DE1471570B2

DE1471570B2 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF COCK AND VOLATILE SUBSTANCES FROM BITUMINOUS COAL, SUBBITUMINOES COAL OR LIGNITE

Info

Publication number: DE1471570B2
Application number: DE19641471570
Authority: DE
Inventors: Ward James Westfield N J Bloomer (V St A )
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1963-11-26
Filing date: 1964-11-25
Publication date: 1973-05-24
Also published as: DE1471570C3; GB1075240A; NO119527B; DE1471570A1

Description

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mit einem Lösungsmittel, das Schnittpunkte, umge- lieh einer Lösungseinrichtung 3 zugeführt wird, die rechnet auf eine Atmosphäre, von 316 bis 482⁰C auf- unter einem Druck von 1 bis 10 Atmosphären steht, wies und aus einem Kohleteerpech stammte, wurde Bei der in der Zeichnung dargestellten Anlage ist als nun überraschenderweise festgestellt, daß durch höher Fördereinrichtung 2 ein Schneckenförderer vorgesehen, siedende alkylierte Homologe von Phenanthren und 5 der die Kohle so in die Lösungseinrichtung 3 einspeist, andere ähnlich hoch siedende polyzyklische konden- daß in dieser kein Druckverlust auftritt, jedoch könnte sierte aromatische Ringverbindungen mit Angular- stattdessen auch eine beliebige andere mechanische struktur eine bessere Lösung bewirkt wird und der- Fördereinrichtung verwendet werden, mit der die artige Teerölfraktionen hinsichtlich der Lösungswir- Kohle in die Lösungseinrichtung 3 überführt werden kung trotz scheinbar nur unbedeutender Unterschiede io kann, ohne daß in dieser ein spürbarer Druckverlust in der Zusammensetzung allen für diesen Zweck be- eintritt.with a solvent which intersections converted lent a solution means 3 is supplied to the off against an atmosphere 316-482 ⁰ C up under a pressure of 1 to 10 atmospheres is, pointed and came from a coal tar pitch, was deposited with the The system shown in the drawing is now surprisingly found that a screw conveyor is provided by the higher conveyor 2, boiling alkylated homologues of phenanthrene and 5 which feeds the coal into the solution device 3, other similarly high-boiling polycyclic condensate that no pressure loss occurs in this , however, could be based aromatic ring compounds with angular instead of any other mechanical structure a better solution is achieved and the conveying device can be used with which the tar oil fractions are transferred to the dissolving device 3 with regard to the solubilizing effect despite apparently only insignificant differences io can without d ate in this there was a noticeable loss of pressure in the composition all for this purpose.

kannten Lösungsmitteln überlegen sind. Über eine Leitung 4 wird in die Lösungseinrichtung3known solvents are superior. A line 4 is used to enter the solution device 3

Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäß mit einer Geschwindigkeit, bei der sich ein Verhältnis verwendeten Lösungsmittel ist, daß die Extraktions- von Lösungsmittel zu Kohle von ¹J₂:1 bis 6:1 ergibt, Wirksamkeit durch wiederholte Verwendung sogar 15 hochsiedendes flüssiges Lösungsmittel eingespeist, das noch zunimmt, da die Hitzebeständigkeit der Lösung Schnittpunkte von 316 bis 482⁰C besitzt. Normalerbei jedem Durchgang durch das Verfahren verbessert weise wird ein Lösungsmittel—Kohleverhältnis von wird. Außerdem erlaubt die Verwendung eines derart 1:1 bis 3:1 vorgezogen, da in diesem Bereich bei hitzebeständig gemachten Lösungsmittels die voll- gleichzeitiger Verringerung der Filtrationskosten gute ständige Trennung des ursprünglichen Lösungsmittels 20 Extraktionsraten erzielt werden. Die Lösungseinrichvom Kohleextrakt oder dem in der Verkokungsein- rung 3 wird bei einer Temperatur von 316 bis 454°C, richtung gespaltenen gesamten Flüssigkeitsprodukt. vorzugsweise bei einer Temperatur von 399° C, sowie Der Grund für die Vergrößerung der Extraktionswirk- bei einem Druck von vorzugsweise 1 bis 5 Atmosphäsamkeit liegt vermutlich in der Erhöhung der ther- ren gehalten. Bei diesen Bedingungen werden im wemischen Stabilität des Lösungsmittels infolge einer 25 sentlichen alle in der Rohkohle enthaltenen extrahier-Verminderung des unerwünschten Gehalts an Anthra- baren kohlenstoffhaltigen Stoffe thermisch depolymecen und dessen höher siedenden linearen Homologen, risiert. Die Depolymerisationsprodukte sind im Löwobei sich schließlich ein stabiles, vollständig wieder- sungsmittel löslich und bilden mit dem Lösungsmittel gewinnbares Lösungsmittel höchster Solvenz ergibt, eine homogene Kohlelösung. Mineralische Stoffe oder das dann ohne Verluste durch Polymerisation der 30 Asche und Faserkohle oder Fusain enthaltende unschweren Anteile bei Temperaturen von 416° C und lösliche Festteile werden in der Kohlelösung suspendarüber vollständig aus seiner Lösung wiedergewonnen diert. Um die Mischung aus Kohle und Lösungsmittel werden kann. Es ist sogar so temperaturbeständig, daß während des Lösungsvorgangs zu rühren, kann ein es entweder aus der entaschten Kohlelösung oder aus (in der Zeichnung nicht dargestelltes) Rührwerk vordem stärker gespaltenen flüssigen Produkt der bei 35 gesehen werden.Another important advantage of the solvent used according to the invention at a rate at which a ratio is that the extraction of solvent to charcoal ^{results from 1} J ₂ : 1 to 6: 1, effectiveness fed by repeated use even 15 high-boiling liquid solvent, this increases, since the heat resistance of the solution has intersections of 316 to 482 ^° C. Normally with each pass through the process a solvent to carbon ratio of will be improved. In addition, the use of such a 1: 1 to 3: 1 allows preferred, since in this range with heat-resistant solvents, the full simultaneous reduction in the filtration costs, good permanent separation of the original solvent extraction rates are achieved. The dissolving device of the coal extract or that in the coking device 3 is split in the direction of the entire liquid product at a temperature of 316 to 454 ° C. preferably at a temperature of 399 ° C, and the reason for the increase in the extraction efficiency at a pressure of preferably 1 to 5 atmospheres is probably due to the increase in the temperature. Under these conditions, the overall stability of the solvent is thermally depolymecen and its higher-boiling linear homologues as a result of a substantial reduction in the extraction of the undesired content of anthrbaric carbon-containing substances contained in the raw coal. The depolymerization products are finally stable, completely soluble in the solvent and, with the solvent, form a solvent of the highest solvency, resulting in a homogeneous carbon solution. Mineral substances or the non-heavy components at temperatures of 416 ° C, which then contain no losses through polymerization of the ash and fiber charcoal or fusain, and soluble solids are completely recovered from its solution in the coal solution. To the mixture of coal and solvent can be. It is even so temperature-resistant that stirring during the dissolution process can be seen either from the deashed coal solution or from an agitator (not shown in the drawing) in front of the more strongly split liquid product at 35.

