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Procède pour l'obtention de produits organiques de grande valeur.
Dans la carbonisation usuelle des composés carbones so- lides, une grande partie de ces derniers est transformée, aux dépens du rendement en goudron, en gaz difficiles à condenser.
Or, on a trouve d'après la présente invention qu'on ob- tient un excellent rendement en produits liquides ou se liqué- fiant à chaud et qu'on peut éviter dans une large mesure la formation de gaz, notamment ,le gaz difficiles à condenser, en traitant les matières solides prises pour point de départ par des hydrocarbures a point d'ébullition ou de poids moléculaire
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élevé, ou leurs dérivée, qui ne renferment pas de quaútltes notables de constituants bouillant au-dessous de 300 , dans une chambre à pression appropriée, -éva:tu=11 :::
rt avec le concours de gaz, à l'exception de quantités importantes d'hy-
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àrogéne, et le cas échéant avec addition da substances pou- vant aussi exercer une action catalytique, à des températures inférieures à la température de carbonisation des hydrocarbu- res ou de leurs dérivés ajoutés, en Marche continue sous pression élevée, de préférence très élevée, Jusqu la obtention
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d'un ren4=;;ieit an hydrocarbures ou dérivés d'hydrocarbures de valeur qui dépasse de plusieurs fois celui qu'on pnut atteins dre par la carbonisation ordinaire.
On peut prendre comme point de départ pour ce procédé les matières carbonées solide les plus diverses, par exemple des charbons quelconques, tels que houilles, lignites de pro-
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venance et de nature les plus diverses, !là;!).'" ceux dont le bi- ttzz2P est déjà extrait, puis les schistes 1JltUJ.li1-'!ux, 1,.1 tour- ire, la bois, etc.
Peuvent trouver emploi comme huiles ad:1.i tiollll:>ll::?s les hydrocarbures à point d'ébullition ou due poids moléculaire élevé ou leurs dérivés de 'y3rGViLlC.' :t de nature le; plus diverses. Ainsi, on pqut se servir de tous las 11p1:COCi,i+i.tïr:S ou le leurs dérivés liquides ou se liquéfiant a chaud qui ne
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renferment pas de proportions notables de constituants bouil- lant au-dessous de 3000 et qu'on peut obtenir à partir de charbons, de goudrons, d'huiles minérales, etc., de leurs produits de distillation, de transformation ou d'extraction ou de leurs résidus par des procédés quelconques, y compris
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par exemple le cracking at hydrogénation sous pression, etc.
On peut aussi utiliser par exemple des produits a point d'é-
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bullition élevé tels qu'on peut les obtenir synth4tiqLierlent aux dépens des oxydes de carbone, et de l'hydrogène. Il va sans dire qu'on peut aussi faire usage des produits obtenus par le présent procède lui-même. On peut aussi employer différentes huiles de ce genre, consécutivement ou simultanément.
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En dehors de ces huiler additionnelles à poids molécu- lair( .3'levé, on peut aussi utiliser encore des gaz, tels que pir ;a.; -#..ipî ,i 1 ' :z D t e , 1 a:lo.liacue, l'acide carbonique, la vapeur d'eau, de faibles proportions d'hydrogène, etc. On peut aussi ajouter encore d'autres ingrédients ayant une ac- tion chimique ou physique favorable, par exemple dispersante,
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ou transmettant la chaleur ou catalytique.
La température doit être adaptée à la substance mise en oeuvre et peut être différente pour des matières diverses. On
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utilise des tE:itil)i:T'::i.111r2S élevées, 5Liiis dépasser toutefois la température de cokéfaction de l'huile additionnelle dans les conditions 4opératoirc-;3 données. La température la plus faro- rable est souvent située dans le voisinage de 300 , on '1J2;LLt toutefois aussi faire usage de températures plus élevées ou -plus basses. On opère de préférence au-dessus de 250 .
