DE2363064C3

DE2363064C3 - Verfahren zur Kohleverflüssigung durch Hydrierung von Kohle

Info

Publication number: DE2363064C3
Application number: DE2363064A
Authority: DE
Inventors: George J. Fords N.J. Snell
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1972-12-29
Filing date: 1973-12-19
Publication date: 1982-01-07
Also published as: BE808762A; ZA739262B; FR2212414A1; JPS4999604A; JPS5443521B2; NL174954B; NL174954C; LU69021A1; DE2363064A1; FR2212414B1; DE2363064B2; US3852183A; AU469866B2; NL7317800A; AU6364073A; CA1005383A; IT1009079B

Description

Entaschungsindex = 100 · Gewichtsteile aschefreies Benzolunlösliches im Produkt Gewichtsteile feuchtigkeits- und aschefreies kohlenstoffhaltiges Material,

gelöst und dispergiert im Kohleverflüssigungslösungsmittel

Z Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrierung bei einer Temperatur von 371 bis 482° C durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrierung in Gegenwart eines Katalysators durchführt

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrierung im Wirbelbett durchführt

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Anteigmittel verwendet, das im Bereich von 315 bis 482° C siedet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kohleverflüssigung durcH Hydrierung von Kohle in Gegenwart eines Kohleverflüssigungslösungsmittels.

Kohle kann zu wertvo/len Produkten umgewandelt werden, indem man die Kohle der Lösungsmittelextraktion mit oder ohne Wasserstoff ui. .erwirft, wobei man ein Gemisch aus Kohleextrakt und ungelöstem Kohlerückstand einschließlich ungelöstem extrahierbarem kohlenstoffhaltigem Material, Faserkohle und mineralischen Materialien oder Asche erhält

Das feinverteilte mineralische Material oder die Asche und die nicht umgesetzte Kohle müssen von dem Kohleextrakt abgetrennt werden; im allgemeinen besteht in diesem Abtrennungsschritt die Schwierigkeit, welche einer erfolgreichen Durchführung des Kohleextraktionsverfahrens im Wege steht Die bei den Kohleverflüssigungsverfahren auftretenden feinen Teil is chengrößen schaffen zahlreiche Schwierigkeiten, wenn man die üblichen Abtrennungsmethoden anzuwenden versucht, z. B. Filtrieren, Zentrifugieren oder Absetzen.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Kohleverflüssigung, wobei die anschließende Entfer-

nung von unlöslichem Material erleichtert ist Die Erfindung besteht ganz allgemein darin, daß man die Kohleverflüssigung derart steuert, daß die anschließende Abtrennung von feinverteiltem Kohlerückstand erleichtert ist

Im speziellen wird die Kohleverflüssigung derart gesteuert, daß das erhaltene Kohleverflüssigungsprodukt, welches aus einem flüssigen Kohleextrakt von gelöstem kohlenstoffhaltigem Material in einem Kohleverflüssigungslösungsmittel und unlöslichem Material

(Asche und nicht umgesetzte Kohle) besteht, einen Entaschungsindex (D. L), wie er im folgenden definiert ist, innerhalb eines speziellen Bereiches hat Es wurde überraschenderweise gefunden, daß man durch die Kontrolle des Entaschungsindexes eines Kohleverflüssi-

.15 gungsprodukts die anschließende Abtrennung des

unlöslichen Materials sehr erleichtern kann, während

der Verlust der gewünschten Kohleprodukte aus dem

Kohleextrakt minimal wird. Erfindungsgemäß wird die Hydrierung von Kohle

durch Kontrolle des Entaschung?'ndexes derart gesteuert, daß ein Kohleverflüssigungsprodukt erhalten wird, das aus kohlenstoffhaltigem Material, gelöst in dem Kohleverflüssigungslösungsmittel, und unlöslichem Material, dispergiert in dem Kohleverflüssigungslö-

sungsmittel, besteht und einen Entaschungsindex von 10 bis 18 aufweist, vorzugsweise 11 bis 15, wobei folgende Formel gilt:

