DE725608C

DE725608C - Process for the pressure extraction of coals

Info

Publication number: DE725608C
Application number: DEI60693D
Authority: DE
Inventors: Dr Hermann Kaufmann; Dr Hans-Joachim Waldmann
Original assignee: IG Farbenindustrie AG
Current assignee: IG Farbenindustrie AG
Priority date: 1938-03-04
Filing date: 1938-03-04
Publication date: 1942-09-28
Also published as: FR850493A; GB522096A

Description

Verfahren zur Druckextraktion von Kohlen Zur Druckextraktion von Kohlen, mit und ohne Anwendung von Wasserstoff, sind als Lösungsöle (Extraktionsmittel) aus Steinkohlen, Braunkohlen, Mineralölen und ähnlichen Rohstoffen durch Destillation, Schwelung oder Druckhydrierung oder synthetisch aus Kohlenoxyd und Wasserstoff erhaltene Öle schon vorgeschlagen worden; man kann hierbei sowohl ohne als auch mit Katalysatoren arbeiten.Process for the pressure extraction of coals For the pressure extraction of coals, with and without the use of hydrogen, are used as solvent oils (extractants) from hard coal, lignite, mineral oils and similar raw materials by distillation, Smoldering or pressure hydrogenation or obtained synthetically from carbon monoxide and hydrogen Oils have already been suggested; you can do this either with or without catalysts work.

Es ist bekannt, daß der Aufschlußgrad der Kohle bei Verwendung solcher Öle am größten ist, die aromatischen Charakter haben und zweckmäßig phenolische Anteile enthalten. Diese Öle sind wasserstoffarm, sie enthalten etwa 8 bis io g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff. Mit solchen Ölen erhaltene Aufschlußmassen sind aber schwierig in Öl und Feststoffe zu zerlegen, weil die Rückstände, z. B. bei der Filtration, schmieren und deswegen für die abzutrennenden Öle wenig durchlässig sind.It is known that the degree of digestion of the coal when using such The greatest oils are those that are aromatic in character and purposefully phenolic Shares included. These oils are low in hydrogen, they contain about 8 to 10 g Hydrogen on 100 g carbon. Digestion masses obtained with such oils are but difficult to break down into oil and solids because the residues, e.g. B. at the filtration, lubricate and therefore not very permeable to the oils to be separated are.

Es wurde nun gefunden, daß ein gut durchlässiger Filterkuchen erhalten wird, wenn man als Extraktionsmittel etwa von 16o bis 36o° siedende aromatische, gegebenenfalls auch Phenole enthaltende Kohlenwasserstofföle, die nicht mehr als io g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthalten, zusammen mit bis etwa 2o % ähnlich siedender Kohlenwasserstofföle verwendet, die mindestens 1q. g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthalten, also wasserstoffreich sind. Als wasserstoffreiche Öle kommen z. B. solche in Betracht, wie sie bei der Kohlenwasserstoffsynthese aus Kohlenoxyd und Wasserstoff entstehen oder wie sie aus Schwelteeren, im besonderen von Braunkohlen, oder vielen Erdölen durch Destillation, Extraktion und bzw. oder Hydrierung erhalten «erden können. Die wasserstoffreichen Öle können auch bei der hydrierenden Weiterbehandlung der erhaltenen Kohleextrakte oder auch unmittelbar durch Druckhydrierung von Kohle gewonnen werden. Die Menge des zu verwendenden wasserstoffreichen Öles kann um so kleiner sein. je wasserstoffreicher es ist.It has now been found that a well permeable filter cake is obtained if aromatic hydrocarbon oils boiling from about 16o to 36o °, optionally also containing phenols and containing no more than 10 g hydrogen per 100 g carbon, together with up to about 2o % similar boiling hydrocarbon oils are used, which are at least 1q. g of hydrogen for every 100 g of carbon, i.e. are rich in hydrogen. As hydrogen-rich oils z. B. those in consideration, as they arise in the hydrocarbon synthesis from carbon oxide and hydrogen or as they can be obtained from carbon dioxide, especially from lignite, or many petroleum by distillation, extraction and / or hydrogenation «can earth. The hydrogen-rich oils can also be obtained in the further hydrogenation of the coal extracts obtained or directly by pressure hydrogenation of coal. The amount of the hydrogen-rich oil to be used can be all the smaller. the richer in hydrogen it is.