Il est
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souvent aussi 1 t. ;e c <.>.,;....,.xi : :lal> 1 d'opérer d'abord à température pljs bas.jR, puis température plus élevée. Le choix de l'huile additionnelle dépend de la température adoptée. On
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peut aussi traiter une ..,$c,o ..taié:- première a des températu- res différentes par des huiles additionnelles diverses. Il faut dans ce cas tenir compte du fait que les huiles utilisées
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à température plus élevée doivent aV',llta;t?LISW.tGT:t être plus stables.
On opère sous pression élevée, de préférence très élevée, par exemple au-dessus de 50 atmosphères, mais de préférence
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au-dessus de 100 atmosphères. Maison peut aussi fair emploi de pressions bien plus fortes, par exemple de 1000 atmosphères et plus. Il peut aussi être avantageux d'opérer à. divers de- grés .le pression, par exemple d'abord a pression faible, puis à pression plus élevée.
Le choix de la pression dépend entra autre de la température adoptée, et cette dernière dépend à son tour de la nature des matières premières et des huiles additionnelles.
On réussit par ce mode opératoire, contrairement à la carbonisation, à éviter dans une large mesure la formation de gaz, notamment de gaz difficiles à condenser, et à obtenir un rendement en produits liquides ou -se liquéfiant à chaud, qui dépasse de plusieurs fois celui que fournit la carbonisation ordinaire.
Les faioles quantités de gaz mises en liberté pro- viennent essentiellement de gaz précédemment occlus dams les substances mises en oeuvre,-
Si l'on prend par exemple pour point de départ du lignite bitumineux, on obtient des quantités de produits liquides ou se liquéfiant à chaud,
qui dépassent de plusieurs fois celles qui correspondraient à la teneur de la matière première en bitume susceptible d'être extrait par le benzène. On peut retirer même de charbons pauvres en bitume par exemple jus- qu'à 65% de 1eu-r poids en produits liquiles de valeur et transformer par exemple le bois d'aune en présence d'huile d'anthracène presque complètement en produits liquides..
Le procédé est réalisé en marche continue par exemple en dirigeant la matière première, empâtée avec l'huile addi- tionnelle. au moyen de pompes à travers les Vases à haute pression munis d'agitateurs et en détendant ensuite. On peut
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aussi utiliser des gaz pour l'agitation. On peut encore assu- rer d'autre façon un mouvement relatif considérable des huiles additionnelles par rapport aux matières premières solides, par exemple en produisant de nouvelles surfaces d'attaque par broyage mécanique, par malaxage, etc. On peut aussi injecter le produit à l'état très divisé.
On peut aussi diriger les matières premières sous forme de bouillie avec une rapidité de déplacement linéaire relati- vement élevée au travers d'un serpentin à haute pression, tout en assurant un séjour suffisamment prolongé. Il est par- fois avantageux de faire passer la masse plusieurs fois à travers les appareils. On peut aussi réaliser un procédé con- tinu en faisant couler l'huile additionnelle par un certain nombre de vases placés a la suite ou a côté l'un de l'autre, dont une partie est mise hors d'action. Ces derniers vases sont garnis de la substance solide, puis intercalés dans la colonne et soumis à l'action de l'huile additionnelle, éven- tuellement en agitant. A une extrémité de la colonne, on in- tercale des vases garnis de matière fraîche, au fur et à mesure qu'on en enlève à l'autre extrémité.
Tandis que dans les modes opératoires décrits plus haut la matière solide et l'huile additionnelle circulent en général dans le même sens, il est préférable dans le cas présent de les diriger en sens inverse. On réalise ainsi l'avantage que les matières premiè- res qui ont déjà subi un traitement avancé entrent en contact avec de l'huile additionnelle fraîche..
Il va sans dire qu'on peut tirer un parti avantageux de la chaleur des produits formés en la transmettant à la masse qui entre dans l'appareil. On peut aussi utiliser desmatiè- respremières renfermant de l'eau ou additionnées d'eau, le
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séchage du charbon pouvant être combineavec la production d'huile.
