augusti 1979 samt 114 207 av den 22 januari 1980 och 140 604 av den 15 april 1980 har olika förfaranden för behandling av kol eller tunga kolväte- beståndsdelar presenterats, varvid syftet med behandlingen var att erhålla lättare beståndsdelar av kolväten i form av gaser, lätta destillat eller destillat. I två nyligen beviljade US-patent nr 4 248 693 samt 4 248 659 har andra processer för behandling av kol- vätebeståndsdelar beskrivits.BACKGROUND OF THE INVENTION In previous U.S. Patent Application Serial Nos. 063,824 of August 6, 1979 and 114,207 of January 22, 1980 and 140,604 of April 15, 1980, various methods of treating carbon or heavy hydrocarbon constituents have been presented. the treatment was to obtain lighter constituents of hydrocarbons in the form of gases, light distillates or distillates. In two recently granted U.S. Patent Nos. 4,248,693 and 4,248,659, other processes for treating hydrocarbon constituents have been described.
I dessa patent och patentansökningar finns det ett antal hänvisningar som anger den kända tekniken.In these patents and patent applications there are a number of references which state the prior art.
KÄND TEKNIK Beträffande teknikens ståndpunkt för föreliggande uppfinning må hänvisas till följande US-patentskrifter: 1 300 816, 1 413 005, 1 729 943, 1 904 586, 1 938 672, 1 974 724, 2 145 657, 2 950 245, 3 112 257, 3 185 641, 3 252 774, 3 368 875, 3 354 081, 3 382 168, 3 483 119, 3 553 279, 3 565 792, 3 617 529, 3 663 431, 3 745 109, 3 787 315, 3 788 978, 3 816 298, 3 926 775, 3 933 475, 3 944 480, 3 960 513, 3 957 503, 4 003 823, 4 007 109, 4 018 572, 4 030 893, 4 057 422, 4 078 917, 4 119 528, 4 147 611, 4 147 612, 4 155 717, 4 160 721 666 4 210 526.PRIOR ART Regarding the state of the art for the present invention, reference may be made to the following U.S. Patents: 1,300,816, 1,413,005, 1,729,943, 1,904,586, 1,938,672, 1,974,724, 2,145,657, 2,950,245, 3,112. 257, 3 185 641, 3 252 774, 3 368 875, 3 354 081, 3 382 168, 3 483 119, 3 553 279, 3 565 792, 3 617 529, 3 663 431, 3 745 109, 3 787 315, 3,788,978, 3,816,298, 3,926,775, 3,933,475, 3,944,480, 3,960,513, 3,957,503, 4,003,823, 4,007,109, 4,018,572, 4,030,893, 4,057,422, 4,078. 917, 4 119 528, 4 147 611, 4 147 612, 4 155 717, 4 160 721 666 4 210 526.
Vidare må hänvisas till följande teknisk och kemisk-teknisk litteratur: Letoffe, et al., Determination des Enthalpies de Formation des Polysulfures de Potassium, sid 427-430, 1974; Journal de Chimie Physique, 71, John S. Thomas and A. Rule (andra artiklar i denna serie har Thomas and Riding som författare) The Polysulfides of the Alkali Metals, del 3 sid 1063 och därpå följande, 1973; 450 129 Blitz and Wílke-Dorfurt, Z. Anorg. Chem., volym 48, sid 297, 1906 (se även §er¿, 53, sid 43, 1905); van Krevelen, et al., Euel, 38, 256, 1959, B.K. Mazumdar, et al., ädel, 41, 121, 1962, Hugot, Ann. Chim Phys., 21, 72, 1900; W. Klemm, Z. Anorg. Chem., sid 241, 281, 1939; F.W. Bergstrom, J. Amer. Chem. Soc., 147, 1926; F. Feber and H. Berthold, Z. Anorg. Chem., sid 247, 1953; Thomas and Rule, J. Chem. Soc., 2819, 1914, R.L. Erbeck, Dissert. Abstract, Ann Arbor, Mich. 3254, 21, 1961; Renegade and Costeanu, Bull. soc. Chim., 15, 721, 1911; Sabbatier, Ann. Chimi Phys. 22, 5, 1881; Marrony, J. Chim. Phys., 56, 214, 221, 1959; MMe Aline Auroux, C.R. Acad. Soc. Paris, 274 sid 1297-1300, mars 1972; Kuster und Herberlein "Beitrage zur Kenntnise der Polysulfide" Z. anorg Chem., sid 53-84, nov. 1904.Further reference may be made to the following technical and chemical-technical literature: Letoffe, et al., Determination des Enthalpies de Formation des Polysulfures de Potassium, pages 427-430, 1974; Journal de Chimie Physique, 71, John S. Thomas and A. Rule (other articles in this series are by Thomas and Riding) The Polysulfides of the Alkali Metals, Part 3 page 1063 et seq., 1973; 450 129 Blitz and Wílke-Dorfurt, Z. Anorg. Chem., Volume 48, pages 297, 1906 (see also §er¿, 53, page 43, 1905); van Krevelen, et al., Euel, 38, 256, 1959, B.K. Mazumdar, et al., Noble, 41, 121, 1962, Hugot, Ann. Chim Phys., 21, 72, 1900; W. Klemm, Z. Anorg. Chem., Pp. 241, 281, 1939; F.W. Bergstrom, J. Amer. Chem. Soc., 147, 1926; F. Feber and H. Berthold, Z. Anorg. Chem., Pp. 247, 1953; Thomas and Rule, J. Chem. Soc., 2819, 1914, R.L. Erbeck, Dissert. Abstract, Ann Arbor, Mich. 3254, 21, 1961; Renegade and Costeanu, Bull. soc. Chim., 15, 721, 1911; Sabbatier, Ann. Chimi Phys. 22, 5, 1881; Marrony, J. Chim. Phys., 56, 214, 221, 1959; MMe Aline Auroux, C.R. Acad. Soc. Paris, 274 pp. 1297-1300, March 1972; Kuster und Herberlein "Beitrage zur Kenntnise der Polysulfide" Z. anorg Chem., Sid 53-84, nov. 1904
Till skillnad från de föregående innebär förfarandet enligt före- liggande uppfinning en förbättring i det att extraktionen av kolväten eller kolhaltiga beståndsdelar eller upparbetningen av produkter därav medelst nämnda förfarande kan appliceras på oljebärande lerskiffer, vilket tidigare icke är känt. Vidare medger det mycket goda utbyte som erhålles vid användningen av förfarandet enligt uppfinningen för 450 129 första gången ett ekonomiskt utnyttjande av de i stor mängd tillgäng- liga material som grundar sig på såväl det organiska som det icke organiska kolet som finns i nämnda utgångsmaterial. Vidare medför en kombinerad återvinning av kolväten, ammoniak samt tilläggsmetall- beståndsdelar ur det oljebärande lerskiffret att förutsättningarna ytterligare förbättras för ett fullständigare utnyttjande av denna materialkälla för kolväten. Således kan ett stort antal länder som är beroende av import av energi nu tillfredsställa sitt energibehov under användning av föreliggande uppfinning och samtidigt kan värde- fulla biprodukter erhållas från nämnda materialkällor.In contrast to the foregoing, the process according to the present invention means an improvement in that the extraction of hydrocarbons or carbonaceous constituents or the work-up of products thereof by means of said process can be applied to oil-bearing shale, which is not previously known. Furthermore, the very good yield obtained in the use of the process according to the invention allows for the first time an economical utilization of the large amount of available materials based on both the organic and the inorganic carbon present in said starting material. Furthermore, a combined recycling of hydrocarbons, ammonia and additive metal constituents from the oil-bearing shale results in the conditions being further improved for a more complete utilization of this material source for hydrocarbons. Thus, a large number of countries that are dependent on energy imports can now satisfy their energy needs using the present invention and at the same time, valuable by-products can be obtained from said material sources.
REDOGÖRELSE FöR UPPFINNINGEN Förfarandet enligt föreliggande uppfinning omfattar i huvudsak ett behandlingsförfarande för bergartcr som innehåller kolhaltiga bestånds- delar. Föreliggande förfaringssätt innefattar dessutom egenskapsför- bättring av tjoekflytande retortframställda produkter från nämnda bergarter. Såsom föredragen utföringsform beskrivs behandlingen av oljebärande lerskiffer i mald eller krossad form med en alkalimetall- vätesulfid, sulfid, pglygulfid ellgr hydratiseradc former därav, bland- ningar av dessa sulfider (inkluderande hydraterna) och blandningar av var och en av alkalimetallsulfidarterna med andra alkalimetallväte- sulfider, sulfider eller polysulfider (inkluderande deras hydrater) i smält eller flytande form i närvaro av vatten eller ånga och före- trädesvis i närvaro av dessa och även vätesulfid varigenom den erhållna produkten erhålls i form av gas, ett lätt destillat eller ett destillat.DISCLOSURE OF THE INVENTION The process of the present invention essentially comprises a treatment process for rocks containing carbonaceous constituents. The present method also includes the improvement of the properties of liquid retort-produced products from said rocks. As a preferred embodiment, the treatment of oil-bearing shale in ground or crushed form with an alkali metal hydrogen sulfide, sulfide, plygulfide or hydrated forms thereof, mixtures of these sulfides (including the hydrates) and mixtures of each of the alkali metal sulfide metals with other alkali metal sulfide species are described. , sulphides or polysulphides (including their hydrates) in molten or liquid form in the presence of water or steam and preferably in the presence thereof and also hydrogen sulphide whereby the product obtained is obtained in the form of gas, a light distillate or a distillate.
Dessa kolväteprodukter har ökad vätehalt vid jämförelse med det kol- haltiga utgångsmaterialet och som ett resultat av att molekylerna är mindre kan de relativt lätt säras från den ursprungliga míneralstruk- turen vid låg temperatur och vid atmosfärstryck. Dessutom kan för- farandet enligt föreliggande uppfinning även tillämpas på de låg- kvalitativa rctortframställda produkterna som idag kan erhållas från nämnda ursprungsmaterial.These hydrocarbon products have an increased hydrogen content when compared to the carbonaceous starting material and as a result of the molecules being smaller, they can be separated relatively easily from the original mineral structure at low temperature and at atmospheric pressure. In addition, the method according to the present invention can also be applied to the low-quality recycled products which today can be obtained from said original material.
Till skillnad från oljesand innehåller oljebärande lerskiffer i medeltal ca 5 till ca 60 vikts-Z samt högre halter av bituminösa beståndsdelar och kerogener som är associerade med ett stort antal andra komponenter som exempelvis järn som uppträder i form av olika järnsalter, kalcium- salter exempelvis kalcíumkarbonater, magnesíumsalter exempelvis magne- siumsulfater, karbonater etc. Sammansättningen av bergarter och dessas salter framgår på ett adekvat sätt i böcker såsom OIL SHALE författad av T.F. Yen och utgiven av Elsevier Publ., Co., New York, N.Y. 1976 samt av samma författare Science and Technology of Oil Shale utgiven av Ann Arbor Science Publishers, Inc., Ann Arbor, Mich. 1976. Beträf- fande dessa bergarters sammansättning må hänvisas till nämnd litteratur.Unlike oil sands, oil-bearing shale on average contains about 5 to about 60 weight-Z as well as higher levels of bituminous constituents and kerogens which are associated with a large number of other components such as iron which occurs in the form of various iron salts, calcium salts such as calcium carbonates , magnesium salts such as magnesium sulphates, carbonates, etc. The composition of rocks and their salts is adequately described in books such as OIL SHALE written by TF Yen and published by Elsevier Publ., Co., New York, N.Y. 1976 and by the same author Science and Technology of Oil Shale published by Ann Arbor Science Publishers, Inc., Ann Arbor, Mich. 1976. Regarding the composition of these rocks, reference may be made to the said literature.
Karbonatandelen av det oljebärande lerskiffret definieras som oorganiskt ko] och kan innefatta upp till 10 vikts-Z av det oljebärande lerskiff- ret. En icke känd mängd av detta kol kan också omvandlas till kolväte.The carbonate content of the oil-bearing shale is defined as inorganic co] and may comprise up to 10% by weight of the oil-bearing shale. An unknown amount of this carbon can also be converted to hydrocarbon.
Bitumenandelen av det oljehärande lcrskiffret är relativt liten.The bitumen content of the oil-curing shale is relatively small.
Utbytena baseras på det totala kolinnehållet. Denna slutsats har säker- ställts genom de utbyten som erhållits när föreliggande uppfinning har tillämpats praktiskt, emedan erhållna utbyten antyder värden av 100% plus kerogen-omvandling till kolväten. Emedan ett kraftigt angrepp på det oljebärande lerskiffret även medför angrepp av reagenten på oxíder och karbonater i det oljebärande lerskiffret, är det viktigt att utföra den inledande reaktionen, dvs förbehandling och första steget på ett sådant sätt att angreppen på icke kolväteproducerande komponenter i det oljebärande lerskiffret genom endera kalium eller natriumhydroxid, hydrosulfid eller sulfid minimeras. Samtidigt är det önskvärt att återvinna alla värdefulla komponenter i det oljebärande lerskiffret såsom tunga metaller, exempelvis V, Ni, Mo, U etc, som erhålles som exempelvis vattenlösliga komplex av molybden (i de flesta former), och vanadium. Till största delen kommer järn, kobolt och nickel att utfällas som hydroxider under flockbildning genom reaktionen med reagenten.Emedan de komplexa komponenterna av det oljebärande ler- skiffret är olika för varje typ av oljebärande lerskiffer som kan erhållas på olika platser världen över, måste nödvändigtvis vissa justeringar företas i samband med val av behandling för varje typ av mineral. Dessa justeringar skall vidare belysas.The yields are based on the total carbon content. This conclusion has been confirmed by the yields obtained when the present invention has been practically applied, since the yields obtained suggest values of 100% plus kerogen conversion to hydrocarbons. Since a strong attack on the oil-bearing shale also causes the reagent to attack oxides and carbonates in the oil-bearing shale, it is important to carry out the initial reaction, i.e. pretreatment and the first step in such a way that the attacks on non-hydrocarbon-producing components in the oil-bearing shale by either potassium or sodium hydroxide, hydrosulfide or sulfide is minimized. At the same time, it is desirable to recover all valuable components of the oil-bearing shale such as heavy metals, for example V, Ni, Mo, U, etc., which are obtained as, for example, water-soluble complexes of molybdenum (in most forms), and vanadium. For the most part, iron, cobalt and nickel will precipitate as hydroxides during flocculation by the reaction with the reagent. While the complex components of the oil-bearing shale are different for each type of oil-bearing shale that can be obtained in different locations around the world, some adjustments are made in connection with the choice of treatment for each type of mineral. These adjustments must be further elucidated.
Dessa och andra aspekter beträffande det oljebärande lerskiffrets har krävt ett antal överväganden som har lett till att betrakta utnyttjandet av det oljebärande lerskiffret som föremål för en 450 129 framgångsrik applikation av föreliggande uppfinning då den tillämpas på ett material i vilket kolvätebeståndsdelarna är inkapslade eller för- delade i en struktur av andra material i "lågkoncentrerad" form och där strukturkomponenternas reaktioner måste betraktas som en viktig aspekt att beakta vid en framgångsrik tillämpning av processen.These and other aspects of the oil-bearing shale have required a number of considerations which have led to the use of the oil-bearing shale as the subject of a successful application of the present invention when applied to a material in which the hydrocarbon constituents are encapsulated or distributed. in a structure of other materials in "low-concentration" form and where the reactions of the structural components must be considered as an important aspect to consider in a successful application of the process.
KORT FIGURBESKRIVNING För att illustrera föreliggande uppfinning hänvisas till bifogade ritningsfigurer, av vilka Fig. 1 schematiskt illustrerar en reaktionsföljd för ett enkelt steg- förfarande för egenskapsförbättring av retortbehandlad skifferolja; Fig. 2 schematiskt illustrerar reaktionsföljden vid ett Ilerstegsför- farande för egenskapsförbättring av retortbehandlad skifferolja inkluderande återvinning av reagent, Fíg. 3 illustrerar schematiskt en reaktionskedja för återvinning av kolvätebeståndsdelar från oljebärande lerskiffer innefattande återvinning av biproduktsbeståndsdelar en reagentrecyklering som genomförs i en reaktionssckvens i ett antal olika reaktorer, och Pig. 4 illustrerar schematisk en reaktionskedja för återvinning av vätesulfid.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS To illustrate the present invention, reference is made to the accompanying drawing figures, of which Fig. 1 schematically illustrates a reaction sequence for a simple step process for improving the property of retort-treated shale oil; Fig. 2 schematically illustrates the reaction sequence in an Ilersteg process for property improvement of retort-treated shale oil including reagent recovery, Figs. 3 schematically illustrates a reaction chain for the recovery of hydrocarbon constituents from oil-bearing shale comprising the recovery of by-product constituents a reagent recycling carried out in a reaction sequence in a number of different reactors, and Figs. 4 schematically illustrates a reaction chain for the recovery of hydrogen sulfide.
BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER Med hänvisning till figurerna som avser att illustrera processen visas i Fig. 1 avlägsning av ammoniak och svavel samt ett förbehandlingssteg för upparbetning av retortbehandlad skifferolja. Skifferolja kan exempelvis innehålla 1,2 till 1,5 vikts-Z kväve och 5 till 7 vikts-Z svavel. I detta förbehandlingssteg sker endast en tillblandning av skifferolja till reagenten som exempelvis utgörs av KHS, KZSS i alkohol (i närvaro av något vatten). Under omgivningsförhållanden, men vänligt- É vis vid temperaturer under 60°C blandas reagenten och skifferoljan medelst mekanisk Qmröring_ Om värmetillförsel är erforderlig sker detta medelst värmeslingor som visas i Fig. 1. Vid denna temperatur under 600 avges ymniga mängder ammoniak men endast då temperaturen hålls under cirka 60°C. Ammoniak återvinns på sätt som är väl känt av fack- mannen, exempelvis i vatten. Avlägsnandet av ammoniak synes höja API- värdet (API = American Petroleum Institute) men nämnda ökning kan också tillskrivas avlägsnat svavel. Natriumreagenten avger mindre ammoniak medan kaliumreagenten reducerar ammoniakhalten från 1,5 till cirka 0,1 till 0,15 vikts-Z. För natrium sker motsvarande reduktion till 0,6 till 0,7 vikts-Z.DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS With reference to the figures which are intended to illustrate the process, Fig. 1 shows the removal of ammonia and sulfur as well as a pretreatment step for working up of retort-treated shale oil. Shale oil may, for example, contain 1.2 to 1.5 weight-Z nitrogen and 5 to 7 weight-Z sulfur. In this pretreatment step, only a mixture of shale oil is added to the reagent, which consists, for example, of KHS, KZSS in alcohol (in the presence of some water). Under ambient conditions, but in a friendly manner. At temperatures below 60 ° C, the reagent and shale oil are mixed by mechanical stirring. If heat is required, this is done by means of heating coils shown in Fig. 1. At this temperature below 600, abundant amounts of ammonia are emitted but only when the temperature is maintained. below about 60 ° C. Ammonia is recycled in a way that is well known to those skilled in the art, for example in water. The removal of ammonia seems to increase the API value (API = American Petroleum Institute), but the said increase can also be attributed to removed sulfur. The sodium reagent emits less ammonia while the potassium reagent reduces the ammonia content from 1.5 to about 0.1 to 0.15 weight-Z. For sodium, the corresponding reduction occurs to 0.6 to 0.7 weight-Z.
Kiselvätesulfid drar inte till sig svavel i vattenlösning. Något elemen- tärt svavel erhålls från de organiska svavelsorterna, till synes som ett 'resultat av avlägsning av kväve. Detta svavel separeras medelst vätske- fast fas separation under inverkan av långsam omröring (omkring 20 v.p.m.) och reaktion vid denna temperatur. Som ett resultat av detta förfarande kommer svavel i elementform att ackumuleras på ytan av den omrörda vätskan. Ammoniakproduktionen sker medelst skapande av vakuum i reaktionskärlet exempelvis medelst utsugning. Bildandet av elementärt svavel sker under ammoníakproduktionen men svavelbildningen kan upphöra tidigare. Medel för mekanisk avskumning kan användas för avlägsning av det bildade elementära svavlet. Reaktionen för avlägsnandet av ammoniak är ganska långsamt och kan undvaras emedan ytterligare ammoniak och svavel avlägsnas under vätebehandlingsreaktionen. Det återvunna svavlet kan användas för återbildande av reagent såsom ytterligare skall för- klaras. Omkring 1/6 till 2/3 av svavelhalten avlägsnas i detta steg från de cirka 5 till 7 Z svavel som finns i retortbehandlad skifferolja.Silicon sulfide does not absorb sulfur in aqueous solution. Some elemental sulfur is obtained from the organic sulfur species, apparently as a result of the removal of nitrogen. This sulfur is separated by liquid-solid phase separation under the influence of slow stirring (about 20 rpm) and reaction at this temperature. As a result of this process, elemental sulfur will accumulate on the surface of the stirred liquid. Ammonia production takes place by creating a vacuum in the reaction vessel, for example by suction. The formation of elemental sulfur takes place during ammonia production, but sulfur formation can cease earlier. Mechanical foaming agents can be used to remove the elemental sulfur formed. The reaction for the removal of ammonia is quite slow and can be dispensed with because additional ammonia and sulfur are removed during the hydrotreating reaction. The recovered sulfur can be used to regenerate reagent as further explained. In this step, about 1/6 to 2/3 of the sulfur content is removed from the approximately 5 to 7 Z sulfur contained in retort-treated shale oil.
Reaktorn 11 tömmes från dess botten och den tillsatta skifferoljan och reagenten införs i reaktorn 12. Vid ett satsvis förfarande kan reak- tionsmassan hållas i ett enda kärl, exempelvis i kärl 11 varvid de stegvisa reaktionerna kan utföras i ett kärl men i syfte att illustrera de olika aspekterna av uppfinningen har de olika reaktionsstegen visats separat. Reaktorn 12 kan köras vid en bestämd inställd temperatur men temperaturen kan också ökas stegvis.The reactor 11 is emptied from its bottom and the added shale oil and the reagent are introduced into the reactor 12. In a batch process, the reaction mass can be kept in a single vessel, for example in vessel 11, the stepwise reactions being carried out in one vessel but for the purpose of illustrating the In different aspects of the invention, the various reaction steps have been shown separately. The reactor 12 can be run at a certain set temperature, but the temperature can also be increased step by step.
Tillskott av reagent kan också införas varvid reagenten utgörs av exempelvis KHS, K S och KZS 2 2 torrt tillstånd varvid vatten tillförs som ånga eller strilas in som ' XHZO, etc., upplöst i vatten eller i 450 129 vatten i vätskeform och H28 tillförs till ångan eller vattenflödet.Addition of reagent can also be introduced, the reagent being, for example, KHS, KS and KZS 2 2 dry state, water being added as steam or sprinkled as XH 2 O, etc., dissolved in water or in 450,129 water in liquid form and H28 being added to the steam. or the water flow.
Normalt tillsätts vatten eller vätesulfid vid en temperatur av cirka 170°C. KZS ' xH2O där x är 5 eller 2, det vill säga olika hydrater utgör en mycket aktiv reagent och tenderar att producera i huvudsak gasformiga kolväten. Vid temperaturer över 13500 ~ 150°C utgörs reagenten i huvud- sak av en smälta KZS eller Na2S och dess hydrater (i smält form).Normally water or hydrogen sulfide is added at a temperature of about 170 ° C. KZS 'xH2O where x is 5 or 2, i.e. different hydrates constitute a very active reagent and tend to produce mainly gaseous hydrocarbons. At temperatures above 13500 ~ 150 ° C, the reagent consists mainly of a molten K2S or Na2S and its hydrates (in molten form).
Normala temperaturer vid vilka reaktorn 12 kan operera är följande: 220 :in z4o°c, zso :in 32o°c och 360 :in 390%. inom dessa tempera- turområden erhålles flertalet produkter och det antas att det är bitumenfraktionen som producerar destillatet vid det högre temperatu- rerna. Dessa reaktionstemperaturer kan också uppnås med början vid 100 till 120°C samt möjligtvis upp till 135°C. Vid den lägre temperaturen införs i regel en alkohollösning av reagenten. De lätta fraktionerna destilleras av från initialtemperaturen till 135°C och dessa består av gaser och/ eller lätta flytande destillat varvid en azeotropisk bland- ning av vatten och alkoholen används för bildning av reagenten. För att i detta kondensat hålla ammoniak under reaktion tillsätts en ringa mängd KOH eller NaOH till lösningen, det vill säga i en kvantitet som är tillräcklig för avdrivning av ammoniak. Ammoniaken samlas upp i ett separat kärl.Normal temperatures at which reactor 12 can operate are as follows: 220: in z 40 ° C, z 50: in 32 ° C and 360: in 390%. within these temperature ranges, most products are obtained and it is assumed that it is the bitumen fraction that produces the distillate at the higher temperatures. These reaction temperatures can also be reached initially at 100 to 120 ° C and possibly up to 135 ° C. At the lower temperature, an alcoholic solution of the reagent is usually introduced. The light fractions are distilled off from the initial temperature to 135 ° C and these consist of gases and / or light liquid distillates using an azeotropic mixture of water and the alcohol to form the reagent. To keep ammonia in this condensate under reaction, a small amount of KOH or NaOH is added to the solution, i.e. in a quantity sufficient for the evaporation of ammonia. The ammonia is collected in a separate vessel.
Dessa produkter samlas upp i kärl 14 i form av gaser samt vätska i två skikt, varvid det övre skiktet utgörs av lätta kolvätedestillat och varvid i förekommande fall bottenskiktet utgörs av en vatten-alkohol- blandning. Alkohol-vatten används som utgångsmaterial för ytterligare reagentbildning.These products are collected in vessel 14 in the form of gases and liquid in two layers, the upper layer consisting of light hydrocarbon distillates and, where appropriate, the bottom layer consisting of a water-alcohol mixture. Alcohol-water is used as a starting material for further reagent formation.
Gaserna och de-lätta destillaterna används i en destillationskolonn - reaktorn 18 där dessa införs i botten av destíllationskolonndelen av reaktorkolonnen 18.The gases and the light distillates are used in a distillation column - the reactor 18 where these are introduced into the bottom of the distillation column part of the reactor column 18.
Destillationsreaktorkolonnen 18 hålls vid en temperatur från 220 till 24000. Reagenten införs vid botten av kolonnen 18. Emellertid kan reagenten som bekant agera som katalysator i den följande destilla- tionen och den kan uppträda i varierande former för kontakt med :rn gas och/eller vätskor.The distillation reactor column 18 is maintained at a temperature of from 220 to 24000. The reagent is introduced at the bottom of the column 18. However, as is known, the reagent can act as a catalyst in the following distillation and it may occur in various forms for contact with gas and / or liquids. .
L syfte att tillföra vätgas för hydreringen av skifferoljebestånds- delarna införs vatten och i betydligt mindre grad vätesulfid tillsamans med reagenten (eller separat) vid botten av reaktorerna 12 och 18.For the purpose of supplying hydrogen for the hydrogenation of the shale oil constituents, water and to a much lesser extent hydrogen sulphide are introduced together with the reagent (or separately) at the bottom of reactors 12 and 18.
Skifferoljan blir lättare efter hand som den blir hydrerad varvid den stiger i kolonnen och tillvaratas som översta destillat i enkla eller multipla kylkolonner som i Fig. 1 har betecknats med 19 och 20. Efter hand som reagenten bildas, förutsatt att den är vald på lämpligt sätt, återvínns den i flytande eller fast form vid botten av kolonnen 18 och- den tillvaratas för ytterligare användning såsom senare skall förklaras.The shale oil becomes lighter as it becomes hydrogenated, rising in the column and being recovered as the top distillate in single or multiple cooling columns as indicated in Fig. 1 by 19 and 20. As the reagent is formed, provided it is appropriately selected , it is recovered in liquid or solid form at the bottom of column 18 and is recovered for further use as will be explained later.
Gaserna som återvinns tillsammans med de lätta destillaten från kärl 14 kan tillvaratas efter kondcnsering varvid de införs i kulonn 18 genom en frittad skiva 17 eller ett nätfilter. I Fig. 4 som komer att närmare beskrivas illustreras gasseparationen. Av lämplighetsskäl har separa- tionen i Fig. 1 visats schematiskt.The gases recovered together with the light distillates from vessel 14 can be recovered after condensation whereby they are introduced into column 18 through a fried disk 17 or a mesh filter. In Fig. 4, which will be described in more detail, the gas separation is illustrated. For reasons of suitability, the separation in Fig. 1 has been shown schematically.
När gaser reagerar i reaktorn 18 uppstår även en konkurrerande hydre~ rings-dehydreringsreaktion såsom när någon KZSS används vid den tem- peraturen. Genom att på lämpligt sätt justera bottentemperaturerna hos kolonn 18 samt vatteninnehållet i kolonn 18 och H23-innehållet i samma kolonn kan den önskade ändproduktblandningen erhållas i enlighet med vad som nedan skall visas.When gases react in the reactor 18, a competing hydrogenation-dehydration reaction also occurs, such as when some KZSS is used at that temperature. By appropriately adjusting the bottom temperatures of column 18 and the water content of column 18 and the H23 content of the same column, the desired end product mixture can be obtained in accordance with what is to be shown below.
Allmänt har man funnit att exempelvis en skifferolja med 16 200 BTU/lb (2155 wh/kg) kan egenskapsförbättras till omkring 19 000 BTU/lb (2577 wh/kg).In general, it has been found that, for example, a shale oil with 16,200 BTU / lb (2155 wh / kg) can be improved in properties to about 19,000 BTU / lb (2577 wh / kg).
Energimässigt är emellertid den termiska skifferolje-retort-framställ- ningsprocessen föga ekonomisk; den kan bli nödvändig om förfarandet med oljebärande lerskiffer i enlighet med föreliggande uppfinning icke skulle vara realiserbar. Genomförbarheten påverkas av det oljebärande lerskíffrets beståndsdelar som kan konsumera opropor- tionerliga kvantiteter reagent. Emellertid ligger de största för- delarna hos föreliggande uppfinning i behandlingen av det oljebärande lerskiffret och i enlighet därmed inriktas förfarandet i enlighet med uppfinningen på en minimíering av reagentförbrukningen och/eller en 450 129 ökning av produktutbytet. I Fig. 2 illustreras ett förfarande för behandling av skifferolja i flera steg varvid nämnda förfarande in- kluderar reagentåtervinning för att säkerställa i förväg bestämda produktflöden utgående från skifferolja som utgångsmaterial inom ramen för en helt kontinuerlig process.In terms of energy, however, the thermal shale oil retort production process is uneconomical; it may become necessary if the method of oil-bearing shale in accordance with the present invention would not be feasible. Feasibility is affected by the constituents of the oil-bearing clay shale that can consume disproportionate quantities of reagent. However, the main advantages of the present invention lie in the treatment of the oil-bearing shale and accordingly the process according to the invention is focused on a minimization of the reagent consumption and / or an increase in the product yield. Fig. 2 illustrates a process for treating shale oil in several steps, said method including reagent recovery to ensure predetermined product flows starting from shale oil as starting material within the framework of a completely continuous process.
I enlighet med förfarandet som visas i Fig. 2 utförs sama förbehandling i förbehandlingskärlet eller reaktorn 110 som den behandling som beskrivs för förbehandlingsreaktorn 11 i Fig. 1. Av den anledningen upprepas ej beskrivningen ifråga. På liknande sätt äger i reaktorn 112 samma reaktioner rum som i reaktorn 12 i Fig. 1. Emellertid tillförs här den tillkomande reagenten (supplementära reagenten) från reagent~ återvinningskedjan som nedan kommer att beskrivas. Från reaktorn 112 överförs bottenprodukterna till en andra reaktor 116. Den övre fraktionen från reaktorn 112 separeras i två skikt som består av lätta kolvätedestillat och en blandning av vatten och alkohol.In accordance with the procedure shown in Fig. 2, the same pretreatment is performed in the pretreatment vessel or reactor 110 as the treatment described for the pretreatment reactor 11 in Fig. 1. For that reason, the description in question is not repeated. Similarly, in the reactor 112, the same reactions take place as in the reactor 12 in Fig. 1. However, here the additional reagent (supplementary reagent) from the reagent-recovery chain is supplied as will be described below. From the reactor 112 the bottoms are transferred to a second reactor 116. The upper fraction from the reactor 112 is separated into two layers consisting of light hydrocarbon distillates and a mixture of water and alcohol.
De lätta destillaterna och i förekommande fall gaser återvinns på samma sätt som beskrivits för processen enligt Fig. 1. Botteninnehållet hos reaktorn 112 det vill säga skifferolja och reagent har samman- sättningen 3 - 20 gram reagent per 1000 gram skifferolja. Reagenten är i huvudsak fri från tillblandad alkohol. Väte för hydrering i reaktor 116 tillförs i form av vatten i en mängd motsvarande - 100 volym-Z av den mängd kolvätekondensat som avlägsnats och skillnaden mellan vätehalten hos den ursprungliga och den erhållna produkten (på 100 gram basis) omräknat till vattenmängden i reaktionen, det vill säga x9 (vattenmängd som är erforderlig för att erhålla det reagerade vätet). Dessa två värden adderas och ger den totala mängden använt vatten. Effektiviteten hos vatteninförseln det vill säga reak- tionsändamål avgör den erforderliga procentuella vattenandelen varvid det lägre procenttalet ger en indikation om högre effektivitet. Den primära avsikten med användningen av vätesulfid är att minimiera mängden av använd reagent och att hålla reagenten i ett stabilt och aktivt tillstånd. Emedan temperaturen i reaktor 116 är betydligt högre än den i kärlet 112 kan värmetillförsel anordnas efter behov medelst interna eller externa värmeslingor. Reaktionerna i kärlet 112 är endera endo- eller exotermiska beroende på den använda ih LN CD _._\ NJ \C 11 katalysatorn. Således kan värmebalansen lätt upprätthållas medelst uppvärmnings/avkylningsslingorna, justering av reagentsammansättning eller val av lämpliga temperaturnivåer.The light distillates and, where appropriate, gases are recovered in the same way as described for the process according to Fig. 1. The bottom content of the reactor 112, i.e. shale oil and reagent, has the composition 3 - 20 grams of reagent per 1000 grams of shale oil. The reagent is substantially free of admixture of alcohol. Hydrogen for hydrogenation in reactor 116 is supplied in the form of water in an amount corresponding to - 100 volume-Z of the amount of hydrocarbon condensate removed and the difference between the hydrogen content of the original and the obtained product (on a 100 gram basis) converted to the amount of water in the reaction, that is, x9 (amount of water required to obtain the reacted hydrogen). These two values are added and give the total amount of water used. The efficiency of water introduction, ie reaction purposes, determines the required percentage of water, with the lower percentage giving an indication of higher efficiency. The primary purpose of the use of hydrogen sulfide is to minimize the amount of reagent used and to keep the reagent in a stable and active state. Since the temperature in reactor 116 is significantly higher than that in vessel 112, heat supply can be provided as needed by means of internal or external heating coils. The reactions in vessel 112 are either endo- or exothermic depending on the catalyst used. Thus, the heat balance can be easily maintained by means of the heating / cooling coils, adjustment of reagent composition or selection of suitable temperature levels.