Temperaturen von 482° C und darüber durchgeführten Die Lösungstemperaturen in der Lösungseinrich-Temperatures of 482 ° C and above carried out The solution temperatures in the solution device

verzögerten Verkokung praktisch quantitativ wieder- tung 3 werden zweckmäßig dadurch auf der gewünschgewonnen wird. ten Höhe gehalten, daß man einen Teil der Kohle-Statt des vorzugsweise verwendeten, aus Kohleteer- lösung und/oder Kohle-Lösungsmittelmischung abpech stammenden Lösungsmittels können im Verfahren 4° zieht und durch ein äußeres Heizungssystem zirkuder Erfindung auch andere hitzebeständige polyzy- Heren läßt. Zu diesem Zweck wird ein durch ein klische aromatische Lösungsmittel verwendet werden, Ventil 7 geregelter Teil des Inhalts der Lösungsdie durch katalytische und thermische Spaltung von einrichtung mit Hilfe einer Pumpe 6 abgezogen, durch Mineralöl erhalten wurden und innerhalb der erfin- eine Leitung 5 zu einem Erhitzer 8 gefördert und dungsgemäß vorgeschriebenen Schnittpunkte sieden. 45 danach über eine Leitung 9 in die Lösungseinrichtung 3 Das Lösungsvermögen eines solchen Lösungsmittels zurückgeleitet. Auf diese Weise braucht man, um die wird auf analoge Weise ebenfalls durch Verbesserung Lösungstemperaturen in der Lösüngseinrichtung 3 aufder Hitzebeständigkeit bei jedem Durchgang durch recht zu erhalten, kein Hochdruck-Heizungssystem, das Verfahren größer, bis ein vollständig wiederge- das notwendig wäre, wenn das Lösungsmittel auf eine winnbares Lösungsmittel höchster Solvenz erhalten 50 zur Aufrechterhaltung der Lösungstemperaturen in wird. der Lösungseinrichtung ausreichende TemperaturDelayed coking practically quantitatively 3 are expediently obtained in this way on the desired level will. th height kept that one part of the coal instead of the preferably used, from coal tar solution and / or coal-solvent mixture off Originating solvent can be drawn in the 4 ° process and circulated through an external heating system Invention also allows other heat-resistant polycycles. To this end, one is through one cliché aromatic solvents are used, valve 7 controlled part of the content of the solution withdrawn by catalytic and thermal cleavage from device with the aid of a pump 6, through Mineral oil were obtained and conveyed within the inven- a line 5 to a heater 8 and boil in accordance with the prescribed intersections. 45 then via a line 9 into the solution device 3 The solvency of such a solvent is returned. That way you need to get the is also increased in an analogous manner by improving the solution temperatures in the dissolving device 3 Heat resistance to be maintained with every pass through right, no high pressure heating system, the process larger until a complete recovery would be necessary if the solvent on a Obtainable solvent of highest solvency 50 to maintain the solution temperatures in will. temperature sufficient for the solution device

Beim Verfahren der Erfindung wird die eingesetzte vorgeheizt würde.In the method of the invention, the one used is preheated.

Rohkohle aus der Reihe bituminöser Kohle, sub- Eine Verweilzeit der Rohkohle in der Lösungsbituminöser Kohle und/oder Lignite, wie bereits einrichtung von etwa 3 bis 120 Minuten reicht norerwähnt, zunächst in einer Brech- und Mahleinrichtung 55 malerweise aus, um die extrahierbaren, kohlenstoffgebrochen und gemahlen. Die Teilchengrößenvertei- haltigen Stoffe wirkungsvoll und wirtschaftlich auflung kann bis zu 10 mm reichen. Vorzugsweise wird zulösen. Da das Lösungsmittel einen Anfangsschnittdie Rohkohle jedoch so fein gemahlen, daß der Haupt- punkt (umgerechnet auf eine Atmosphäre) von 316⁰C teil der Kohleteilchen ein Sieb mit einer lichten hat, während die Lösungstemperaturen etwa bis 454° CRaw coal from the series of bituminous coal, sub- A dwell time of the raw coal in the solution bituminous coal and / or lignite, as already mentioned, is about 3 to 120 minutes, initially in a crushing and grinding device 55 times enough to break the extractable, carbon and ground. The effective and economical resolution of the particle size distributing substances can reach up to 10 mm. It is preferable to redeem. Since the solvent, however, so a finely milled raw coal Anfangsschnittdie that the main point (on an atmosphere converted) of 316 ⁰ C in part of the coal particles has a sieve with an, while the solution temperature about 454 ° C

Maschenweite von 0,149 mm (Nr. 100) passiert. 60 liegen können, wird die Lösungseinrichtung 3 mit einerMesh size of 0.149 mm (No. 100) happened. 60 can be, the solution device 3 with a

Nachstehend wird die Erfindung an Hand der durch ein Ventil 11 geregelten Entlüftungsleitung 10 Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein versehen, die den Abzug niedrig siedender Bestandteile schematisches Fließdiagramm einer bevorzugten Aus- des Lösungsmittels und aus der Rohkohle verdampfter führungsform wiedergibt. flüchtiger Stoffe erlaubt. Es wurde jedoch festgestellt,The invention is described below with reference to the vent line 10 regulated by a valve 11 Drawing explained in more detail, the only figure of which is provided that the deduction of low-boiling components schematic flow diagram of a preferred embodiment of the solvent and evaporated from the raw coal leadership style reflects. volatile substances allowed. However, it was found