La masse traitée est évacuée de l'enceinte à pression, le cas échéant en la détendant rapidement et en la refroidis- sant de même. On sépare ensuite les produits liquider de la masse, éventuellement après un traitement mécanique préalable, tel qu'essorage à la turbine etc., des résidus solides de façon quelconque, par exemple par distillation, éventuellement en présence de vapeur d'eau ou d'autre gaz ou vapeurs ou par extraction ou par ces deux méthodes ou par d'autres moyens avec ou sans l'emploi de pression.
On peut soumettre la masse traitée ou certains de ses constituants au cracking ou à un traitement par luhydrogène ou les gaz qui en renferment, avec ou sans pression, éven- tuellement en présence de catalyseurs. On obtient ainsi des produits du genre des huiles lourdes, moyennes ou légères ou des benzines. Le charbon restant a une structure très peu compacte. Il est aisément inflammable et absorbe facilement les gaz. Il' peut être transformé par traitement à l'hydrogène sous pression en produits liquides.
Les produits susceptibles d'être obtenus d'après le présent procédé se prêtent comme tels ou après un traitement ultérieur, seuls ou en mélange, avec d'autres substances, à l'emploi comme huile additionnelle pour le présent procédé, comme huile servant à empâter les charbons en vue de leur hydrogénation sous pression, comme huile lubrifiante, comme huile Diesel, comme combustible pour moteurs etc.
Il est avantageux de veiller dans l'exécution du procédé à ce que les matériaux dont sont faits les appareils soient
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maintenus exempts de,substances donnant lieu à la formation de coke ou de masses tenaces gênantes. Il est par exemple bon d'éviter la présence de fer et de nickel finement divisés ou poreux dans les parties chaudes des appareils, notamment dans celles chauffées à plus de 300 , qui entrent en contact avec les matières traitées.
On a encore trouvé qu'on peut aussi utiliser avec avan- tage comme huiles additionnelles des hydrocarbures ou dérivés d'hydrocarbures liquides dans les conditions de la réaction et bouillant essentiellement entre 100 et 300 , exempts de pro- portions notables de constituants bouillant au-dessous de 100 , pourvu que la pression soit au moins de 75 atmosphères, mais de préférence de 100 atmosphères ou davantage.
Il peut être avantageux d'opérer en plusieurs degrés de pression par exemple en soumettant la matière première d'abord à un traitement préalable à pression modérée, pouvant être de moins de 75 atmosphères, et en traitant ensuite le produit ainsi obtenu des pressions plus fortes d'après le mode opératoire qui vient d'être défini. Mais on peut aussi commencer à pression plus élevée et varier la pression dans de vastes limites pendant le procédé, des pressions de 200 atmosphères et plus, par exemple de 1000 atmosphères, pouvant être mises en oeuvre.
On peut adopter différentes températures, les rendements en produits liquides étant en général plus élevés à tempéra- ture plus haute. On opère de préférence à des températures situées outre 300 et 400 . Une limite supérieure de la tem- pérature est fixée par la température critique des hydrocar- bures etc. liquides ajoutés. Les températures ne doivent
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toutefois pas être si élevées que les huiles ajoutées se modi- fient au point de perdre leur aptitude à empâter le charbon etc.
La chaleur peut être fournie de diverses manières, par exemple en chauffant extérieurement pendant la réaction le mélange, éventuellement réchauffé au préalable, de charbon et de diluant dans des tubes, par exemple dans des serpentins.
On évite dans ce cas le surchauffage avantageusement en chauf- fant par exemple au moyen d'un bain (par exemple de sels ou de métaux fondus) ou par des gaz chauds. Mais on peut aussi pro- -duire la chaleur par voie électrique, par exemple en chauffant les serpentins eux-mêmes par l'électricité ou en disposant dans les conduites des résistances électriques, fixes ou mo- biles. On peut aussi faire fonctionner comme résistances électriques les agitateurs si on en emploie.
