DE720826C

DE720826C - Process for the pressure hydrogenation of solid fuels such as coal or peat

Info

Publication number: DE720826C
Application number: DEI60055D
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Kroenig
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1937-12-24
Filing date: 1937-12-24
Publication date: 1942-05-20

Description

Verfahren zur Druckhydrierung fester Brennstoffe, wie Kohle oder Torf Bei der bekannten Druckhydrierung fester, kohlenstoffhaltiger Brennstoffe entstehen vielfach Erzeugnisse, die sich nur schwer durch Filtrieren oder Zentrifugieren von den darin enthaltenen festen Bestandteilen befreien lassen.Process for the pressure hydrogenation of solid fuels such as coal or peat In the known pressure hydrogenation of solid, carbonaceous fuels often products that are difficult to remove by filtering or centrifuging let free the solid components contained therein.

Es wurde nun gefunden, daß man gut filtrierb.are Erzeugnisse durch Druckhydrierung fester, kohlenstoffhaltiger Brennstoffe erhält, wenn man während des Verfahrens an einer oder mehreren Stellen hinter dem ersten Drittel des Reaktionsraumes wasserstofffreie oder -arme Gase mit einer Temperatur, die nur wenig unter der Temperatur des 'Reaktionsraumes liegt, in solchen Mengen einführt, daß der Wasserstoffpartialdruck auf etwa die-Hälfte oder darunter sinkt.It has now been found that products that can be filtered through are easy to filter through Pressure hydrogenation of solid carbonaceous fuels is obtained if one during of the process at one or more points behind the first third of the reaction space hydrogen-free or hydrogen-poor gases with a temperature only slightly below the temperature of the 'reaction space, introduces in such amounts that the hydrogen partial pressure drops to about half or less.

Es ist zwar schon bekannt, bei der Druckhydrierung zur Vermeidung oder Beseitigung von unerwünschten Temperaturanstiegen im Reaktionsraum in diesen Gase mit eindr unter der Temperatur des Reaktionsraumes Iiegenden Temperatur unter solchen Bedingungen einzuführen, daß eine Abkühlung erfolgt. Dabei hat man jedoch ausdrücklicl-darauf geachtet, daß das Hydriergas nicht-, so stark verdünnt wird, daß der `Vasserstkfpartialdruck unter etwa 7 5 0Yo sinkt. Die Erfindung strebt im Gegensatz hierzu eine Temperaturregelung nicht an; vielmehr ist es nach der zur Erreichung des oben angegebenen andersartigen Zieles erforderlich, den Wasserstoffpartialdruck, nachdem eine nennenswerte Hydrierung stattgefunden hat, stärker als bei der bekannten Arbeitsweise zu verringern.It is already known to avoid pressure hydrogenation or elimination of undesirable temperature increases in the reaction space in these Gases with temperatures below the temperature of the reaction chamber to introduce such conditions that cooling occurs. However, one has expressly-made sure that the hydrogenation gas is not diluted so much, that the `` Vasserstkfpartialdruck '' sinks below about 7500 yo. The invention aims in In contrast to this, a temperature control is not available; rather it is after the for Achievement of the above-mentioned different goal required, the hydrogen partial pressure, after a significant hydrogenation has taken place, stronger than the known one Reduce working method.

Man arbeitet in der Weise, daß man die zerkleinerten. Ausgangsstoffe, z. B. Steinkohle. Braunkohle oder Torf,. mit einem öl, z. B. Schweröl, oder noch besser einem Mittelöl oder mit hydrierten mehrkernigen Kohlenwasserstoffen oder Gemischen dieser Stoffe im Verhältnis von z. B. i : i oder 1:2 anpastet und bei Temperaturen von etwa 3o0 bis 560 unter einem Druck von etwa 5o bis i ooo at, insbesondere aoo bis 60o at, vorzugsweise in Gegenwart von Katalysatoren, mit Wasserstoff oder wasserstoffreichen Gasen behandelt. Je Tonne Ausgangsstoff (wasser- und aschefrei ) gibt man etwa 70o bis q.ooo cbm Wasserstoff, in der Regel 1200 bis 250o cbm zu.One works in such a way that one chops the crushed ones. Raw materials, z. B. coal. Lignite or peat ,. with an oil, e.g. B. heavy oil, or still better a middle oil or with hydrogenated polynuclear hydrocarbons or Mixtures of these substances in the ratio of z. B. i: i or 1: 2 pastes and at Temperatures of about 30 to 560 under a pressure of about 50 to 10,000 atmospheres, in particular aoo to 60o at, preferably in the presence of catalysts, with hydrogen or treated hydrogen-rich gases. Per ton of raw material (anhydrous and ash-free ) about 70o to q.ooo cbm of hydrogen, usually 1200 to 250o cbm, are added.