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der 65 daß die Menge an flüchtigen Stoffen praktisch verErfindung gelangt gemahlene oder pulverisierte Kohle nachlässigbar ist. Durch eine am Boden angeordnete von einem Trichter 1 in eine Fördereinrichtung 2, Entnahmeleitung 12 wird eine im wesentlichen homodurch die sie mit einer Sollgeschwindigkeit kontinuier- gene Kohlelösung abgezogen, in der ungelöste undAccording to a preferred embodiment of FIG. 65, that the amount of volatile matter has practically been found, ground or pulverized coal is negligible. By one arranged on the floor from a funnel 1 into a conveyor 2, extraction line 12 becomes a substantially homo-through which they withdrew at a set speed continuous coal solution, in which undissolved and

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unlösbare Festteile suspendiert sind, die mineralische Kohlelösung über eine Leitung 22 a in die Verkokungs-insoluble solid parts are suspended, the mineral coal solution via a line 22 a into the coking

Faserkohle bzw. Fusain und Mineralstoffe bzw. Asche trommel 23 geleitet, in der sie unter Bildung von KoksFiber coal or Fusain and minerals or ash drum 23 passed in which they formed coke

enthalten. Diese Suspension wird mit einer Pumpe 14 und einer Dampfphase verkokt wird. Bei der Einfüh-contain. This suspension is coked with a pump 14 and a vapor phase. At the introductory

über einen Kühler 13 einem kontinuierlich arbeitenden rung des Lösungsmittels in die VerkokungstrommelVia a cooler 13 a continuously working tion of the solvent in the coking drum

Rotationsfilter 15 zugeführt. Auf diese Weise sind 5 kann etwas Schaum entstehen. Dies kann wirksamRotary filter 15 supplied. This way you can create 5 foam. This can be effective

über 95 °/₀ der auf aschefreier Kohle basierenden dadurch verhindert werden, daß an der Einspeisstelle95 ° / ₀ to ash free coal-based can be prevented by that at the feed

extrahierbaren kohlehaltigen Stoffe gewonnen worden. oder an einer etwas höher gelegenen Stelle der Ver-extractable carbonaceous substances have been obtained. or at a slightly higher point of the

Die Kohlelösung wird beim Durchlaufen des Küh- kokungseinrichtung eine kleine Menge an Anti-Iersl3 auf 204 bis 371⁰C abgekühlt. Das Rotations- schaummittel zugegeben wird,
filter 15 vvird vorzugsweise mit einem Filtermittel vor- iq Die Dampfphase wird aus der Verkokungstrombeschichtet und normalerweise bei einem Druck von mel 23 am Kopf durch eine Leitung 25 a abgenommen 2,81 bis 4,22 atü betrieben, um die in der Kohlelösung und über eine Leitung 25 in eine Fraktionierkolonne 27 suspendierten Festteile praktisch vollständig zu ent- eingespeist. Während die Verkokungstrommel 23 mit fernen. Der Filterkuchen wird durch eine Leitung 16 der Kohlelösung beschickt wird und sich dabei allaus dem Rotationsfilter 15 ausgetragen und zur 15 mählich mit Koks füllt, wird aus der Verkokungs-Wiedergewinnung des darin enthaltenen Lösungs- trommel 24 Koks als Produkt ausgetragen, der über mittels gewaschen und getrocknet. Das Aufbringen Leitungen 26 a und 26 einer weiteren Behandlung zuiYon Filterhilfe auf das Filter vor dessen Inbetrieb- geführt wird. Bei normalem Betrieb ist das Kühlen nähme verbessert die Abtrennung unlöslicher und und Entleeren der Verkokungstrommel 24 beendet, ungelöster Teilchen aus der Kohlelösung beträchtlich, ao bevor sich die Verkokungstrommel 23 mit Koks ge-So wurden bei Verwendung vorbeschichteter Filter füllt hat. Sobald der Koks aus der Verkokungstromgefilterte Kohlelösungen erhalten, deren analytisch mel 24 ausgetragen und die Verkokungstrommel 23 bestimmter Aschegehalt -*- unabhängig vom Aschen- bis zu einer vorbestimmten Höhe mit Koks gefüllt ist, gehalt der Rohkohle, der zwischen 1 bis 2O°/o vari- wird die Kohlelösung über eine Leitung 22b zur Verierte — nur zwischen 0,02 bis 0,08 Gewichtsprozent 25 kokungstrommel 24 geführt, aus der sich bildende betrug. Daraus ergibt sich, daß die Wirksamkeit der Dampfphase durch eine Leitung 25b abgenommen Entaschung bei der Filtration mehr eine Funktion und über die Leitung 25 der Fraktionierkolonne 27 der Teilchengröße der Aschenteilchen als des Aschen- zugeführt wird. Nach dem Abkühlen wird die Vergehalts ist. Bei Verwendung von Filterhilfsmitteln mit kokungstrommel 23 entleert, wobei der Koks für die hohem Kohlenstoffgehalt kann der Filterkuchen zur 30 weitere Behandlung durch eine Leitung 26b und die Beschickung einer Verbrennungseinrichtung verwen- Leitung 26 abgeführt wird. Die untere Grenze des det werden, ,um seinen Wärmegehalt bzw. Heizwert oberhalb der anfänglichen Verkokungstemperatur zu nutzen. liegenden Bereiches der Temperatur, auf die die Kohle-The coal solution when passing through the Küh- kokungseinrichtung a small amount of anti-Iersl3 at 204 to 371 ⁰ C cooled. The rotary foaming agent is added,
filter 15 is preferably provided with a filter medium. The vapor phase is coated from the coking flow and is normally operated at a pressure of mel 23 at the top through a line 25 a taken from 2.81 to 4.22 atmospheres, in order to reduce the pressure in the coal solution and via a Line 25 to a fractionation column 27 to virtually completely de-fed suspended solids. While the coking drum 23 with distant. The filter cake is fed through a line 16 of the coal solution and is discharged from the rotary filter 15 and gradually fills with coke dried. The application of lines 26 a and 26 for further treatment toiYon filter aid is carried out on the filter before it is put into operation. During normal operation, the cooling would improve the separation of insoluble and undissolved particles from the coal solution, and emptying of the coking drum 24 was completed considerably before the coking drum 23 was filled with coke. When using precoated filters. As soon as the coke is obtained from the coking stream filtered coal solutions, the analytical mel 24 of which is discharged and the coking drum 23 of a certain ash content - * - is filled with coke to a predetermined level regardless of the ash, the raw coal content varies between 1 and 20% - The coal solution is via a line 22b to the verier - only between 0.02 to 0.08 percent by weight 25 coking drum 24, from which was formed. From this it follows that the effectiveness of the vapor phase is reduced by a line 25b ash removal in the filtration more of a function and via the line 25 of the fractionating column 27 the particle size of the ash particles is supplied than the ash. After cooling down the salary is. When using filter aids with a coking drum 23, the coke for the high carbon content can be discharged through a line 26b and the charging of a combustion device. Line 26 can be used for further treatment. The lower limit of the det, in order to use its heat content or calorific value above the initial coking temperature. temperature range to which the coal