On peut aussi chauffer préalablement la masse pâteuse à traiter jusqu'au voisinage de la température de réaction et fournir la chaleur encore nécessaire à la réaction par un véhicule de chaleur, par exemple un gaz ou un liquide qu'on peut faire circuler 'pour soi ou qu'on peut introduire en un endroit' approprié dans l'enceinte de réaction. On peut aussi chauffer une partie des hydrocarbures etc. ajouter au-delà de la température de réaction et ltutiliser ainsi comme véhi- cule de chaleur. On peut aussi combiner ce mode de transmis- sion de chaleur avec celui indiqué plus haut.
Les produits de la réaction sont refroidis, après leur sortie de l'enceinte de réaction, au point qu'une partie se sépare à l'état solide. Les huiles liquides peuvent servir à des usages quelconques. On peut les traiter en vue d'obtenir ---- -
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par exemple des huiles Diesel, des huiles lubrifiantes, des huiles isolantes, etc. ou en ramener une partie dans la cham- bre de réaction pour traiter une nouvelle quantité de charbon.
On peut aussi les soumettre, éventuellement sans en séparer les constituants solides, à un traitement par l'hydrogène sous pression et obtenir ainsi des substances du genre des huiles moyennes, des benzines, etc. On peut aussi tirer parti du résidu solide pour la production d'hydrocarbures etc. de grande valeur par exemple par traitement à l'hydrogène sous 'pression. Il est parfois avantageux de détendre les produits encore chauds et de'les refroidir sans pression.
Les substances additionnelles entrant en ligne de camp- te sont de préférence des mélanges distillant dans un inter- valle étendu de température. On peut les obtenir des façons les plus diverses, par exemple par carbonisation ou distil- lation de lignites ou de houilles ou à partir d'huiles miné- rales ou par hydrogénation sous pression de charbons, de goudrons, d'huiles minérales, etc. ou par réduction catalyti- que des oxydes du carbone au moyen d'hydrogène sous pression.
Sont particulièrement propres à cet emploi les fractions bouillant au-dessus de la limite d'ébullition de la benzine soit au-dessus de 180 , d'huiles préparées aux dépens des substances mêmes qui sont traitées par le procédé. 'Il' va sans dire que des mélanges avec les huiles employées pour le mode opératoire décrit en premier lieu sont aussi utilisables.
Mais on peut aussi ,se servir de substances homogénes ou de groupes de telles substances, par exemple de Xylène, de cré-
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sols, de naphtalines bydrogéné15i' ",. d'auiiiine, etc. On peut aussi ajouter des substances qui.ont dans.
certaines air'cons- tances une action destructive sur le charbon, par exemple des agents alcalins,
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Si l'on traite par exemple du lignite renfermant environ
3% de bitume (c'est-à-dire de matière susceptible d'en être extraite par-le benzène) et 5 à 105 d'eau vers environ 3500 et sous 200 atmosphères de pression par les fractions bouil- lant entre 190 et 250 de produits de la liquéfaction du charbon, on recueille en débit abondant environ 60 à 705 du charbon sous forme d'huile liquides, sans formation notable de gaz, tandis que sous une pression de 50 atmosphères on en obtient, dans des conditions d'ailleurs pareilles, moins de .la moitié.
Si l'on dirige du lignite empâté avec du xylène sous 200 atmosphères de pression par un serpentin à haute pression chauffé à environ 320-340 , on obtient après détente dans un vase de décantation, par essorage centrifuge et extraction subséquente ou par distillation à la vapeur d'eau, 50% et plus du poids du charbon sous forme d'huiles liquides.
EXEMPLE 1.
Du lignite renfermant 4% de bitume susceptible d'en être extrait par le benzène est empâté avec son propre poids dtune huile d'enthracène, dont une très faible partie seule- ment bout au-dessous de 300 , et est refoulé de façon. conti- nue, vers environ 325 et sous 200 atmosphères de pression, par une pompe avec une vitesse appropriée a travers'unfour à haute pression dont leu parties intérieures consistent en acier V2A.
