JPS6150119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭の溶剤精製に関し、特に溶剤精製
された石炭の処理を行うリアクター及び精製方法
に関する。

通常の石炭溶剤精製リアクターにおいては脱硫
及び水素化のリアクター内の反応完了の程度は完
全とならない。これは生成物と原料との混合によ
る。この問題の解決のために流れを一方向とし、
リアクターを複数の室に区画すれば、各室内の反
応が大きな発熱反応であるため、各室の温度上昇
が過大となる。反応が過度となるのを防ぐために
は反応制御手段を必要とする。この制御手段によ
つて現在よりは効率よく反応を行い得ることを希
望される。

本発明は上述の要求を満足するための石炭の溶
剤精製装置及び方法を提供する。この装置及び方
法においては石炭、再循環ガス、水素の混合物内
に、リアクター内の複数の垂直方向で離隔した室
内にある溶剤冷却剤を熱交換用として導入する。
このため各室内の反応は、大きな発熱反応により
過度となることを防ぐ。この目的のために、本発
明の装置においてはリアクターのハウジングを板
によつて複数の垂直方向に離間した室に区画し、
各板に設けた複数の開口に夫々バブルキヤツプを
取付け、混合物はこのバブルキヤツプを通つてハ
ウジング内を上昇するようにさせる。

本発明の第１の実施例においては、冷却剤例え
ば再循環ガスをリアクターハウジング内の所要の
板の直下に導入し、冷却剤は上部の室に流れる混
合物を冷却する。冷却ガスは各板の下の気体滞留
スペース内に導入することが重要であり、板の下
方の液中には導入しない。これによつて、液内の
温度は急変せず、上方の室の温度を所要値に保
つ。本発明の第２の実施例において、各板の下の
気体滞留スペース内のガスの一部をハウジングか
ら導出し、ハウジング外で冷却し、板の上方の室
に戻して内部の混合物を冷却する。

何れの場合にも各室内の反応を冷却し、反応は
継続するが過度とならず、混合物は順次上方にリ
アクターハウジング内を上に動く。ハウジング頂
部で混合物を出口ポートから取出し、リアクター
外で液化石炭生成物を硫化水素及び他の化合物と
分離する。

本発明の主目的は石炭の溶剤精製用の新しいリ
アクターと精製方法とを提供し、リアクターを複
数の垂直方向に離間した室に区画し、溶剤と石炭
と再循環ガスと水素との間の反応を各室で生じさ
せ、室内の混合物に冷却剤を熱交換用として導入
し、発熱反応の反応を制御して過度とならないよ
うにする。

本発明の他の目的は上述の装置と方法とを提供
し、リアクターを複数の垂直方向の室に区画する
板の下に冷却剤を導入し板の上の室に入る混合物
温度を下の室の液温よりも低くする。この作用に
よつて板の上の室の温度を所要レベルに保つ。

本発明の別の目的は上述の装置と方法とを提供
し、リアクターの各板の下のガスと蒸気との一部
をリアクターから導出冷却して板の上の室に戻し
室内混合物と熱交換して混合物を冷却すると共に
室内の反応を制御する。

本発明を例示とした実施例並びに図面について
説明する。

本発明によるリアクターの第１の実施例を第１
図に示す。リアクター１０の円筒形ハウジング１
２を一連の互に垂直方向に離間した孔あきの水平
板１４，１６，１８によつて複数段に区画する。
各板の孔にはバブルキヤツプ２０を取付ける。バ
ブルキヤツプ２０の連続側壁２２は板の下方に例
えば約150mm（6in）延長する。側壁２２の下方縁
部には約12.7mm（0.5in）の離間した複数のスロツ
トを有する。これによつて、各板の下のスペース
にはガスを保留し、後述する通り冷却用に利用す
る。