Der Schwefelgehalt von Kohle mit geringem Schwe- lösung gebracht wird, hängt vom gewünschten Höchst-The sulfur content of coal with low sulfur solu- tion depends on the desired maximum

felgehalt (z.B. 1,46 Gewichtsprozent Schwefel) wird 35 gehalt des erzeugten Kokses an flüchtigen Stoffen ab,fel content (e.g. 1.46 percent by weight sulfur), the volatile content of the coke produced is reduced,

auf 0,3 bis 0,6%, also um durchschnittlich 70 °/₀ ver- der normalerweise 12 bis 16°/₀ beträgt. Die obereat 0.3 to 0.6%, with an average of 70 ° / ₀ comparable normally 12 to 16 ° / is _{the 0th} The upper

ringert. Da der in der Rohkohle enthaltene organische Grenze dieses Temperaturbereiches wird durch denwrestles. Since the organic limit of this temperature range contained in the raw coal is determined by the

Schwefel teilweise in dem Lösungsmittel löslich ist, Mindestgehalt an flüchtigen Stoffen im erzeugten KoksSulfur is partially soluble in the solvent, minimum volatile content in the coke produced

ist die von der Rohkohle abgetrennte Schwefelmenge bestimmt, der normalerweise 6 bis 8 % betragen soll,the amount of sulfur separated from the raw coal is determined, which should normally be 6 to 8%,

eine Funktion des Gehalts der Kohle an Pyrit- und 4° da Koks mit weniger als 6 % flüchtigen Stoffen äußersta function of the pyrite and 4 ° da coke content of the coal with less than 6% volatile matter

Sulfatschwefel, da dieser im wesentlichen vollständig hart ist und sich dementsprechend nur schwer aus derSulphate sulfur, since this is essentially completely hard and accordingly difficult to get out of the

durch die Filtration entfernt wird und damit der end- Verkokungstrommel entfernen läßt,is removed by filtration and thus the end coking drum can be removed,

gültige Schwefelgehalt der gefilterten Kohlelösung in Die Kohlelösung kann auch in einer Kontakt-valid sulfur content of the filtered carbon solution in The carbon solution can also be used in a contact

der Hauptsache eine Funktion des ursprünglichen Verkokungseinheit (diese besteht aus einem Reaktormainly a function of the original coking unit (this consists of a reactor

Gehalts der Kohle an organischem Schwefel ist. Bei 45 mit einem abwärts strömenden Bett aus teilchenförmi-Organic sulfur content of the coal. At 45 with a downflowing bed of particulate

stark schwefelhaltiger Kohle (4,3 Gewichtsprozent gem Material, auf das die Kohlelösung verteilt undHighly sulphurous coal (4.3 percent by weight according to the material on which the coal solution is distributed and

Schwefel) ist das ^Verhältnis von anorganischem Sulfat- dabei verkokt wird) und dann auch bei höherenSulfur) is the ^ ratio of inorganic sulfate - it is coked) and then also at higher levels

und Pyritschwefel zu organischem Schwefel normaler- Temperaturen verkokt werden, wobei man einen Koksand pyrite sulfur are coked to organic sulfur at normal temperatures, whereby a coke

weise größer,als bei Kohlen mit geringem Schwefel- erhält, der weniger als 6% flüchtige Stoffe enthält,wise larger than low-sulfur coals containing less than 6% volatiles,

gehalt. Dementsprechend wurde bei stark schwefel- 50 Höhere als zur Bildung eines Kokses. mit einemsalary. Correspondingly, when it was strongly sulphurized, it was higher than that for the formation of a coke. with a

haltiger Kohle eine größere prozentuale Verminderung Mindestgehalt von 6% flüchtigen Stoffen führendecontaining coal leads to a greater percentage reduction, minimum content of 6% volatile substances

des Schwefelgehalts festgestellt, da der Schwefelgehalt Temperaturen sind dabei deswegen zulässig, weil beiof the sulfur content determined because the sulfur content temperatures are permissible because at

der gefilterten Kohlelösung auf 0,6 Gewichtsprozent dieser Arbeitsweise der Koks auch dann ohne Schwie-the filtered coal solution to 0.6 percent by weight of this mode of operation of the coke even then without difficulty

verringert wurde, was einer Gesamtverringerung des rigkeiten ausgetragen werden kann, wenn er wenigerhas been reduced, which means an overall reduction in abilities can be carried out if it is less

Schwefelgehalts um 70 bis 90% entspricht. 55 als 6% flüchtige Stoffe enthält. Außerdem erfordertSulfur content around 70 to 90%. 55 contains more than 6% volatile substances. Also requires