Après détente de la bouillie de charbon traitée, celle-ci est délayée avec une huile plus fluide ou avec du benzène ou un liquide analogue, les produits formés étant ainsi séparés du résidu solide. 65% et plus du poids du
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charbon, supposé exempt de cendres et d'eau, sont transformés de la sorte, pratiquement sans formation de gaz, en huiles à point d'ébullition élevé, liquides la température ordi- naine ou à chaud, En utilisant des pressions encore plus éle- vées, par exemple jusqu'à 1000 atmosphères, on peut encore accroître le rendement tandis qu'il reste faible si l'on abaisse considérablement la pression, par exemple à 20 at- mosphères.
Au lieu du lignite brut, on peut employer avec le même résultat un lignite préalablement sèche, renfermant par exem- ple la $ d'eau, ou un lignite notablement plus riche en bitu- me.
Les produits obtenus peuvent servir, seuls ou mélangés à l'huile d'anthracène, à empâter de nouvelles quantités de ma- tière première, ou ils peuvent être traités ultérieurement par exemple en vue de la production d'huiles lubrifiantes, d'huile Diesel ou de carburants pour moteurs.
La matière première peut aussi être introduite dans l'enceint à haute pression par éclusage.
EXEMPLE 2.
Une houille riche en gaz, empâtée avec les fractions bouillant au-dessus de 300 d'une huile minérale, est pompée sous 200 atmosphères de pression à travers un serpentin à haute pression chauffe à environ 320 .
La masse provenant de la réaction se détend dans un vase à décantation, où il se produit vers environ 200 une sépara- tion provisoire des constituants solides d'avec l'huile.
L'huile qui s'assemble au-dessus du dépôt peut être séparée,
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par exemple par centrifugation, presque complètement des par- ties solides. Les restes d'huile qui adhérent encore au char- bon en sont extraits par exemple par épulsenent au benzène ou par distillation à la vapeur d'eau. Plus de 55 du poids du charbon sont liquéfies sans formation notable de gaz.
EXEMPLE 3.
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Un schiste bitumineux est traité de façon continue sous
200 atmosphères de pression vers environ 320 par du goudron de lignite débarrassé de ses constituants bouillant au-des- sous de 300 ; on obtient 90 et plus de la matière carbonée totale exempte de cendres et d'eau, sous forme d'huiles.
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Processes for obtaining organic products of great value.
In the usual carbonization of solid carbon compounds, a large part of the latter is converted, at the expense of tar yield, into gases which are difficult to condense.
However, it has been found according to the present invention that an excellent yield of liquid or hot liquefying products is obtained and that the formation of gases, especially difficult gases, can be avoided to a large extent. condensing, treating the starting solids with hydrocarbons of boiling point or molecular weight
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high, or their derivatives, which do not contain significant quaútltes of constituents boiling below 300, in an appropriate pressure chamber, -éva: tu = 11 :::
rt with the help of gas, except for large quantities of hy-
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hydrogen, and where appropriate with the addition of substances that can also exert a catalytic action, at temperatures below the carbonization temperature of the hydrocarbons or their added derivatives, in continuous operation under high pressure, preferably very high, Until obtaining
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of a ren4 = ;; ieit in hydrocarbons or derivatives of hydrocarbons of value which exceeds by several times that which one could not reach by ordinary carbonization.
The most diverse solid carbonaceous materials can be taken as a starting point for this process, for example any coals, such as coal, carbon lignites.
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venance and of the most diverse nature,! there ;!). '"those from which the bi- ttzz2P is already extracted, then the schists 1JltUJ.li1 -'! ux, 1, .1 tour- ire, wood, etc.