Entaschungsindex = 100- Gewichtsteile aschefreies Benzolunlösliches im Produkt Gewichtsteile feuchtigkeits- und aschefreies kohlenstoffhaltiges Material,

gelöst und dispergiert im Kohleverflüssigungslösungsmittel

Das Benzolunlösliche des Kohleprodukts kann in bekannter Weise bestimmt werden, z. B. durch den ASTM-Test 0367-67. Bekanntlich umfaßt die Bestimmung des Benzolunlöslichen den Aschegehalt des Produkts, und dementsprechend wird der zur Bestimmung des Entaschungsindexes verwendete Faktor des aschefreien Benzolunlöslichen dadurch bestimmt, daß man die Menge der Asche im Produkt von der Menge des Benzolunlöslichen im Produkt subtrahiert. Der Nenner des Indexes ist die Menge des feuchtigkeits- und aschefreien kohlenstoffhaltigen Materials, gelöst und dispergiert im Verflüssigungslösungsmittel am Ende der KohleverflUssigungsstufe.

Die Kohleverflüssigung wird durchgeführt, indem man die Kohle in Gegenwart eines Kohleverflüssigungslösungsmittels nach einem der zahlreichen bekannten Verfahren (katalytisch oder nichtkatalytisch) hydriert Die katalytische Verflüssigung wird nach einem der zahlreichen bekannten Verfahren durchgeführt, z. B. in einem festen Katalysatorbett, im katalytischen Wirbelbett oder in einem expandierten oder aufgeschäumten Bett

Das Kohleverflüssigungslösungsmittel kann aus der großen Zahl der für die Kohleverflüssigung verwendeten Lösungsmittel ausgewählt werden einschließlich der Wasserstoff-Donor-Lösungsmittel, Nicht-Wasserstoff-6s Donor-Lösungsmittel und Mischungen derselben. Ein Kohleverflüssigungslösungsmittel, welches im Rahmen der Erfindung bevorzugt verwendet wird, ist ein Lösungsmittel mit einem Siedebereich von 315 bis

482° C, welches aus dem Kohleverflüssigungsprodukt gewonnen wird und noch nicht der anschließenden Hydrierung unterworfen wurde.

Der Entaschungsindex des Verflüssigungsproduktes wird gesteuert, indem man den Gehalt des Benzolunlöslichen in dem bei der Wasserstoffbehandlung erhaltenen Kohleverflüssigungsprodukt steuert. Die Menge des Benzolunlöslichen im Kohleverflüssigungsprodukt wird dadurch gesteuert, daß man die Durchflußgeschwindigkeit der Wasserstoffbehandlung in Gegenwart spezieller Katalysatoren, die Reaktionstemperatur und den Wasserstoffpartiaidruck aufeinander abstimmt; eine Steigerung der Durchflußgeschwindigkeit steigert die Menge des Benzolunlöslichen. Die Auswahl spezieller Temperaturen, Durchflußgeschwindigkeiten, Katalysatoren und Wasserstoffpartialdrücken zur Erzielung der Menge an Benzolunlöslichem im Wasserstoffbehandlungsprodukt, weiche den gewünschten Entaschungsindex liefert, ist für den Fachmann ohne weiteres möglich.

Im allgemeinen wird die Wasserstoffbehandlung bei Temperaturen von 371 bis 482° C durchgeführt, vorzugsweise bei Temperaturen von 400 bis 455° C; der Druck liegt bei 70 bis 280 atü. Die DurchfluSgeschwindigkeit der Flüssigkeit beträgt im allgemeinen 1,0 bis 4,0 l/h, der Wasserstoffpartiaidruck 56 bis 210 at (absolut). Die Wasserstoffbehandlung wird im allgemeinen in Gegenwart eines Wasserstoffbehandlungskatalysators durchgeführt, z. B. Kobaltmolybdat, Wolfram-Nickelsulfid, Nickelmolybdat oder Mischungen derselben. Die Wasserstoffbehandlung wird im allgemeinen in einem aufgeschäumten Bett durchgeführt, wie es in der US-Patentschrift 29 87 465 beschrieben ist

Erfindungsgemäß wird durch diese Steuerung des Entaschungsindexes des bei der Kohleverflüssigung erhaltenen Produkts die Abtrennung der Asche erleichtert, ohne daß ein übermäßiger Verlust der gewünschten Kohleprodukte eintritt, gemessen an dem aschefreien über 455° C siedenden Produkt, welches nicht aus der Kohle isoliert wird. Eine Verminderung des Entaschungsindexes unterhalb eines Wertes von 10 führt zu c'.tier Verminderung der Ascheentfernung, während eine Steigerung des Entaschungsindexes über 18 zwar eine akzeptable Ascheentfernung bewirkt, jedoch zu einer Steigerung des Verlustes an aschefreiem über 455° C siedendem Kohleprodukt führt.