ハウジング１２の底部２４に設けた入口ポート
２６に管２８を結合する。スラリー油、石炭、再
循環ガス、補充水素の予熱した混合物を加圧して
底部２４の上部の最下室３０に送入する。混合物
は板１４のバブルキヤツプ２０を通つて板１４の
上の室３２に入る。混合物は板１６のバブルキヤ
ツプを通つて室３４に入り、次に板１８のバブル
キヤツプを通つて室３６に入り、ハウジング１２
の頂部のポート３８から管４０に入る。水素、硫
化水素、液ガスは他の石炭液化生成物から分離
し、ハウジング１２の下流の分離ステーシヨンで
互に分離される。

室３４，３６内で反応する成分の過度の温度上
昇を防ぐために、水素に富む再循環ガスを板１
６，１８の直下部分に導入する。このために、第
１の供給管４２を板１８の下に下端４４で開口さ
せる。同様に第２の供給管４６を板１６の下に下
端４８で開口させる。冷却ガスを管４２，４６を
経て送入し、夫々制御弁４３，４５によつて制御
する。冷却ガスは室３２，３４内の液に混合せず
板１６，１８の下のスペース５０，５２内に入
り、上の室３４，３６に入る混合物を冷却する。
この冷却効果によつて室３４，３６内の過度の温
度上昇を防ぎ、室３４，３６内の反応を制御可能
範囲に保つ。更に上の室３４，３６内の混合物は
伝導と幅射によつて冷却される。

水平板１４，１６，１８によつてリアクターを
上昇するガスと液とを均等にリアクター内に配分
する。これによつて高速渦流の生成を防ぎ、この
ため固体粒子を室３２，３４，３６内に堆積させ
る。固体粒子は触媒として作用して水素化を促進
し、又は単に水素と石炭液化生成物を接触させる
面となる。石炭からの固体粒子は鉄、シリカ、ア
ルミナ、ナトリウム、カルシウム等の金属酸化物
硫化物から成る。

本発明の第２の実施例を第２図に示してある。
この実施例においては、リアクター１１０のハウ
ジング１１２内を複数の板１１４，１１６によつ
て室１１８，１２０，１２２に分割する。各板１
１４，１１６にはバブルキヤツプ１２４を取付
け、ガスと液とをハウジング内を上昇させ、液化
石炭粒子、水素、硫化水素、その他の軽いガスは
ハウジング頂部の管１２６を通つてハウジングを
去る。必要に応じ、再循環ガスを外部供給源から
管１２８を経て板１１４，１１６の直下部分に供
給して所要に応じた冷却を行う。スラリー油、石
炭、再循環ガス、補充水素を管１３０を経てハウ
ジング１１２底部に導入する。

各板１１４，１１６の下の部分のガスの冷却作
用を増進するために、各部分のガスの一部をハウ
ジング１１２から導出して熱交換器１３４、例え
ば空冷ユニツトを通す。冷却したガスを気液分離
器１３６を通して凝縮液をガスから分離し、凝縮
液は管１３８、ポンプ１３２を経て底部の管１３
０に戻す。分離器１３６を出たガスは管１４０、
制御弁１３７を経て室１２０に入り、室１２０内
の混合物を冷却して反応過度となるのを防ぐ。熱
交換器１３４を流れる蒸気とガスによる圧力低下
は反応生成物が板１１４，１１６を通る時の圧力
低下よりも小さい。熱交換器１３４、分離器１３
６、管１４０を通る流量は弁１３７によつて制御
する。低水素含有量の溶剤は所要に応じて管１４
２を経て導出する。