Bottenprodukter från reaktor 116 införs i ytterligare ett reaktiouskärl 118 för ytterligare hydrering och återvinning av ytterligare reaktander (beståndsdelar som ingår i reaktionen).Bottom products from reactor 116 are introduced into an additional reaction vessel 118 for further hydrogenation and recovery of additional reactants (constituents included in the reaction).
Den övre fraktionen från reaktor 116 återförs i en återflödeskolonn 117 tillsammans med den övre produkten från återflödeskolonn 117 som tas ut vid en temperatur av exempelvis 22500. Denna fraktion med 225oC kokpunkt kan också upparbetas såsom visas i Fig. 2. Alla flytande destillat från reaktorerna 112, 116 och 118 kan införas i reaktor 121.The upper fraction from reactor 116 is returned to a reflux column 117 together with the upper product from reflux column 117 which is taken out at a temperature of, for example, 22500. This fraction with 225 ° C boiling point can also be worked up as shown in Fig. 2. All liquid distillates from reactors 112 , 116 and 118 can be introduced into reactor 121.
I reaktor 118 uppvärms skifferoljeprodukten och reagenten till en temperatur inom temperaturområdet från 36000 till 40000 varvid reagenten recykleras från reaktorbotten så att den möter uppåtgående reaktions- produkter. Vanligen bildas de lättare fraktionerna vid högre tempe- raturer och inkluderar gaser varvid dock ändprodukten beror på rea- genttypen och förhållandet mellan alkalimetall och svavel. Då reagenten har en högre svavelhaltandel är tendensen den att den dehydrerar och omformar de lättare fraktionerna så att tyngre fraktioner bildas. Detta beror emellertid på den mängd vatten som tillsätts. Således kommer den konkurrerande hydreringsreaktionen att ha en mera utpräglad effekt om mera vatten tillsätts. Vidare kommer reagenten att upprätthållas i dess mera hydreringsaktiva form. Efterhand som reagenten bildas i reaktor 118 tas den ut exempelvis medelst en trevägsventil 120.In reactor 118, the shale oil product and the reagent are heated to a temperature in the temperature range of 36,000 to 40,000, the reagent being recycled from the reactor bottom to meet upward reaction products. The lighter fractions are usually formed at higher temperatures and include gases, however, the end product depends on the type of reagent and the ratio of alkali metal to sulfur. As the reagent has a higher sulfur content, it tends to dehydrate and reshape the lighter fractions to form heavier fractions. However, this depends on the amount of water added. Thus, the competing hydrogenation reaction will have a more pronounced effect if more water is added. Furthermore, the reagent will be maintained in its more hydratingly active form. As the reagent is formed in reactor 118, it is taken out, for example, by means of a three-way valve 120.
I samband med upparbetningen av återflödesfraktionen som tillvaratas i kolonn 117 kan nämnda fraktion utsättas för ytterligare reaktion i ytterligare en kolonn 121 vilket nedan närmare beskrivs. För ifråga-- varande ändamål är reagenten i kolonn 121 huvudsakligen KZS och KHS i alkohol. Det är väl känt att alkoholfraktionen lätt kan separeras från den övre produkten, se exempelvis Fig. 4. I reaktionskolonnen 450 129 12 121 tillsätts vatten med en flödesintensitet i enlighet med vad SOM fi* digare beskrivits. Därmed uppnås en tillräcklig hydrering för att genom återflödeskolonnen 123 erhålla en produkt som ligger vid en kokpunkt av cirka 16000 men även en serie produkter kan erhållas. Ett flöde av förbrukad reagent förenas med“reagenten från reaktor 118 och återförs för återbildning och recyklering av reagenten i enlig- het med följande.In connection with the work-up of the reflux fraction recovered in column 117, said fraction can be subjected to a further reaction in a further column 121, which is described in more detail below. For the purpose in question, the reagent in column 121 is mainly KZS and KHS in alcohol. It is well known that the alcohol fraction can be easily separated from the upper product, see for example Fig. 4. In the reaction column 450 129 12 121 water with a flow intensity is added in accordance with what has been further described. Thus, sufficient hydration is achieved to obtain through the reflux column 123 a product which is at a boiling point of about 16,000 but also a series of products can be obtained. A stream of spent reagent is combined with the reagent from reactor 118 and recycled to regenerate and recycle the reagent as follows.
I reaktorn 123 kylä den varma reagenten vid en temperatur av exempel- vis 39006 med kallt vatten. Efter kylningen tillsätts vatten till reagenten varvid andelar vatten i förhållande till reagent ligger mel- lan 1 1 och 2 : 1. Reaktionen med vatten återbildar reagenten EGHOW bildning av alkalihydroxid och alkalisulfid. När lösningen kyls er- hålls en utfällning av andra metallbeståndsdelar med undantag för vanadium (molybden bibehålls under vissa förutsättningar lösligt) som är löslig och avlägsnas medelst en elektrokemisk process Om lös- ningens koncentration är tillräcklig. I regel används upp till två mol vatten per mol alkali (på elementbasís för alkali). Föredrag- ningsvis används de mindre mängderna. Återvinningen av de tunga metallerna utgör en av fördelarna av för- farandet enligt föreliggande uppfinning och medför att processen blir ekonomisk.In the reactor 123, the hot reagent is cooled to a temperature of, for example, 39006 with cold water. After cooling, water is added to the reagent, the proportions of water in relation to the reagent being between 1 1 and 2: 1. The reaction with water regenerates the reagent EGHOW to form alkali hydroxide and alkali sulphide. When the solution is cooled, a precipitate of other metal constituents is obtained with the exception of vanadium (molybdenum is kept soluble under certain conditions) which is soluble and removed by means of an electrochemical process. If the concentration of the solution is sufficient. As a rule, up to two moles of water are used per mole of alkali (on an elemental basis for alkali). Preferably the smaller amounts are used. The recovery of the heavy metals constitutes one of the advantages of the process according to the present invention and entails that the process becomes economical.
Reagentproduktflödet från reaktor 123 tillvaratas och filtreras i filter 124 i syfte att avlägsna föroreningar och flockformiga be- ståndsdelar av tungmetaller i suspension eller andra partiklar i suspension. I kärlet för reagentåterbildning 125 kyls reagenten ytterligare i samband med tillsättning av kall alkohol-vatten azeotropisk lösning och vätesulfid. Reagenten har en viss löslig- het i alkanolerna (som minskar i samband med ökat kolatomantal i alkanolen). Således och som tidigare beskrivits föredras alkanolerna metanol och etanol. Den del av reagenten som har tagits upp av alka- nolen är den delen som används för reaktionen men vatteninnehållet (som är erforderligt för hvdrerine och hvdratbildnins) kan också utökas med en blandning av alkohol-reagent-vatten. En liten mängd 13 vatten erfordras för att alkalisulfíderna skall bilda hydraterna i alkanolen. I regel svarar alkanol-vattensammansättningen mot'den lägre kokpunkten, den azeptropiska sammansättningen med kokpunkt vid omkring 880C (metanol-vatten).The reagent product stream from reactor 123 is collected and filtered in filter 124 in order to remove impurities and flocculation constituents of heavy metals in suspension or other particles in suspension. In the reagent regeneration vessel 125, the reagent is further cooled in connection with the addition of cold alcohol-water azeotropic solution and hydrogen sulfide. The reagent has a certain solubility in the alkanols (which decreases in connection with an increased number of carbon atoms in the alkanol). Thus, and as previously described, the alkanols methanol and ethanol are preferred. The portion of the reagent taken up by the alkanol is the portion used for the reaction, but the water content (which is required for hydrine and hydrate formation) can also be increased with a mixture of alcohol-reagent-water. A small amount of water is required for the alkali metal sulfides to form the hydrates in the alkanol. As a rule, the alkanol-water composition corresponds to the lower boiling point, the aseptropic composition with a boiling point at about 80 DEG C. (methanol-water).
Det inses att reagentåtervinningen kan genomföras särskilt eftersom vätesulfid finns i tillräcklig mängd dels från reaktorn 123 vid uppvärmning och dels som återvunnen vätesulfid som visas i Fig. 4.It will be appreciated that the reagent recovery may be carried out in particular as hydrogen sulphide is present in sufficient quantity both from the reactor 123 on heating and as recovered hydrogen sulphide as shown in Fig. 4.
Vätesulfid som införs i reaktor 125 reagerar sedan med alkali- hydroxiden för att bilda respektive sulfider. Detta måste utföras under kylning. Emedan sulfidreaktionen i alkanol är temperatur-, koncentrations- och lösningsmedelsavhängig kan olika slag av alkali- sulfider bildas. Exempelvis kan kaliumsulfid bildas om temperaturen icke upprätthålls på rätt sätt. Emedan reagenterna utgör blandningar i kärl 125 kan de användas som sådana för reaktor 110 och därvid upplösas i alkohol. Men individuellt valda alkalimetallsulfidsorter kan också erhållas eller återbildas för reaktioner som de i reak- torerna 116, 118 eller 121 varvid reagenten då utgör ett urval ur en smalare blandning. Vid användningen av den ovan beskrivna pro- cessen har man i praktiken använt reagenter med ett visst för- hållande mellan alkalimetall och sulfid. Detta skall närmare be- lysas nedan.Hydrogen sulfide introduced into reactor 125 then reacts with the alkali hydroxide to form respective sulfides. This must be done during cooling. Because the sulfide reaction in alkanol is temperature, concentration and solvent dependent, different types of alkali sulfides can be formed. For example, potassium sulfide may be formed if the temperature is not properly maintained. Since the reagents are mixtures in vessel 125, they can be used as such for reactor 110 and thereby dissolved in alcohol. However, individually selected alkali metal sulfide species can also be obtained or regenerated for reactions such as those in reactors 116, 118 or 121, the reagent then being a selection from a narrower mixture. In the use of the process described above, reagents with a certain ratio between alkali metal and sulphide have been used in practice. This will be explained in more detail below.
Figur 3 illustrerar ett förfarande genom vilket skifferolja er- hålls direkt från en bergart endera från organiska och/eller inorganiska kolarter medelst reagenten i enlighet med uppfinningen.Figure 3 illustrates a process by which shale oil is obtained directly from a rock either from organic and / or inorganic carbon species by means of the reagent in accordance with the invention.
I enlighet med föreliggande uppfinning matas oljebärande lerskiffer som malts till en partikelstorlek av 1/4 tum (ca 6 mm) eller mindre in 1 en matningstratt 210 för att medelst en matningsskruv 211 tillsättes till reagenten. Reaktionen är emellertid oberoende av mineralens storlek. Reagenten är flytande och omhöljer mineralpartiklarna.In accordance with the present invention, oil-bearing shale ground to a particle size of 1/4 inch (about 6 mm) or less is fed into a hopper 210 to be added to the reagent by a feed screw 211. However, the reaction is independent of the size of the mineral. The reagent is liquid and envelops the mineral particles.
Av praktiska skäl tillförs reagenten genom en öppning 215 i mat- ningsskruvröret i bestämda uppmätta mängder på så sätt att mellan gram.och upp till 30 gram av reagent som exempelvis KHS (eller omvandlad till RHS basis) tillförs till 1000 gram mineral. I regel är omkring 8 gram KHS per 1000 gram mineral fullt tillräckligt. 450 129 14 Det har även kunnat konstateras att oljebärande lerskiffer lika eller mera ekonomiskt effektivt kan behandlas med natriumsulfidsorter. Det förefaller också så att reaktionen av reagent och vatten och H S med 2 oljebärande lerskiffer är exotermisk för några oljeskiffer - reagentsorter' såsom visas medelst exemplen nedan. Således kan slingorna 213 användas för uppvärmning eller avkylning beroende på situationens krav.For practical reasons, the reagent is supplied through an opening 215 in the feed screw tube in certain measured amounts in such a way that between grams and up to 30 grams of reagent such as KHS (or converted to RHS base) is supplied to 1000 grams of mineral. As a rule, about 8 grams of KHS per 1000 grams of mineral is fully sufficient. 450 129 14 It has also been established that oil-bearing clay shale can be treated equally or more economically efficiently with sodium sulphide varieties. It also appears that the reaction of reagent and water and H 5 with 2 oil-bearing shale is exothermic to some oil shale reagent types as shown by the examples below. Thus, the loops 213 can be used for heating or cooling depending on the requirements of the situation.
Så länge processen utförs satsvis kan temperaturnivåer och vidare temperaturhöjningar tillämpas för att uppnå samma effekt som vid skifferolja och såsom tidigare ovan beskrivits. I det sanmmnhanget tillförs ånga och H25 i en förut bestämd sekvens (efter alkoholde- stillation) om alkohol används för att lösa reagenten. Om tempera- turen hålls hög i reaktor 212 kan endast de bildade produkterna, H28 och vatten att tillvaratas och endast minimala kvantiteter ammoniak avgives om inte vissa åtgärder vidtas.As long as the process is carried out batchwise, temperature levels and further temperature increases can be applied to achieve the same effect as with shale oil and as previously described above. In this context, steam and H25 are added in a predetermined sequence (after alcohol distillation) if alcohol is used to dissolve the reagent. If the temperature is kept high in reactor 212, only the products formed, H28 and water can be recovered and only minimal quantities of ammonia are released unless certain measures are taken.
Det har visat sig fördelaktigt att införa reagenten blandad med oljebärande lerskifferpartiklar på så sätt att reagenten omhöljer mineralpartiklarna. Som visas i Fig. 3 kan detta lätt realiseras genom dosering av reagenten under inmatning av mineralpartiklarna.It has been found advantageous to introduce the reagent mixed with oil-bearing shale particles in such a way that the reagent envelops the mineral particles. As shown in Fig. 3, this can be easily realized by dosing the reagent while feeding the mineral particles.
I reaktionskärlet 212 som under kontinuerlig drift hålls vid de utvalda temperaturnivåerna exempelvis 28000 - 390°C kan mineral- partiklarna omröras medelst pump (ar) 217 som åstadkommer en cir- kulation av reaktanderna (i reaktion deltagande ämnen) oberoende om det rör sig om vätskor'eller gaser varvid dessa förs till en lägre komisk del av reaktorn 212 genom ett stort antal öppningar 218 varigenom en del av mineralen hålls i suspension men även andra omröringsmedel kan användas. På liknande sätt kan även ånga och vätesulfid införas under mineralnivån. Emedan mineralen är tyngre än reagenten och återvunna kolväten faller mineralen till botten av den koniska reaktorn. Genom en lämplig ventilpump 216 avlägsnas rcaktorns bottensats varefter det uttagna materialet införs i ett tvättkärl 219. Tvättvattnet används i sparsama mängder emedan det tillförutlakade beståndsdelar av reagentmaterial eller bestånds- delar av tungmetaller som kan utfällas ur utlakningslösningen 450 129 medelst vatten. Mineralresten pumpas ut medelst ventilpumpen 216 för att sedan filtreras exempelvis medelst ett trumfilter 220 som avlastar mineralresten i form av en filterkaka. Materialpariklarna är då väl pulveriserade.In the reaction vessel 212, which is kept in continuous operation at the selected temperature levels, for example 28000 - 390 ° C, the mineral particles can be stirred by means of pump (s) 217 which causes a circulation of the reactants (reactants) regardless of whether they are liquids. or gases in which these are passed to a lower comic part of the reactor 212 through a large number of openings 218 whereby a part of the mineral is kept in suspension but other stirring means can also be used. Similarly, steam and hydrogen sulphide can also be introduced below the mineral level. Because the mineral is heavier than the reagent and recovered hydrocarbons, the mineral falls to the bottom of the conical reactor. By means of a suitable valve pump 216 the bottom set of the reactor is removed, after which the extracted material is introduced into a washing vessel 219. The washing water is used in sparse amounts because the pre-leached constituents of reagent material or constituents of heavy metals can precipitate from the leaching solution 450 129. The mineral residue is pumped out by means of the valve pump 216 and then filtered, for example, by means of a drum filter 220 which relieves the mineral residue in the form of a filter cake. The material particles are then well powdered.
De övre produkterna från reaktorn 212 passerar genom en sikt, exempelvis en York-sikt 212a och utgörs av amoniak, vätesulfid, gas, destillater beroende på drifttemperaturen och använd reagent. Nämnda produkter upparbetas enligt följande. De produktgaser som kan kondenseras vid kallvattentemperatur införs i en andra reaktor 223 där de får reagera uæd en understödd reagent som fungerar som katalysator. Två reaktorer 223 och 230 har medtagits för att illustrera olika utföringsformer.The upper products from the reactor 212 pass through a sieve, for example a York sieve 212a and consist of ammonia, hydrogen sulphide, gas, distillates depending on the operating temperature and reagent used. Said products are processed as follows. The product gases which can be condensed at cold water temperature are introduced into a second reactor 223 where they are allowed to react with a supported reagent which acts as a catalyst. Two reactors 223 and 230 have been included to illustrate different embodiments.