Can be used as oils ad: 1.i tiollll:> ll ::? S high boiling point or high molecular weight hydrocarbons or their derivatives of 'y3rGViLlC.' : t of nature; more diverse. Thus, one pqut use all las 11p1: COCi, i + i.tïr: S or their liquid or hot liquefying derivatives which do not
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contain no substantial proportions of constituents boiling below 3000 and obtainable from coals, tars, mineral oils, etc., their products of distillation, transformation or extraction or of their residues by any process, including
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for example cracking and hydrogenation under pressure, etc.
It is also possible to use, for example, point-of-production products
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high boiling such as can be obtained synth4tiqLierlent at the expense of carbon oxides, and hydrogen. It goes without saying that one can also make use of the products obtained by this proceeds itself. Different oils of this kind can also be used, consecutively or simultaneously.
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Apart from these additional oils with high molecular weight (.3 ', it is also possible to use gases such as pir; a .; - # .. ipî, i 1': z D te, 1 a: lo .liacue, carbonic acid, water vapor, small proportions of hydrogen, etc. It is also possible to add still other ingredients having a favorable chemical or physical action, for example dispersant,
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or heat transmitting or catalytic.
The temperature must be adapted to the substance used and may be different for various materials. We
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uses high tE: itil) i: T ':: i.111r2S, 5Liiis however exceeding the coking temperature of the additional oil under the given 4operative conditions. The most far-reaching temperature is often in the vicinity of 300, however, higher or lower temperatures are also used. The operation is preferably above 250.
It is
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often also 1 t. ; e c <.>.,; ....,. xi:: lal> 1 to operate first at lower temperature.jR, then higher temperature. The choice of additional oil depends on the temperature adopted. We
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can also treat a .., $ c, o .. taié: - first at different temperatures with various additional oils. In this case, it must be taken into account that the oils used
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at higher temperature must aV ', llta; t? LISW.tGT: t be more stable.
The operation is carried out under high pressure, preferably very high, for example above 50 atmospheres, but preferably
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above 100 atmospheres. House can also use much higher pressures, for example 1000 atmospheres and more. It may also be advantageous to operate at. various degrees of pressure, for example first at low pressure, then at higher pressure.
The choice of pressure depends among other things on the temperature adopted, and the latter in turn depends on the nature of the raw materials and the additional oils.
This procedure succeeds, unlike carbonization, in avoiding to a large extent the formation of gases, in particular gases which are difficult to condense, and in obtaining a yield of liquid products or hot liquefying products, which exceeds by several times that provided by ordinary carbonization.
The small quantities of gas released essentially come from gas previously occluded in the substances used, -
If we take, for example, bituminous lignite as a starting point, we obtain quantities of liquid or hot liquefying products,
which exceed by several times those which would correspond to the bitumen content of the raw material capable of being extracted by benzene. Even from coals poor in bitumen, for example up to 65% of 1eu-r by weight, can be removed into valuable liquids and, for example, alderwood can be transformed in the presence of anthracene oil almost completely into liquid products. ..
The process is carried out in continuous operation, for example by directing the raw material, pasted with the additional oil. by means of pumps through the high pressure vessels fitted with agitators and then expanding. We can
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also use gases for agitation. In other ways, a considerable relative movement of the additional oils with respect to the solid raw materials can still be ensured, for example by producing new attack surfaces by mechanical grinding, by mixing, etc. The product can also be injected in a very divided state.
It is also possible to direct the raw materials in the form of a slurry with a relatively high linear displacement speed through a high pressure coil, while ensuring a sufficiently prolonged stay. It is sometimes advantageous to pass the mass several times through the devices. It is also possible to carry out a continuous process by letting the additional oil flow through a number of vessels placed one after the other or next to one another, part of which is disabled. These latter vessels are filled with the solid substance, then inserted into the column and subjected to the action of the additional oil, possibly with stirring. At one end of the column, vessels filled with fresh material are inserted as they are removed at the other end.