Das unlösliche Material wird vorzugsweise von dem Kohleverfiüssigungsprodukt abgetrennt, indem man einen flüssigen Promotor verwendet, dessen aromatische Eigenschaften geringer sind als die des Verflüssigungslösungsmittels, wodurch die Abtrennung des unlöslichen Materials verstärkt und beschleunigt wird und man einen flüssigen Kohleextrakt erhält, der praktisch i/ei von unlöslichem Material ist

Die zur Verstärkung und Beschleunigung der Abtrennung des unlöslichen Materials aus dem Kohle-Verflüssigungsprodukt verwendete Flüssigkeit ist im allgemeinen ein flüssiger Kohlenwasserstoff mit einem Charakterisierungsfaktor (K) von mindestens 9,75, vorzugsweise mindestens 11,00, wobei

Yf κ = ^B

Der Charakterisierungsfaktor ist der Index der aromatischen/paraffinischen Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen und Erdölfraktionen, der von Walson & Nelson in Industrial Engineering Chemistry, Vol.25, Seite880 (1933), beschrieben wird; mehr paraffinische Materialien haben einen höheren Wert des Charakterisierungsfaktors (K) Der Charakterisierungsfaktor (K) der Promotorflüssigkeit hat einen Wert, der im allgemeinen mindestens um 0,25 höher ist als der Charakterisierungsfaktor des Verflüssigungslösungsmittels.

In der folgenden Tabelle sind einige repräsentative Charakterisierungsfaktoren (K) für verschiedene Materialien zusammengestellt:

Tabelle

Anthracen	8,3
Naphthalin	8,4
220-260° C-Kohleteerdestillat	8,8
288 - 482° C-Kohleteerdestillat	9,1
315-482° C-Kohleteerdestillat	9,0
204—232⁼C-Kohieteerdestillat	9,4
Benzol	9,8
Tetrahydronaphthalin	9,8
o-Xylol	103
Decahydronaphthalin	10,6
Cyclohexan	11.0
Kerosin (Kp. 220-260° C)	11,9
n-Dodecylbenzol	12,0
Propylen-Oligomere (pentamer)	12,2
Ceten	12,8
Tridecan	12,8
n-Hexan	12,9
Hexadecan oder Getan	13,0

molarer durchschnittlicher Siedepunkt der Flüssigkeit (° R - -Rankine),

spezifisches Gewicht der Flüssigkeit (15,6° C/ 15,6° C).

Die zur Verstärkung und Beschleunigung der Abtrennung des unlöslichen Materials verwendete Flüssigkeit ist dadurch gekennzeichnet, daß sie eine 5-Vol.-°/o-Destillationstemperatur von mindestens 121°C und eine 95-Vol.-°/o-Destillationstemperatur von mindestens 177°C und nicht höher als 400°C hat Die Pr ;motorflüssigkeit hat vorzugsweise eine 5-Vol.-%-Destillationstemperatur von mindestens 155° C, besonders bevorzugt mindestens 204°C. Die 95-Vol.-%-Destillationstemperatur ist vorzugsweise nicht höher als 315°C. Die am meisten bevorzugte Proinotorflüssigkeit hat eine 5-Vol.-%-Destillationstemperatur von mindestens 220°C und eine 95-Vol.-%-Destillationstemperatur von nicht mehr als 260°C. Die Promotorflüssigkeit kann ein Kohlenwasserstoff sein, z. B. Tetrahydronaphthalin; in diesem Fall sind die 5-Vol.-%- und 95-Vol.-°/o-Destillationstemperaturen gleich, d. h., der Kohlenwasserstoff hat einen einzigen Siedepunkt. In diesPTi Fall muß der Siedepunkt des Kohlenwasserstoffes mindestens 177° C betragen, um das Erfordernis einer 5-Vol.-°/o-De%tillationstemperatur von mindestens I21°C und einer 95-Vol.-%-DestiIlationstemperatur von mindestens 177°C zu erfüllen. Die Promotorflüssigkeit ist vorzugsweise eine Mischung von Kohlenwasserstoffen; in diesem Fall sind die 5-Vol.-%- und 95-Vol.-%-Destiüationstunperaturen nicht identisch.