Nachdem eine teilweise Hydrierung stattgefunden hat, d. h. nachdem das Reaktionsgut mehr als 1/3, z. B. etwa die Hälfte des Reaktionsraumes, durchströmt hat, wird durch Rohre, die bis zu diesen Stellen in das Reaktionagefäß eingeführt sind, ein wasserstofffreies oder -armes Gas, z. B. Stickstoff, Kohlendioxyd, Wasserdampf oder ein Teil des aus dem Reaktionsgefäß austretenden, an Wasserstoff verarmten, gasförn-iige Kohlenwasserstoffe enthaltenden Hydriergases, in das Reaktionsgefäß mit einer Temperatur; die nur -wenig, z. B. etwa 5o°, unter der dort herrschenden Temperatur liegt, eingeleitet. Es ist hierbei in der Regel zweckmäßig, jedoch nicht unbedingt erforderlich, daß der im Reaktionsgefäß herrschende Gesamtdruck aufrechterhalten bleibt. Der Wasserstoffpartialdruck, der im ersten Drittel des Reaktionsraumes z. B. zoo bis 60o at beträgt, wird durch die Zugabe der genannten Gase auf etwa die Hälfte und weniger, beispielsweise auf 30 bis 7oat, erniedrigt. Ein kleinerer Teil des zur Verminderung des Wasserstoffpartialdruckes zuzuführenden Gases kann auch mit gewöhnlicher oder nur schwach erhöhter Temperatur zur Wärmeregelung eingebracht werden.After partial hydrogenation has taken place, ie after the reaction mixture has exceeded 1/3, e.g. B. has flowed through about half of the reaction chamber, a hydrogen-free or low-hydrogen gas, eg. B. nitrogen, carbon dioxide, water vapor or part of the hydrogen-depleted, hydrogen-depleted, gaseous hydrocarbons-containing hydrogenation gas emerging from the reaction vessel, into the reaction vessel at a temperature; the only-little, z. B. about 5o °, below the temperature prevailing there, initiated. It is usually useful, but not absolutely necessary, for the total pressure prevailing in the reaction vessel to be maintained. The hydrogen partial pressure, which z in the first third of the reaction chamber. B. zoo to 60o at, is reduced by the addition of the gases mentioned to about half or less, for example to 30 to 70oat. A smaller part of the gas to be fed in to reduce the hydrogen partial pressure can also be introduced at a normal or only slightly increased temperature for heat regulation.

Man erhält bei dieser Arbeitsweise in der Hauptsache hochsiedende asphalthaltige Öle. Diese lassen sich durch Filtrieren oder Zentrifugieren leicht von den festen Bestandteilen befreien.In this procedure, mainly high-boiling products are obtained oils containing asphalt. These can be easily removed by filtration or centrifugation free from solid components.