While in the procedures described above the solid material and the additional oil generally flow in the same direction, it is preferable in this case to direct them in the opposite direction. This achieves the advantage that the raw materials which have already undergone advanced processing come into contact with fresh additional oil.
It goes without saying that advantageous use can be made of the heat of the products formed by transmitting it to the mass which enters the apparatus. It is also possible to use raw materials containing water or containing water added to it,
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coal drying which can be combined with oil production.
The treated mass is evacuated from the pressure vessel, where appropriate by rapidly expanding it and cooling it in the same way. The liquid products are then separated from the mass, optionally after a prior mechanical treatment, such as spinning with a turbine, etc., from the solid residues in any way, for example by distillation, optionally in the presence of steam or water. other gases or vapors or by extraction or by both methods or by other means with or without the use of pressure.
The treated mass or some of its constituents can be subjected to cracking or to a treatment with hydrogen or the gases which contain it, with or without pressure, possibly in the presence of catalysts. Products of the type of heavy, medium or light oils or benzines are thus obtained. The remaining coal has a very loose structure. It is easily flammable and easily absorbs gases. It can be converted by treatment with hydrogen under pressure into liquid products.
The products which can be obtained according to the present process are suitable as such or after a subsequent treatment, alone or as a mixture, with other substances, for use as additional oil for the present process, as oil used for paste coals for hydrogenation under pressure, as lubricating oil, as diesel oil, as fuel for engines etc.
It is advantageous in carrying out the process to ensure that the materials from which the devices are made are
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kept free of substances which give rise to the formation of coke or of obnoxious stubborn masses. It is for example good to avoid the presence of finely divided or porous iron and nickel in the hot parts of the devices, in particular in those heated to more than 300, which come into contact with the treated materials.
It has also been found that it is also possible to advantageously use as additional oils hydrocarbons or hydrocarbon derivatives which are liquid under the reaction conditions and boil essentially between 100 and 300, free from substantial proportions of constituents boiling hot. below 100, provided the pressure is at least 75 atmospheres, but preferably 100 atmospheres or more.
It may be advantageous to operate in several degrees of pressure, for example by subjecting the raw material first to a preliminary treatment at moderate pressure, which may be less than 75 atmospheres, and then by treating the product thus obtained at higher pressures. according to the operating mode which has just been defined. But it is also possible to start at higher pressure and vary the pressure within wide limits during the process, pressures of 200 atmospheres and above, for example 1000 atmospheres, can be used.
Different temperatures can be adopted, the yields of liquid products generally being higher at a higher temperature. The operation is preferably carried out at temperatures above 300 and 400. An upper limit of the temperature is set by the critical temperature of the hydrocarbons etc. added liquids. Temperatures should not
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however, not be so high that the oils added change to the point of losing their ability to paste charcoal etc.
Heat can be provided in various ways, for example by externally heating during the reaction the mixture, optionally preheated, of coal and diluent in tubes, for example in coils.
In this case, overheating is advantageously avoided by heating, for example by means of a bath (for example of salts or of molten metals) or by hot gases. But it is also possible to produce heat electrically, for example by heating the coils themselves by electricity or by placing electric resistances, fixed or mobile, in the conduits. Stirrers can also be operated as electric resistors if one is used.
It is also possible to preheat the pasty mass to be treated up to the vicinity of the reaction temperature and to supply the heat still necessary for the reaction by a heat vehicle, for example a gas or a liquid which can be circulated for oneself. or which can be introduced at a suitable location in the reaction chamber. It is also possible to heat part of the hydrocarbons, etc. add above the reaction temperature and thus use it as a heat vehicle. You can also combine this heat transmission mode with the one indicated above.
The reaction products are cooled, after leaving the reaction chamber, to the point that a part separates out in the solid state. Liquid oils can be used for any purpose. They can be processed in order to obtain ---- -
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for example diesel oils, lubricating oils, insulating oils, etc. or return part of it to the reaction chamber to treat a new quantity of charcoal.