Die 5-Vol.-%- und 95-Vol.-%-Destillationstenperaturen werden üblicherweise nach den Verfahren ASTM D 86-67 oder D 1160 bestimmt, wobei das erstere für Flüssigkeiten mit einer 95-Vol.-%-Destillationstemperatur unter 315°C und das letztere für solche über 315°C bevorzugt ist. Die genannten Temperaturen werden auf AtmosDhärendruck korrieiert.

Als Beispiele für derartige Flüssigkeiten werden die folgenden genannt: Kerosin oder Kerosinfraktionen aus paraffinischen oder gemischten Basisrohölen; Mitleide slillate, leichte Gasöle und Gasölfraktionen aus paraffinischen oder gemischten Basisrohölen; Alkylben- ^ zole mit Seitenketten von 10 oder mehr Kohlenstoffatomen; paraffinische Kohlenwasserstoffe mit mehr als Y). Kohlenstoffatomen; Weißöl oder WeiDölfraktionen aus Rohöl; «-Olefine mit mehr als 12 Kohlenstoffatomen; vollhydrierte Naphthaline und substituierte Naph- u> inaline; Propylenoligomere (pentamer und höher); Tetrahydronaphthalin, schwere Benzinfraktionen. Die am meisten bevorzugten Flüssigkeiten sind Kerosinfraktionen, Weißöl, vollhydrierte Naphthaline und substituierte Naphthaline sowie Tetrahydronaphthalin.

Die Menge des zur Verstärkung und Beschleunigung der Abtrennung von unlöslichem Material aus dem Kohleverflüssigungsprodukt verwendeten flüssigen Promotors hängt von der Art des Promotors, dem Kohleverflüssigungsmittel, der als Ausgangsmaterial ι< < verwendeten Kohle und der Art der Durchführung der Kohleverflüssigung ab. Im allgemeinen liegt das Gewichtsverhältnis von flüssigem Promotor zur Kohlelösung im Bereich von 0,2 :1 bis 3,0 :1, vorzugsweise 0,3 :1 bis 2,0 :1, insbesondere 0,3 :1 bis 1,5 :1. Bei ^5 Verwendung der bevorzugten Promotorflüssigkeit, nämlich einer Kerosinfraktion mit 5-Vol.-%- und 95-Vol.-%-Destillationstemperaturen von 220⁰C bzw. 260°C hat sich ein Gewichtsverhältnis von Promotorflüssigkeit zur Kohlelösung in der Größenordnung von 0,4 :1 bis 0,6 :1 als besonders erfolgreich bewiesen. Selbstverständlich kann man jedoch auch größere Mengen des flüssigen Promotors verwenden, aber die Verwendung solch größerer Mengen ist unwirtschaftlich. Außerdem kann die Verwendung eines Überschusses an flüssigem Promotor zur Ausfällung oder Abscheidung einer sehr großen Menge der gewünschten Kohleprodukte aus dem Kohleextrakt führen. Bei Steigerung der verwendeten Menge des flüssigen Promotors wird insbesondere eine größere Menge an ip Asche aus der Kohlelösung abgeschieden; gleichzeitig erfolgt aber auch eine gesteigerte Abscheidung der gewünschten Kohleprodukte aus der Kohlelösung. Bei Verwendung des oben beschriebenen flüssigen Promotors kann man nicht nur mäßige Mengen des Lösungsmittels einsetzen, sondern außerdem die Asche wirksam aus der Kohlelösung abscheiden, d. h. in Mengen von mehr als 99%, ohne daß ein übermäßiger Verlust an den gewünschten Kohleprodukten eintritt.