Beispiel Fein gemahlene rheinische Braunkohle wird mit 20;o Ammonsulfid in wäßriger Lösung getränkt und mit einem durch Druckhydrierung der gleichen Kohle gewonnenen, von Zoo bis z75° siedenden Mittelöl im Verhältnis i : i angepastet. Der Paste werden ferner auf i Gewichtsteil Kohle o,5 Teile bei der Kohlehydrierung erhaltener Rückstand und 3 w Luxmasse zugefügt. Diese Mischung wird zusammen mit iooo cbm 980loigem Wasserstoff je Tonne Reinkohle unter einem Druck von 30o at in einem gasbeheizten Vorheizer auf .4z5° erwärmt und dann in ein erweitertes Reaktionsgefäß geführt. Nachdem sie etwa 2/5 des Reaktionsraumes durchflossen hat, werden ihr je Tonne Reinkohle 1q.00 cbm eines neben Kohlenwasserstoffen, Kohlenoxyd und Kohlendioxyd --,5% Wasserstoff enthaltenden Gases, das beim Entspannen des Reaktionsprodukteserhalten wurde, mit einer Temperatur von q.10° zugeführt. Der Wasserstoffpartialdruck im Reaktionsgefäß sinkt dadurch auf etwa die Hälfte. Das Reaktionsprodukt wird dann in einem auf 41o° gehaltenen Abscheider zerlegt, wobei die dampfförmigen Produkte mit dem Wasserstoff abziehen.EXAMPLE Finely ground Rhenish lignite is impregnated with 20% ammonium sulfide in an aqueous solution and made into a paste in a ratio of i: i with a medium oil obtained by pressure hydrogenation of the same coal and boiling from zoo to z75 °. In addition, 0.5 parts of residue obtained in the hydrogenation of carbohydrates and 3 w of lux mass are added to the paste for 1 part by weight of coal. This mixture, together with 1,000 cubic meters of 980,000 hydrogen per tonne of pure coal, is heated to .4 ° -5 ° in a gas-heated preheater under a pressure of 30 ° and then fed into an expanded reaction vessel. After it has flowed through about 2/5 of the reaction space, 1q.00 cbm of a gas containing 5% hydrogen in addition to hydrocarbons, carbon oxide and carbon dioxide, which was obtained when the reaction product was let down, with a temperature of 10% per ton of pure coal is added to it ° supplied. The hydrogen partial pressure in the reaction vessel is reduced to about half as a result. The reaction product is then broken down in a separator kept at 410 °, the vaporous products being withdrawn with the hydrogen.

Der Abbau der Kohle beträgt 95%. Das gewonnene Öl besteht zu 50;o aus Benzin, zu 50o aus Mittelöl und zu go0Io aus über z75° siedenden Ölen. Das Mittelöl -wird, nachdem der zum Anpasten frischer Kohle notwendige Teil abgetrennt wurde, dem im Abscheider abgetrennten hochsiedenden Reaktionsprodukt zugefügt und dieses bei zoo° unter einem Diuck von 8 at filtriert. Hierbei wird eine Leistung von 70o kg je qm Filterfläche und Stunde erzielt.The mining of coal is 95%. The oil obtained consists of 50; o from gasoline, 50o from medium oil and to go0Io from oils boiling over z75 °. The middle oil - is separated after the part necessary for pasting fresh coal has been separated, added to the high-boiling reaction product separated off in the separator and this filtered at zoo ° under a pressure of 8 atm. Here an output of 70o kg per square meter of filter surface and hour.

Führt man dem Reaktionsraum an der angegebenen Stelle unter sonst gleichen Bedingungen ein Gas zu, das so viel Wasserstoff enthält, daß der Partialdruck des Wasserstoffes im Reaktionsraum nur auf etwa 750'o herabgesetzt wird, so erhält man ein Erzeugnis, das schwerer filtrierbar ist. Die Leistung des Filters beträgt dann je Quadratmeter Filterfläche und Stunde nur 15o kg.If you lead the reaction space at the specified point under otherwise equal conditions to a gas which contains so much hydrogen that the partial pressure of the hydrogen in the reaction chamber is only reduced to about 750 °, so is obtained a product that is more difficult to filter. The capacity of the filter is then only 150 kg per square meter of filter surface and hour.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the pressure hydrogenation of solid fuels, such as coal or peat, with the introduction of hydrogen-free or hydrogen-poor gases with a Temperature, which is only slightly below the temperature of the reaction chamber, at one or more places behind the first third of the reaction space, characterized in that, that the gases mentioned are introduced in such amounts that the hydrogen partial pressure drops to about half or less.