DE3210500C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft den Gegenstand des Patent­ anspruchs.

In Anlagen zur Direktverflüssigung von Kohle wird ein Einweg-Katalysator verwendet, dessen Wirksubstanzen vorwiegend Eisenoxide sind. Bei den in der Bundes­ republik Deutschland derzeitig u.a. auch im groß­ technischen Maßstab verfolgten Verfahrensansätzen wird als Katalysator allgemein eine sogenannte "Bayermasse" eingesetzt. Dabei handelt es sich um ein Abfallprodukt aus der Aluminiumerzeugung nach dem Bayer-Verfahren. Dieses Abfallprodukt wird für die Zwecke der Kohleverflüssigung zu einem Mikro­ granulat konfektioniert. Für ihre Verwendung als Einweg-Katalysator in der Kohle-Direktver­ flüssigung wird die Bayermasse mit schwefelhaltigen Salzen, in der Regel Natriumsulfid, dotiert. Auch ein Zusatz von Schwermetallen erscheint vorteilhaft.

Die Bayermasse hat einen relativ geringen Einstands­ preis und ist völlig unproblematisch verfügbar. Die Entwicklung der Direktverflüssigung mittels des Katalysators Bayermasse ist derzeit auf einem ge­ wissen, vorläufigen Höchststand angelangt, d.h. Wasserstoffverbrauch, Reaktionsdruck- und -temperatur usw. lassen sich nicht weiter optimieren. Es sind daher Versuche mit anderen, jedoch ungleich teureren Einweg-Katalysatoren unternommen worden. Diese müssen dabei ebenfalls mit bestimmten Schwermetallen dotiert werden. Hochaktive, wiedergewinnbare Katalysatoren scheiden trotz vieler Versuche schon rein aus Kosten­ gründen aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, zumindest im Sinne eines zweiten Weges einen Einweg-Katalysator für die Direkt­ verflüssigung von Kohle anzugeben, der die bislang nahezu ausschließlich verwendete Bayermasse ersetzen kann, dessen Wirkungsgrad aber besser ist als der Wirkungsgrad derBayermasse und der direkt, d.h. ohne Vorbereitung, eingesetzt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß als Katalysator der aus den Abgasen von Konvertern für die Stahler­ zeugung abgetrennte Konverterstaub oder die bei der Kohlevergasung im Eisenbadreaktor aus dem erzeugten Kohlegas abgetrennten Stäube, die feinverteilte Eisen­ partikel enthalten, verwendet werden.

In der Stahlindustrie wird Stahl u.a. dadurch er­ zeugt, daß Roheisen in Konvertern durch Einblasen von Sauerstoff gereinigt wird. Diese seit langem bekannte Methode wird neuerdings als Gaserzeugungsverfahren angewendet (s. z.B. DE-OS 31 33 575). Dabei wird in ein flüssiges Eisenbad nicht nur Sauerstoff, sondern es werden zusätzlich zum Sauerstoff als Vergasungs­ mittel auch Kohlenstoffträger, insbesondere feinge­ mahlene oder pulverförmige Kohle, eingeblasen.

Bei beiden Verfahrensschritten, also sowohl bei der Stahlherstellung, als auch bei der Kohle­ gaserzeugung im Eisenbadreaktor, sind in den ent­ standenen Gasen Stäube enthalten, die zu ca. 90% aus Eisenoxiden, metallischem Eisen und freiem Kohlenstoff bestehen. Diese werden bislang als Ab­ fallprodukt angesehen und gegebenenfalls im Recycling wiederverwendet. Es ist aber bereits der Vorschlag gemacht worden (s. nachveröffentlichte DE-OS 31 49 273) die im er­ zeugten Kohlegas mitgeführten, feinstverteilten Eisenpartikel als Katalysator für die Herstellung benzinartiger Kohlenwas­ serstoffe aus einem Kohlegas und Wasser einzusetzen.

Bei der Verwendung der Konverter- bzw. Eisenbadreaktorstäube für die Direktverflüssigung von Kohle ist besonders vorteil­ haft, daß die Stäube bereits Schwefel enthalten, also daß ihnen Schwefel nicht mehr zugesetzt werden muß. Weiterhin weisen sie auch Schwermetalle auf, so daß auch deren Zusatz entbehrlich ist. Schließlich ist ihre spezifische Oberfläche, damit also ihre aktive Oberfläche, wesentlich größer als die Oberfläche der körnigen Bayermasse. Erste Vorversuche im La­ bormaßstab, die in einem kleinen Autoklaven durchgeführt wurden, brachten im Vergleich zu einem Einweg-Katalysator Bayermasse Umsatzverbesserungen von bis zu 9%. Da derzeit in der Kohleverflüssigungsindustrie praktisch ohnehin mit Totalumsatz der eingesetzten Kohle (zumindest rein rechne­ risch) gearbeitet wird, bedeutet dies, daß die Reaktionsbe­ dingungen (Druck und Temperatur) und die spezifische Was­ serstoffaufnahme sich bei Einsatz der Stäube anstelle von Bayermasse in wesentlich kostengünstigere Bereiche schieben lassen.

Die von Stahlkonvertern oder von Eisenbadreaktoren stammen­ den und zwangsläufig anfallenden Stäube werden im Nebenzweig gesammelt, wobei vorteilhafterweise ihre besondere Aktivität und hier insbesondere ihre Pyrophorität erhalten wird. Vor­ teilhafterweise erfolgt die Abscheidung dieser Stäube in trocken arbeitenden Entstaubungseinrichtungen, beispiels­ weise Elektrofiltern. Eine Inertgasatmosphäre ist vorzuzie­ hen. Besonders vorteilhaft ist ein direktes Eintragen der Stäube in eine kleine Menge von Öl, das die Qualität des in der Kohleverflüssigungsindustrie verwendeten Anmaischöls besitzt. Dadurch ließe sich auch das Transportproblem der pyrophoren Stäube vom Erzeuger zum Verbraucher wesentlich vereinfachen.

Der erfindungsgemäße Einsatz der Stäube hat auch den Vor­ teil, daß der apparative Aufwand bei Stahlkonvertern und bei Eisenbadreaktoren wesentlich geringer wird, dies führt auch zu einer Verringerung des Investitionskostenaufwandes beispielsweise bei Neuanlagen. Sehr vorteilhaft ist es, die Stäube hinsichtlich ihrer Pyrophorität zu selektieren, um nur die besonders wirkungsvollen Stäube als Katalysator einzusetzen.

Claims (1)

1. Verfahren zur Verflüssigung von Kohle durch Hydrieren eines Gemisches aus gemahlener Kohle und Anreibeöl bei höheren Temperaturen und erhöhtem Druck in An­ wesenheit eines Einweg-Katalysators auf der Basis von Eisenoxyden, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator der aus den Abgasen von Konvertern für die Stahlerzeugung abgetrennte Konverterstaub oder die bei der Kohlevergasung im Eisenbadreaktor aus dem erzeugten Kohlegas abgetrennten Stäube, die feinstverteilte Eisenpartikel enthalten, verwendet werden.