Kohle, z. B. bituminöse Kohle, kann auf einer feuchtigkeits- und aschefreien Basis (MAF) 5 bis 10% unlösliches Material (z. B. Faserkohle) enthalten; demgemäß gehen bei dem Verfahren mindestens 5 bis 10% der MAF-Kohle verloren. Bei der Gewinnung von Kohleprodukten durch ein Kohleverflüssigungsverfahren wird der Produktverlust durch die Menge des über 455° C siedenden Produktes gemessen, welches aus der Kohle nicht wiedergewonnen wird; es ist nämlich dies die Fraktion einschließlich des unlöslichen Kohlematerials (z. B. Faserkohle), welche nicht aus dem festen Rückstand der Kohleentaschung gewonnen werden kann. Erfindungsgemäß (auf Basis eines MAF-Kohleausgangsmaterials) wird der Produktverlust der über 455°C siedenden Komponenten (auf aschefreier Basis) auf einem Wert von nicht mehr als etwa 30 Gew.-% gehalten, vorzugsweise nicht mehr als etwa 25 Gsw.-%. Im allgemeinen beträgt der Verlust an über 455° C siedenden Produkten (auf Basis einer MAF-Kohle) 10 bis 25 Gew.-O/n. Außerdem enthält das reine Kohleprodiikt (das extrahierte kohlenstoffhaltige Material ausschließlich der Promotorflüssigkeit, des Verflüssigungslösungsmittels und gasförmiger Produkte) weniger als etwa 0,5 Gew.-% unlösliches Material. Die Menge des unlöslichen Materials, welche in dem Kohleprodukt anwesend sein darf, hängt von den Produktspezifikationen ab; die Aschccntfcrnung wird so gesteuert, daß die erforderlichen Spezifikationen erfüllt werden. Auf Basis eines Illinoistyps entspricht die Herstellung eines Kohleprodukts mit weniger als 0,5 Gew.-% unlöslichem Material einer mehr als 99%igen Ascheentfernung. Erfindungsgemäß wird der flüssige Promotor der Kohlelösung in einer solchen Menge zugefügt, daß man ein Kohleprodukt erhält, in welchem das unlösliche Material in einer Menge von weniger als etwa 0,05 Gew.-% vorhanden ist, wobei der Verlust an dem über 455⁰C siedenden Produkt 10 bis 30Gew-% beträgt, vorzugsweise 10 bis 25 Gew.-% (auf Basis eines MAF-Kohleausgangsprodukts), d. h., 70 bis 90Gew.-% des MAF-Kohleausgangsmaterials wird entweder als Gas oder flüssiger Brennstoff gewonnen.

Der flüssige Promotor kann auch dadurch hergestellt werden, daß man ein Material mit einem Charakterisierungsfaktor unter 9,75 mit einem Material vermischt, dessen Charakterisieningsfaktor über 9,75 liegt, vorausgesetzt, daß die Mischung einen Charakterisierungsfaktor über 9,75 und die oben beschriebenen Siedeeigenschaften hat. Die Verwendung gemischter Materialien ist eine bequeme Art der Regulierung des Charakterisierungsfaktors.

Als weitere Alternative kann der flüssige Promotor aus dem Verfahren stammen; er wird erhalten durch Wasserstoffbehandlung eines Teils des isolierten Kohleprodukts, wie es in der US-Patentschrift 38 52 182 beschrieben ist.

Die Abtrennung des unlöslichen Materials aus dem Kohleextrakt wird im allgemeinen bei einer Temperatur von 149 bis 315°C durchgeführt, vorzugsweise bei 177 bis 260° C; der Druck beträgt 0 bis 35 atü, vorzugsweise 0 bis 21 atü. Das unlösliche Material wird vorzugsweise durch Absetzen infolge der Schwerkraft abgetrennt, wobei der praktisch an unlöslichen Stoffen freie Kohleextrakt oben und das unlösliche Material unten abgezogen wird. Bei einer solchen Absetzung sollte die Menge der unten entnommenen Produkte minimal sein, so daß der Verlust der schweren Produkte minimal gehalten wird. Die Verweildauer beim Absetzen liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 0,5 bis 6 Stunden, vorzugsweise 03 bis 3 Stunden.

Das aus dem Kohleextrakt gewonnene schwerere Material, d. h. das über 455° C siedende flüssige Produkt, kann weiterhin einer Wasserstoffbehandlung unterworfen werden, um seinen Schwefelgehalt zu vermindern. Bei der Steuerung der ersten Wasserstoffbehandlung zur Erzielung des gewünschten Entaschungsindexes kann die Wasserstoffbehandlung nicht ausreichend sein, um die gewünschte Verminderung des Schwefelgehalts zu erreichen.

Die Erfindung wird nun anhand der Figur näher erläutert

Gemahlene oder pulverisierte Kohle, im allgemeinen bituminöse, subbituminöse Kohle oder Lignit, vorzugsweise bituminöse Kohle, wird durch die Leitung 10 in eine Aufschlämmungszone 11 zusammen mit einem Kohleverflüssigungsiösungsmittel durch Leitung 12 eingeführt. Das KoWeverflüssigungsIösungsmittel ist ein von 315 bis 482° C siedendes Lösungsmittel, das man aus

dem Kohleverflüssigungsprodukt gewinnt und das nicht der anschließenden Hydrierung unterworfen wurde.