Die praktisch vollständig entaschte Kohlelösung das Verkoken im Kontaktverfahren keine Vorerhitzung wird über eine Leitung 17 in eine Drucktrommel 18 des Beschickungsmaterials der Verkokungseinrichtung geleitet, von der aus sie über eine Leitung 19 und (Kohlelösung) auf Temperaturen oberhalb der anfängeine Pumpe 20 einem Erhitzer 21 zugeführt wird. In liehen Verkokungstemperatur, da das Beschickungsder Rohrschlange des Erhitzers 21 wird die Kohle- 60 material in der Verkokungseinrichtung durch die fühllösung auf 454 bis 566° C erhitzt und dann über eine bare Wärme der Kontaktstoffe in der Verkokungs-Leitung 22 einer Verkokungseinheit zugeführt, die einrichtung auf eine Temperatur erwärmt wird, die unter einem Druck von 1 bis 6 Atmosphären gehalten über der Temperatur liegt, bei der die Verkokung wird. Die dargestellte Verkokungseinheit 21 ist eine einsetzt.The practically completely ashed coal solution does not preheat coking in the contact process is via a line 17 into a pressure drum 18 of the feed material of the coking device passed, from which it via a line 19 and (coal solution) to temperatures above the initial one Pump 20 is fed to a heater 21. In borrowed coking temperature, since the feeder The coil of the heater 21 is the carbon 60 material in the coking device by the sensory solution heated to 454 to 566 ° C and then a bare heat of the contact substances in the coking line 22 fed to a coking unit, the device is heated to a temperature which maintained under a pressure of 1 to 6 atmospheres above the temperature at which the coking occurs will. The illustrated coking unit 21 is an insert.

Verkokungseinrichtung zur sogenannten verzögerten 65 Die Fraktionierkolonne 27, in die die DampfphaseCoking device for the so-called delayed 65 The fractionation column 27 into which the vapor phase

Verkokung mit zwei abwechselnd beschickten Ver- aus der Verkokungseinrichtung durch die Leitung 25Coking with two alternately charged coking from the coking device through line 25

kpkungstrommeln 23 und 24. Während einer Betriebs- eingespeist wird, ist mit geeigneten FraktionierbödenKpkungdrommeln 23 and 24. During one plant feeding is done with suitable fractionation trays

phase wird die in einer Leitung22 befindliche erhitzte (nicht gezeigt) ausgerüstet. In den unteren Teil.derphase, the heated (not shown) located in a line 22 is equipped. In the lower part of the

Fraktionierkolonne 27 werden durch die Entlüftungsleitung 10 auch die weiter oben erwähnten, sich während des Lösungsvorgangs in der Lösungseinrichtung 3 bildenden bzw. daraus abgezogenen flüchtigen Stoffe eingespeist.Fractionation column 27 are through the vent line 10 also those mentioned above, during of the dissolving process in the dissolving device 3 forming or withdrawn from it volatile substances fed in.

Am Kopf der Fraktionierkolonne 27 wird durch eine Leitung 28 eine Fraktion abgezogen, die kondensierbare und nichtkondensierbare Komponenten enthält und einer herkömmlichen Behandlungseinheit zugeführt wird, in der die kondensierbaren Bestandteile von den nichtkondensierbaren Bestandteilen getrennt werden. An einer Zwischenstelle der Fraktionierkolonne 27 wird mittels einer Pumpe 30 durch eine Leitung 29 ein mittelschweres Mittelöl abgezogen und durch eine Leitung 31 zu einer Reinigungseinheit (nicht gezeigt) geführt. Ein durch ein Ventil 32 geregelter Teil des Mittelöls in der Leitung 29 wird durch eine Leitung 33, einen Abhitzekessel 34 sowie eine Leitung 35 geleitet, aus der er dann, in wenigstens zwei Teilströme aufgeteilt, durch Leitungen 35 a und 350 als Rücklauf in die Fraktionierkolonne 27 zurückgeführt wird.At the top of the fractionation column 27, a fraction is drawn off through a line 28 which contains condensable and non-condensable components and fed to a conventional treatment unit in which the condensable components separated from the non-condensable components. At an intermediate point in the fractionating column 27, a medium-heavy medium oil is drawn off by means of a pump 30 through a line 29 and passed through a line 31 to a cleaning unit (not shown). One regulated by a valve 32 Part of the middle oil in line 29 is through a line 33, a waste heat boiler 34 and a Line 35 passed, from which he then divided into at least two partial flows, through lines 35 a and 350 is returned as reflux into the fractionation column 27.

Aus der Fraktionierkolonne 27 wird durch eine Leitung 36 ein schweres Mittelöl abgezogen und in einen Drucktank 37 geleitet. Durch entsprechende Regelung der Temperatur in der Fraktionierkolonne 27 und .des in diese durch die Leitungen 35 a und 35 b eingespeisten Rücklaufs besitzt das durch die Leitung 36 abgenommene Mittelöl Schnittpunkte von 316 bis 482⁰C, umgerechnet auf eine Atmosphäre, und stellt somit das Lösungsmittel dar, das zum Lösen der eingesetzten pulverisierten Rohkohle in der Lösungseinrichtung 3 verwendet wird. Die Lösungseinrichtung 3 kann als zugeordnet zur Fraktionierkolonne 27 angesehen werden, es ist jedoch nicht notwendig, die Fraktionierkolonne 27 und die Lösungseinrichtung 3 bei dem gleichen Druck zu betreiben. Im allgemeinen wird der Gesamtdruck in der Lösungseinrichtung 3 wegen des üblichen Anstiegs der Temperatur in der Lösungseinrichtung über die am Boden der Fraktioniereinrichtung 27 herrschende Temperatur und wegen des Vorhandenseins einiger tiefer siedender, in der Lösungseinrichtung 3 gebildeter Kohlespaltprodukte etwas höher als in der Fraktionierkolonne 27 sein. So arbeitet man in der Fraktionierkolonne 27 in der Regel bei Drücken von 1 bis 5 Atmosphären, in der Lösungseinrichtung 3 hingegen bei Drücken von 1 bis 10 Atmosphären, wobei das in der Entlüftungsleitung 10 vorgesehene Ventil 11 es ermöglicht, die Fraktionierkolonne 27 und die Lösungseinrichtung 3 bei unterschiedlichem Druck zu betreiben.A heavy medium oil is drawn off from the fractionation column 27 through a line 36 and passed into a pressure tank 37. By appropriate control of the temperature in the fractionation column 27 and .des in this through the conduits 35 a and 35 b fed retrace the removed through line 36 middle oil intersections has 316-482 ⁰ C as converted to an atmosphere, and thus provides the solvent which is used to dissolve the pulverized raw coal used in the dissolving device 3. The dissolving device 3 can be regarded as being assigned to the fractionating column 27, but it is not necessary to operate the fractionating column 27 and the dissolving device 3 at the same pressure. In general, the total pressure in the solution device 3 will be somewhat higher than in the fractionation column 27 because of the usual increase in the temperature in the solution device above the temperature prevailing at the bottom of the fractionation device 27 and because of the presence of some lower-boiling coal fission products formed in the solution device 3. In the fractionation column 27, for example, pressures of 1 to 5 atmospheres are used, whereas in the solution device 3, pressures of 1 to 10 atmospheres are used, the valve 11 provided in the vent line 10 enabling the fractionation column 27 and the solution device 3 operate at different pressures.