They can also be subjected, optionally without separating the solid constituents, to a treatment with hydrogen under pressure and thus obtain substances of the type of medium oils, benzines, etc. It is also possible to take advantage of the solid residue for the production of hydrocarbons etc. of great value, for example by treatment with hydrogen under pressure. It is sometimes advantageous to relax the still hot products and to cool them without pressure.
The additional substances entering the camp line are preferably mixtures distilling over a wide temperature range. They can be obtained in a variety of ways, for example by carbonization or distillation of lignite or coal or from mineral oils or by pressure hydrogenation of coals, tars, mineral oils, etc. or by catalytic reduction of carbon oxides using hydrogen under pressure.
Particularly suitable for this use are fractions boiling above the boiling limit of benzine, ie above 180, of oils prepared at the expense of the very substances which are treated by the process. It goes without saying that mixtures with the oils employed for the procedure described first are also suitable.
But it is also possible to use homogeneous substances or groups of such substances, for example xylene, cr-
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soil, bydrogenated mothballs,. auiiiine, etc. Substances can also be added which have in.
certain substances have a destructive action on charcoal, for example alkaline agents,
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If, for example, lignite containing approximately
3% bitumen (that is to say of material capable of being extracted therefrom by benzene) and 5 to 105 water at around 3500 and under 200 atmospheres of pressure by the fractions boiling between 190 and 250 of the products of the liquefaction of coal, approximately 60 to 70% of the coal is collected in the form of liquid oil, without noticeable formation of gas, while under a pressure of 50 atmospheres it is obtained, under conditions of elsewhere similar, less than half.
If we direct lignite impasted with xylene at 200 atmospheres of pressure through a high pressure coil heated to about 320-340, we obtain after expansion in a settling vessel, by centrifugal draining and subsequent extraction or by distillation with the water vapor, 50% or more by weight of coal in the form of liquid oils.
EXAMPLE 1.
Lignite containing 4% bitumen capable of being extracted therefrom by benzene is impasted with its own weight of enthracene oil, only a very small part of which boils below 300, and is forced out. continuous at about 325 and at 200 atmospheres of pressure, by a pump at an appropriate speed through a high pressure furnace, the interior of which consists of V2A steel.
After expansion of the treated coal slurry, it is diluted with a more fluid oil or with benzene or a similar liquid, the products formed thus being separated from the solid residue. 65% and more of the weight of the
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coal, assumed to be free of ash and water, are converted in this way, practically without the formation of gas, into oils of high boiling point, liquid at ordinary temperature or at hot temperature, using even higher pressures. At temperatures, for example up to 1000 atmospheres, the efficiency can be further increased while it remains low if the pressure is considerably reduced, for example to 20 atmospheres.
Instead of crude lignite, it is possible to use with the same result a lignite which has been dried beforehand, for example containing water, or a lignite which is considerably richer in bituminous.
The products obtained can be used, alone or mixed with anthracene oil, to paste new quantities of raw material, or they can be further processed, for example for the production of lubricating oils, diesel oil. or motor fuels.
The raw material can also be introduced into the chamber at high pressure by sluicing.
EXAMPLE 2.
A gas rich coal, pasted with the fractions boiling above 300 of a mineral oil, is pumped at 200 atmospheres of pressure through a high pressure coil heated to about 320.
The mass resulting from the reaction expands in a settling vessel, where around 200 a temporary separation of the solid constituents from the oil takes place.
The oil which collects above the deposit can be separated,
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for example by centrifugation, almost completely of the solid parts. Oil residues which still adhere to the charcoal are removed therefrom, for example, by epulsifying with benzene or by steam distillation. Over 55% of the weight of the coal is liquefied without noticeable gas formation.
EXAMPLE 3.
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Oil shale is processed continuously under
200 atmospheres of pressure to about 320 by lignite tar stripped of its constituents boiling below 300; 90 or more of the total carbonaceous material free of ash and water is obtained in the form of oils.