Eine Kohlepaste wird aus Zone 11 durch die Leitung 13 abgezogen und in eine Kohleverflüssigungszone 14 eingeführt, in der die Kohle in bekannter Weise in * flüssige Produkte umgewandelt wird.

Ein Kohleverflüssigungsprodukt, bestehend aus einem flüssigen Kohleextrakt von gelösten kohlenstoff- !...itigen Materialien in dem Kohleverflüssigungsmittel und unlöslichem Material (Asche und ungelöste Kohle) i" wird aus der Verflüssigungszone 14 durch die Leitung 15 abgezogen und in eine Abscheidungszone 16 eingeführt, in der aus dem Kohleverflüssigungsprodukt mindestens die Materialien abgetrennt werden, die bis zu der 95-Vol.-%-Destillationstemperatur der Flüssigkeit sie- i> den, welche zur Beschleunigung und Verstärkung der Abtrennung von unlöslichem Material verwendet wurde. Die Abscheidungszone 16 wird so betrieben, daß die Komponenten abgetrennt werden, die bis zu etwa 283"Csieueii. ~~

Ein Kohleverflüssigungsprodukt, das frei von den Komponenten ist, die bis zu etwa 288°C sieden, wird aus der Abscheidungszone 16 durch die Leitung 17 abgezogen und mit einer Promotorflüssigkeit aus Leitung 21 vermischt.

Der kombinierte Strom des Kohleverflüssigungsprodukts und der Promotorflüssigkeit in Leitung 22 wird in die Schwerkraftabscheidungszone 23 (Feststoffabtrennung) eingeführt welche aus einem üblichen Schwerkraftabscheider besteht, in der ein praktisch an Feststoffen freier oberer Strom von einem die r'eststoffe enthaltenden unteren Strom abgetrennt wird. Man kann jeden bekannten Schwerkraftabscheider verwenden, vorzugsweise jedoch einen speziellen Typ, wie er in der US-Patentschrift 38 56 675 beschrieben ist iS

Der an unlöslichem Material praktisch freie obere Strom wird aus der Schwerkraftabscheidungszone 23 durch die Leitung 24 abgezogen und in eine Wiedergewinnungszone 25 eingeführt in der die Promotorflüssigkeit und verschiedene Fraktionen des Kohleextrakts gewonnen werden. Die Wiedergewinnungszone 25 kann aus einem oder mehreren Fraktionatoren bestehen, durch welche verschiedene Fraktionen vom Produkt abdestilliert werden. Insbesondere wird die Wiedergewinnungszone so betrieben, daß die folgenden Fraktionen isoliert werden:

1. Eine Fraktion mit einer 5-Vol.-%- und 95-Vol.-%-Destillationstemperatur zwischen 420 und 460° C, die als Promotorflüssigkeit zur Verstärkung und Beschleunigung der Abscheidung von Feststoffen aus dem Kohleverflüssigungsprodukt verwendet wird;

2. eine Fraktion (460 bis 315°C), die als Destillatbrennstoff verwendet wird;

3. eine Fraktion (315 bis 482° Q, von der ein Teil als Kohleverflüssigungslösungsmittel in Leitung 12 verwendet und ein weiterer Teil als Produkt gewonnen werden kann;

4. ein Rückstand (über 482° C siedend) mit niedrigem Asche- und vermindertem Schwefelgehalt

Die in der Wiedergewinnungszone gewonnene Promotorflüssigkeit wird mit Verflüssigungsprodukt in Leitung 17 vermischt wobei eine Ergänzung durch die Leitung 26 zugeführt werden kann.

Der aus der Schwerkraftabscheidungszone 23 durch die Leitung 31 unten entnommene Strom, welcher dispergiertes unlösliches Material enthält, wird in eine Abdampfzone 32 eingeführt, in der Material, welches unterhalb von 482°C siedet, abgedampft und durch Leitung 33 in die Wiedergewinnungszone 25 eingeführt wird. Der aschereiche Abdampfrückstand in Leitung 34 kann dann der Kalzinierung oder Verkokung unterworfen werden. Der Abdampfrückstand in Leitung 34 enthält 10 bis 30 Gew.-% der MAF Kohle. Das Kohleprodukt aus den Zonen 16 und 25 enthält ausschließlich des Verflüssigungslösungsmittels und der Promotorflüssigkeit weniger als 0,05 Gew.-% unlösliches Material.