両実施例共にリアクターの特定の室内の混合物
の反応を冷却するための本発明による装置並びに
方法を示す。本発明は簡単に行うことができ、操
業費が安い。

第２実施例についての実験例として、室１１８
内の温度は825〓（約440℃）以上、室１２２内の
温度は775〓（約413℃）以下、その処理時間約24
分程度であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例によるリアクタ
ーの縦断面図、第２図は第２の実施例によるリア
クターの縦断面図である。 １０，１１０……リアクター；１２，１１２…
…ハウジング；１４，１６，１８，１１４，１１
６……板；２０，１２４……バブルキヤツプ；３
０，３２，３４，３６，１１８，１２０，１２２
……室；４２，４６，１２８……導入管；１３４
……熱交換器；１３６……気液分離器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶剤と石炭と再循環ガスと補充水素との混合
   物を、垂直方向に互に離間した複数の室に区画さ
   れた密閉スペース内に導入し；上記混合物を複数
   の室を順次上方に流して混合物の反応を行わせ；
   混合物が上方に流れる間に少くとも一部の室内で
   反応を冷却し；密閉スペースの頂部から混合物を
   取出すようにした石炭の溶剤精製法において、冷
   却剤を２個の隣接した室の接合部の下に導入し、
   これにより、上部室内の混合物が熱伝導及び輻射
   によつて冷却するようにしたことを特徴とする石
   炭の溶剤精製方法。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   冷却剤を外部供給源から密閉スペースの頂部を経
   て、冷却されるべき混合物を有する室を通して下
   方に向け、これらの室の接合部の下に導入するこ
   とを特徴とする石炭の溶剤精製方法。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の方法において、
   前記冷却過程は、密閉スペースの隣接する各２個
   の室の接合部の下のガス部分からガスの一部を導
   出し、密閉スペース外でガスを冷却し、冷却した
   ガスを接合部の上の室の混合物内に導入すること
   を特徴とする石炭の溶剤精製方法。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の方法において、
   ガス冷却によつて生じた凝縮液を密閉スペースの
   底部に戻すことを特徴とする石炭の溶剤精製方
   法。 ５ 側壁と頂部と底部とを有し底部には溶剤と石
   炭の再循環ガスと補充水素とを導入する入口ポー
   トを有するリアクターハウジングと；ハウジング
   内に垂直方向に離間してほゞ水平に取付けハウジ
   ング内を夫々の室に区画する複数の板と；上記板
   に設けた夫々の開口に取付け、板の下に気体滞留
   スペースを形成すると共に各室及び上記気体滞留
   スペースから液とガスの混合物を上方の室に通ら
   せるバブルキヤツプと；上記板のうち少くとも一
   部の板の下の気体滞留スペース内に冷却剤を導入
   して気体滞留スペース内の気体を冷却するために
   ハウジングに結合した導入手段と；を備えること
   を特徴とする石炭の溶剤精製用リアクター。 ６ 特許請求の範囲第５項記載のリアクターにお
   いて前記導入手段はハウジングに結合し板の下の
   気体滞留スペースに連通して板の直下の部分に冷
   却剤を導入する導管装置を含むことを特徴とする
   リアクター。 ７ 特許請求の範囲第６項記載のリアクターにお
   いて、前記導管装置はハウジング外の冷却剤供給
   源に連結した第１の管を含み、この第１の管の出
   口開口を２枚の隣り合う板の上方の板の下でハウ
   ジング内に開口させ、また、この第１の管に隣接
   して第１の管の軸線方向に延長する第２の管を上
   記２枚の板のうち下方の板の下に出口開口を開口
   させることを特徴とするリアクター。 ８ 特許請求の範囲第７項記載のリアクターにお
   いて、第２の管の一部を第１の管内を通すことを
   特徴とするリアクター。 ９ 特許請求の範囲第６項記載のリアクターにお
   いて、導管装置をハウジングの頂部から下方に所
   要の板の下まで延長させることを特徴とするリア
   クター。 １０ 特許請求の範囲第５項記載のリアクターに
   おいて、所要の板の下の気体スペースに連通して
   気体スペースからガスを受ける熱交換器と；熱交
   換器に結合してガスを冷却して凝縮液を形成する
   手段と；熱交換器に結合してガスと凝縮液とを分
   離する分離器と；夫々の板の上方の室と分離器と
   を結合してガスを当該上方の室内に供給する制御
   弁付きの管と；分離器に結合して凝縮液をリアク
   ターハウジング底部に戻すポンプ装置とを含むこ
   とを特徴とするリアクター。