Wasserstoffreiche Öle sind zwar schon als Extraktionsöle vorgeschlagen worden; sie liefern aber nur geringe Extraktausbeuten (z. B. 5o % und darunter) bei allerdings guter Filtriergeschwindigkeit. Wie sich gezeigt hat, ergeben aber die erwähnten wasserstoffarmen aromatischen Lösungsöle schon bei einem mäßigen Zusatz der wasserstoffreichen Öle von weniger als o 0/0, z. B. von 5 bis 15 %, oder noch weniger als 5 0/0, einen gut filtrierbaren Rückstand, wobei die Ausbeuten gegenüber der Verwendung von aromatischen Lösungsölen allein nur unbedeutend (bis um etwa 4 %) verringert werden.Hydrogen-rich oils have already been suggested as extraction oils been; but they only provide low extract yields (e.g. 50% and below) but with a good filtration speed. As it turned out, however the mentioned low-hydrogen aromatic solvent oils even with a moderate addition of the hydrogen-rich oils of less than o 0/0, e.g. B. from 5 to 15%, or even more less than 5 0/0, an easily filterable residue, the yields being compared to the use of aromatic solvent oils alone is insignificant (up to about 4%).

Die Verbesserung der Filtrierbarkeit fällt ganz besonders auf, wenn man die Extraktionstemperatur etwa 5 bis io° höher wählt, z. B. bei 415 bis 417° arbeitet, statt bei 4io°.The improvement in filterability is particularly noticeable when one chooses the extraction temperature about 5 to 10 ° higher, z. B. at 415 to 417 ° works instead of 4io °.

Die Lösungsöle lassen sich praktisch immer wieder zurückgewinnen und zu neuen Extraktionen verwenden, ohne daß sie ihre guten Eigenschaften merkbar verlieren.The solution oils can practically always be recovered and use for new extractions without noticeably losing their good properties.

Es mag zwar zutreffen, (laß sich unter den Kohlenwasserstoffölen, die zur Druckextraktion von Kohlen schon vorgeschlagen wurden, auch solche befinden, die nicht mehr als io g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthaltende Anteile in größerer Menge und mindestens- 14 g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthaltende Anteile in geringerer Menge aufweisen. Derartige Öle enthalten aber auch wesentliche Mengen solcher Kohlenwasserstofföle, deren Wasserstoffgehalt zwischen io und 14 g auf ioo g Kohlenstoff liegt. Die im vorliegenden Fall zur Druckextraktion zu verwendenden künstlich hergestellten Gemische enthalten aber keine oder nur unwesentliche Mengen Kohlenwasserstoffe, deren Wasserstoffgehalt in diesem Bereich liegt; denn die praktisch vorkommenden Ölfraktionen, die nicht mehr als io g bzw. mindestens 14g Wasserstoff auf ioö g Kohlenstoff enthalten, enthalten durchweg keine wesentliche Mengen solcher Kohlenwasserstoffe, bei denen zwischen io und 149 Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff kommen. Gute Extraktionsausbeuten und gute Filtrierbarkeit der Aufschlußmassen werden aber nur erzielt, wenn man die erwähnten künstlichen Gemische verwendet. Beispiel i ioo Teile Ruhrsteinkohle werden mit einem Gemisch von 92 Teilen zwischen 220 und 300° siedendem Steinkohlenteerdestillat. (las 7.73 g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthält, und 8 Teilen synthetischem, aus Kohlenoxyd und Wasserstoff erhaltenem Öl, das i7,54 g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthält, vom Siedebereich 22o bis 300° in Gegenwart von 7 Gewichtsteilen Wasserstoff bei 4io' unter Druck extrahiert. Die erhaltene Aufschlußmasse läßt sich bei 16o' mit einer Leistung von =2o kg durchgesetzter Kohle je i qm Filterfläche und Stunde filtrieren. dabei beträgt die Extraktausbeute 7 8 Ih.It may be true (let yourself be among the hydrocarbon oils, which have already been proposed for the pressure extraction of coals, also include those, which do not contain more than 10 g of hydrogen per 100 g of carbon in larger amount and at least 14 g of hydrogen per 100 g of carbon Have proportions in smaller quantities. However, such oils also contain essentials Quantities of such hydrocarbon oils with a hydrogen content between 10 and 14 g is on 100 g of carbon. Those to be used in the present case for pressure extraction However, artificially produced mixtures contain no or only insignificant amounts Hydrocarbons with a hydrogen content in this range; because the practical Occurring oil fractions that do not contain more than 10 g or at least 14 g of hydrogen contain up to 100 g of carbon, consistently do not contain any significant amounts of carbon Hydrocarbons in which between 10 and 149 hydrogen per 100 g carbon come. Good extraction yields and good filterability of the digestion masses but only achieved if the artificial mixtures mentioned are used. example 100 parts of Ruhr coal are mixed with a mixture of 92 parts between 220 and 300 ° boiling coal tar distillate. (read 7.73 g of hydrogen on 100 g of carbon contains, and 8 parts of synthetic oil obtained from carbon monoxide and hydrogen, that contains i7.54 g of hydrogen per 100 g of carbon, from boiling range 220 to 300 ° in the presence of 7 parts by weight of hydrogen at 4io 'extracted under pressure. The digestion mass obtained can be penetrated at 16o 'with an output of = 20 kg Filter charcoal for every 1 square meter of filter area and hour. the extract yield is 7 8 ih.

Arbeitet man nur mit ioo Teilen des wasserstoffarmen Öls, so beträgt die Filterleistung nur 5o kg Kohle je i qm und Stunde bei einer Extraktausbeute von 8o 0/0.If one only works with 100 parts of the low-hydrogen oil, then is the filter performance is only 50 kg of coal per square meter and hour with an extract yield from 8o 0/0.

Steigt dagegen die Menge des wasserstoffreichen Öls, auf ein Drittel der 3-Zischung, so steigt zwar die Filterleistung auf nahezu 2ooo kg Kohle je i qm und Stunde, aber die Ausbeute sinkt unter 6o 0/0.If, on the other hand, the amount of hydrogen-rich oil increases to a third the 3-hiss, the filter performance increases to almost 2,000 kg of coal per i qm and hour, but the yield drops below 6o 0/0.

Erfolgt die Extraktion der Kohle mit dem obenerwähnten wasserstoffarmen Lösungsöl einmal ohne Zusatz und einanal unter llitverwendung von 8 Teilen aus Kohlenoxyd und Wasserstoff erhaltenem Öl bei einer etwas höheren Temperatur, nämlich bei .116°, so steigt die Filterleistung bei dem Gemisch von 92 Teilen wasserstoffarmem und 8 Teilen wasserstoffreichem Öl auf über 3000 kg Kohle je i qm und Stunde, während sie bei Verwendung von ioo Teilen -,vasserstoffarmem Öl nur 70 kg Kohle je i qm Filterfläche und Stunde beträgt.If the coal is extracted with the above-mentioned low-hydrogen solvent oil once without addition and once with the use of 8 parts of oil obtained from carbon oxide and hydrogen at a slightly higher temperature, namely at .116 °, the filter performance increases with the mixture of 92 parts of low-hydrogen and 8 parts of hydrogen-rich oil on over 3000 kg of coal per square meter and hour, while when using 100 parts of low-hydrogen oil it is only 70 kg of coal per square meter of filter surface and hour.

Beispiel e Verwendet man als Lösungsöl für iooTeile Kohle 84 Teile des in Beispiel i erwähnten Steinkohlenteerdestillats und 16 Teile eines Destillats aus Braunkohlenschwelteer, das 14,24g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthält und von 22o bis 310° siedet, so erzielt man eine Filterleistung von goo kg Kohle je i qm und Stunde bei einer Extraktausbeute von 760/,.Example e If one uses 84 parts as a solvent oil for 100 parts of coal of the coal tar distillate mentioned in Example i and 16 parts of a distillate from brown coal tar, which contains 14.24 g of hydrogen per 100 g of carbon and boiling from 22o to 310 °, a filter performance of goo kg of coal is achieved i qm per hour with an extract yield of 760 / ,.

Beispiel 3 ioo Teile Kohle werden mit einem Gemisch von ioo Teilen des in Beispiel i genannten Steinkohlenteerdestillates und io Teilen eines Mittelöls, das durch Extraktion eines durch Hydrierung von Braunkohle hergestellten Öles mit Schwefeldioxyd und Butan gewonnen wurde und 15,1 g Wasserstoff auf ioo g Kohlenstoff enthält, unter den im Absatz i des Beispiels i angegebenen Bedingungen extrahiert. Beim Filtrieren der erhaltenen Aufschlußmasse beträgt die Filterleistung 55o kg Kohle je i qm und Stunde.Example 3 100 parts of coal are mixed with a mixture of 100 parts of the coal tar distillate mentioned in Example i and 10 parts of a middle oil, that by extraction of an oil produced by hydrogenation of lignite Sulfur dioxide and butane was obtained and 15.1 g of hydrogen on 100 g of carbon contains, under the conditions specified in paragraph i of example i extracted. When the digestion mass obtained is filtered, the filter capacity is 55o kg Coal per square meter and hour.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the pressure extraction of coals with mixtures of hydrogen-poor and hydrogen-rich carbon compounds as extraction agents, optionally with the use of hydrogen and catalysts, thereby characterized in that the extractant used is aromatic, boiling from about 16o to 36o °, optionally also phenol-containing hydrocarbon oils that are no more than Contains 10 g of hydrogen per 100 g of carbon, together with up to about 20% similar boiling hydrocarbon oils containing at least 14 g of hydrogen per 100 g of carbon included, used.