Der über 482°C siedende Rückstand mit niedrigem Asche- und vermindertem Schwefelgehalt, der aus der Wiedergewinnungszone 25 durch Leitung 40 abgezogen wird, kann in eine Wasserstoffbehandlungszone 41 eingeführt werden, um dessen Schwefelgehalt weiter zu vermindern. Die Wasserstoffbehandlung wird in Abwesenheit eines Anteig- oder Verflüssigungslösungsmittels in bekannter Weise mit Wasserstoffgas durchgeführt, welches durch die Leitung 42 eingeführt wird. Die

wart eines Hydrodesulfurisierungskatalysators bei einer Temperatur von 315 bis 455°C und einem Druck von 70 bis 210 atü durchgeführt. Das mit Wasserstoff behandelte Produkt mit weiter vermindertem Schwefelgehalt wird aus der Zone 41 durch die Leitung 43 abgezogen und als Brennstoff mit niedrigem Schwefelgehalt oder in Mischung mit derartigen Brennstoffen verwendet.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentzahlen auf das Gewicht

Beispiel

40 Gew.-% bituminöse Kohle und 60 Gew.-% eines zwischen 315 und 482° C siedenden Kohleteerdestillats werden zusammen mit Wasserstoff von oben in einen katalytischen Reaktor mit expandiertem Bett eingegeben, welcher ein Gemisch von sulfidiertem Kobalt- und Nickelmolybdat als Katalysator enthält Die Temperatur beträgt 420 bis 455° C, der Druck 98 atü, die Durchflußgeschwindigkeit 23 l/h; die Wasserstoffzufuhr 1,434 mVkg Kohle. Das Kohleprodukt hat einen Entaschungsindex von 12,8.

Das Kohleverflüssigungsprodukt wird von Asche befreit indem man es in einem 1500-ml-Kunststoffkolben unter Verwendung eines im Bereich von 220 bis 260°C siedenden Kerosins (K = 11,9) bei einem Gewichtsverhältnis Promotorflüssigkeit zu Kohlelösung von 0,75 absetzen läßt Das Absetzen wird bei einer Temperatur von 177° C und einem Druck von Oatü durchgeführt wobei die Absetzzeit 3,8 Stunden beträgt und oben ein Strom entnommen wird, der etwa 75% des Ausgangsmaterials ausmacht

Die Ascheentfernung (bezogen auf den oben entnommenen Strom) ist größer als 99,7% und der Verlust an über 455° C siedender MAF-Kohle kleiner als 27% (bezogen auf MAF-Kohleausgangsmaterial).

Vergleichsbeispiel 1

40 Gew.-% bituminöse Kohle und 60 Gew.-% eines zwischen 315 und 482° C siedenden Kohleteerdestillats werden zusammen mit Wasserstoff von oben in einen katalytischen Reaktor mit expandiertem Bett gegeben, der sulfidiertes Kobaltmolybdat als Katalysator enthält Die Temperatur beträgt 415 bis 435°C, der Druck 98 atü, die DurchfiuBgeschVindigkeit 038 l/h, die Wasserstoffzufuhr 1,558 mVkg Kohle. Das Kohleprodukt hat einen Entaschungsindex von 3,22.

Das Kohleverflüssigungsprodukt wird von Asche

befreit, indem man es in einem 1500-ml-Kunststoffkolben unter Verwendung eines im Bereich von 220 bis 260⁰C siedenden Kerosins (K= 11,9) bei einem Gewichtsverhältnis Promotorflüssigkeit zu Kohlelösung vein 0,75 absetzen läßt. Das Absetzen wird bei einer Temperatur von 177⁰C und einem Druck von 0 atü durchgeführt, wobei die Absetzzeit 3,8 Stunden beträgt und oben ein Strom entnommen wird, der etwa 75% des Ausgangsmaterial·: ausmacht.

Die Ascheentfernung (bezogen auf den oben entnommenen Strom) ist größer als 96,5% und der Verlust an über 455°C siedender MAF-Kohle kleiner als 18% (bezogen auf MAF-Kohleausgangsmaterial).