Der Lösungsmittelbedarf kann es notwendig machen, daß sowohl die Fraktionierkolonne 27 als auch die Lösungseinrichtung 3 unter höherem Druck betrieben werden, um aus der Fraktionierkolonne 27 durch Gewinnung größerer Mengen leichter Anteile, die beim Fahren der Fraktionierkolonne bei niedrigeren Drükken an Nebenströme und/oder Überkopfprodukte verloren gehen würden, mehr Lösungsmittel zu erhalten. Bodenprodukte werden aus der Fraktioniereinrichtung 27 durch eine Leitung 38 abgezogen. Sie können durch eine Pumpe 39 zum Erhitzer 21 gefördert und in diesem zusammen mit der entaschten Kohlelösung aus Leitung 19 erhitzt und anschließend verkokt werden. Ein durch ein Ventil 41 geregelter Teil des durch die Leitung 38 abgezogenen Bodenprodukts kann durch eine Leitung 40 abgezweigt und zu nicht gezeigten Speicher- und Reinigungseinrichtungen geführt werden.Solvent requirements can make it necessary that both the fractionation column 27 and the Solvent 3 operated under higher pressure to from the fractionating column 27 by recovery larger amounts of lighter fractions that occur when the fractionating column is operated at lower pressures to side streams and / or overhead products would be lost to obtain more solvent. Bottom products are withdrawn from fractionator 27 through line 38. You can conveyed by a pump 39 to the heater 21 and in this together with the deashed coal solution heated from line 19 and then coked. A part of the controlled by a valve 41 Bottom product withdrawn through line 38 may and may not be branched off through line 40 Storage and cleaning facilities shown are performed.

Insbesondere beim Anfahren der Anlage erforderliches frisches Lösungsmittel kann von außen in den Verfahrenskreislauf eingeführt werden, indem man es in durch ein Ventil 43 geregelten Mengen über eine Leitung 42 in den Drucktank 37 einspeist. Aus dem Drucktank 37 wird die für ein Lösungsmittel—Kohleverhältnis von ¹Z₂:1 bis 6:1 notwendige Menge an Lösungsmittel durch eine. Leitung 44 mit einer Pumpe 45 abgezogen und über ein Ventil 16, das die Lösungsmittelmenge regelt, zur Leitung 4 und durch diese in die Lösungseinrichtung 3 gefördert. Wenn nach dem Anlaufen des Verfahrens die Menge an verfügbarem Lösungsmittel den für den Lösungsvorgang erforderlichen Bedarf überschreitet, kann überschüssiges Lösungsmittel in durch ein Ventil 48 geregelten Mengen über eine Leitung 47 aus dem Drucktank 37 abgezogen werden.In particular, fresh solvent required when starting up the system can be introduced into the process cycle from the outside by feeding it into the pressure tank 37 via a line 42 in quantities regulated by a valve 43. The amount of solvent required for a solvent-carbon ratio of ¹ Z ₂ : 1 to 6: 1 is obtained from the pressure tank 37 by a. Line 44 withdrawn with a pump 45 and conveyed via a valve 16, which regulates the amount of solvent, to line 4 and through this into the solution device 3. If, after the start of the process, the amount of available solvent exceeds the requirement required for the dissolving process, excess solvent can be drawn off from the pressure tank 37 via a line 47 in amounts controlled by a valve 48.

Die nachstehenden Beispiele und Vergleichsversuche erläutern die Erfindung.The following examples and comparative experiments illustrate the invention.

_ ■■■■'■ ^:' '.''' ._ ■■■■ '■ ^: ''.'''.

B ei spiele-1 bis 3 und Vergleichsversuche I und IIExamples-1 to 3 and comparative experiments I and II

Es wurden mit verschiedenen Rohkohlen 3 Beispiele und 2 Vergleichsversuche durchgeführt» Die verwen^ deten Ausgangsmaterialien und Lösungsmittel, die angewandten Verfahrensbedingungen und die erzielten Ergebnisse sind aus der nachstehenden Tabelle I zu ersehen. . - ,'.-.: r 3 examples and 2 comparative experiments were carried out with various raw coals. The starting materials and solvents used, the process conditions used and the results obtained can be seen in Table I below. . - , '.- .: r

Table I.

Beispiel bzw.
Vergleichsversuch Nr.:Example or
Comparative test no .:

(Vergleich) (Erfindung)(Comparison) (invention)

(Erfindung)
Kohle(Invention)
money

PamPam

entaschtdeashes

Illinois 'Illinois'

(Vergleich)(Comparison)

SeekohleSea coal

(Erfindung))(Invention))

SeekohleSea coal

Werte der Kohleanalyse in
Gewichtsprozenten etwaCoal analysis values in
Weight percent about

Feuchtigkeit humidity

flüchtige Stoffe ...<·■ volatile substances ... <· ■

fester Kohlenstoff solid carbon

Asche ash

Schwefel sulfur

Chlor chlorine

2,69
37,7
38,9
19,662.69
37.7
38.9
19.66

3,72 feuchtigkeitsfr. Basis3.72 moisture-free Base

56,656.6

9,89.8

4,04.0

0,150.15

32,6
67,132.6
67.1

0,30.3

1.01.0

0,0030.003

2,752.75

38,9038.90

53,9953.99

7,117.11

1,181.18

1,41.4

36,636.6

56,656.6

5,45.4

1,461.46

1,4 ■■".■ 36,6 56,6 1.4 ■■ ". ■ 36.6 56.6

5,45.4

1,461.46

309 521/109309 521/109

Tabelle I (Fortsetzung)Table I (continued)

Beispiel bzw.
Vergleichsversuch Nr.Example or
Comparative experiment no.

I (Vergleich) (Erfindung)
PanaI (comparison) (invention)
Pana

(Erfindung)(Invention)

Kohlemoney

entaschtdeashes

IllinoisIllinois

IIII

(Vergleich)(Comparison)

SeekohleSea coal

(Erfindung)(Invention)

SeekohleSea coal

Lösungsmittel
Siedebereich ⁰C:solvent
Boiling range ⁰ C:

Siedebeginn Start of boiling

Siedeschluß . End of boiling.

hitzebeständig gemacht made heat resistant

Lösungsmittel-Kohleverhältnis ....Solvent-to-carbon ratio ....

Lösungstemperatur, ° C Solution temperature, ° C

Lösungsdruck, atü Solution pressure, atü

Verweilzeit, Min Dwell time, min

Filtrierungstemperatur, ⁰C .......Filtration ^{temperature, 0} C .......

Ausbeute an entaschter Kohle, bezogen aufYield of deashed coal, based on

a) gebrochene Kohle a) broken coal

b) aschefreie Kohle b) ashless coal

spezifisches Gewicht 38/38°C specific gravity 38/38 ° C

Erweichungspunkt ⁰C (Kugel-Ring)Softening point ⁰ C (ball-ring)

Schwefel, Gewichtsprozent Sulfur, weight percent

Verkokungsrückstand, Gewichtsprozent :Coking residue, percent by weight:

a) Ramsbottom ...;.■: a) Ramsbottom ...;. ■:

b) Conradson b) Conradson

CS₂-Löslichkeit in GewichtsprozentCS ₂ solubility in percent by weight

Bitumen bitumen

Asche ash

Differenz difference

399 >566 nein 3 zul 427399> 566 no 3 perm 427

5,27 20 2885.27 20 288

67,3 83,867.3 83.8

1,2516 64,01.2516 64.0

0,630.63

32,732.7

76,8176.81

0,060.06

23,13 316
48223.13 316
482

jaYes

zul
427perm
427

5,27
20
3295.27
20th
329

83,6
92,7
1,2250
55,083.6
92.7
1.2250
55.0

76,5676.56

0,080.08

21,3621.36

316316 399399 482482 >566> 566 jaYes neinno 2 zul2 perm 2 zul2 perm 418418 427427 • 5,27• 5.27 5,275.27 33 2020th 316316 232232 85,385.3 67,567.5 91,891.8 71,371.3 —---- 1,25231.2523 —---- 100,0100.0 0,440.44 35,935.9 . . 68,3568.35 —- 0,070.07 ■. —■. - 31,5831.58

316
482316
482

jaYes

3 zul 4273 perm 427

5,27 20
3165.27 20
316

90,0 95,2 1,214090.0 95.2 1.2140

0,510.51

23,923.9

81,0181.01

0,050.05

18,9318.93

Bei den in Tabelle I wiedergegebenen Versuchen wurde festgestellt, daß die Ausbeute an entaschter Kohle bzw. der Prozentsatz der im Lösungsmittel tatsächlich in Lösung gehenden löslichen Anteile der Rohkohle bei den Vergleichsversuchen I und II, für die ein Lösungsmittel verwendet wurde, das nicht die Schnittpunkte erfindungsgemäß zu verwendender Lösungsmittel aufwies, sondern ein Siedeverhalten, wie es die nach der USA.-Patentschrift 3 109 803 zu verwendenden Lösungsmittel besitzen sollen, wesentlich geringer war, als bei den Beispielen 1 bis 3, für die ein Lösungsmittel mit Schnittpunkten von 316 bis 482°C verwendet wurde.In the experiments shown in Table I it was found that the yield of ash more Coal or the percentage of the soluble parts actually going into solution in the solvent the raw coal in comparative experiments I and II, for which a solvent was used that was not the points of intersection of the solvent to be used according to the invention, but a boiling behavior as the solvents to be used according to US Pat. No. 3,109,803 are said to be essential was lower than in Examples 1 to 3, for which a solvent with intersection points from 316 to 482 ° C was used.

Die folgende Tabelle II gibt die in bezug auf organischen Schwefel, Pyritschwefel, Sulfatschwefel und Gesamtschwefel bei Beispiel 2 der Tabelle I erzielte Entschwefelung wieder.The following Table II gives those relating to organic sulfur, pyrite sulfur, sulfate sulfur and Total sulfur in Example 2 of Table I achieved desulfurization again.

OrganischerMore organic

o/O/

/0/ 0

Pyrit-S, % .
Sulfat-S, ⁰I₀ Pyrite-S,%.
Sulphate S, ⁰ I ₀

Gesamt-S, % . 1,181Total S,%. 1.181

0,593 punkten von 316 bis 482° C wieder, das in den Beispielen 1, 2 und 3 der Tabelle I verwendet wurde.0.593 points from 316 to 482 ° C again, that in the examples 1, 2 and 3 of Table I was used.

KohleextraktCoal extract

0,5930.593

keine feststellbaren Mengen keine feststellbaren Mengenno determinable amounts no determinable amounts

Die Tabelle III gibt Analysenkennwerte eines typischen hochsiedenden Lösungsmittels mit Schnitt-Tabelle III
Kohleiösungsmittel, SiedeverhaltenTable III gives analytical characteristics of a typical high-boiling solvent with section table III
Carbon solvents, boiling behavior

Prozent destilliertPercent distilled Dampf temperatur⁰ C
umgerechnet auf
760mmHg.abs.Steam temperature ⁰ C
converted to
760mmHg.abs. 5050 Siedebeginn Start of boiling 221
302221
302 5 5 316316 10 10 346
363
372
381346
363
372
381 20 20th 391391 5555 30 30th 403
416403
416 40 40 445445 50 50 472
488472
488 60 60 98,0 ...
2,0
keine
1,166498.0 ...
2.0
no
1.1664 finfin - 70 .................;- 70 .................; 80 80 90 ..90 .. 95 95 6565 Gewichtsprozent destilliert .....
Gewichtsprozent Rückstand ...
Gewichtsprozent Verluste
(durch Differenzbildung)
Spezifisches Gewicht (38/15,6⁰C)Weight percent distilled .....
Weight percent residue ...
Weight percent losses
(by forming the difference)
Specific weight (38 / 15.6 ⁰ C)

Der Ausdruck, daß das Lösungsmittel »Schnittpunkte von ...« aufweist, bedeutet in der Beschreibung und dem Anspruch ein Lösungsmittel, das Komponenten enthält, die zwischen den angegebenen Schnittpunkten sieden, mit nur einem geringen Teil 5 an tiefer und höher siedender Komponenten, deren Menge von der Trennschärfe der verwendeten Fraktionierkolonne abhängt.The expression that the solvent has "intersections of ..." means in the description and the claim a solvent which contains components between the specified Boiling points of intersection, with only a small part 5 of lower and higher boiling components, their The amount depends on the selectivity of the fractionation column used.

Die Tabelle IV gibt die bei der erfindungsgemäßen Verkokung einer entaschten Kohlelösung (Beispiel 2) erzielten Ergebnisse wieder.Table IV gives the coking according to the invention of a deashed coal solution (Example 2) achieved results again.

Probesample

1212th

Table IV

Feuchtigkeit ......Humidity ......

flüchtige Stoffe .. fester Kohlenstoffvolatile substances .. solid carbon

Asche ash

Schwefel sulfur

Chlor .....Chlorine .....

Herkunft der Kohle: IllinoisOrigin of the coal: Illinois

Kohlen-Rohkohle extrakt ^Koks Coal raw coal extract ^coke

2,752.75

38,938.9

53,9953.99

7,117.11

1,181.18

20,020.0

77,9 0,56 0,59377.9 0.56 0.593

90,2290.22

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 21 2

Claim: heating up with the above-mentioned solvents process for the production of coke and is closed in order to obtain volatile substances from bituminous coal, subbitu- bare pitch-like or bituminous masses for various purposes, minöses coal or lignite, in which coal or or its coking properties to improve.
Lignite in broken form with a high boiling point, at a temperature known as 3 109 803, the aromatic liquid, which contains the above-described components boiling from the USA patent ^{above 343 ° C., is the object of the invention} to improve that for over 300 ⁰ C and normal or increased when breaking up the crushed coal the dissolving pressure to a solution of the soluble coal-like borrowed, carbon-containing constituents in higher components in the aromatic liquid with 10 percent and if possible even practically quantitatively suspended therein ' insoluble solid residues go into solution, no disadvantageous solids are digested during coking, the suspended solids change in the solvent occurs, the solution particles are separated from the solution and the medium at high coking temperatures is then completely dissolved at a temperature above their constant, both from the Coal extract as well heated from the beginning of the carbonization temperature and 15 the liquid products cracked in the coke can be continuously separated with the formation of vapors and coked coke, and that no poly is characterized in that merization or condensation of solvent for the digestion takes place a high-boiling aromatic component, so that this is practical Liquid with a boiling range within which can be recovered quantitatively, as well as that intersection points, converted to 1 atmosphere, 20 the solvent is used with constant circulation in the temperature range from 316 to 482 ° C, which by the process itself with regard to its its temperature resistance does not deteriorate the coking process released vapors but gets better and better,
is won. It has now been found that this problem can be solved by opening up the crushed coal instead of the one previously used for this purpose

The invention relates to a method for producing solvents used a high-boiling aro-

of coke and volatile matter from bituminous matic liquid with a boiling range within

Coal, subbituminous coal or lignite, where the intersection points, converted to 1 atmosphere,

Charcoal or lignite used in broken form with a temperature of 316 to 482 ° C.

high-boiling aromatic liquid which is thus on the subject of the invention, a method 343 ° C boiling components includes, at one of the type initially referred to, which thereby labeled in temperature above 300 ⁰ C, and normal or elevated features is that a high boiling for digestion Pressure to a solution of the soluble carbon-like aromatic liquid with a boiling range internal components in the aromatic liquid with 35 half of the intersection points, converted to 1 atmosphere, insoluble solid residues suspended therein is used from 316 to 482 ° C, which is fractionally closed by the suspended Solid particles from ned distillation which are separated off during the subsequent decoding process and the vapors released are then recovered to a temperature above their incipient decay.

coking temperature and heated to form 40 Die according to the invention for breaking up the coal

Steam and coke is coked. . . . contain high-boiling solvents used

Such a method is known (USA.-Patent- 'predominantly angular-polycyclic-condensed more-

scripture 3109 803). This well-known process, with ^ pithy aromatics.

to the digestion of the crushed coal. It is known that the effective coal solution boilers Aromatic 'liquids with beginning 45 medium are those that have an angular arrangement Have boiling points of 343 to 454 ° C and especially of the rings, such as phenanthrene, and above about 399 ° C is used as well as half a 300 ° C boil. Non-angular or linear condensate Similar well-known processes (British-based ring systems, e.g. anthracene, show against it Patent specification 457 971), in which the.,, A much lower selective solvent vortex pulverized Coal high-boiling residue fractionation with respect to the coal constituents, which as functions are used which act in the fractionation of the binders for the micellar fraction of the coal and Removing the volatile products from coking is completely disintegrated are, in so far as unsatisfactory, as in the gration of the colloidal structure of the coal and a In each case, only part of the soluble peptization of the micelles in the carbon-containing solvent is digested Components of the feedstock 55 can be sufficient.

actually goes into solution and also the thermal So the angular structure having phenan

Stability of the thyres of solution used for digestion (boiling point 340 ⁰ C) with regard to the carbon

leaves something to be desired, so that this does not have an effective extraction without containing carbon materials.

Deterioration and practically lossless constant in the speed of 95% of the ash-free coal, while that

Can be circulated. The disadvantage that 60 Lmear structure having anthracene on the same

the solvents used, namely high-boiling base results in a yield of only approximately 24 ° / _0th

Coal tar oils, especially anthracene oil (German Die raw tar fractions from coal coking,

Patent 320 056), or coal tar, water gas z. B. Anthracene Oil, contain considerable amounts

and tar oils (British Patent 387,658) which are based on anthracene and phenanthrene and are for various Soluble in high-boiling aromatic oils 65 Uses good solvents. Anthracene oil,

Components of the feed material do not fully comply with some of the known methods discussed at the beginning.

dissolve enough, adheres to these other well-known drives as well as being used as a solvent, boils nor-

Processes in which pulverized coal by once between 271 and 399 ° C. In experiments