I samband med konventionell drift varvid förfarandet utgörs av en tvåstegsoperation införs proeessflödet 221 in i en reaktor 223 som illustrerats som en plattkolonn där katalysatorn uppbärs på plattor som är placerade i kolonnens botten. Reaktorn i fråga kan placeras ovanför reaktorn 212. För att underlätta åskådliggörandet har den dock visats vid sidan om reaktorn 212. Flödet 221 införs i botten av kolonnen 223, det vill säga att det införs parallellt med ett vattentillskott som visats i Fig. 3. En âterflödeskolonn 224 kan användas. Den arbetar på konventionellt sätt och har till uppgift att avlägsna den önskade produktblandningen. Om reaktor 212 och kolonnen 223 arbetar på så sätt att endast en passage förekomer tillvaratas produktflödena från reaktortoppen exempelvis medelst en återflödeskolonn 224 varvid en gasupparbetning särskilt en H25-upparbetning kan verkställas såsom visas i Pig. 4. Amoniak separeras exempelvis under användning av ett kärl 430 med vatten i form av ett bottenskikt med ett överliggande kolväteskikt (ingen alkohol används eller efter utdrivning av alkohol). En liten mängd KOH eller NaOH tillsätts till det kondenserade vattnet varvid ammoniak utdrivs som absorberas i ett annat kärl (som ej visats och i vilket vatten bildas). Vätesulfid är ytterst lite lösligt i vatten och passerar därför. Därefter upparbetas vätesulfiden såsom visas i Fig. 4, det vill säga med början i 431. 450c 'i29 16 Om emellertid också som visas i den streckade sektionen A-1 i Fig. 3 reaktorn körs med en liten mängd eller inga flytande destillat och om reaktionen i stället utförs vid en hög temperatur varvid endast gas- formiga övre produkter och/eller lättflyktiga destillat tas ut ur reaktorn 212 via linjen 221 då kan reaktionsprodukterna från reaktorn 212 upparbetas enligt följande. Reaktorn innehåller en reagent i form av en katalysator (samma som i reaktor 223). Reagenten är av den typen som beskrivits som katalysator av typen uppburen stödkatalysator hos vilken ytstödet utgörs av ämnen med goda ytegenskaper såsom aluminiumhydroxid, kiselaluminiumsilikat, spinell eller liknande yt- stödsystem vanligen använda inom oljeindustrin som katalysatorer i samband med reformering. Katalysatorn har tidigare betecknats som reagent i detta sammanhang har den dock en karakteristisk katalysator- funktion som grundas på dess ytegenskaper. Sålunda äger reaktionerna varigenom väte direkt erhållas rum under katalysatorinverkan varvid reagenten agerar som katalysator. En vanligen använd reagent för första ZS och/ varvid de två sistnämda reagenterna används i fast form steget är KHS (torr) och för andra steget används vanligen K eller KZSZ under reaktionsförutsättningarna. Andra reaktionssystem utgörs av NaHS (flytande) vid processförutsättningar i reaktorn 212 föredragningsvis NaHS plus 1/10 mol Na2S ' XHZO (i form av flingor, teknisk) och i ZS, KZSZ och K2S5 vägande andel av KZS. En ganska vanlig kvantitet reagentkatalysator är andra steget K eller blandningar därav med en över- 2O gram/250 ml bärande ämne i form av 3/16" kulor av kiselaluminium- silikat. Den andra reaktorkatalysatorn är mycket långlivad. Även väte- sulfid och vatten är närvarande, det sistnämnda i form av ånga. Under behandlingen i det andra steget kan produkterna från reaktionen i det första steget ha en svavelhalt som reducerats till under 3 Z exempelvis 2 Z varvid produkterna ligger i 400-området när det gäller API-värden.In connection with conventional operation in which the process consists of a two-stage operation, the process stream 221 is introduced into a reactor 223 illustrated as a plate column where the catalyst is supported on plates located at the bottom of the column. The reactor in question can be placed above the reactor 212. However, for ease of illustration, it has been shown next to the reactor 212. The flow 221 is introduced at the bottom of the column 223, i.e. it is introduced in parallel with a water addition shown in Fig. 3. reflux column 224 can be used. It works in a conventional manner and has the task of removing the desired product mixture. If reactor 212 and column 223 operate in such a way that only one passage occurs, the product flows from the reactor top are utilized, for example by means of a reflux column 224, whereby a gas work-up in particular an H25 work-up can be carried out as shown in Figs. 4. Ammonia is separated, for example, using a vessel 430 with water in the form of a bottom layer with an overlying hydrocarbon layer (no alcohol is used or after expulsion of alcohol). A small amount of KOH or NaOH is added to the condensed water, expelling ammonia which is absorbed in another vessel (not shown and in which water is formed). Hydrogen sulfide is extremely slightly soluble in water and therefore passes. Thereafter, the hydrogen sulphide is worked up as shown in Fig. 4, i.e. starting in 431. 450c 'i29 16 However, if also as shown in the dashed section A-1 in Fig. 3 the reactor is run with a small amount or no liquid distillates and if the reaction is instead carried out at a high temperature with only gaseous upper products and / or volatile distillates being taken out of the reactor 212 via the line 221 then the reaction products from the reactor 212 can be worked up as follows. The reactor contains a reagent in the form of a catalyst (same as in reactor 223). The reagent is of the type described as a supported catalyst catalyst in which the surface support consists of substances with good surface properties such as aluminum hydroxide, silicon aluminosilicate, spinel or similar surface support systems commonly used in the oil industry as catalysts in connection with reforming. The catalyst has previously been described as a reagent in this context, however, it has a characteristic catalyst function based on its surface properties. Thus, the reactions whereby hydrogen is obtained directly take place under the action of catalyst, the reagent acting as catalyst. A commonly used reagent for the first ZS and / wherein the latter two reagents are used in solid form step is KHS (dry) and for the second step K or KZSZ is usually used under the reaction conditions. Other reaction systems consist of NaHS (liquid) under process conditions in reactor 212 preferably NaHS plus 1/10 mol Na2S 'XHZO (in the form of flakes, technical) and in ZS, KZSZ and K2S5 weighted proportion of KZS. A fairly common quantity of reagent catalyst is the second stage K or mixtures thereof with an over-20 gram / 250 ml carrier substance in the form of 3/16 "beads of silicon aluminum silicate. The second reactor catalyst is very long-lived. Hydrogen sulphide and water are also During the treatment in the second step, the products from the reaction in the first step may have a sulfur content which has been reduced to below 3 Z, for example 2 Z, the products being in the 400 range in terms of API values.
I Fig. 3 visas att katalysatorn är upphängd i en korg 232. Reaktionen kan emellertid lika gärna utföras i någon form av kolonn, torn eller reaktor i vilka uppburna katalysatorer har fördelats. Fler än en kolonn kan användas parallellkopplade eller seriekopplade och alternativa kolonner kan användas. Såsom framgår av Fig. 3 är korgen flyttbar och 450 ”i29 17 den vilar på en ring 234 på vilken den övre delen 235 av korgen 232 vilar varvid den övre delen 235 är utformad som en tratt. I reaktorn 230 tillsätts vatten. Ytterligare en reaktor, samma som 224, arbetar vid en temperatur mellan 135°C och 150°C och behandlar hela gasflödet. Emeller- tid separeras allt kondensat i form av kolväten. Reagenten utgörs av en hydratiserad smälta av KZS - SHZO och gaserna får bubbla genom smältan.Fig. 3 shows that the catalyst is suspended in a basket 232. However, the reaction can just as easily be carried out in any form of column, tower or reactor in which supported catalysts have been distributed. More than one column can be used connected in parallel or in series and alternative columns can be used. As shown in Fig. 3, the basket is movable and rests on a ring 234 on which the upper part 235 of the basket 232 rests, the upper part 235 being formed as a funnel. Water is added to reactor 230. Another reactor, the same as 224, operates at a temperature between 135 ° C and 150 ° C and processes the entire gas flow. However, all condensate is separated in the form of hydrocarbons. The reagent consists of a hydrated melt of KZS - SHZO and the gases are allowed to bubble through the melt.
De flytande kolvätena bildas ovanför smältan och tappas av vid en lämplig nivå. På liknande sätt kan två stycken reaktorer som den tidigare beskrivna reaktorn 230 användas alternativt en åt gången under tiden som katalysatorn eller reagenten byts och/eller avlägsnas för att sedan återbildas för den andra. I Fig. 4 visas schematiskt återvinningen av vätesulfidgas. En reaktor 422 som hålls vid en temperatur av vanligen 320oC till 390°C har chargerats med oljebärande lerskiffer, en reagent i flytande eller fast form, vatten i form av ånga och vätesulfidgas vilka chargeringsämnen behandlas och/eller får reagera såsom tidigare beskri- vits. Därefter kyls dessa gaser i en kondensor, exempelvis 426. En kylmantel 424 som omger kondensorn 426 underlättar kylningen av reak- tíonsgaserna. De tyngre initialprodukterna tillvaratas från kondensorns 427 botten. De gasformiga produkterna överförs till ett kärl 430 i vilket vatten eller alkanol (vanligen metanol eller etanol) hålls i form av en KOH-lösning. En mol KOH till en mol vatten vid 40°C hålles där.The liquid hydrocarbons are formed above the melt and are drained at a suitable level. Similarly, two reactors such as the previously described reactor 230 may be used alternatively one at a time as the catalyst or reagent is changed and / or removed and then regenerated for the other. Fig. 4 schematically shows the recovery of hydrogen sulfide gas. A reactor 422 maintained at a temperature of usually 320 ° C to 390 ° C has been charged with oil-bearing shale, a reagent in liquid or solid form, water in the form of steam and hydrogen sulphide gas which charge substances are treated and / or reacted as previously described. Thereafter, these gases are cooled in a condenser, for example 426. A cooling jacket 424 surrounding the condenser 426 facilitates the cooling of the reaction gases. The heavier initial products are recovered from the bottom of the condenser 427. The gaseous products are transferred to a vessel 430 in which water or alkanol (usually methanol or ethanol) is kept in the form of a KOH solution. One mole of KOH to one mole of water at 40 ° C is kept there.
Alkohollösligheten svarar mot en mol KOH/123 ml metanol eller 190 ml etanol. Den utvalda lösningen i kärl 430 hålles kall och på så sätt passerar de lättare gaserna igenom vilka utgörs av C till C kolväten 1 5 inkluderande vätesulfid. Då alkohol används absorberas C3 kolväten och C4 och C5 kolväten är lösliga. Därför föredras en vattenlösning.The alcohol solubility corresponds to one mole of KOH / 123 ml of methanol or 190 ml of ethanol. The selected solution in vessel 430 is kept cold and in this way the lighter gases pass through which consist of C to C hydrocarbons including hydrogen sulphide. When alcohol is used, C3 hydrocarbons are absorbed and C4 and C5 hydrocarbons are soluble. Therefore, an aqueous solution is preferred.
I kärl 431 kyls innehållet till omkring -35°C vid vilken temperatur flytande G4 och G5 kolväten avlägsnas. Medan de flesta av C och C fraktionerna avlägsnas i kärl 431 kommer några dock att öveiföras gill kärl 432 där dessa avlägsnas vi temperaturen -30°C tillsammans med C3 kolvätefraktionen i etanol eller metanol. En frittad glasskiva 433 avlägsnar resterande spår av dessa komponenter. Vid detta stadium finns i huvudsak endast H28 och Ci och C2 kolvätefraktioner kvar i gasströmmen som införs i kärl 435 som innehåller KOH och alkohol vanligen etanol 18 eller metanol i vattenlösning. Vätesulfid återbildar däri reagenten som tillvaratas i form av en utfällning samtidigt som gaserna till- hörande den lätta fraktionen huvudsakligen C1 och C2 kolväten passerar.In vessel 431, the contents are cooled to about -35 ° C at which temperature liquid G4 and G5 hydrocarbons are removed. While most of the C and C fractions are removed in vessel 431, however, some will be transferred to vessel 432 where these are removed at the temperature of -30 ° C together with the C3 hydrocarbon fraction in ethanol or methanol. A fried glass sheet 433 removes residual traces of these components. At this stage, essentially only H28 and C1 and C2 hydrocarbon fractions remain in the gas stream introduced into vessel 435 containing KOH and alcohol usually ethanol 18 or methanol in aqueous solution. Hydrogen sulphide regenerates therein the reagent which is recovered in the form of a precipitate at the same time as the gases belonging to the light fraction mainly C1 and C2 hydrocarbons pass.
Vid upp till ca 97% omvandling av KOH till KHS passerar ingen H28 och tillvaratas således i form av en reagentkomponent och kan återanvändas (eller användas i systemet om RHS omvandlas till KZSS genom lösning av svavel varvid lika molantal bildas). Om nödvändigt kan fler än ett tvättkärl 435 användas för att avlägsna vätesulfid. Ingen H25 venti- leras ut i luften. Alkohol-vattenfraktionen från kärl 430 som er- hållits under igångkörningen används för att fylla på alkoholen som har dragits ut från kärl 435. Denna blandning måste emellertid kylas i värmeväxlaren 436. Återvinningen av alkohol och vatten har visats i enligthet med Pig. 4. Återvinningsschemat förändras inte om reagentcn används i torr form, dvs utan alkohollösning. I det fallet finns alkohol närvarande endast i kärl 435, i vilket reagenten återbildas och det finns endast vatten i kärl 430. Kärl 435 kan köras utan alkohol under 4000 under kylning av den exotermiska reaktionen och medan vatteninnehållet hålls vid 2 mol per mol KOH eller strax därunder.At up to about 97% conversion of KOH to KHS, no H28 passes and is thus recovered in the form of a reagent component and can be reused (or used in the system if RHS is converted to KHSS by dissolving sulfur to form equal molar numbers). If necessary, more than one washing vessel 435 can be used to remove hydrogen sulfide. No H25 is vented into the air. The alcohol-water fraction from vessel 430 obtained during start-up is used to replenish the alcohol extracted from vessel 435. However, this mixture must be cooled in the heat exchanger 436. The recovery of alcohol and water has been shown in accordance with Pig. 4. The recovery schedule does not change if the reagent is used in dry form, ie without alcohol solution. In that case, alcohol is present only in vessel 435, in which the reagent is regenerated and there is only water in vessel 430. Vessel 435 can be run without alcohol below 4000 while cooling the exothermic reaction and while keeping the water content at 2 moles per mole of KOH or just below.
Föregående vätesulfidåtervínningsprocess kan tillämpas vid det för- farande som beskrivs med hänvisning till Fig. 1, 2 och 3. Det är också av den anledningen som reagenten införs i reaktorkärlet 212 medelst en matningsskruv i form av en i huvudsak torr reagent, dvs en produkt som befinner sig i koncentrerad form och från vilken alkohol och vatten har avlägsnats, i samband med det förfarande som beskriv i Fig. 3.The foregoing hydrogen sulfide recovery process can be applied to the process described with reference to Figs. 1, 2 and 3. It is also for this reason that the reagent is introduced into the reactor vessel 212 by means of a feed screw in the form of a substantially dry reagent, i.e. a product which is in concentrated form and from which alcohol and water have been removed, in connection with the process described in Fig. 3.
Alkalimetallhydroxiden, exempelvis kaliumhydroxid erhålls från den förbrukade reagenten som återbildas såsom visas i Fig. 2 eller annars erhålls nämda hydroxid genom utlakning av mineral medelst vatten- tillsats såsom visas i Fig. 3, där natrium och kalium återvinns i form av hydroxid från den förbrukade reagenten.The alkali metal hydroxide, for example potassium hydroxide, is obtained from the spent reagent which is regenerated as shown in Fig. 2 or else said hydroxide is obtained by leaching minerals by water addition as shown in Fig. 3, where sodium and potassium are recovered in the form of hydroxide from the spent reagent .
Reagenterna som används i samband med förfarandet i enlighet med upp- finningen är empiriska hydrater av hydrosullider, monosulfider och 450 129 19 polysulfider ur gruppen TA av elementen i det periodiska systemet med undantag för väte. Av olika anledningar används i regel inte samman- sättningar med francium och cesium. Således används i regel samman- sättningar med natrium, kalium, litium och rubidium. Företrädesvis används kalium-, rubidium- och natriumsammansättningar. Rubidium ställer sig emellertid ekonomiskt ofördelaktigt. Natrium i form av exempelvis NaHS ställer sig mest ekonomiskt men kalium bör Således ger KHS-behandlad produkt omkring 3-SO API (API = American Petroleum Institute) lättare på grund av företrädesvis användas. effektivare ammoniak- och svavelavlägsning. När det gäller oljebärande lerskiffer, som behandlas initialt, blir natriumhydrosulfid ekonomiskt fördelaktigt, därför att den utgör en smälta under processförutsätt- ningar och därför att den under dessa förhållanden är mera stabil till- sammans med vatten. I den första reaktionen 212 erhålles således bättre kontakt mellan NaHS-sorterna och kerogenfraktionen på grund av lägre smältpunkter vid processtemperaturen. f Under reaktionen i den andra reaktorn, exempelvis 223, utgörs reagenten av en blandning av de empiriska hydraterna av hydrosulfiden och sulfider (monosulfider och polysulfider) av varje använd alkalimetall och under reaktionen pågår en inbördes omvandling av dessa svavelinnehållande former. (Efter hand som reaktionstemperaturen stiger, försvinner några av dessa former därför att deras sönderdelningstemperatur har över- skridits såsom nedan skall närmare förklaras.) Reagenten kan således initialtchargeras till reaktionszonen i form av hydrosulfid, empirisk hydrat eller i form av en eller flera svavelhydrater eller som en blandning av hydrosulfiden och empiriska sulfidhydrater. Reagenterna i form av empiriska hydrater kan också färdigställas in situ, men företrädcsvischargerasde i deras empiriska hydratform och företrädes- vis med den högre vätesulfidhalten,exempelvis hydrosulfiden emedan väte- sulfid förloras vid högre temperaturer, exempelvis vid 200-22000.The reagents used in the process according to the invention are empirical hydrates of hydrosullides, monosulphides and polysulphides from the group TA of the elements of the Periodic Table with the exception of hydrogen. For various reasons, compounds with francium and cesium are generally not used. Thus, compounds with sodium, potassium, lithium and rubidium are usually used. Preferably potassium, rubidium and sodium compositions are used. However, rubidium is economically disadvantageous. Sodium in the form of, for example, NaHS is most economical but potassium should Thus, KHS-treated product gives about 3-SO API (API = American Petroleum Institute) easier due to preferably used. more efficient ammonia and sulfur removal. In the case of oil-bearing shale, which is initially treated, sodium hydrosulphide becomes economically advantageous because it forms a melt under process conditions and because under these conditions it is more stable together with water. Thus, in the first reaction 212, better contact between the NaHS species and the kerogen fraction is obtained due to lower melting points at the process temperature. During the reaction in the second reactor, for example 223, the reagent consists of a mixture of the empirical hydrates of the hydrosulphide and sulphides (monosulphides and polysulphides) of each alkali metal used and during the reaction a mutual conversion of these sulfur-containing forms takes place. (As the reaction temperature rises, some of these forms disappear because their decomposition temperature has been exceeded as will be explained below.) The reagent can thus be initially charged to the reaction zone in the form of hydrosulfide, empirical hydrate or in the form of one or more sulfur hydrates or as a mixture of the hydrosulfide and empirical sulfide hydrates. The reagents in the form of empirical hydrates can also be prepared in situ, but are preferably charged in their empirical hydrate form and preferably with the higher hydrogen sulphide content, for example the hydrosulphide because hydrogen sulphide is lost at higher temperatures, for example at 200-22000.
Var och en av alkalimetallhydrosulfiderna och mono- och polysulfiderna kan ha en eller fler empiriska hydrater men då ej annat angives skall termen "hydrat" inkludera alla hydrater. 4> U'1 CD ...à BJ \C Mängden reagent som används måste vara tillräcklig för att möjliggöra adekvat kontakt med utgångsmaterialet och för att den önskade reaktions- hastigheten skall uppnås. Den största kvantitet oljebärande lerskiffer som kan behandlas med en given kvantitet reagent varierar för olika sorter oljebärande lerskiffer och kan fastställas i enlighet med de regler som närmare kommer att behandlas.Each of the alkali metal hydrosulfides and mono- and polysulfides may have one or more empirical hydrates, but unless otherwise indicated, the term "hydrate" shall include all hydrates. 4> U'1 CD ... à BJ \ C The amount of reagent used must be sufficient to allow adequate contact with the starting material and to achieve the desired reaction rate. The maximum quantity of oil-bearing shale that can be treated with a given quantity of reagent varies for different types of oil-bearing shale and can be determined in accordance with the rules that will be treated in more detail.
Det är underförstått att om kostnaden för reagenten, som exempelvis kostnaden för natriumhydrosulfid, är av ringa betydelse därför att dess tillgänglighet är god, då kan reagentåtervinningen slopas. Bibehållandet eller elimineringen av nämnda steg blir i så fall ett separat över- vägande.It is understood that if the cost of the reagent, such as the cost of sodium hydrosulfide, is of little importance because its availability is good, then the reagent recovery can be eliminated. The retention or elimination of the said steps then becomes a separate consideration.
Det har kunnat fastställas att reaktionen ger bättre utbyte om reaktionen med oljebärande lerskiffer genomförs med en viss minimi- kvantitet reagent närvarande. Detta gäller under i övrigt oför- ändrade förutsättningar. För detta ändamål kan man på bästa sätt genomföra reagentstabilisationen med vätesulfat baserad på den högsta volymfraktionen av vätcsulfid i reaktorn som icke hindrar reaktionen.It has been established that the reaction gives a better yield if the reaction with oil-bearing shale is carried out with a certain minimum quantity of reagent present. This applies under otherwise unchanged conditions. For this purpose, it is best to carry out the reagent stabilization with hydrogen sulfate based on the highest volume fraction of hydrogen sulfide in the reactor which does not hinder the reaction.
Om stora kvantiteter reagent är närvarande kan vätesulfiden som en del av den totala reaktorvolymen i gasform inte stabilisera reagenten. Å andra sidan kan reaktionen inte fortlöpa på grund av åtskillnad mellan väte och vatten om en stor volymandel av reaktorn upptas av vätesulfid. Överskottsreagent angriper icke endast icke önskade kom- ponenten i det oljebärande lerskiffret såsom järn i dess olika former men blir också ostabil, det vill säga reagenten omvandlas till alkali- hydroxider, sulfater och reagenten angriper exempelvis järnkomponenter i strukturen utan att angripa kolkomponenter. Detta gäller för alkali- hydroxider. Genom att icke avlägsna syre, svavel och rester av kväve- atomer för kerogenfraktionen av det oljebärande lerskiffret kan den felanvända reagenten överföra processen till en icke önskvärd reak- tionssckvens. Dessa konkurrerande överväganden påverkas vidare av de olika komponenterna i olika sorter av oljebärande lerskiffer.If large quantities of reagent are present, the hydrogen sulfide as part of the total reactor volume in gaseous form cannot stabilize the reagent. On the other hand, the reaction cannot proceed due to the separation between hydrogen and water if a large proportion of the reactor is taken up by hydrogen sulphide. Excess reagent not only attacks the undesired component of the oil-bearing clay shale such as iron in its various forms but also becomes unstable, i.e. the reagent is converted to alkali hydroxides, sulphates and the reagent attacks for example iron components in the structure without attacking carbon components. This applies to alkali hydroxides. By not removing oxygen, sulfur and residues of nitrogen atoms for the kerogen fraction of the oil-bearing clay shale, the misused reagent can transfer the process to an undesirable reaction sequence. These competing considerations are further affected by the different components of different types of oil-bearing shale.
Dessa konkurrerande överväganden löses eller minimeras delvis medelst följande. Om ett lämpligt urval av en reagent exempelvis om billig reagent är tillgänglig såsom en NaHS (som industriell handels- f. 450 129 21 vara) kan nämnda reagent föredragningsvis användas varvid återvinningen av reagenten inte kan betraktas som kritisk. Vätesulfid bör användas i mängder som inte hindrar reaktionen (vilket bäst styrs med utgångspunkt från den takt i vilken produkterna tillvaratas). Änga eller vatten kan strila in i reaktorn i form av en fin dimma och när detta tillsats- förfarande tillämpas kan för den erforderliga mängden exempelvis föl- jande grova tumregel tillämpas. Vattenmängden kan överensstämma med 130 vikts-Z baserat på uttaget av kolvätekondensat men de aktuella mängderna kvarstår såsom tidigare beskrivits. Härvid tas även med i beräkningen hydratationsvatten som är närvarande och vatten i det oljebärande skiffret.These competing considerations are resolved or partially minimized by the following. If a suitable selection of a reagent is available, for example if a cheap reagent is available as a NaHS (as an industrial commodity), said reagent may preferably be used whereby the recovery of the reagent cannot be considered critical. Hydrogen sulphide should be used in quantities which do not impede the reaction (which is best controlled on the basis of the rate at which the products are recovered). Steam or water can be sprayed into the reactor in the form of a fine mist and when this addition procedure is applied, the following coarse rule of thumb can be applied for the required amount, for example. The amount of water may correspond to 130 wt-z based on the withdrawal of hydrocarbon condensate, but the actual amounts remain as previously described. Hydration water that is present and water in the oil-bearing shale are also taken into account.
I allmänhet baseras vätesulfidtillsatsen på en utrymmes-, tids- och hastighetsbasis och vanligen kommer tillsatsmängden att ligga på 40 - 120 ml/min och gallon (omkring 10 ml/min och liter till 30 ml/min och liter) reaktorutryme varvid 20 ml/min och liter kan betraktas som vanligt. Uttryckt på annat sätt kan sägas att en halv mol och mindre H28 tillsätts för 1000 ml vatten som bortförs medelst hydrerings- reaktionen.In general, the hydrogen sulfide addition is based on a space, time and velocity basis and usually the amount of addition will be 40 - 120 ml / min and gallons (about 10 ml / min and liters to 30 ml / min and liters) reactor space with 20 ml / min and liters can be considered as usual. In other words, half a mole and less H28 is added for 1000 ml of water which is removed by the hydrogenation reaction.
Anledningen till vätesulfídtillsatsen framgår av nedanstående reak- tioner. 1. 4KOH + 4H2S ---få 4KHS + 4H2O När från kol härrörande svavel finns närvarande erhålles 2. 4S + ÖKOH -----9 KZSZO3 + 2K2S + 3H20 i sin tur följer 3. KZSZO3 + 3H2S ---> K S 2 5 + 3H2O sönderfallet av KZSZ är enligt följande 4. 4K2S2 + 8H2O '___-fi> 4KOH + ÅKHS + ÅS + ÅHZO 45Ü 129 22 Härav följer att då H25 är närvarande KOH omvandlas till KHS och om något KOH bildar tiosulfat då omvandlas tiosulfaten till KZSS.The reason for the addition of hydrogen sulphide is shown in the reactions below. 1. 4KOH + 4H2S --- get 4KHS + 4H2O When carbon-derived sulfur is present, 2. 4S + ÖKOH ----- 9 KZSZO3 + 2K2S + 3H20 in turn follow 3. KZSZO3 + 3H2S ---> KS The decomposition of KZSZ is as follows 4. 4K2S2 + 8H2O '___- fi> 4KOH + ÅKHS + ÅS + ÅHZO 45Ü 129 22 It follows that when H25 is present KOH is converted to KHS and if some KOH forms thiosulfate then the thiosulfate is converted to KZSS.
Emedan KOH angriper exempelvis järnsalter i gångarten kommer den till synes fördelaktigare eller åtminstone på ett fördelaktigt sätt konkurrerande reaktionen med vätesulfid att minimera sidreaktionerna varvid processen blir attraktiv.For example, since KOH attacks iron salts in the gait, the seemingly more advantageous or at least advantageously competing reaction with hydrogen sulfide will minimize the side reactions making the process attractive.
Ytterligare reaktioner är följande: . 1<2s5-->K2s4 + s (över 300%) 6. K S 24 BK S+S 2 3 (över 46000) 7. KHS + KZS + 3H20--9 3KOH + ZHZS 8. KZS + H20 -í-š KOH + Kl-IS 9. KHS + H20 11) H25 + KOH . RHS + KOH-rm K S 2 ' xH O 2 (x kan vara exempelvis 2, 5 etc beroende på temperaturen).Additional reactions are as follows:. 1 <2s5--> K2s4 + s (over 300%) 6. KS 24 BK S + S 2 3 (over 46000) 7. KHS + KZS + 3H20--9 3KOH + ZHZS 8. KZS + H20 -í-š KOH + Kl-IS 9. KHS + H 2 O 11) H25 + KOH. RHS + KOH-rm K S 2 'xH O 2 (x can be for example 2, 5 etc depending on the temperature).
Således kan tillräckligt H25 finnas närvarande för att genom mass- aktion hålla reaktionerna i ett sådant tillstånd att reagenten är stabil, det vill säga att svavel tas upp endera från skifferolja eller från oljehärande lerskiffer eller från reagenten och genom vätcsulfidens aktion undviks reagentens hydrolysering och vidare minimeras bildandet av fri kaliumhydroxid. Dessutom regenereras den tiosulfat som genereras genom syret i det oljebärande ler- skiffret under reatkionen till den önskade KZSS sulfaten. Således hålls reagenten vid den önskade hydrolysnivån medelst H25. 450 129 23 Bland de olika reagenterna föredras följande därför att de har den önskade stabiliteten och förmågan att dra till sig svavel, KHS, NaHS, KZS, KZSZ, KZS och sedan KZS3 KZSB; och bland dessa är preferensordningen följande: KZSZ, . De andra sulfiderna uppvisar ingen stabilitet vid _ _ . o _ deras smältpunkter, exempelvis Na2S2 vid 445°C, Na2S4 vid 275 C, eller , . o eljest avges svavel vid 760 mm, exempelvis ger K S vid 300 C K S 2 5 2 4 K254 ger vig 460°C KZS3 + S; och K ger vid 780°C K S + S. 2 2 -i-S; 253 Smältpunkterna för alkalisulfiderna som nämnts ovan är följande: för Kzs 948%; Kzsz 470°c; Kzs3 279°c (scelningspunkcn K2s4 145%; KZSS 20600; K2S6 19000. Smältpunkterna för sulfidblandningarna är för K s - K s 350%; ca 11o°c- fö: k s z-ZK s 1s3°c. ' 2 4 2 5 följande (rena eller eutektiska blandningar): ._ 0 U _ for KZSZ K2S3 225 C, for KZS3 KZS4 På grundval av vad som ovan framförts väljs lämpliga temperaturför- hållanden på grundval av sönderdelnings- och/eller smältpunkts- karakteristíka i syfte att medge användningen av en fast reagent eller stabil flytande reagent som kan bilda ett hölje kring kolet. Natur- ligtvís har de olika hydraterna från alkalisulfiderna olika smält~ och/eller sönderdelningspunkter, vilket naturligtvis också gäller för blandningarnas eutektika. Dessa temperaturpunkter kan utan svårighet fastställas på termografiskt sätt, vilket är väl känt bland fackmän.Thus, sufficient H25 may be present to by mass action keep the reactions in such a state that the reagent is stable, i.e. sulfur is taken up either from shale oil or from oil-curing shale or from the reagent and by the action of the hydrogen sulphide the hydrolysis of the reagent is avoided and further minimized. the formation of free potassium hydroxide. In addition, the thiosulfate generated by the oxygen in the oil-bearing clay shale is regenerated during the reaction to the desired KZSS sulfate. Thus, the reagent is maintained at the desired hydrolysis level by H25. Among the various reagents, the following are preferred because they have the desired stability and ability to attract sulfur, KHS, NaHS, KZS, KZSZ, KZS and then KZS3 KZSB; and among these the order of preference is as follows: KZSZ,. The other sulfides show no stability at _ _. their melting points, for example Na 2 S 2 at 445 ° C, Na 2 S 4 at 275 ° C, or,. o otherwise sulfur is emitted at 760 mm, for example K gives at 300 C K S 2 5 2 4 K254 gives vig 460 ° C KZS3 + S; and K gives at 780 ° C K S + S. 2 2 -i-S; The melting points of the alkali sulfides mentioned above are as follows: for Kzs 948%; Kzsz 470 ° C; Kzs3 279 ° c (sceling point K2s4 145%; KZSS 20600; K2S6 19000. The melting points of the sulphide mixtures are for Ks - Ks 350%; approx. 110 ° C the following (pure or eutectic mixtures): ._ 0 U _ for KZSZ K2S3 225 C, for KZS3 KZS4 On the basis of the above, suitable temperature conditions are selected on the basis of decomposition and / or melting point characteristics in order to allow the use Of course, the different hydrates from the alkali sulphides have different melting and / or decomposition points, which of course also applies to the eutectics of the mixtures. These temperature points can be determined thermographically without difficulty. , which is well known among those skilled in the art.
Vid den högsta drifttemperaturen, exempelvis vid AOOOC kommer härvid KZSS att ge svavel (vilket kan betraktas som ett nyttigt fenomen såsom tidigare har framförts i samband med dehydreringen av ytterligare processflöden). Emedan sönderdelningstemperaturerna sänks vid lägre tryck, blir skifferoljeomvandlingen helt möjlig vid atmosfäriskt tryck trots att några fördelar kan vinnas vid drift vid högre tryck. Exem- pelvis kan dock sägas att den tillkomande kostnaden i samband med drift vid 5 atö medför att drift vid nämda tryck blir mindre önskvärt.At the highest operating temperature, for example at AOOOC, KZSS will give sulfur (which can be considered as a useful phenomenon as has been previously stated in connection with the dehydration of additional process flows). Because decomposition temperatures are lowered at lower pressures, shale oil conversion becomes entirely possible at atmospheric pressure despite some advantages being gained from higher pressure operation. For example, it can be said that the additional cost in connection with operation at 5 atö means that operation at said pressure becomes less desirable.
Således gäller för praktiska ändamål att trycket kan varieras från ca å atö till omkring 5 atö varvid dock omgivningens atmosfärstryck är att föredraga. 450 129 24 De olika sulfiderna och deras sönderdelningstemperaturer inklusive reaktionerna finns angivna och beskrivna i US-patent 4 210 526 av den 1 juli 1980.Thus, for practical purposes, the pressure can be varied from about å atö to about 5 atö, whereby, however, the atmospheric pressure of the surroundings is preferable. The various sulfides and their decomposition temperatures, including the reactions, are set forth and described in U.S. Patent 4,210,526, issued July 1, 1980.
Det bör framhållas att det föreligger många konkurrerade reaktioner och att alkalimetallsulfidkemin är komplicerad. Ansträngningar har gjorts att förklara processen såsom den blivit uppfattad men det grundläggande kriteriet har ändock varit realiserbarheten av pro- cessen vid tillämpning på skifferolja och föredragningsvis olje- bärande lerskiffer. Detta har demonstrerats genom exempel.It should be noted that there are many competing reactions and that the alkali metal sulfide chemistry is complicated. Efforts have been made to explain the process as it has been perceived, but the basic criterion has nevertheless been the feasibility of the process when applied to shale oil and preferably oil-bearing shale. This has been demonstrated by example.
När det gäller kaliumreagenter lämnar uppvärmning till en temperatur av 105 - 1100C i vattenatmosfär en empirisk hydratsmälta som inne-- håller ungefär 35 vikts-Z bundet vatten. Smältan löses sedan i pre- cis tillräcklig mängd lätt kokande alkohol (föredragningsvis metanol eller etanol) för att bilda en mättad lösning, (tyngre lösning kan användas men de kräver mera energi för att förånga alkoholöverskottet), I fallet kaliumreagenter och vid omgivningstemperatur erfordras unge- fär 150 ml metanol eller något mera etanol för att lösa en mol KHS.In the case of potassium reagents, heating to a temperature of 105 DEG-110 DEG C. in a water atmosphere leaves an empirical hydrate melt containing about 35% by weight of Z-bound water. The melt is then dissolved in just a sufficient amount of light boiling alcohol (preferably methanol or ethanol) to form a saturated solution, (heavier solution may be used but they require more energy to evaporate the excess alcohol), In the case of potassium reagents and at ambient temperature, approx. get 150 ml of methanol or a little more ethanol to dissolve one mole of KHS.
Vätesulfid får i form av bubblor passera genom lösningen vid en tem- peratur som icke skall överskrida 60°C varvid en lösning av reagen- ten i alkohol erhålles.Hydrogen sulphide in the form of bubbles may pass through the solution at a temperature which must not exceed 60 ° C, whereby a solution of the reagents in alcohol is obtained.
Ovan beskrivna utföringsformer har redovisats med hänvisning till ritningarna. För att underlätta förståelsen och för att ytterligare belysa och stöda olika aspekter av de beskrivna processerna presen- teras följande exempel som inte i något avseende är avsedda att be- gränsa föreliggande uppfinnings räckvidd.The embodiments described above have been reported with reference to the drawings. To facilitate understanding and to further illustrate and support various aspects of the described processes, the following examples are presented which are in no way intended to limit the scope of the present invention.
Exempel I 200 gram oljeskiffer erhölls genom retortbehandling av oljebärande lerskiffer som behandlades i en första-stegs reaktor. Vätesulfid matades inte in i reaktorn som innehöll 50 ml metanollösning av kisel vätesulfid empiriskt dihydrat (0,38 gram KHS/ml lösning). 450 129 Första reaktionssteget ägde rum i ett vertikalt, cylindriskt kärl med en total volym av omkring 1 liter som var utrustat med en värme- mantel. Analyser av skifferoljan, produkter och rester i reaktorn ges nedan.Example I 200 grams of oil shale were obtained by retort treatment of oil-bearing shale which was treated in a first-stage reactor. Hydrogen sulfide was not fed into the reactor containing 50 ml of methanol solution of silicon hydrogen sulfide empirical dihydrate (0.38 grams of KHS / ml solution). 450 129 The first reaction step took place in a vertical, cylindrical vessel with a total volume of about 1 liter which was equipped with a heating jacket. Analyzes of the shale oil, products and residues in the reactor are given below.
Analys Material Kvantitet Väte Kväve Svavel Skífferolja 200 g 9.90 Z 1.45 Z 6.23 Z Fraktioner under 2so°c 22 g 10.33 z 1.16 2 6.85 z Fraktioneg 280 - 300 C 35 g 10.59 Z 0.95 Z 6.80 Z Rest 100 g 8.33 Z 1.47 Z 5.76 Z Okondenserade flyktiga ämnen totalt omkring 43 gram (medelst diff@rßfiS) Metallhalten anges nedan (om annat ej anges anger siffrorna ppm: "ND" anger inga spår).Analysis Material Quantity Hydrogen Nitrogen Sulfur Shale oil 200 g 9.90 Z 1.45 Z 6.23 Z Fractions below 2so ° c 22 g 10.33 z 1.16 2 6.85 z Fractional 280 - 300 C 35 g 10.59 Z 0.95 Z 6.80 Z Residual 100 g 8.33 Z 1.47 Z 5.76 Z Non-condensed volatiles total about 43 grams (by diff @ rß fi S) The metal content is given below (unless otherwise stated the figures ppm: "ND" indicates no traces).
Analys Material Na V K Fe Ni Ca Skifferolja 11 124 64 106 86 1223 Fraktioner under 2so°c 1.2 5 s N/D 20 - Fraktíoneš 280 _ 300 C 0.61 19 4.6 N/D N/D - Rest 21 56 2.892 34 565 - De tunga metallerna, exempelvis vanadium, molybden och nickel till- varatas såsom tidigare förklarats.Analysis Material Na VK Fe Ni Ca Shale oil 11 124 64 106 86 1223 Fractions below 2so ° c 1.2 5 s N / D 20 - Fractions 280 _ 300 C 0.61 19 4.6 N / DN / D - Residues 21 56 2,892 34 565 - The heavy the metals, for example vanadium, molybdenum and nickel, are recovered as previously explained.
En annan sats av den obehandlade skifferoljan som beskrivs i exem- pel I UtSatteS föf fEaktiOH. DQSS analys var följande: H C S C:H API N Obehandlad skífferolja 10.002 78.652 6.271 lC:l.53H 1.8 1.372 450 129 26 Kokpunktområde FO (Co) ( > 1oz zoz aoz aoz soz eoz voz 287 491 547 soo 623 641 665 667 (669 F° = 21.62 rest) En analys av de första 122 destillat från skifferolja med ovanstående analys som behandlats på sätt som anges ovan i en enkel reaktor med KZS ' XHZO som bildats från KHS som chargerats in i reaktorn visar en produkt enligt följande: API ° vid eo°F (15,6°C) 25.4 Idensitet vid 6o°F (1s,6°c) o.9o21 Svavel Z 6.74 BTU/poxxnd (Hb/kg) BTU/gallon«(Wh/l) NETTO BTU (Wh) 17517 (2380) 131553 (146o24 16484 (4830) Aska mindre än 0.001 Kol 80.15 Väte 11.32 Svavel 6.74 Kväve 0.68 Syre och obestämd 1.11 Natrium 1.2 PPM Kalium 1.1 PPM Exempel II Destíllation av skifferolja ur oljebärande lerskíffer. Två försök ut- fördes med oljebärande lerskiffer från Israel. Vid ett enkelt försök erhölls för lite olja för att erhålla ett destillationsområde. De två försöken kombinerades för att erhålla tillräcklig kvantitet olja för att bestäma destíllatíonsområdet. 450 129 27 Försök nr. 1: Omkring 60 ml av den nedan beskrivna reagentlösningen fick reagera med 1900 gram av oljebärande lerskiffer genom enkelblandning av mineral med reagentlösning. En tvåskikts reagent används som hade följande sammansättning. Till 6 mol KOH som var upplösta i 12 mol vattel till- sattes 108 ml absolut Et0H samt 4 S mol som var däri upplösta. Vid iordningställande av denna lösning (den exotermiska reaktionen vid upplösning av KOH i vatten gav den erforderliga värmen) tillsattes ytterligare 2 mol S i 108 ml absolut EtOH för att erhålla enmiriskt K S 0 2 2 3 tredjedel av lösningen med mängderna av lösningen tagna i de propor- + 2K2S2 + 3H2O. Denna reagent bildar en tvåskiktslösning. En tioner i vilka de två skikten förhåller sig till varandra tillsattes till en ekvimolarkvantitet (på basis av K), av en reagent som färdig- ställdes enligt följande. KOH + 2 H20 varvid lösningen mättades i kallt tillstånd med H28. Ytterligare en mol KOH löses sedan i lös- ningen. Lösningen smälter vid 60°C. Den erhållna reagenten är KZS ' 5H20.Another batch of the untreated shale oil described in Example I was exposed to fACTiOH. DQSS analysis was as follows: HCSC: H API N Untreated shale oil 10,002 78,652 6,271 lC: l.53H 1.8 1,372 450 129 26 Boiling point range FO (Co) (> 1oz zoz aoz aoz soz eoz voz voz 287 491 547 soo 623 641 665 667 (669 F ° = 21.62 residue) An analysis of the first 122 shale oil distillates with the above analysis treated as above in a simple reactor with KZS 'XHZO formed from KHS charged into the reactor shows a product as follows: API ° at eo ° F (15,6 ° C) 25.4 Density at 6o ° F (1s, 6 ° c) o.9o21 Sulfur Z 6.74 BTU / poxxnd (Hb / kg) BTU / gallon «(Wh / l) NET BTU (Wh ) 17517 (2380) 131553 (146o24 16484 (4830) Ash less than 0.001 Carbon 80.15 Hydrogen 11.32 Sulfur 6.74 Nitrogen 0.68 Oxygen and indeterminate 1.11 Sodium 1.2 PPM Potassium 1.1 PPM Example II Distillation of shale oil from oil-bearing clay shales Two experiments were carried out with oil-bearing In a simple experiment, too little oil was obtained to obtain a distillation zone. The two experiments were combined to obtain provide a sufficient quantity of oil to determine the distillation range. 450 129 27 Experiment no. 1: About 60 ml of the reagent solution described below was reacted with 1900 grams of oil-bearing shale by simply mixing mineral with reagent solution. A two-layer reagent is used which had the following composition. To 6 moles of KOH dissolved in 12 moles of water was added 108 ml of absolute EtOH and 4 moles of moles dissolved therein. In preparing this solution (the exothermic reaction on dissolving KOH in water gave the required heat), an additional 2 moles of S in 108 ml of absolute EtOH were added to obtain an anemic KS 0 2 2 3 third of the solution with the amounts of the solution taken in the proportions - + 2K2S2 + 3H2O. This reagent forms a two-layer solution. A ion in which the two layers relate to each other was added to an equimolar quantity (based on K), of a reagent which was prepared as follows. KOH + 2 H 2 O whereby the solution was saturated in the cold state with H 28. Another mole of KOH is then dissolved in the solution. The solution melts at 60 ° C. The reagent obtained is K 2 S 5H 2 O.
Mineralen blandades i reaktorn medelst mekanisk omröring, ånga och H23 - 80 ml/minut. Leroljeskiffret var från Israel.The mineral was mixed in the reactor by mechanical stirring, steam and H23 - 80 ml / minute. The clay oil shale was from Israel.
Reaktionen fortfor normalt men vid 320°C (approximativt värde) över- gick reaktionen till en exotermisk reaktion varvid temperaturen steg till 440°C. Värmen hade slagits ifrån vid 320°C men den exotermiska reaktionen hade börjat under 320°C. Ãngan stoppades vid 38006 men den exotermiska reaktionen fortsatte till en högsta temperatur av 440°C. 59 liter gas producerades. Av gasen utgjordes 69 Z av väte, 6 Z av C02 (huvudsakligen härrörande från lerskiffrets carbonater) resten utgjordes av kolväte med en kolhalt mellan 1 och 6. Man er- höll 77 ml kondensat med API värdet 29 och en svavelhalt av 7.12.The reaction continued normally but at 320 ° C (approximate value) the reaction turned into an exothermic reaction at which the temperature rose to 440 ° C. The heat had turned off at 320 ° C but the exotherm had started below 320 ° C. The steam was stopped at 38006 but the exothermic reaction continued to a maximum temperature of 440 ° C. 59 liters of gas were produced. Of the gas, 69 Z consisted of hydrogen, 6 Z of CO 2 (mainly derived from the carbonates of the clay shale) and the remainder were hydrocarbons having a carbon content between 1 and 6. 77 ml of condensate with an API value of 29 and a sulfur content of 7.12 were obtained.
Försök nr. 2: Omkring 60 ml av lösning av följande reagent blandades med 2200 gram oljebärande lerskiffer från Israel. Reagenten överensstämde med beskrivningen från försök nr 1 med undantag för att KOH + ZHZO mättades i kallt tillstånd med H28 varefter en tillsats av 1 mol KHO gjordes till den erhållna lösningen. Lösningen uppvärmdes till 450 129 28 över 180°C sedan fick den reagera med 0,83 mol svavel. Den andra katalysatorn var .densamma som i det ovan beskrivna försöket nr 1 med undantag för att icke ytterligare svavel tillsattes (vis-a-vi de två tidigare molen). Lika mängder av lösningarna på K basis till- sattes. Reaktorn som användes var densamma som vid det föregående försöket och utgjordes av en rund stålreaktor med en kapacitet av cirka 1 gallon (3,785 liter) som uppvärmdes och omrördes mekaniskt.Experiment no. 2: About 60 ml of solution of the following reagent was mixed with 2200 grams of oil-bearing clay shale from Israel. The reagent was consistent with the description from Experiment No. 1 except that the KOH + ZH2O was saturated in the cold state with H28 after which an addition of 1 mole of KHO was made to the resulting solution. The solution was heated to 180 ° C above 180 ° C then reacted with 0.83 moles of sulfur. The second catalyst was the same as in Experiment No. 1 described above except that no additional sulfur was added (vis-a-vi the two previous moles). Equal amounts of K-based solutions were added. The reactor used was the same as in the previous experiment and consisted of a round steel reactor with a capacity of about 1 gallon (3.785 liters) which was heated and stirred mechanically.
Oljan destilleradcs från mineraler huvudsakligen inom temperatur- områdena 220-240°C och 280-32000 i närvaro av ånga och vätesulfid det sistnämnda vid 80 ml/minut.The oil is distilled from minerals mainly in the temperature ranges of 220-240 ° C and 280-32000 in the presence of steam and hydrogen sulphide the latter at 80 ml / minute.
Det israeliska oljebärande lerskiffret innehåller 5 Z kolväten I 25 Z (av de 5 Z). Svavelhalten hos mineralet är 2,5 Z.The Israeli oil-bearing clay shale contains 5 Z hydrocarbons I 25 Z (of the 5 Z). The sulfur content of the mineral is 2.5 Z.
Kolvätekondensatet innehöll 6,25 Z svavel och hade ett API värde av 31 och den uppsamlande flytande volymen var omkring 71 ml. Det okondenserade destillatet bestod av 37 liter gas som innehöll 66 Z väte, 2 Z koldioxid, 1 Z kolmonoxid och 28 Z kolväte som hade kol- andelar mellan 1 och 6. Delar av kondensatet förlorades när över- skottsånga blåste en del av mineralcn in i kondensatorkärlet.The hydrocarbon condensate contained 6.25 Z of sulfur and had an API value of 31 and the collecting liquid volume was about 71 ml. The uncondensed distillate consisted of 37 liters of gas containing 66 Z hydrogen, 2 Z carbon dioxide, 1 Z carbon monoxide and 28 Z hydrocarbon having carbon ratios between 1 and 6. Parts of the condensate were lost when excess steam blew some of the mineral into the capacitor vessel.
Destillaten från de två försöken kombinerades och 100 ml under- kastades kokpunktsbestämning. Bestämningen av kokpunktsområde visade en initial kokpunkt av (160°F) lika med 71,1°C och en högsta kokpunkt av 585°F (308°C) samt en rest av 1,7 vikts- Z. 1,7 Z innehöll 3,7 Z svavel. Svavelinnehållet inom 0-50 Z kokpunktsom- rådet uppgick till 7,25 Z, svavelinnehållet i resterande del av kokpunktsområdet det vill säga från 50 Z till slutpunkten uppgick till 4,1 Z. Sålunda är svavelinnehållet i den olja som extraherats från israeliskt oljebärande lerskiffer i enlighet med föreliggande uppfinning störst inom de fraktioner som har lägre kokpunkt. Kväve- halten uppgick till 0,11 Z. Produkten var grön-brun samt klar.The distillates from the two experiments were combined and 100 ml were subjected to boiling point determination. The determination of the boiling point range showed an initial boiling point of (160 ° F) equal to 71.1 ° C and a maximum boiling point of 585 ° F (308 ° C) and a residue of 1.7 wt. Z. 1.7 Z contained 3 , 7 Z sulfur. The sulfur content within the 0-50 Z boiling point range was 7.25 Z, the sulfur content in the remaining part of the boiling point range ie from 50 Z to the end point was 4.1 Z. Thus the sulfur content of the oil extracted from Israeli oil-bearing shale in in accordance with the present invention greatest within the fractions having a lower boiling point. The nitrogen content was 0.11 Z. The product was green-brown and clear.
Såsom visats ovan erhålls en svag reagent som medför en exotermisk reaktion vid högre temperatur exempelvis vid 360°C genom kombina- S '-2H 0 tion av K S2 ' 2 2 2 xH2O (som erhölls genom uppvärmning av K 450 129 29 vid 100oC vid närvaro av svavel) och en tvåskiktsreagent som har färdigställts som ovan men som inte hade behandlats medelst till- sättning av 2 mol svavel. Återigen användes ekvimolara mängder av de två reagenter baserade på kiselmängden (på elementbasis). Från den ovan beskrivna tvåskiktsreagenten togs lösningen ut i samma proportion som förhållandet mellan skikten.As shown above, a weak reagent is obtained which gives rise to an exothermic reaction at a higher temperature, for example at 360 ° C by combining S '-2H 0 tion of K S2' 2 2 2 xH2O (obtained by heating K 450 129 29 at 100 ° C at 100 ° C. presence of sulfur) and a two-layer reagent which has been prepared as above but which had not been treated by the addition of 2 moles of sulfur. Again, equimolar amounts of the two reagents based on the amount of silicon (on an elemental basis) were used. From the two-layer reagent described above, the solution was taken out in the same proportion as the ratio of the layers.
Såsom klart framgår av detta exempel kan blandningar av sulfider från alkaliserier användas och likaså blandningar av sulfiderna av alkalisorterna som exempelvis kalium.As is clear from this example, mixtures of sulphides from alkali series can be used, as well as mixtures of the sulphides of the alkali species such as potassium.
Example III 453 gram av det oljebärande lerskiffret fick reagera med kalium vätesulfid, KHS, som i exempel II varvid KHS uppträdde i hydrat form och reaktion försiggick i närvaro av vatten. Mängden reagent som användes var 60 ml av lösning av 0,4 gr/ml KHS. Kaliumväte- sulfiden användes i form av en alkanollösning (metanol och etanol) av kaliumhydrosulfiden och den avlägsnades medelst höjning av tem- peraturen till omkring 135oC. Vid det tillfället hade någon dcl av 'vätesulfiden bildat kaliumsulfidhydrat KZS xH2O (x är vanligen även vid dessa förhållanden). En del av reaktionsprodukten som uppsamlats i två seriekopplade kondensorer togs med tillsammans med destillatet. Vid omkring 16000 sönderföll kaliumsulfidhydraten med ymnig gasbíldning som följd.Example III 453 grams of the oil-bearing shale was reacted with potassium hydrogen sulfide, KHS, as in Example II, in which KHS appeared in hydrated form and the reaction took place in the presence of water. The amount of reagent used was 60 ml of solution of 0.4 g / ml KHS. The potassium hydrogen sulfide was used in the form of an alkanol solution (methanol and ethanol) of the potassium hydrosulfide and it was removed by raising the temperature to about 135 ° C. At that time, some dcl of the hydrogen sulfide had formed the potassium sulfide hydrate K2S xH2O (x is usually even in these conditions). A portion of the reaction product collected in two series-connected condensers was taken along with the distillate. At about 16,000, the potassium sulfide hydrate decomposed with abundant gas formation as a result.
Det bildades avsevärda mängder flytande kolvätekondensat ur mineralen vid mellan 230 till 25000 samt återigen vid 320 till 35000 och vid 370°C och slutligen vid den högsta temperaturen 40000. Emellertid var mängden kondensat vid slutet av försöket eller vid 400oC ringa.Significant amounts of liquid hydrocarbon condensate formed from the mineral at between 230 to 25,000 and again at 320 to 35,000 and at 370 ° C and finally at the highest temperature 40,000. However, the amount of condensate at the end of the experiment or at 400 ° C was small.
Gasen uppsamlades ej. En total mängd av 25 ml oljeprodukt med speci- fik vikt 0,89 och API nummer 26 uppsamlades i form av kondensat.The gas was not collected. A total of 25 ml of specific product with a specific gravity of 0.89 and API number 26 was collected in the form of condensate.
Enædan det kan antas att kolvätehalten i detta prov av oljebärande lerskiffer var 5 Z var återvinningen i det närmaste fullständig det vill säga omkring 98,2 Z. 450 129 Exempel IV 453 gram av sama oljebärande lerskiffer behandlades med NaHS flingor (teknisk kvalitet). Mängden reagent var 100 gram. Flingorna smälte vid 112°C. Det smälta tillståndet utvidgades genom användning av inert- atmosfär och närvaro av vattenånga.Since it can be assumed that the hydrocarbon content in this sample of oil-bearing clay shale was 5 Z, the recovery was almost complete, i.e. about 98.2 Z. 450 129 Example IV 453 grams of the same oil-bearing shale were treated with NaHS flakes (technical grade). The amount of reagent was 100 grams. The flakes melted at 112 ° C. The molten state was expanded by the use of an inert atmosphere and the presence of water vapor.
Den vid 11200 smältande hydraten sönderfaller vid en högre temperatur med åtföljande avgivning av vatten till en lägre hydrat som är fast: Vatten infördes till reaktorn med en takt som motsvarade 6 ml/minut.The hydrate melting at 11200 decomposes at a higher temperature with concomitant release of water to a lower hydrate which is solid: Water was introduced into the reactor at a rate corresponding to 6 ml / minute.
Under försöket som beskrevs i exempel III, samt i detta exempel, tillfördes ingen vätesulfid. 24,5 ml av produkten erhölls på samma sätt som i exempel III varvid kondensaten även i detta fall hade en specifik vikt av 0,89 och ett API-värde (American Petroleum Institute) som uppgick till 26. Även ett andra försäk gav en produkt med API värde 26.During the experiment described in Example III, as well as in this example, no hydrogen sulfide was added. 24.5 ml of the product were obtained in the same manner as in Example III, the condensate also in this case having a specific gravity of 0.89 and an API value (American Petroleum Institute) amounting to 26. A second test also gave a product with API value 26.
Vid tvättning av mineralen med vatten erhölls en djupt grön lösning.When washing the mineral with water, a deep green solution was obtained.
Detta indikerar närvaron av alkalina järnsorter samt andra mineral- komplex.This indicates the presence of alkaline iron and other mineral complexes.
Under användning av vätesulfid reducerades bildandet av dessa kom- plex (troligen ferrit - ferrat komplex) avsevärt och samtidigt re- ducerades reagentförbrukningen.Using hydrogen sulphide, the formation of these complexes (probably ferrite-ferrate complex) was significantly reduced and at the same time the reagent consumption was reduced.
Av ovanstående två exempel framgår att det inte föreligger någon avsevärd skillnad mellan kvaliteten och kvantiteten hos kolväte- produkten som erhålls när natriumvätesulfid (teknisk kvalitet i form av flingor) användes i samband med dropptillförsel av vatten till reaktionskärlet och när alkanollösningar av kalium vätesul- fid och ånga användes som reagent i processen.From the above two examples it can be seen that there is no significant difference between the quality and quantity of the hydrocarbon product obtained when sodium hydrogen sulphide (technical grade in the form of flakes) is used in connection with drop supply of water to the reaction vessel and when alkanol solutions of potassium hydrogen sulphide and Steam was used as a reagent in the process.
Emellertid har man vid senare försök funnit att avsevärt mindre mängder reagent kan användas när vätesulfid används i reaktions- kärlet (varigenom processens ekonomi förbättras). 450 129 31 Baserat på ovanstående framställningar som gäller det praktiska genom- förandet av en enstegsreaktion kan sägas att API~värdet för konden- satet kan ligga mellan 7 och 32 varvid värdena 25 till 30 syns vara tämligen uppnâeliga varvid produktutbytet kan ligga omkring 100 Z och högre baserat på mängden organiskt kol i det oljebärande ler- skiffret. För att dessa resultat skall uppnås bör föredragningsvis vätesulfid vara närvarande i samband med reaktionen.However, later experiments have found that considerably smaller amounts of reagent can be used when hydrogen sulfide is used in the reaction vessel (thereby improving the economy of the process). 450 129 31 Based on the above representations concerning the practical implementation of a one-step reaction, it can be said that the API value for the condensate can be between 7 and 32, the values 25 to 30 appearing to be quite achievable, the product yield can be around 100 Z and higher based on the amount of organic carbon in the oil-bearing shale. In order to achieve these results, hydrogen sulfide should preferably be present in connection with the reaction.
Vid en tvåstegsreaktion med uppburna katalysatorer kan API-värdena ligga omkring 40.In a two-step reaction with supported catalysts, the API values can be around 40.
Exempel V 466 gram skifferolja av typen angiven i exempel I behandlades med 18,6 gram reagent i ett första reaktionskärl och med 12,4 gram reagent i ett andra reaktionskärl. Reagenterna var följande: RHS och K2S ' xH2O såväl i det första som i det andra reaktions- kärlet.Example V 466 grams of shale oil of the type set forth in Example I was treated with 18.6 grams of reagent in a first reaction vessel and with 12.4 grams of reagent in a second reaction vessel. The reagents were as follows: RHS and K2S 'xH2O in both the first and second reaction vessels.
Reaktionen i det andra reaktíonskärlet försiggick i gasfas. Högsta temperaturen i första reaktionskärlet uppgick till 39000, i andra reaktionskärlet var temperaturen 22000.The reaction in the second reaction vessel took place in the gas phase. The highest temperature in the first reaction vessel was 39,000, in the second reaction vessel the temperature was 22,000.
Analysen av initialdestillatet från andra kärlet var följande: API-värde vid eo°F (1s,e°c) 22.6 specifik vik: vid eo°F (1s,6°c) o.91so Svavelhalt i Z 5.94 BTU per pound (Wh/kilogram) BTU per gal1on(Wh/liter) 17411 (2315) 133125 (147769> Aska 0 . 008 KOI _ 80.48 Väte 10.66 Svavel 5,94 Kväve 1.05 Syre 1 . 86 Natrium 0.32 PPM 45Û 129 32 Vanadium N/D (inga Spår) Kalium N/D (inga spår) Järn N/D (inga spår) Analys för slutdestillationsfraktionen: Aer-värde vid eo°F (1s,e°c) 19.5 specifik vik: vid 6o°F (15.6°c) o.9371 Svavelhalt Z 6-19 BTU per pound (Wh/kilogram) 17571 (2377) BTU per gallon (Wh/liter) 137124 (152208) Netto sin (wh) 164m (4826) viskositet vid 1oo°F (37.s°c) 41.9 ssu Aska 0.007 Kol 80.51 Väte 12.04 Svavel 6.19 Kväve 0.96 Syre 0.29 Natrium 0.42 PPM Vanadium N/D (inga spår) Kalium N/D (inga spår) Järn N/D (inga spår) Nickel N/D (inga spår) Det kan beaktas att medan API-värdet har sjunkit och (som det bör för de senare destillatena) har väte-halten emellertid ökat. Ovanstående reaktioner gynnades inte av vätesulíidtillsats.The analysis of the initial distillate from the second vessel was as follows: API value at eo ° F (1s, e ° c) 22.6 specific fold: at eo ° F (1s, 6 ° c) o.91so Sulfur content in Z 5.94 BTU per pound (Wh / kilogram) BTU per gallon (Wh / liter) 17411 (2315) 133125 (147769> Ash 0.008 KOI _ 80.48 Hydrogen 10.66 Sulfur 5.94 Nitrogen 1.05 Oxygen 1.86 Sodium 0.32 PPM 45Û 129 32 Vanadium N / D (none Traces) Potassium N / D (no traces) Iron N / D (no traces) Analysis for the final distillation fraction: Aer value at eo ° F (1s, e ° c) 19.5 specific fold: at 6o ° F (15.6 ° c) o .9371 Sulfur content Z 6-19 BTU per pound (Wh / kilogram) 17571 (2377) BTU per gallon (Wh / liter) 137124 (152208) Net sin (wh) 164m (4826) viscosity at 100 ° F (37.s ° c) 41.9 ssu Ash 0.007 Carbon 80.51 Hydrogen 12.04 Sulfur 6.19 Nitrogen 0.96 Oxygen 0.29 Sodium 0.42 PPM Vanadium N / D (no traces) Potassium N / D (no traces) Iron N / D (no traces) Nickel N / D (no traces ) It can be noted that while the API value has decreased and (as it should for the later distillates) the hydrogen content has increased, however. ions did not benefit from hydrogen sulfide addition.
Tillsats av vätesulfíd ökar produktkvaliteten.Addition of hydrogen sulphide increases product quality.
I senare försök har man funnit att en minskning av reagentkvanti- teten icke hade negativ inverkan på utbytet förutsatt att väte- sulfid fanns närvarande. Så litet som 7.5 ml av reagent (KHS-bas) kunde användas för behandling av 500 g olja. Detsanmm gäller för oljebärande lerskiffer det vill säga omkring 7.5 ml (KHS-basis) av reagent kan användas för behandling av 1 100 g míneral_ 450 129 33 Den kvantitet som erfordras för att omhölja mineralen effektivt är emellertid av praktiska skäl en väsentlig faktor för att säkerställa en effektiv reaktion med mineralen. Den optimala effektivitetsnivån fast~ ställs för varje typ av lerskiffer medelst en erforderlig serie försök med progressivt minskande reagentkvantiteter och vid lämplig användning av vätesulfid under iakttagande av lämpliga utrymmes-, tids- och hastighetsförutsättningar såsom tidigare diskuterats.In later experiments, it has been found that a reduction in the quantity of reagent did not have a negative effect on the yield, provided that hydrogen sulphide was present. As little as 7.5 ml of reagent (KHS base) could be used to treat 500 g of oil. This applies to oil-bearing shale, ie about 7.5 ml (KHS base) of reagent can be used to treat 1,100 g of mineral_ 450 129 33 However, the quantity required to coat the mineral efficiently is, for practical reasons, an essential factor in ensuring an effective reaction with the mineral. The optimum level of efficiency is determined for each type of shale by means of a required series of experiments with progressively decreasing reagent quantities and with the appropriate use of hydrogen sulphide, observing suitable space, time and velocity conditions as previously discussed.
En del av kaliumhydrosulfiden sönderdclas under hydrolys varvid kalium- hydroxid och vätesulfid erhålles. Vid den högre temperaturen återvinnes sedan vätesulfid genom lämplig upparbetning av gasen eller genom åter- omvandling såsom visas i Fig. 4. Kaliumhydroxid utgör ett medel vid temperaturer av 36006 och högre temperaturer medelst vilket kalcium- karbonat i kalkstensresterna från det oljebärande lerskiffret reagerar med kaliumsulfat från reagentresterna för att bilda kalciumsulfat och en blandning av kaliumhydroxid och kaliumkarbonat. Kalium och natriumhalten hos det oljebärande lerskiffrets rest extraheras också i hydroxid form vid detta tillfälle det vill säga medelst lakning varefter det upp- arbetas för återanvändning. Ãnga används som visats ovan vid en temperatur vid vilken man önskar genomföra reaktionen det vill säga beroende på den typ av oljebärande lerskiffer och graden av sönderdelning hos dess beståndsdelar samt med hänsyn till den önskade produkten. För natriumvätesulfid och sulfid- serier eller reaktioner kan vatten strilas in i reaktorerna. På liknande sätt kan för dc exotermiska reaktionerna strilning av vatten underlätta styrningen av rcaktionsförloppet.A portion of the potassium hydrosulfide is decomposed during hydrolysis to give potassium hydroxide and hydrogen sulfide. At the higher temperature, hydrogen sulphide is then recovered by appropriate work-up of the gas or by conversion as shown in Fig. 4. Potassium hydroxide is an agent at temperatures of 36006 and higher temperatures by which calcium carbonate in the limestone residues from the oil-bearing clay shale reacts with potassium sulphate from the reagent residues to form calcium sulfate and a mixture of potassium hydroxide and potassium carbonate. Potassium and the sodium content of the residue of the oil-bearing shale are also extracted in hydroxide form at this time, ie by leaching, after which it is worked up for reuse. Young is used as shown above at a temperature at which it is desired to carry out the reaction, i.e. depending on the type of oil-bearing shale and the degree of decomposition of its constituents and with regard to the desired product. For sodium hydrogen sulfide and sulfide series or reactions, water can be sprinkled into the reactors. Similarly, for the exothermic reactions, sprinkling of water can facilitate the control of the reaction process.
Ehuru reaktionsmassan bestående av oljebärande lerskíffer och reagent kan omröras på lämpligt sätt är det gynnsammast att i förväg omhölja mineralen med en reagent i frånvaro av syre då syret har en tendens att förstöra reagenten. 450 129 34 Av den anledningen har det också befunnits nyttigt att använda en flytande eller en lös reagent. Flytande men ändå stabila reagenter kan användas för omhöljning av det oljebärande lerskiffret vid eller omkring den lämpliga smältpunkten av den utvalds reagenten eller den flytande eutektiska blandningen av dessa.Although the reaction mass consisting of oil-bearing clay slides and reagent can be stirred in a suitable manner, it is most advantageous to pre-coat the mineral with a reagent in the absence of oxygen as the oxygen has a tendency to destroy the reagent. 450 129 34 For this reason, it has also been found useful to use a liquid or a loose reagent. Liquid yet stable reagents can be used to coat the oil-bearing shale at or around the appropriate melting point of the selected reagent or liquid eutectic mixture thereof.
Som visats ovan kan alkalivätesulfider, alkalisulfider och vätesulfid- hydrater användas som reagent eller katalysator vid processen. Bland- ningar av alkali med varandra eller blandningar av sulfider av varje och med varandra är inbegripna inom ramen för föreliggande uppfinning.As shown above, alkali hydrogen sulfides, alkali sulfides and hydrogen sulfide hydrates can be used as reagent or catalyst in the process. Mixtures of alkali with each other or mixtures of sulfides of each and with each other are included within the scope of the present invention.
Naturligtivs gäller samma betraktelsesätt för varje alkalimetallsulfid- hydratsort.Ur praktisk synpunkt kan natrium och kaliumsulfider samt hy- drater och blandningar av var och en av dessa i deras respektive serier och blandningar med varandra i serierna inbegripas (som användbara för processen). Dessutom kan såsom tidigare visats en specifik sulfid och dess hydrater likaledes användas särskilt för det andra behandlings- steget och ytterligare behandlingssteg för produkterna från initial- reaktionen såsom i de fall då dessa utsätts för reaktionstemperaturer över 135°c. Även andra alkalisammansättningar i alkalimetallscrierna kan användas men ur kostnadssynpuukt är dessa icke fördelaktiga. Rubidiumsulfider är emellertid högaktiva och kan under speciella förutsättningar användas som uppburna katalysatorer exempelvis i aluminiumoxid etc. Cesium- sulfider är en annan sort i alkalimetallserien som är mindre användbara och dessutom icke är att föredraga ur kostnadssynpunkt.Of course, the same approach applies to each alkali metal sulfide hydrate type. From a practical point of view, sodium and potassium sulfides as well as hydrates and mixtures of each of these in their respective series and mixtures with each other in the series may be included (as useful for the process). In addition, as previously shown, a specific sulfide and its hydrates can also be used specifically for the second treatment step and additional treatment steps for the products from the initial reaction, such as in cases where they are exposed to reaction temperatures above 135 ° C. Other alkali compositions in the alkali metal crystals can also be used, but from a cost point of view these are not advantageous. However, rubidium sulphides are highly active and can under special conditions be used as supported catalysts, for example in alumina, etc. Cesium sulphides are another variety in the alkali metal series which are less useful and, moreover, are not preferable from a cost point of view.
I allmänhet bestäms antalet vattenmol i samband med hydratisering medelst termografisk uppteckning av temperatur och tid varvid distinkta temperatur-tidnivåer observeras och varvid samtidigt avgivning av vatten i gasform observeras. Dessa temperaturnivåer indikerar då reagent- stabiliteten.In general, the number of water moles in connection with hydration is determined by thermographic recording of temperature and time at which distinct temperature-time levels are observed and at which simultaneous release of water in gaseous form is observed. These temperature levels then indicate the reagent stability.
Förutom de ovan nämda bärare för ovan angivna "katalysatorer" har följande bärare också tagits i betraktande: spinell, kalium,, alumi~ niumsilikater och särskilt bränd bentonítlera etc. 450 129 Ett reagentangrepp på utgångsmaterialet samt produktblandníngen beror också på den kemiska samansättningen hos reagenten. Särskilt svavelhalten hos alkalimetallsulfiderna styr intensiteten hos an- greppet förutsatt att övriga omständigheter förblir oförändrade.In addition to the above-mentioned carriers for the above-mentioned "catalysts", the following carriers have also been considered: spinel, potassium, aluminum silicates and especially burnt bentonite clay, etc. 450 129 A reagent attack on the starting material and the product mixture also depend on the chemical composition of the reagent. In particular, the sulfur content of the alkali metal sulphides controls the intensity of the attack, provided that other circumstances remain unchanged.
Särskilt betonas att i samband med oljebärande lerskiffer har väte- sulfider förmågan att extrahera oljan från mineralen utan att fram- kalla en ohämmad gasproduktion. Detta representerar således ett sätt att extrahera korogenbaserade kolvätebeståndsdelar från mine- ral som bör föredragas. Därefter kan dessa beståndsdelar hydreras medelst de ovan beskrivna sulfidreagenterna uppburna av ett kataly- satorstöd och agerande som katalysatorer i gasfas.In particular, it is emphasized that in connection with oil-bearing clay shale, hydrogen sulphides have the ability to extract the oil from the mineral without producing uninhibited gas production. This thus represents a way of extracting corogen-based hydrocarbon constituents from minerals which should be preferred. Thereafter, these constituents can be hydrogenated by means of the sulphide reagents described above supported by a catalyst support and acting as gas phase catalysts.
Därtill kommer att olika hydrater av samma alkalisulfíder medför olika reagentformationer under i övrigt lika förutsättningar. Om ovanstående skall gälla måste naturligtvis de ovan nämnda sulfi- dernas hydrater vara stabila under reaktionsförutsättningarna.In addition, different hydrates of the same alkali metal sulphides entail different reagent formations under otherwise equal conditions. If the above is to apply, of course, the hydrates of the above-mentioned sulphides must be stable under the reaction conditions.
Intensiteten hos reaktionen kan modifieras medelst införande av vätesulfid i reaktionskärlet. Vätesulfid modifierat reaktionen och stabiliserar reagenten emedan det medför att tilläggssvavel finns närvarande när vätemängden hos vatten eller vätesulfid av- ges för vätesubstitution eller införande i kolvätemolekylen inne- hållande kväve, svavel eller syre. Blandningar av sulfider med olika svavelhalt kan också säkerställa en förutbestämd intensitet hos angreppen _Vätesulfid tillsätts också för substitution av reagentförlust.The intensity of the reaction can be modified by introducing hydrogen sulfide into the reaction vessel. Hydrogen sulfide modifies the reaction and stabilizes the reagent because it causes additional sulfur to be present when the amount of hydrogen in water or hydrogen sulfide is released for hydrogen substitution or introduction into the hydrocarbon molecule containing nitrogen, sulfur or oxygen. Mixtures of sulphides with different sulfur content can also ensure a predetermined intensity of the attacks. Hydrogen sulphide is also added to substitute for reagent loss.
Tillsats av vatten (ånga) säkerställer också ifråga om väte substi- tution eller införande i kolvätemolekylen. Om en starkare avskär- ning av bindningar hos utgångsmaterialmolekylerna är önskvärd som när det gäller tunga fraktioner av skifferolja eller mera komplexa molekyler hos det oljebärande lerskiffret måste katalysatorsamman- sättningen, vattenmängden och vätesulfiden tas med i betraktande och alla dessa måste justeras i enlighet därmed.Addition of water (steam) also ensures in the case of hydrogen substitution or introduction into the hydrocarbon molecule. If a stronger cut of bonds of the starting material molecules is desired, as in the case of heavy fractions of shale oil or more complex molecules of the oil-bearing shale, the catalyst composition, the amount of water and the hydrogen sulphide must be taken into account and all of these must be adjusted accordingly.
Det kan också väl inses och det har noggrant beskrivits att ytter- ligare behandling av brytningsprodukterna från initialfasen på 450 129 36 bästa sätt behandlas i samband med reaktionen i gasfas det vill säga gasfas - fast fas (stödda katalysatorer) reaktioner avsedda att i enlighet med ovan angivna anvisningar producera de önskade produkterna.It can also be well understood and it has been carefully described that further treatment of the mining products from the initial phase is best treated in connection with the reaction in gas phase i.e. gas phase - solid phase (supported catalysts) reactions intended to in accordance with the above specified instructions produce the desired products.
Av ovanstående exempel och beskrivningar framgår den överraskande och ei nära till hands liggande upptäckten att den använda reagent- mängden vid behandling av oljebärande lerskiffer minskar när rea- genten på lämpligt sätt stabiliseras medelst vätesulfid. Ogynnsamma reaktioner på grund av reagentens angrepp på mineralstrukturen har dolt de verkliga reaktionsförutsättníngar som är vida gynnsamare än som kunde ha förutsetts om man beaktar kolets upplösningsfaktor i mineralen samt mineralmaterialets sammansättning i allmänhet.The above examples and descriptions show the surprising and obvious discovery that the amount of reagent used in the treatment of oil-bearing shale decreases when the reagent is suitably stabilized by means of hydrogen sulphide. Adverse reactions due to the reagent's attack on the mineral structure have obscured the actual reaction conditions, which are far more favorable than could have been foreseen if one takes into account the dissolution factor of the carbon in the mineral and the composition of the mineral material in general.
Dessutom angrips bitumenfraktionen hos skifferolja av samma rea- genter som angriper kerogenerna. Samproduktionen av kolväten från dessa två (produktions) källor bidrar ytterligare till processens allmänna goda ekonomiska förutsättningar.In addition, the bitumen fraction of shale oil is attacked by the same reagents that attack the kerogens. The co-production of hydrocarbons from these two (production) sources further contributes to the general economic conditions of the process.
Därtill kommer att kerogenerna innehåller mineralbeståndsdelar såsom vanadium, nickel, molybden etc., dessutom medför närvaron av oorganiskt kol samt möjligen urlakningsbara beståndsdelar i det oljebärande lerskiffrct som exempelvis natrium och kalium etc. att processen enligt föreliggande uppfinning blir vida överlägsen tidigare kända termiska processer det vill säga retortprocesser.In addition, the kerogens contain mineral constituents such as vanadium, nickel, molybdenum, etc., in addition, the presence of inorganic carbon and possibly leachable constituents in the oil-bearing shale such as sodium and potassium, etc. means that the process of the present invention is far superior to prior art thermal processes. say retort processes.
Ovanstående beskrivning visar att föreliggande uppfinning medger en selektiv produktion av mättade och delvis omättade föreningar med utgångspunkt från skifferolja eller oljebärande lerskiffer vilket medger att högst varierande behov hos energiindustrin och hos den kemiska industrin kan tillfredsställas. Därmed har en om- fattande reserv av råmaterial blivit lättillgänglig och dessutom ekonomiskt tillgänglig som medger en säker och kontinuerlig till- försel av kolvätebeståndsdelar.The above description shows that the present invention allows a selective production of saturated and partially unsaturated compounds based on shale oil or oil-bearing shale, which allows highly varying needs in the energy industry and in the chemical industry to be satisfied. As a result, an extensive reserve of raw materials has become easily available and also economically available, which allows a safe and continuous supply of hydrocarbon constituents.
Claims (26)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14060480A | 1980-04-15 | 1980-04-15 | |
| US06/220,021 US4366044A (en) | 1979-08-06 | 1981-01-05 | Process for conversion of coal to hydrocarbon and other values |
| US24230581A | 1981-03-20 | 1981-03-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE8102388L SE8102388L (en) | 1981-10-16 |
| SE450129B true SE450129B (en) | 1987-06-09 |
Family
ID=27385522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE8102388A SE450129B (en) | 1980-04-15 | 1981-04-14 | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF HYDRATED CULVET BASED FROM OIL-BREAKING SHIPS |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU538590B2 (en) |
| BR (1) | BR8102313A (en) |
| CH (1) | CH637688A5 (en) |
| DD (1) | DD158232A5 (en) |
| DE (1) | DE3114987A1 (en) |
| DK (1) | DK168681A (en) |
| ES (1) | ES8203949A1 (en) |
| FI (1) | FI73721C (en) |
| FR (1) | FR2480299B1 (en) |
| GB (1) | GB2076012B (en) |
| GR (1) | GR78337B (en) |
| IL (1) | IL62651A (en) |
| IT (1) | IT1148010B (en) |
| SE (1) | SE450129B (en) |
| SU (1) | SU1297734A3 (en) |
| TR (1) | TR22287A (en) |
| YU (1) | YU41457B (en) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3303619A1 (en) * | 1983-02-03 | 1984-08-09 | Rollan Dr. 89003 Town of Beatty Nev. Swanson | Process for recovering hydrocarbons from shale oil rock |
| FI840787A7 (en) * | 1983-03-03 | 1984-09-04 | Rollan Swanson | Cracking and hydrogenation of heavy crude oil distillation residues, such as asphaltenes, resins, etc. |
| CN1048277C (en) * | 1994-06-17 | 2000-01-12 | 沈阳市琼江节能技术研究所 | Method for improving oil stability in refining shale oil by adding lime |
| US7264711B2 (en) * | 2001-08-17 | 2007-09-04 | Zwick Dwight W | Process for converting oil shale into petroleum |
| CN113415787A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-21 | 中南大学 | Device and method for efficiently separating and purifying sulfur in desulfurization waste liquid |
| CN113582373A (en) * | 2021-06-29 | 2021-11-02 | 中南大学 | Device and method for low-carbon separation and purification of sulfur in desulfurization waste liquid |
| EP4138299A1 (en) | 2021-08-17 | 2023-02-22 | Bang & Olufsen A/S | A method for increasing perceived loudness of an audio data signal |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB515928A (en) * | 1938-07-11 | 1939-12-18 | Int Hydrogeneeringsoctrooien | Improvements in the production of hydrocarbon products by destructive hydrogenation of solid carbonaceous materials |
| US3354081A (en) * | 1965-09-01 | 1967-11-21 | Exxon Research Engineering Co | Process for desulfurization employing k2s |
| US4119528A (en) * | 1977-08-01 | 1978-10-10 | Exxon Research & Engineering Co. | Hydroconversion of residua with potassium sulfide |
| AU537070B2 (en) * | 1979-08-06 | 1984-06-07 | Swanson, Rollan Dr. | Converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates |
-
1981
- 1981-04-14 GR GR64684A patent/GR78337B/el unknown
- 1981-04-14 AU AU69521/81A patent/AU538590B2/en not_active Ceased
- 1981-04-14 DD DD81229226A patent/DD158232A5/en unknown
- 1981-04-14 IL IL62651A patent/IL62651A/en unknown
- 1981-04-14 IT IT8148280A patent/IT1148010B/en active
- 1981-04-14 YU YU976/81A patent/YU41457B/en unknown
- 1981-04-14 CH CH248981A patent/CH637688A5/en not_active IP Right Cessation
- 1981-04-14 ES ES501333A patent/ES8203949A1/en not_active Expired
- 1981-04-14 FI FI811151A patent/FI73721C/en not_active IP Right Cessation
- 1981-04-14 DE DE19813114987 patent/DE3114987A1/en not_active Withdrawn
- 1981-04-14 BR BR8102313A patent/BR8102313A/en unknown
- 1981-04-14 SE SE8102388A patent/SE450129B/en not_active IP Right Cessation
- 1981-04-14 FR FR8107478A patent/FR2480299B1/en not_active Expired
- 1981-04-14 DK DK168681A patent/DK168681A/en active IP Right Grant
- 1981-04-14 TR TR22287A patent/TR22287A/en unknown
- 1981-04-14 GB GB8111869A patent/GB2076012B/en not_active Expired
- 1981-04-14 SU SU813274749A patent/SU1297734A3/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GR78337B (en) | 1984-09-26 |
| SU1297734A3 (en) | 1987-03-15 |
| CH637688A5 (en) | 1983-08-15 |
| YU41457B (en) | 1987-06-30 |
| FI73721B (en) | 1987-07-31 |
| DK168681A (en) | 1981-10-16 |
| ES501333A0 (en) | 1982-04-01 |
| FR2480299A1 (en) | 1981-10-16 |
| TR22287A (en) | 1986-12-25 |
| DD158232A5 (en) | 1983-01-05 |
| AU538590B2 (en) | 1984-08-23 |
| IL62651A0 (en) | 1981-06-29 |
| FI73721C (en) | 1987-11-09 |
| FI811151L (en) | 1981-10-16 |
| GB2076012A (en) | 1981-11-25 |
| ES8203949A1 (en) | 1982-04-01 |
| DE3114987A1 (en) | 1982-04-29 |
| GB2076012B (en) | 1983-12-21 |
| YU97681A (en) | 1983-04-30 |
| IT8148280A0 (en) | 1981-04-14 |
| FR2480299B1 (en) | 1986-06-06 |
| AU6952181A (en) | 1981-10-22 |
| BR8102313A (en) | 1981-12-08 |
| IT1148010B (en) | 1986-11-26 |
| SE8102388L (en) | 1981-10-16 |
| IL62651A (en) | 1985-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4266083A (en) | Biomass liquefaction process | |
| RU2561625C2 (en) | Method of separating and purifying sodium sulphide | |
| EP2732010B1 (en) | Upgrading platform using alkali metals | |
| US4018572A (en) | Desulfurization of fossil fuels | |
| SE453749B (en) | PROCEDURE TO OBTAIN THE CALVET FROM OIL SHIPS | |
| SE450129B (en) | PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF HYDRATED CULVET BASED FROM OIL-BREAKING SHIPS | |
| US20030109591A1 (en) | Slurry-phase skeletal iron catalyst process for synthesis gas conversion to hydrocarbons | |
| NL7908589A (en) | METHOD FOR THE EXTRACTION OF SULFUR. | |
| US4468316A (en) | Hydrogenation of asphaltenes and the like | |
| US2445983A (en) | Method of sulfurizing terpenes | |
| DE2167259C2 (en) | Process for the pyrolysis of carbonaceous materials | |
| US4248693A (en) | Process for recovering hydrocarbons and other values from tar sands | |
| CA1189812A (en) | Hydrocarbon, ammonia and metal value recovery from conversion of shale oil rock | |
| JPS606982B2 (en) | Recovery of hydrocarbons, ammonia, and metal values through shale conversion | |
| US4321127A (en) | Coal liquefaction using liquid clathrates | |
| DE3303619A1 (en) | Process for recovering hydrocarbons from shale oil rock | |
| KR20230120140A (en) | Method for producing methyl mercaptan with treatment of gaseous waste | |
| CS226017B2 (en) | Method of converting coal to gaseous hydrocarbons and volatile distillates | |
| KR20230118665A (en) | Method for drying methyl mercaptan by azeotropic distillation | |
| JPH0598266A (en) | Liquefaction of coal using catalyst fired by fluidization | |
| Garg | Catalytic coal hydroliquefaction process | |
| SE185974C1 (en) | ||
| DE3401006A1 (en) | Integrated process for the production of less active metals and of hydrocarbons using non-stoichiometric sulphides or oxides of potassium |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8102388-9 Effective date: 19900411 Format of ref document f/p: F |