Dieses Beispiel zeigt, daß die Ascheentfernung nicht optimal ist, wenn der Entaschungsindex unterhalb des erfindungsgemäßen Bereichs liegt.

Vergleichsbeispiel 2

4U Gew.-Ψό bituminöse "Kohle und bö Gew.-««) eines zwischen 315 und 482°C siedenden Kohleteerdestillats werden zusammen mit Wasserstoff von oben in einen katalytischen Reaktor mit expandiertem Bett geleitet, welcher sulfidiertes Kobaltmolybdat als Katalysator enthält. Die Temperatur beträgt 415 bis 435°C, der Druck 84 atü, die Durchflußgeschwindigkeit 1,32 l/h, die Wasserstoffzufuhr 1.55Rm^J/kg Kohle. Das Kohleprodukt hat einen Entaschungsindex von 7.

Das Kohleverflüssigungsprodukt wird von Asche befreit, indem man es in einem 1500-ml-Kunststoffkolben unter Verwendung eines im Bereich von 220 bis 260°C siedenden Kerosins (K = 11,9) bei einem Gewichtsverhältnis Promotorflüssigkeit zu Kohlelösung von 0,75 absetzen läßt Das Absetzen wird bei einer Temperatur von 177° C und einem Druck von 0 atü durchgeführt, wobei die Absetzzeit 3,8 Stunden beträgt und oben ein Strom entnommen wird, der etwa 84% des Ausgangsmaterials ausmacht

Die Ascheentfernung (bezogen auf den oben entnommenen Strom) beträgt 97,75%.

Dieses Beispiel zeigt, daß die Ascheentfernung nicht optimal ist, wenn d~r Entaschungsindex unterhalb des erfindungsgemäßen Bereichs liegt.

Vergleichsbeispiel 3

40 Gew.-% bituminöse Kohle und 60Gew.-% eines zwischen 315 und 482⁰C siedenden Kohleteerdestillats werden zusammen mit Wasserstoff von oben in einen

Ii katalytischen Reaktor mit expandiertem Bett geleitet, der sulfidiertes Kobaltmolybdat als Katalysator enthält. Die Temperatur beträgt 410 bis 430⁰C, der Druck 84 atü, die Durchflußgeschwindigkeit 3,96 l/h, die Wasserstoffzufuhr 1,558 m'/kg Kohle. Das Kohleprodukt hat einen Entaschungsindex von 28.

Das Kohleverflüssigungsprodukt wird von Asche befreit, indem man es in einem 1500-ml-Kunststoffkolben unter Verwendung eines im Bereich von 220 bis 260°C siedenden Kerosins (K= 11,9) bei einem Ge wichtsverhaitnis Promotorfiussigkeii zu Kohieiosung von 0,75 absetzen läßt Das Absetzen wird bei einer Temperatur von I77°C und einem Druck von Oatü durchgeführt, wobei die Absetzzeit 3,8 Stunden beträgt und oben ein Strom entnommen wird, der etwa 72% des

2s Ausgangsmaterials ausmacht.

Die Ascheentfernung (bezogen auf den oben entnommenen Strom) ist größer als 99% und der Verlust an über 455°C siedender MAF-Kohle 33,4% (bezogen auf MAF-Kohle-Ausgangsmaterial).

ίο Dieses Beispiel zeigt, daß der Verlust an über 455° C siedendem Produkt nicht optimal ist, wenn der

Entaschungsindex oberhalb des erfindungsgemäßen Bereichs liegt Die Erfindung ist besonders vorteilhaft da die

vs Kohleverflüssigung in einer Weise durchgeführt wird, welche die nachfolgende Entfernung von unlöslichem Material optimal macht indem die Entfernung von Asche maximal und der Verlust an potentiell wertvollen Kohleprodukten minimal wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kohleverflüssigung durch Hydrierung von Kohle in Gegenwart eines Kohlever- flüssigungslösungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß man die Hydrierung durch Kontrolle des Entaschungsindexes derart steuert, daß ein KohleverflQssigungsprodukt erhalten wird, das aus kohlenstoffhaltigem Material, gelöst in dem Kohleverflüssigungslösungsmittel, und unlöslichem Material, dispergiert in dem Kohleverflüssigungslösungsmittel, besteht und einen Entaschungsindex von 10 bis 18 aufweist, wobei die folgende Formel gilt: