DD144787A5

DD144787A5 - Kombiniertes kohleverfluessigungs-vergasungsverfahren

Info

Publication number: DD144787A5
Application number: DD79214036A
Authority: DD
Inventors: Norman L Carr; Jun Ronald Schleppy; Bruce K Schmid; Yatish T Shah
Original assignee: Gulf Research Development Co
Priority date: 1978-07-03
Filing date: 1979-07-02
Publication date: 1980-11-05
Also published as: CA1132924A; PL216818A1; EP0007174A1; AU524555B2; US4203823A; ZA792924B; CS216669B2; WO1980000156A1; AU4767879A; JPS55500482A

Description

Kombiniertes Kohleverflüssigungs-Yergasungsverfabren" Anwendungsgebiet der Erfindung .

Diese Erfindung betrifft ein !Combinations verfahr en mit Kohlelösungsmittelverflüssigungs™ and oxydativen Vergasungszonen.

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In der bisherigen Technik wurde die Kombination von Kohleverflüssigung·und -vergasung in einom Artikel beschrieben, der den Titel "The SRG-II Process - Presented at the Third Annual International Conference on Coal Gasification and Liquefaction5 University of Pittsburgh" (Das SRC-II-Verfahren - Vorgelegt auf der Dritten internationalen Jahres-« . konferenz über Kohlevergasung und -verflüssigung, Universität Pittsburgh) j 3« - 5« August 1976, trägt und von B_e K«, Schmid und D, M, Jackson verfaßt wurde«, Dieser Beitrag beschreibt ein Kohieverflüssigungs-Vergasungskombinationsverfahren, bei welchem, organisches Material aus der Verflüssigungszone zur Erzeugung des für das Verfahren benötigten Wasserstoffs " in die Vergasungszone geleitet wird» Tabelle I dieses Artikels enthält die einzigen vorgelegten Daten über den aus der Auflösungsstufe abgehenden Strom, und durch-Extrapolation dieser Daten wurde festgestellt, daß der Ertrag an Destillatflüssigkeit von 450 bis'850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) nur um etwa 27 % über dem Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle von 8,50 ⁰P* (454 ⁰O+) liegt.

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Ziel der Erfindung .

Bs ist Ziel der Erfindung, den Ertrag an Destillationsflüssigkeit zu erhöhen.

Pariegong des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kombiniertes Kobleverflüssigungs-Vergasungsverfahren zu entwickeln.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besteht die gesamte Beschickung der Vergasungszone aus einem Schlamm aus gelöster Kohle und in Suspension "befindlichen mineralischen Rückständen aus der Verflüssigungszone, In der Verflüssigungszone wird Wasserstoff verbraucht, der aus der Vergasungszone abgeleitet wird.

Die gesamte, als Beschickung für das Kombinationsverfahren vorgesehene Rohkohle wird direkt der Verflüssigungszone zugeführt, und der Vergasungszone wird im wesentlichen keine Beschickungsrohkohle oder anderes kohlenwasserstoffbaltiges Hohmaterial direkt zugeführt. Bei der Bescbickungsrobkoble kann es sich um Stein- oder Mcorkohle oder um Braunkohlenarten handeln. Die Verflüssigungszone des vorliegenden Verfahrens kann eine endotherme Vorwärmstufe enthalten, in welcher kohlenwasserstoffhaltiges Material aus dem Mineralrückstand herausgelöst wird, in Reihe mit einer exothermen Auflösungs- oder Eeaktionsstufe, in welcher das genannte gelöste, kohlenwasserstoffhaltige Material hydriert und bydrokracked wird,,um ein Gemisch zu erzeugen, das aus Kohlenwasserstoffgasen, Saphtha, gelöster.flüssiger Kohle, normalerweise fester gelöster Kohle und mineralischen Rück-

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ständen besteht* Die Temperatur in der Auflösungsstufe wird höher als die Höchsttemperatur im Vorwärmer,-da in der .Auflösungsstufe die exothermen Hydrier- und Hydrokrack~ reaktionen erfolgen, Restschlamm aus der Auflösungsstufe ^; oder von einer beliebigen anderen Stelle im Verfahren, welcher Lösungsmittelflüssigkeit und normalerweise feste gelöste Kohle mit in Suspension befindlichem mineralischem Eückstand enthält, wird durch die Vorwärm-·« und die Auflosu.ngsstu.fe rückgeführt_β Gasförmige Kohlenwasserstoffe und flüssiges, kohlenwasserstoffhaltiges Destillat werden aus dem Pro

lukttrennsystem der Verflüssigungszone gewonnen,

Bin Teil de^js mineralhaltigen Restschlamm.es aus der Auf- lösungsstufe kann rückgeführt werden, der Best wird Luft-· und Vakuumdestillationstürmen zugeführt. Alle normalerweise flüssigen und gasförmigen Produkte werden oben in diesen Türmen entfernt und sind daher frei von Mineralien, während die Bodensätze des Vakuumturms (VTB) aus dem gesamten Nettoertrag an normalerweise fester gelöster Kohle und mineralischem Eückstand aus der Verflüssigungszone bestehen*,

Normalerweise flüssiges, gelöstes Kohleprodukt mit einem Siedebereich zwischen 450 und 850 ⁰J? (232 bis 454 ⁰C) wird nachstehend mit den Begriffen ."Destillatflüssigkeit" und "flüssige Kohle" bezeichnet, wobei beide Begriffe gelöste Kohle bezeichnen, die normalerweise, bei Zimmertemperatur· .flüssig.ist» einschließlich Verfahrenslösungsmittel. Der VTB~Schlamm, der vergast wird, enthält den gesamten Nettoertrag an anorganischen mineralischen Substanzen und ungelöstem organischem Material:(UOM) aus der Rohkohle, die hier zusammen als "mineralischer Rückstand" oder "mineralische Rückstände" bezeichnet werd'en. Dar Anteil an "UOM ist immer-geringer als 10 oder 15 Gew.H& d.e:e Beschickungs-

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kohle» Der. TOB-SChIaIiIm, der vergast wird, enthält auch den gesamten Nettoertrag an gelöster Kohle von 8£0 ⁰F+ (4.54 ⁰O+) aus der.Verflüssigungszone. Die gelöste Kohle von 850 ⁰F+ (454 ⁰C+) ist normalerweise bei Zimmertemperatur fest und wird hier als "normalerweise feste, gelöste Kohle" bezeichnet, Mcbtrückgeführter VTB-Schlamia wird vollständig und ohne jedes Filtern oder jeden anderen Schritt zur Trennung von Feststoffen und Flüssigkeit und ohne Verkokung oder einen anderen Schritt zur' Zerstörung des Schlamms einer partiellen Oxydationsvergasungszone zugeführt, die einen Beschickungsschlamm zur Umwandlung in synthetisches Gas aufnehmen kann, das ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff ist. Der Schlamm ist die einzige kohlenstoffhaltige Beschickung, die der Vergasungszone zugeführt wird. Es ist eine Sauerstoffanlage vorbanden, um Stickstoff aus der Luft zu entfernen, welche der Vergasungsanlage zugeführt wird, so daß das erzeugte Synthesegas im wesentlichen stickstofffrei ist.

Wenigstens ein Teil des Synthesegases wird einer Verschiebereaktion zur Umwandlung in Wasserstoff und Kohlendioxid unterzogen. Das. Kohlendioxid wird .dann zusammen mit Hydrogensulfid in einem Säuregasentfernungssystem gewonnen. Im wesentlichen der,gesamte, auf diese Weise erzeugte gasförmige, wasserstoffreicfae Strom wird als Verfahrenswasserstoff in der Verflüssigungszone verbraucht» Verfahrenswasserstoff kann auch dadurch aus dem Synthesegas gewonnen werden, daß man das Synthesegas durch, eine Kälte- oder Adsorptionseinheit leitet, um einen wasserstoffreichen Ötrom von einem an Kohlenmonoxid reichen ^ütrom zu trennen. Der wasserstoffreiche Strom wird als Verfahrenswasserstoff verwendet, und der an Kohlenmonoxid reiche Strom kann als Verfabrensbrennstoff verwendet werden.

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Die Verweilzeit und andere in der Auflösungsstufe der Ver«- flussigungszone herrschende Bedingungen regulieren dort die stattfindenden Hydrier- und Hydrokrackreaktionen. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese Bedingungen so festgelegt, daß auf der Grundlage der trockenen Beschikkungskohle der Ertrag an Destillatflüssigkeit mit einem Siedebereich von 4-50 bis 85Ο ⁰F (232 bis 4-54- ⁰C), dem am meisten gewünschten Produkt, um mindestens 35i 4-0 oder 50 Gew«-% über dem Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle von 85Ο ⁰JB¹+ (454· ⁰C+), auf der Grundlage der trockenen Beschickungskohle j liegt. Die Abbildungen 1 und 2, die unten behandelt werden, aeigen, daß im Kombinationsverfahren der vorliegenden Erfindung unter den angegebenen Verfahrens-» bedingungen, welche diesen Anteil an Destillatflüssigkeit gegenüber der normalerweise festen, gelösten Kohle gewährleisten, der Ertrag an Destillatflüssigkeit auf einen unerwartet hohen Wert gesteigert werden kann, wenn man-die,' Verweilzeit verkürzt«

Es wird unten gezeigt, daß beim Kombinationsverfabren der vorliegenden Erfindung eine verhältnismäßig kurze Verweilzeit in der Auflösungsstufe (d_e h. geringe Größe der Auflösungsstufe), und ein verhältnismäßig geringer Wasserstoffverbrauch ein Produkt hervorbringen, bei welchem der Ertrag an Destillatflüssigkeit vorteilhaft über dem Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle liegt, um 35» 4-0 oder 50 Gew.-% oder mehr, während bei einer "größeren Auflösungsstufe und einem höheren Wasserstoffverbrauch ein Produkt entsteht, bei welchem der Anteil des Ertrags an Destillatflüssigkeit gegenüber dem an normalerweise fester,. gelöster Kohle geringer ist_c Man hätte erwartet, daß ein höherer Anteil an flüssiger Kohle gegenüber der normaler-

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weise festen, gelösten" Kohle eine verhältnismäßig große Auflösungsstufe und einen verhältnismäßig hohen Wasserstoff verbrauch bedingen -würden. Bs ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß ein höherer Anteil an flüssiger Kohle gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle mit einem kleineren Vergaser erreicht wird, als er für einen geringeren Anteil an flüssiger Kohle gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle gebraucht würde.

Die Fraktion an Destillatflüssigkeit von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 4J4 ⁰C) ist die wertvollste Fraktion des Produktesaus der Verflüssigungszone. Sie ist wertvoller als die Naphthaproduktfraktion mit niedrigerem Siedepunkt, da.sie so, .wie sie gewonnen wird, ein Premiumbrennstoff ist, während bei der Naphthaproduktfraktion eine Verbesserung durch katalytisch^ Bydrobehandlung und Reforming zur Umwandlung in Benzin, das ein Premiumbrennstoff ist, notwendig ist. Die Destillatfraktion ist wertvoller als die Fraktion an normalerweise fester, gelöster Kohle mit einem höheren Siedeberöich, da die Fraktion mit dem höheren Siedebereich bei Zimmertemperatur keine Flüssigkeit ist und mineralische Rückstände enthält.

JSs wird unten gezeigt, daß fortschreitend zunehmende Anteile an Destillatflüssigkeit gegenüber normalerweise fester, " gelöster Kohle einhergehen mit fortschreitend geringer werdenden Verbrauchswerten an Verfahrenswasserstoff. Das Gegenteil wäre erwartet worden. .Der Grund für den Rückgang des WasserstoffVerbrauchs liegt in der Entdeckung, daß beim Kombinationsverfahren dieser Erfindung der Selektivitätsvorteil für die Destillatflüssigkeit gegenüber der normalerweise festen, -gelösten Kohle spezifisch für die Destillat-

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flüssigkeit ist and sieb nicht auch auf die Produkte mit niedrigerem Siedebereich, wie Naphtha und Kohlenwasser-.stoffgase, erstreckt«, Der erhöhte Ertrag an Destillatflüssigkeit, der in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzielt wird, ist nicht nur begleitet von einem Rückgang im Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle,· sondern wird unerwarteterweise auch begleitet von einem Rückgang im Ertrag an Naphtha und gasförmigen Kohlenwasserstoffen» Es ist ein·unerwartetes Merkmal des vorliegenden Verfahrens, daß der Ertrag an Destillatflüssigkeit fortschreitend zunehmen, kann bei gleichseitiger Senkung der Verweilzeit, während die Erträge an allen anderen größeren Produktfraktionen, einschließlich der kohlenwasserstoff»» baltigen Fraktionen mit höherem und niedrigerem Siedebereich, abnehmen*

Die Abbildungen 1 und 2, die unten behandelt werden, zeigen,, daß ein signifikanter Vorteil in der Verweilzeit in der Auflösungsstufe (d« h_e in der Größe der Auflösungsstufe) bei dieser Erfindung einen um wenigstens 35 oder 40 % und vorzugsweise einen um wenigstens 50 % höheren jjictragsvorte.il an Destillatflüssigkeit von 450 bis 850 °Έ (232 bis 454 ⁰C) gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle von 85Ο ⁰IV (454 ⁰C-J-) bedingt,, Extrapolierte Daten in der Tabelle I. dieses Artikels zeigen auch, daß der Ertrag an Destillatflüssigkeit von 450 bis 850 ⁰P (232 bis 454 ⁰C)₅ der am meisten erwünschten Produktfraktion, ηur etwa·25>65 Gew.~% beträgt» Die Abbildungen 1 und 2_S die unten bebandelt werden, zeigen, daß dies unter dem Höchs-tortrag an dieser erwünschten Produktfraktion liegt, die in einem ungekoppelten. Verflüssigungsverfahren erreicht werden können (27 Gew,~%), und daß nur durch die Durchführung eines gekoppelten Ver-

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fliissigungs-Vergasungssystems zur Erzielung-des Vorteils'. dieser Erfindung, der in der Verkürzung der Verweilzeit liegt, ein höherer Ertrag an Destillatflüssigkeit erreicht werden kann.

Die VTB enthalten im wesentlichen den gesamten Nettoertrag an mineralischem Rückstand, der in der Verflüssigungszone erzeugt wird, sowie im wesentlichen den gesamten Nettoertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle von 850 ⁰I?+ (4-54- °C+) aus der Verflüssigungszone, und da alle nichtrückgeführten VTB in die Vergaserzone geleitet werden, ist kein Schritt zur trennung des mineralischen Rückstandes von der gelösten Kohle, wie "Filtern, Absetzen, durch Schwerkraft und Lösungsmittel unterstütztes Absetzen j Lösungsmittelextraktion der wasserstoffreichen Verbindungen von den wasserstoffarmen Verbindungen, die den mineralischen Rückstand enthalten, oder Zentrifugieren, erforderlich. Die Temperatur der Vergasungszone liegt im. Bereich von 2200 bis 3500 ⁰P (1204 bis 1982 ⁰C), in welchem alle mineralischen Substanzen aus der Verflüssigungszone geschmolzen werden, um eine Scbmelzschlacke zu bilden, die abgekühlt und als Strom verfestigter Schlacke aus der Vergasungszone entfernt wird.

Der Einsatz einer Vakuumturmdestillationseinheit beim vorliegenden Verfahren gewährleistet die Trennung der gesamten normalerweise flüssigen Kohle und,der Kohlenwasserstoffgase von der normalerweise festen, gelösten Kohle von 850 ⁰P+ (454 ⁰C+) vor der Einführung der normalerweise festen, gelösten Kohle in die Vergaserzone. Die Einführung flüssiger Kohle In die partielle Oxydationsvergaserzone würde Verschwendung auf Grund des verhältnismäßig hohen

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Wasserstoffbedarfs sein, der zur Erzeugung dieses Premium-· brennstoffs arforderlich ist, mit der damit verbundenen Verringerung des VerfahrensWirkungsgrade3, Dagegen ist normalerweise feste, gelöste Kohle die Kohlefraktion mit dem niedrigsten Wasserstoffgehalt, wodurch es die optimale · Kohlefraktion zur Einführung in die Vergasungszone- ist.

Der mineralische Rückstand, der aus der·. Verflüssigungszone gewonnen wird, stellt einen Katalysator für die Lösung und selektive !Hydrierung und Hydrokrackung der gelösten Kohle in gewünschte Erzeugnisse dar« Die Rückführung des mineralischen Rückstandes zur Erhöhung seiner Konzentration in der Verflüssigungszone führt zu einer .Erhöhung der Rate der selektiven Hydrokrackung der gelösten Kohle in die gewünschten Erzeugnisse, wodurch s ich die erforderliche Verweilzeit des Schlammes in der Auflösungszone verkürzt und die erforderliche Größe der Auflösungszone verringert.. Die verkürzte Verweilzeit in Anwesenheit eines erhöhten mineralischen Rückstandes erhöht die Kohleumwandlung und verringert die Menge an gebildeten unerwünschten Produkten, wie normalerweise fester, gelöster Kohle und Kohlenwasserstoff gasen. Der mineralische Rückstand befindet sich in dom aus der Auflösungszone ausfließenden Schlamm in Form sehr kleiner Teilchen von etwa 1 bis 20 Mikrometer Größe in Suspension, und auf Grund der geringen Größe der.Teileben erhöht sich deren katalytische Aktivität durch die vergrößerte wirksame Außenfläche. Dar mineralische Rückstand wird normalerweise mit der Destillatflüssigkeit und der normalerweise festen, gelösten Kohle im Schlamm zurückgeführt. Die rückgeführte Destillatflüssigkeit stellt Lösungsmittel für das Verfahren dar, und die rückgeführte, normalerweise feste, gelöste. Kohle gibt dieser unerwünschten

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Produktfraktion eine weitere Möglichkeit zum Reagieren, während gleichzeitig die vorteilhafte Tendenz zur Verkürzung der Verweilzeit in der Auflösungsstufe besteht.

Die katalytische und andere Wirkungen auf Grund der Rückführung des mineralise ben Sestschlanimes kann die Ausbeute an normalerweise fester, gelöster Kohle der Verflüssigungszone um etwa die Hälfte oder sogar noch mehr senken, was auf die selektive Hydrokrackung der gelösten Kohle zurückzuführen ist, und kann eine erhöhte Entfernung von Schwefel, Stickstoff und Sauerstoff auslösen. Daher hat die Rückführung des mineralischen Rückstandes einen wesentlichen Einfluß auf den Wirkungsgrad eines Verflüssigungs-Vergasungskomb!nationsverfahrens. Ein gleiches Maß an Hydrokrackung kann nicht in befriedigender Weise dadurch erzielt werden, daß man die Auf lösertempera-cur über die in der Auf lösungs- . zone ablaufenden exothermen Reaktionen unbegrenzt ansteiget läßt, da es zu übermäßiger Koksbildung kommen würde und Selektivität und Wasserstoffverbrauch nachteilig beeinflußt würden.

Der Einsatz eines von außen zugeführten Katalysators im Verflüssigungsverfahren ist der Rückführung des mineralischen Rückstandes nicht gleichwertig, da sich durch die Einführung eines äußeren Katalysators die Verfahrenskosten erhöhen wurden, und da das Verfahren komplizierter würde, was den Verfahrenswirkungsgrad gegenüber der Verwendung eines enthaltenen oder an Ort und Stelle befindlichen Katalysators verringert. Daher ist beim vorliegenden Verfahren der Zusatz eines äußeren Katalysators nicht erforderlich.

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Im Verfahren der vorliegenden Erfindung sind die Art und · Weise der Kopplung von Verflüssigungs-" und Vergasimgsζone und die Einführung eines Rückführungsstromes in die Verflüssigungszone stark voneinander abhängige Verfahrensmerkmale. Der Nettoertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle von 850 ⁰P+ (454 ⁰C+) aus der Verflüssigungszone stellt die vollständige kohlenwasserstoffhaltige Beschickung für die Vergasungszone dar. Die Vergasungszone erzeugt Wasserstoff und Isnn auch Brennstoff für das Korn-= binationsverfahren erzeugen« Die Menge an normalerweise fester_$ gelöster Kohle von 850 ⁰P+ (454 ⁰C+) und an UOM, die in der Vergaserzone aus der Verflüssigungszone gebraucht wird, ist vom Bedarf an Verfahrenswasserstoff und -brennstoff abhängig* Der Bedarf an Verfahrenswasserstoff und -brennstoff beeinflußt daher die relative .Rückführung an mineralischem Rückstand gegenüber der Beschickungsrate an Kohle in die Verflüssigungszone, da die Rückführungsrate an mineralischem Rückstand und an normalerweise fester, gelöster Kohle von 850 ⁰P+ (454 ⁰C-O eine erhebliche Wirkung auf den Nettoertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle von 850 ⁰P-!- (454 C+) hat, die aus der Verflüssigungszone zur Einführung in die Vergasungszone gewonnen wird. Da der rückgeführte mineralische Rückstand einen Katalysator für die Umwandlung der gelösten Kohle darstellt und die Rückführung der normalerweise festen, gelösten Kohle deren -«eitere Umwandlung ermöglicht, ist der Nettoertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle und UOM, welcher die gesamte Beschickung an kohlenwasserstoffhaltigem Material für die Vergasungszone darstellt, zu einem großen Teil von der Rückführungsrate des mineralischen Rückstandes abhängig.

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Die Tatsache, daß sich der Nettoertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle und die Rückführungsrate an normalerweise fester, gelöster Kohle mit in Su._Sp_enS:icm befindlichem mineralischen Rückstand gegenseitig bestimmen, ist es, auf die die ungewöhnliche Beziehung von Produktselektivität und Verweilzeit, welche in der Abb. 1 gezeigt wird, zurückzuführen ist, wobei die &bb, 1 ein Verfahren zeigt, bei dem diese gegenseitige Wechselwirkung fehlt. Daher ist der erhöhte Anteil an Destillatflüssigkeit von 4-50 bis 85O ⁰F (232 bis 4*4 G) gegenüber dem an normalerweise fester, gelöster Kehle von 85O ⁰J¹+ (4-54- ⁰C+) dieses Verfahrens nur in einem Verfahren von kritischer Bedeutung, bei dem die

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gesamte, normalerweise feste, gelöste Kohle von 850 3?+ (4.54,· G+) und die in Suspension befindlichen Rückstände, die aus der Verflüssigungszone gewonnen wurden, entweder rückgeführt oder in die Vergasungszone eingeführt worden, um die gesamte kofalenwasserstoffhaltige Beschickung der Vergasungszone zu bilden.

Das Verfahren dieser Erfindung unterliegt einer Beschränkung, welche die gegenseitige Wechselwirkung der verschiedenen Verfahrensbedingungen wesentlich steigerte. Da der den mineralischen Rückstand enthaltende Rückführungsstrom mit decn Robkohle enthaltenden Beschickungsschlemm gemischt wird, ist es notwendig, den Feststoffgesarutgehalt im Beschickungsschlamm beim Höchstwert oder in der Nähe dieses Wertes zu beschränken. Der Gesamtfeststoffgehalt darf- diesen Beschränkungswert wegen der Pumpfähigkeit nicht übersteigen. Andererseits ist es wichtig, den Gesamtfeststoffgehalt beim Höchstwert des Gesamtfeststoffgehaltes oder in dessen Nähe zu halten, so daß im Verfahren der Nutzen der größtmöglichen Menge an rückgeführteni mineralischen Rückstand gewährleistet

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ist, während gleichzeitig eine sinnvolle Kohlebeschickungs·- rate erhalten bleibt, Bei dieser Beschränkung des Gesamtfeststoffgehaltes bedingt jede Steigerung der Rückführungsrate an mineralischem Rückstand eine Senkung der Kohlebeschickungsrate und, umgekehrt, ·

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Verflüssigungs- und VergasungsVorgang so miteinander gekoppelt, daß ein sehr wirksamer Betrieb erreicht wird. Auch wenn ein Verflüssi~ gungsverfahren mit einem höheren Wärmewirkungsgrad ala ein Vergasungsverfahren bei mäßigen Erträgen an normalerweise fester, gelöster Kohle arbeitet, in der US-Patentanmeldung 905 299, vom 12. Mai 1978, auf die hier Bezug genommen wird, wird berichtet, daß der Wirkungsgrad eines Kohleverflüssigungs-Vergasungskombinationsverfahrens erhöht wird, wenn das.in der Vergasungszone erzeugte Synthesegas nicht nur den gesamten Wasserstoffbedarf der Verflüssigungszone liefert, sondern wenigstens auch 5 bis 10 % und bis zu 100 % des gesamten Energiebedarfs des Verfahrens auf Wärmebasis liefert durch die direkte Verbrennung des Synthesegases oder eines davon abgeleiteten, an Kohlenmonoxid reichen Stromes innerhalb des Verfahrens« Zum Energiegesamtbedarf des Verfahrens gehört die elektrische oder andere gekaufte Energie, nicht aber die'in der Vergasungszone erzeugte Wärme, da die exotherme Vergaserwärme als Reaktionswärme betrachtet wird. Es ist überraschend, daß der Verfahrenswirkungsgrad durch eine begrenzte Steigerung der Menge an normalerweise fester, gelöster Kohle, die vergast wird, vergrößert werden kann, nicht durch eine weitere Umwandlung der genannten Kohle innerhalb der Verflüssigungszone, da bekannt ist, daß die Kohlevergasung im. Vergleich zur Kohleverflüssigung die weniger wirksame Methode der Eohleumwand*=

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lung ist. Man könnte erwarten, daß durch das Hinzufügen · einer zusätzlichen Belastung für die Vergasungszone durch "die Forderung, neben dem Verfahronswasserstoff auch die Ver~ fahrensenergio zu erzeugen, der Wirkungsgrad des Kombinationsverfahrens verringert wird. Außerdem könnte man erwarten, daß es ineffektiv ist, einer Vergasungszone eine Kohle zuzuführen, die bereits einer Hydrierung gegenüber Rohkohle unterzogen wurde, da die Reaktion in der Vergasungszone eine Oxydationsreaktion ist_a Trotz dieser Feststellungen. berichtet die oben genannte US-Patentanmeldung 9O5 299 vom 12. Hai 1978» daß der IVärmewirkungsgrad eines Verflüssigungs-Vergasungskombinationsverfahrens erhöht wirdj wenn die Ver-. gasungszone eine signifikante Menge des Verfahrensbrennstoffs in -k'orm entweder von Synthesegas oder eines von Synthesegas abgeleiteten, an Kohlenmonoxid reichen Stromes so?.:ie den Verfahrenswasserstoff erzeugt. Die oben genannte Patentanmeldung gibt an, daß ein hoher v/ärmewirkungsgrad erzielt wurde, wenn auf der Grundlage des Verbrennungsbeizwertes das gesamte oder wenigstens 60 % des Synthesegases, das über die zur Herstellung des Verfahrenswasserstoffs benötigte Menge hinaus da ist, entweder als Synthesegas oder als ein von Synthesegas abgeleiteter, an Kohlenmonoxid reicher Strom als Brennstoff innerhalb des Verbrennungsprozesses, ohne Hydrierung oder einen anderen Umwandlungsschritt, genutzt wird,. Bai dem geschilderten System wird das gesamte oder der größte Teil des erzeugten Synthesegases im Verfahren₅ sowohl als Reaktionsmittel als auch als Brennstoff, ohne Umwandlung in einen anderen Brennstoff wie Methan oder Methanol verbraucht. Das Synthesegas kann einer Säuregasentfernung oder einer Behandlung zur Trennung des GO von Hp vor der Verwendung unterzogen werden.

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Daß Vergasimgsvorrichtungen im allgemeinen nicht in der Lage sind, den gesamten ihnen zugeführten kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff zu oxydieren und ein Teil davon unvermeidlich als Koks in der entfernten Schlacke verlorengeht j besteht die Tendenz, daß Vergasungsvorrichtungen bei einem kohlenwasserstoffhaltigen Material in flüssigem Zustand mit einem höheren Wirkungsgrad arbeiten als bei einer festen, kohlenstoffhaltigen Beschickung wie Koks. Da Koks ein fester, minderwertiger Kohlenwasserstoff ist, kann er nicht mit einer annähernd iOO%igen Effektivität verbrannt werden wie flüssiges kohlenwasserstoffhaltiges Beschickungsmaterial, so daß in der Schmelzschlacke, die in der Vergasungsvorrichtung gebildet wird, mehr verlorengeht als bei flüssigem Beschickungsmaterial für die Vergasungsvorrichtung, was einen unnötigen Verlust an kohlenstoffhaltigem Material aus dem System bedeuten würde» Deshalb würde eine Verkokungsanlage, die zwischen Auflösungs-. und Vergasungszone eingefügt wird, den Wirkungsgrad des Kombinationsverfahrens verringern. Der gesamte Ertrag an ^oks (ausgenommen UOM) liegt beim vorliegenden Verfahren weit unter einem Gewichtsprozent, und or beträgt in der Hegel weniger als ein Zehntel Gewichtsprozent, ausgehend von der trockenen Beschickungskohle. Ganz gleich, mit welchem Beschickung smaterial für die Vergasungszone gearbeitet wird, die Oxydation dieses Materials wird mit höheren Vergasungstemperaturen vergrößert» Es sind daher höhere Vergasertemperaturen erforderlich, um einen hohen Verfahrenswirkungsgrad zu erzielen. Die Vergaserhöchsttemperaturen liegen bei dieser Erfindung im Bereich von 2200 bis 36OO ⁰F (1204 bis I982 ⁰C) generell·, vorzugsweise zwischen 23OO und ,320.0 ⁰P (1260 und -1?60 ⁰C) und ganz speziell zwischen 2400 oder 2500 und 32OO ⁰F (13I6 oder I371 und 1760 ⁰C),

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Obwohl der "VTB-Schlamm, der in die Vergasungszone .eingeführt wird, im wesentlichen wasserfrei ist, werden in die Vergaserzone kontrollierte Mengen an Wasser oder Dampf eingeführt, um durch eine endotherme Reaktion zwischen Wasser und dem kohlenwasserstoffhaltigen Bescbickungsmaterial GO und EL zu erzeugen. Bei dieser Reaktion wird· Wärme" verbraucht, während die Reaktion des kohlenstoffhaltigen Beschickungsmaterials mit Sauerstoff zur Erzeugung von CO Wärme erzeugt. Bei diesem Vergasungsverfahren, bei dem das einzige gewünschte Verfahrensprodukt EL ist, wie beispielsweise dann, wenn eine Verschiebereaktion, eine Methanisierungsreaktion oder eine Methanolumwandlungsreaktion auf die Vergasungsstufe folgt, wäre die Einführung einer groIBen Wassermenge vorteilhaft. Beim Verfahren dieser Erfindung dagegen, bei welchem eine beachtliche Menge an Synthesegas, wie oben erklärt wurde, vorteilhaft direkt als Verfahrensbrennstoff genutzt werden kann, ist die Erzeugung von Wasserstoff im Vergleich zur Erzeugung von CO von verschwindend geringem Nutzen, da EL, und CO etwa die gleiche Verbrennungswärme haben. Obwohl die höheren Vergaserteraperaturen dieser Erfindung die annähernd vollständige Oxydation des kohlenstoffhaltigen Beschickungsmaterials vorteilhaft beeinflussen, begünstigt das Produktgleichgewicbt bei diesen hohen Vergasertemperaturen ein Synthesegasprodukt mit einem Molverhältnis von EL zu CO von weniger'als ein, sogar von weniger als 0,8 oder 0,9 oder sogar von weniger als 0_s6 oder 0,7. Wie jedoch oben erklärt wurde, ist dieses Gleichgewicht beim Verfahren dieser Erfindung nicht von Nachteil, da Kohlenmonoxid als ein Verfahrensbrehnstoff eingesetzt werden kann.

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Das gesamte Robkohlebeschickungsmaterial für das Kombinationsverfahren wird pulverisiert,- getrocknet und mit heißem, lösungsmittelhaltigen Rückfünrungsscblamm gemischt, Der Rückführungsscblamm ist im allgemeinen erheblich dünner als der Schlamm, der der Vergaserzone zugeführt wird, da er im allgemeinen nicht vakuumdestilliert wird und eine beachtliche Menge an Destillatflüssigkeit von 45O bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) enthält, die eine Lösungsmittelfunktion ausübt. Auf Gewichtsbasis werden eins zu vier Teile, vorzugsweise 1,5 zu 2,5 Teile des Rückführungsschlammes für ein Teil Rohkohle eingesetzt. Der rückgeführte Schlamm, Wasserstoff und Rohkohle werden durch eine beheizte, rohrförmige Vorwärmzone geleitet und dann in eine Reaktor- oder Auflöserzone eingeführt«, Das Verhältnis von Ysfasserstoff zu Rohkohle liegt im Bereich von 20 zu 80 000 SGF je Tonne (0,62 bis 2,48 m^/kg) und vorzugsweise zwischen 30 000 und 60 000 SCF je Tonne (0,93 und 1,68 m^/kg).

In der Vorwärmstufe erhöht sich die Temperatur der Reaktionsmittel allmählich, so daß die Austrittstemperatdr aus dem Vorwärmer im Bereich von 680 gii 820 ⁰F (36O zu 438 ⁰C), vorzugsweise von etwa 700 bis 760 ⁰F (371 bis 404 °C)j liegt. Die Kohle wird bei dieser Temperatur teilweise aufgelöst, und es beginnen die exothermen Hydrier- und Eydrokrackoperationen. Die durch die3e exothermen Reaktionen in der.Auflösungszone erzeugte Wärme, die rückgemischt wird und eine verhältnismäßig einheitliche Temperatur ergibt/¹ erhöbt die Temperatur der Reaktionsmittel weiter auf einen Bereich von 800 bis 9OO ⁰F (427 bis 482 ⁰C), vorzugsweise von 840 bis 870 ⁰F (449 bis 466 ⁰C). Die Verweilzeit in der Auflösungszone

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ist länger als die in der Vorwärmstufe. Die Temperatur in der Auflösungszone ist um wenigstens 20, 50, 100 oder soa^r 200 ⁰P (11,1, 27,1, 55,5 oder sogar 111,1 ⁰C) höber als die Austrittstemperatur aus dem Vorwärmer, Der Wasserstoffdruck in der Vo^wärm- und in der Auflöserstufe liegt im Bereich von 1000 bis 4000 Pfund je Zoll² (70 "bis 280 kg/cm²), und beträgt vorzugsweise 15ΟΟ bis 2500 Pfund/ Zoll² (105 bis 175 kg/cm²). Der Viasserstoff wird dem Schlamm an einer oder an mehreren Stellen zugesetzt. Zumindest ein Teil des Wasserstoffs wird dem Schlamm vor dem Eintritt in den Vorwärmer zugeführt« Zusätzlicher Wasserstoff kann zwischen dem Vorwärmer und der Auflösungsstufe und/oder als Abschreckwasserstoff in der Auflösungsstufe selbst zugesetzt werden. Abschreckwasserstoff wird an verschiedenen Stellen eingespritzt, wenn das in der Auflösungsstufe notwendig ist, um die Reaktionstemperatur bei einem Wert zu halten, bei dem signifikante Verkokungsreaktionen vermieden werden.

Die Abbildungen 1 und 2 sind grafische Darstellungen, welche die vorliegende Erfindung veranschaulichen. Abb. 1 stellt ein Kohleverflüssigungsverfahren dar, das nicht mit einer Vergasungsanlage gekoppelt ist. Die Abb» 2 stellt ein gekoppeltes Kohleverflüssigungs-Vergasungsverfahren nach dieser Erfindung dar. Diese Zahlen stellen die Verweilzeit des Schlammes in der Auflösungsstufe ins Verhältnis zum gewicbtsprozentualen Ertrag an Destillatflüssigkeit von 450 bis 850 ⁰P (232"bis 454 ⁰G) und zum gewichtsprozentualen Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle von 85Ο ⁰P+ (454. ⁰C+), ausgehend von der trockenen Beschickungskoble. Die Abbildungen 1 und 2 zeigen auch die gewichtsprozentualen Erträge an C₁- bis O^-Gasen, C₅- bis 450 ⁰P- (232 ⁰C-) Naphtha, unlöslichen organischen Substanzen bei unter-

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scbiedlichen Verweilzeiten und den Gewichtsprozentsatz an · verbrauchtem Wasserstoff, aasgehend von der Beschickung^- ' kohle. Die in den Abbildungen 1 und 2 gezeigten Erträge sind auf Gewichtsbasis Nettoerträge der Verflüssigungszone, ausgehend von feuchtigkeitsfreier Bes.chickungskohle, die nach .Entfernung des gesamten Rückführ ungs- materials aus dein aus der Verflüssigungszone abgebenden Strom gewonnen wurden. Die Auflösungsstufe bei den Verfahren der Abbildungen 1 und 2 arbeitete jeweils bei einer Temperatur von 860 ⁰F (460 ⁰C) und bei einem Wasserstoffdruck von 1700 Pfd./Zoll² (119 kg/cm²), wobei die Verweilzeit in der Auflöserzone die einzige Verfahrensbedingung war, die uneingeschränkt variiert wurde. Die 'in den Abbildungen 1 und 2 veranschaulichten die-Einhaltung der Beschränkung des Feststoffgesämtgehaltes des Beschickungsscblamms bei 50 Gew.-%, einschließlich Beschickungsrohkohle und rückgeführtem mineralischen Restschlamm. Dieser Feststoff gesamtge halt liegt dicht an der Obergrenze der Pumpfähigkeit des Bescbickungsschlammes.

Im Verfahren der Abb. 1 ist die Feststoffkonzentration des Beschickungsschlamraes mit 30 Gew.-% Beschickungskohle und 20 GeWe-% rückgeführten Feststoffen festgelegt. Das Verhältnis von Beschickungskohle zu rüekgeführten Feststoffen kann beim Verfahren der Abb. 1 konstant gehalten werden, weil bei diesem Verfahren der Verflüssigungsvorgang nicht mit einem Vergasungsvorgang gekoppelt ist, d. h., die VTB werden nicht einer Vergasungsanlage zugeführt« Im Verfahren der Abb, 2 wird zwar auch der Feststoffgesamtgehalt des Beschickungsschlammes mit 50 Gew.-%-konstant gehalten, aber die Anteile an Kohle und rückgeführten Feststoffen im Beschickungsschlamm variieren, da die Verflüssigungszone mit

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einer Vergasungsanlage gekoppelt ist, zu der ein Versohiebereaktor für die Erzeugung des Verfäbrenswasserstoffes gehört, und zwar auf eine Art und Weise, "bei welcher die aus der Auflösungsstufe ausfließenden Feststoffe der Vergasungs- · anlage (als TOB) in genau der Menge zugeführt werden, welche es der Vergasungsstufe ermöglicht, den Wasserstoffgesamtbedarf der Verflüssigungszone zu liefern. Im System der Abb. 2 werden sowohl die Menge des für die Rückführung zur Verfugung stehenden feststoffhaltigen Schlammes als auch das Verhältnis von Beschickungskohle zu rückgeführten Feststoffen bestimmt durch die Menge an feststoffhaltigem Schlamm, die in der Vergasungsstufe gebraucht wird.

Abb. 1 zeigt, daß, wenn-Verflüssigungs- und Vergasungszone nicht miteinander verbunden sind, der Verflüssigungszone aber ein Produktrückführungsstrom zugeführt wird, dar Ertrag an Destillatflüssigkeit von 450 bis 850 ⁰P (232 bis 454 ⁰C) konstant bei etwa 27 Gew.-%, ausgehend von der Beschickungskoble, liegt, wenn die Verweilzeit über dem gezeigten Zeitraum verlängert wird, während der Ertrag an fester, entaschter Kohle von 85O ⁰F+ (454 ⁰C+) mit verlängerten Verweilzeiten abnimmt. Abb. 1 zeigt, daß der Ertrag an Destillatflüssigkeit der bevorzugten Produktfraktion nicht über 27 Gew,-% erhöht werden kann, ungeachtet der Verweilzeit. Abb. 1 zeigt weiter, daß der Ertrag an flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) der bevorzugten Produktfraktion um mindestens 50 % größer ist als der Ertrag an fester, entaschter Kohle bei Verweilzeiten in der Auflösungsstufe von 1,15 oder mehr Stunden. Die gestrichelte senkrechte Linie der Abb. 1 zeigt, daß bei einer Verweilzeit von 1,15 Stunden der Ertrag an fester, entaschter Kohle etwa 18 Gew,-$ und der Ertrag an Destillat-.

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öl etwa 27 Grew.^% beträgt, ά. h. um. etwa 50 % höher. Der Srtragsvorteil von 50 % an flüssiger Kohle gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle verringert sich bei Verweilzeiten unter 1,15 Stunden und erhöht sich bei Verweilzeiten über 1,15 und unter etwa 1,5 Stunden.

Bs wird nun auf die Abb, 2 Bezug genommen, welche ein Verfahren veranschaulicht; bei demeine Verflüssigungszone mit einer Vergasungsanlage gekoppelt ist und bei welcher die Verflüssigungszone einen Produktrückführungsstrom aufnimmt, wobei die gestrichelte senkrechte Linie zeigt, daß ein Ertragsvorteil von 50 % bei flüssiger Kohle gegenüber der normalerweise festen, gelösten Kohle erreicht wird bei einer Verweilzeit in der Auflösungsstufe von 1,4- Stunden. Bei einer Verweilzeit in der- Auflösungsstufe von 1,4- Stunden beträgt der Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle etwa 17,5 Gew.-%, während der Ertrag an flüssiger Kohle bei etwa 26,25 Gew,~% liegt. Der gleiche Ertragsvorteil zugunsten der Destillatflüssigkeit wird im ungekoppelten System bei der kürzeren Verweilzeit von 1,15 Stunden erzielt. Es besteht daher ein relativer Nachteil in Begriffen der Größe der Auflösungsstufe, der nicht durch eine geringere Größe der Vergasungsanlage ausgeglichen werden kann, wenn ein gekoppeltes Verflüssigungs-Vergasungsverfahren durchgeführt wird, falls nicht der Ertragsvorteil bei flüssiger Kohle gegenüber dem an normalerweise fester, ge- · löster Kohle erheblich ist, d. h. wenigstens 35, 40 oder 50 Gew.~% oder mehr beträgt. Dieser relative Bachteil des gekoppelten Systems vergrößert sich mit der Verlängerung der Verweilzeit in der Auflösungsstufe, da im gekoppelten System der Ertragsvorteil an flüssiger Kohle gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle fortschreitend abnimmt,

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wenn die Verweilzeiten fortschreitend langer werden. Im Gegensatz dazu zeigt die Abb. 1, daß in einem ungekoppelten Syst-em der Ertragsvorteil an flüssiger Kohle gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohl·© fortschreitend größer wird bei einer Verlängerung der Verweilzeit auf Werte über 1,15 Stunden und unter etwa 1,5 Stunden.

Es wird festgestellt, daß der Ertrag an flüssiger Kohle und der Ertrag an normalerweise fester, gelöster Kohle an der gestrichelten senkrechten Linie der Abb. 2 jeweils sehr eng den entsprechenden Erträgen an dem jeweiligen Produkt an der gestrichelten Linie der Abb. 1 entspricht. Von besonderer Bedeutung für die Verfahrensbedingungen an der gestrichelten senkrechten Linie der Abb. 2 ist jedoch, daß eine signifikante Verkürzung der Verweilzeit in der Auflösungsstufe den Ertrag an flüssiger Kohle von 450 bis 850,⁰P (232 bis 454 ⁰C) auf einen Wert über den Ertrag an flüssiger Kohle von 450 bis 85O ⁰P (232 bis 454 ⁰C) steigert, der im Verfahren der Abb. 1, ungeachtet der Verweilzeit in der Auflösungsstufe, erreicht werden kann. Signifikant dabei ist, daß es eine Verkürzung, nicht eine Verlängerung der Verweilzeit unter der Verfahrensbedingung, die durch die gestrichelte senkrechte Linie der Abb. 2 dargestellt wird, ist, welche den Ertrag an der flüssigen Kohlefraktion von 450 bis 85O ⁰P (232 bis 454 ⁰C) über den Höchstwert steigert, der, ungeachtet der Verweilzeit in der Auflösungsstufe, beim Verfahren der Abb. 1 erreicht werden kann (d. h. etwa 27 Gew.-^5, vorzugsweise über 28, 29 oder 30 Gew.-%). E^:s wird festgestellt, daß der extrapolierte Ertrag an flüssiger Kohle von 450 bis 85O ⁰P (232 bis 454 ⁰C), der in der Tabelle I der oben genannten Literaturangabe gegeben wird, nur etwa 25_}65· beträgt, was unter den 27 Gew.-%

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Ertrag an dieser Fraktion liegt, die im angekoppelten Verflüssigungsverfabren der Abb. 1 erreicht werden.

Das Ergebnis der Abb. 2, daß beim gekoppelten Verflüssigungs-Vergasungssystem der Ertragsvorteil zugunsten der Destillatflüssigkeit gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle über 50 % ansteigt, wenn die Verweilzeit in der Auflösungsstufe unter 1,4 Stunden gesenkt wird, ist nicht nur überraschend, sondern ist dem Ergebnis der Abb. 1 diametral entgegengesetzt, bei welchem der 50/Sige Er tragsvorteil an Destillatflüssigkeit fortschreitend abnimmt, wenn die V&rwei!zeiten unter 1,15 Stunden verkürzt werden. Abb. 2 zeigt, daß der Vorteil dieser Erfindung in Begriffen sowohl der geringeren Größe der Auflösungsstufe als auch des verminderten Wasserstoffverbrauchs fortschreitend ansteigt, wenn die Verweilzeit in der Auflösungsstufe unter 1, unter 0,8 oder sogar unter etwa 0,5 Stunden oder weniger verkürzt wird.

Es ist ein wichtiges Ergebnis der Abb. 2, daß fortschreitend größer werdende Verhältnisse von flüssiger Kohle zu normalerweise fester, gelöster Kohle begleitet sind von einem fortschreitend geringer werdenden Wasserstoffverbrauch, was auf eine geringere erforderliche Größe der Vergasungsstufe hinweist. Das ist überraschend, und der Grund dafür ist, wie -oben -festgestellt wurde, daß bei diesem Kombinationsverfahren der Selektivitätsvorteil speziell auf den Ertrag an Destillatflüssigkeit gerichtet ist. Abb. 2 zeigt, daß die Zunahme des Ertrages an flüssiger Kohle nicht nur . begleitet ist durch einen Rückgang im Ertrag an fester, entaschter Kohle, sondern unerwarteterweise auch begleitet ist von einem Rückgang im Ertrag an Naphtha und gasförmigen

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Kohlenwasserstoffen, Daher nimmt unerwarteterweise der . Ertrag an flüssiger Kohle fortschreitend zu, während der Ertrag an allen anderen Produkten, einsdhließlich so?/ohl der Produkte mit höherem als auch der mit niedrigerem Siedebereich, abnimmt.

Das Verfahren der oben genannten Literaturangabe sieht die Kopplung von Verflüssigungs- und Vergasungsvorgängen vor, um ein wasserstoffausgewogenes System zu schaffen. Tabelle I dieser Ljjteraturangabe enthält die einzigen, in der Literaturangabe verzeichneten Angaben über den aus der Auflösungsstufe abgehenden Strom. Extrapoliert man diese Daten, kann man feststellen, daß im Verfahren der Literaturangabe der Ertrag an Des-tillatöl von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) nur um etwa 27 Gew.-05 größer ist als der Ertrag an fester, entaschter Kohle von 850 ⁰F+ (454 ⁰C+). Die hier gezeigte Abb. 2 stellt dar, daß beim gekoppelten System dieser Erfindung ein Ertragsvorteil an flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle von 85Ο ⁰F+ (454 ⁰C+) von 27 Gew„~% eine Verweilzeit in der Auflöserstufe von annähernd 1,9 Stunden verlangt, wodurch ein etwa um ein Drittel größerer Auflöserbereich gebraucht würde, als die erforderliche Größe des Auflöserbereiches bei einem erstrebenswerteren Ertragsvorteil von 50 % beträgt. · Abb. 2 zeigt, daß Senkungen in der Verweilzeit in der Auflösungsstufe erreicht werden, wenn der Ertragsvorteil an flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) gegenüber normalerweise fester, gelöster Kohle von mehr als 850 ⁰F (454 °C)Siedebereich über 27 Gew.-^ auf wenigstens 60, 70 oder 80 oder sogar 100 Gew.~% oder mehr ansteigt.

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Der Grund für diese überraschende Wirkung der Verweilzeit auf die relativen Erträge an flüssiger Koble und normalerweise fester, gelöster Kohle beim gekoppelten Kohleverflüssigungs-Vergasungssystem dieser Erfindung wurde fest-' gestellt. Diese Entdeckung wird teilweise in der Abb. 2 veranschaulicht, welche die Konzentration an trockener Kohle bzw. die Konzentration an rückgeführten Peststoffen (rückgeführter mineralischer Rückstand) im Beschickungsschlamm bei drei verschiedenen Verweilzeiten in der Auflösung sstufje des gekoppelten Systems zeigt, bei dem eine Beschränkung des Feststoffgesanitgehaltes für den Beschikkungsschlamm von 50 Gew.,-% besteht. Wie in der Abb. 2 gezeigt wird, sind kürzer werdende Verweilzeiten in der Auflösungsstufe begleitet durch eine Zunahme der Konzentration an rückgeführten Feststoffen und eine Abnahme der Konzentration an trockener Kohle im Beschickungsschlamm, was auf die vorteilhafte Wirkung eines hohen Wertes an rückgeführten Feststoffen hinweist. Diese -Entdeckung wird weiter durch die Abb. 3 veranschaulicht, welche Daten zeigt, die sich auf ein gekoppeltes Verflüssigungs-Vergasungssystem im Wasserstoffgleicbgewicht beziehen und bei dein eine Produktrückführung in einem Beschickungsschlammischtank mit einer Beschränkung des Feststoffgesamtgehaltes erfolgt. Abb. 3 zeigt, daß unter den Beschränkungen eines solchen . Systems eine Senkung der Verweilzeit in der Auflösungsstufe einen erhöhten Ertrag an flüssiger Kohle hervorbringt, da eine höhere Konzentration des rückgeführten mineralischen Rückstandes im Beschickungsschlamm geschaffen wird, die der angegebenen Senkung der Kohlekonzentration bei einem konstanten Feststoffgesamtgöhalt eigen ist. Die Zahlen im Inneren der Abb, 3 zeigen die Erträge an Destillatflüssigkeit von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰G), die bei

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verschiedenen Verweilzeiten bei zwei Beschränkungswerten des Feststoffgehaltes an Beschickungskohle und rückgeführtem Material (50 und 4-5 Gew,~%) im Bescbickungsschlamm ersielt wurden. Abb. 3 zeigt, daß der Ertrag an Destillatflüssigkeit bei jedem der beiden Beschränkungswerte des Feststoffgesamtgehaltes bei einer Verkürzung der Verweilzeiten in der Auflösungsstufe zunimmt. Da Abb. 3 überraschenderweise zeigt, daß in dem solcher Art beschränkten System die Zunahme des Ertrags an Destillatflüssigkeit begleitet ist durch eine j verringerte Konzentration der Rohkohle im Beschickungsschlamm und da der Feststoffgesamtgebalt im Beschickungsschlamm längs jeder der beiden Linien in der Abb. 3 konstant gehalten wird, zeigt die Abb. 3 eindeutig, daß die Zunahme im Ertrag an flüssiger Kohle herbeigeführt wurde durch die Vergrößerung des Verhältnisses von rückgeführten mineralischen Feststoffen zur Robkohle im Beschickungsschlamm.

Die Ergebnisse der Abbildungen 2 und 3 werden in den Abbildungen 4, 5 und 6 weitergeführt. Abb. 4 zeigt die Wirkung einer Zunahme der Konzentration an Rohkohle im Beschickungsschlamm auf den Ertrag an flüssiger Kohle bei einer kon~ stanten Konzentration des Rückführungsschlammes. Abb. 5 zeigt die Wirkung einer Zunahme der Konzentration an rückgeführtem mineralischen Rückstand im Beschickungsschlamm auf den Ertrag an Destillatflüssigkeit bei einer konstanten Konzentration an Beschickungsrohkohle. Abb. 6 schließlich zeigt die Wirkung von Veränderungen in der Konzentration von Rohkohle im Beschickungsschlamm, wenn die Rohkohle in einem Beschickungsschlamm enthalten ist, in welchem die Gesamtkonzentration an Beschickungskohle plus rückgeführten Feststoffen konstant bleibt.

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Bin. Vergleich der Abbildungen 4 und 5 zeigt_s daß eine Steigerung der Konzentration an Beschickungskohle und der Konzentration an ßucicfuhrungsschlamm im BeschickungsschlaDiia jeweils dazu tendieren, den Ertrag an Destillatflüssigkeit · zu steigern, daß aber die Wirkung einer Veränderung in der Konzentration des Rückführungsschlamm.es auf den Ertrag an Destillatflüssigkeit etwa das Dreifache der Wirkung einer Veränderung in der Konzentration an Beschickungskoble ausmacht. Abb. 6 kombiniert die Daten der Abbildungen 4 und 5 und zeigt, daß jede Erhöhung in der Konzentration an Bescbickungskohle, die zu Lasten der rückgeführten Feststoffe erfolgt, d. h. also bei Beachtung der Beschränkung des Feststoffgesamtgehaltes, tatsächlich eine negative Wirkung auf den Ertrag an Destillatflüssigkeit hat.

Ein Schema zur Durchführung des Kombinationsverfahrens dieser Erfindung wird in der Abb. 7 gezeigt. Getrocknete und pulverisierte Eohkohle, welche die gesamte Rohkohlebeschickung für das Verfahren darstellt, wird durch die Leitung 10 einem Schlammischtan& 12 zugeführt, wo sie mit heißem, lösuDgsmittelhaltigem Rückführungsschlamm aus dem Verfahren über die Leitung 14 gemischt wird.. Das lösungsmittelhaltige Rückführungsschlammgemisch (im Bereich von 1,5 bis 2,5 Gewichtsteilen Schlamm zu einem Teil Kohle) in der Leitung 16 wird bei einem beschränkten Feststoff- gesamtgehalt von etwa 50 bis 55 Gew.-% konstant gehalten und wird mittels einer Kolbenpumpe 18 gepumpt und mit rückgeführtem Wasserstoff gemischt, der durch die Leitung 20 eingeführt wird, sowie mit Ergänzungswasserstoff, der durch die Leitung 92 vor dem Durchgang durch den robrförmi~ gen Vorwärmofen 22 eingeführt wird, aus .welchem es durch die Leitung 24 zur Auflösungsstufe 26 abgeleitet wird.

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Das Verhältnis von Wasserstoff zu Beschickungskohle beträgt etwa 40 000 SCF/Tonnen (1,24 m^/kg).

Die Temperatur der Reaktionsmittel beim Austritt aus dem Vorwärmer beträgt etwa 7OO bis 760 ⁰F (371 bis 404 ⁰C). Bei dieser Temperatur wird die Kohle in dem RückführungslösungSHiittel teilweise aufgelöst, und es beginnen gerade die exothermen Hydrier- und Hydrokrackreaktionen. Während die Temperatur über die Länge des Vorwärmrohres allmählich zunimmt, hat die Auflösungsstufe eine im wesentlichen einheitliche Temperatur, und die durch die Hydrokrackreaktionen erzeugte Wärme erhöht die Temperatur der Reaktionsmittel in der Auflöserstufe auf einen Bereich von 840 bis 87Ο ⁰P (449 bis 466 ⁰C), Eine Wasserstoffabschreckung, die über die Leitung 28 erfolgt, wird an verschiedenen Stellen in die Auflösungsstufe eingeführt, um die Reaktionstemperatur zu regulieren und die Auswirkungen der exothermen Reaktionen zu verringern.

Der aus der Auflösungsstufe abgehende Strom gelangt durch die Leitung 29 zum Dampf-Plüssigkeitsseparatorsystem 30. Der heiße, obenliegende Dampfstrom ausdiesen Separatoren wird in einer Reihe von Wärmeaustauschern und zusätzlichen Dampf-Flüssigkeitstrennstufen gekühlt und durch die Leitung 32 entfernt. Das flüssige Destillat aus diesen Separatoren gelangt durch die Leitung 34 zur. Luftfraktionierverrichtung 36. Das nichtkondensierte Gas in der Leitung· 32 besteht aus unreagiertem Wasserstoff, Methan und anderen leichten Kohlenwasserstoffen plus H₂S und COp und wird der Säuregasentfernungseinheit 38 zur Entfernung von KLS und COp züge-, führt. Das gewonnene Wasserstoffsulfid wird in elementaren Schwefel umgewandelt, der über die Leitung 40 aus dem Ver-

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fahren entfernt wird. Ein Teil des gereinigten Gases wird durch die Leitung 42 geführt zur weiteren Verarbeitung in der Kälteeinheit 44, um einen großen Teil des Methans und Ithans als Rohrleitungsgas, das durch die Leitung 46 fließt, zu entfernen, und um Propan und Butan als LPG, das durch die Leitung 48 fließt, zu entfernen. Das Eohrleitungsgas in der Leitung 46 und das LPG in der Leitung stellen die Nettoerträge an diesen Stoffen aus dem Verfahren dar. Der gereinigte Wasserstoff (90 % rein) in der Leitung 50 wird mit dem restlichen Gas aus derSäuregastjehandlungsstufe in der Leitung 52 gemischt und "bildet den Rückführungswasserstoff für das Verfahren.

Der flüssige Schlamm aus den Dampf-Flüssigkeitsseparatoren 30 gelangt durch die Leitung 56 und wird in zwei Haupt«-' ströme 58 und 60 aufgeteilt. Der Strom 58 besteht aus dem Rückführungsschlarmn, der Lösungsmittel, normalerweise feste, gelöste Kohle und katalytischen mineralischen Rückstand enthält. Der nicbtrückgeiührte Teil dieses Schlammes gelangt durch die Leitung 60 in die Luftfraktioniervorrichtung 36, um die Verfahrenshauptprodukte zu trennen»

In der Fraktioniervorrichtung 36 wird das Scblammprodukt destilliert "bei Luftdruck, um einen obenliegenden Naphtbastrom durch die Leitung 62, einen mittleren Destillatstrom durch die Leitung 64 und einen unteren Strom durch die Leitung 66 zu entfernen. Das Naphtha' im Strom 63 stellt den Nettoertrag an Naphtha aus dem Verfahren dar. Der untere Strom mit den Bodensätzen in der Leitung 66 gelangt zum Vakuumdestillationsturm 68. Die Temperatur der Beschickung für das Fraktioniersystem wird in der Regel.ausreichend hoch gehalten, so daß ein zusätzliches Vorwärmen nicht

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erforderlich ist, Anfahroperationen ausgenommen. Bin Gemisch aus Brennstoff öl aus dem Luftturm in der Leitung 64- und dem mittleren Destillat, das aus dem Vakuumturm durch die Leitung 70 gewonnen wurde, bildet das Brennstoffölhauptprodukt des Verfahrens und wird durch die Leitung 72 gewonnen. Der Strom in der Leitung 72 besteht aus dem flüssigen Produkt des Destillatbrennstoffs von 4-50 bis 850 ⁰P (232 bis 4-54 ⁰C), und ein Teil davon kann durch die Leitung 73 zurück zum Beschickungsschlamniiscbtank 12 geführt werden, um die Peststoffkonzentration im Beschickungsschlamm und das Verhältnis von Kohle und Lösungsmittel zu regulieren. Durch den Bückführungsstrom 73 wird das Verfahren flexibel, da das Verhältnis von Lösungsmittel zu rückgeführtem Schlamm variiert werden kann, so daß dieses Verhältnis nicht durch das in der Leitung 58 herrschende Verhältnis für das Verfahren fixiert ist. Dadurch kann auch die Pumpfähigkeit des Schlammes verbessert werden. Der Teil des Stromes 72, der nicht durch die Leitung 73 zurückgeführt wird, stellt den Nettoertrag an Destillatflüssigkeit aus dem Verfahren dar.

Die Bodensätze aus dem Vaküumturm, die sich aus der gesamten nichtrückgeführten, normalerweise festen, gelösten Kohle, ungelösten organischen Substanzen und mineralischen Stoffen zusammensetzen, aber keinerlei Destillatflüssigkeit oder Kohlenwasserstoffgase enthalten, werden durch die Leitung 74-der partiellen Gxydationsvergaserzone 76 zugeführt. Da die Vergaserzone 76 einen kohlenwasserstoffhaltigen Beschikkungsschlammstrom aufnehmen und verarbeiten kann, sollte sich zwischen dem Vakuumturm 68 und der Vergasungszone 76 keinerlei KohlenwasserstoffUmwandlungsstufe, beispielsweise eine Verkokungsvorrichtung befinden, welche den Schlamm

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zerstören und ein Wiederauf schlämmen in V/asser erforderlich machen würde. Die Wassermenge, die'gebraucht wird, um Koks aufzuschlämmen, ist größer als die Wassermenge» die normalerweise in der Vergasungsvorrichtung, gebraucht wird,· so daß der Wirkungsgrad der Vergasungsvorrichtung durch die Wärmemenge gesenkt wird, die beim Verdampfen des über~ scbüssigen Wassers vergeudet wird. Stickstoffreier Sauerstoff für die Vergasungsvorricbtung wird in der Sauerstoffanlage 78 hergestellt und der Vergasungsvorrichtung durch die Leitung 80 augeführt. Dampf wird der Vergasungsvorrichtung dtlrch die Leitung 82 zugeführt, Der gesamte Mineralgehalt der Bsschickungskohle, die durch die Leitung 10 zugeführt wird, wird als inerte Schlacke durch die' Leitung 84- aus dem Verfahren entfernt, welche am Boden der Vergasungsvorrichtung 76 abgenommen wird. Synthesegas wird in der Vergasungsvorrichtung 76 erzeugt, und ein Teil davon gelangt durch die Leitung 86 in die Verschiebereaktorzone 88 zur Umwandlung durch die Verschiebereaktion, bei welcher Dampf und CO in H₂ und CO₂ umgewandelt werden und an die sich eine Säuregasentfernungszone 89 zur Entfernung von HpS und C0_p anschließt. Der gewonnene gereinigte Wasserstoff (90 bis 100 % rein) wird dann auf den Verfahrensdruck mit Hilfe des Kompressors $0 komprimiert und durch die Leitung 92 als JSrgänzungswasserstoff für die Vorwärmzone 22 und die Auflösungsstufe 26 zugeführt, . ·

Die Menge an Synthesegas, die in der Vergasungszone 76 erzeugt wird, kann ausreichend sein, um den gesamten molekularen Wasserstoff, der durch das Verfahren gebraucht wird, zu erzeugen, vorzugsweise reicht er aber auch aus, um ohne Methanisierungsstufe zwischen 5 und 100% des gesamten

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Wärme- und^Energiebedarfs des Verfahrens zu, liefern. Zu diesem Zweck wird ein Teil des Synthesegases, das nicht in den -Yerschiebereaktor fließt, durch die Leitung 94 der Säuregasentfernungseinheit 96 zugeführt, in welcher daraus COp 4· E₂S entfernt werden. Die Entfernung von IL,S aus dem Synthesegas ermöglicht es, daß das Synthesegas die Umweltstandards erfüllen kann, die von einem Brennstoff verlangt werden, während die Entfernung von CO₂ die Verbrennungswärme des Synthesegases erhöbt, so daß bei der Verwendung eine feinere Wärmeregulierung erreicht werden kann. Ein Strom von.gereinigtem Synthesegas gelangt durch die Leitung 98 in den Kessel 100. Bar Kessel 100 ist mit einer Vorrichtung zur Verbrennung des Synthesegases als Brennstoff ausgestattet. Wasser fließt durch die Leitung 102 in den Kessel 100, wo es in-Daapf umgewandelt wird, der durch die Leitung 104 fließt, um Verfahrensenergie' zu liefern, "beispielsweise zum Antreiben der Kolbenpumpe 18. Ein ge- ·· trennter Strom von Synthesegas gelangt aus der Säuregasentfernungseinheit 96 durch die Leitung 106 in den Vorwärmer 22 und wird dort als Brennstoff verwendet. Ebenso kann das Synthesegas an jedem anderen Punkt im Verfahren eingesetzt werden, an dem Brennstoff gebraucht wird. Wenn das Synthesegas nicht; den gesamten, für das Verfahren benötigten Kraftstoff liefert, kann der Hest an Brennstoff und Energie, der im Verfahren gebraucht wird, aus jedem Mchtpremiumkraftstoffstrom abgeleitet werden, der direkt innerhalb der Verflüssi-· gungszone hergestellt wird» Wenn es'wirtschaftlicher ist, kann auch ein Teil oder die gesamte Verfahrensenergie, die nicht aus dem Synthesegas abgeleitet wird, aus einer Quelle außerhalb.des Verfahrens, nicht gezeigt, genommen werden, beispielsweise Elektroenergie.

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Zusätzliches Synthesegas kann durch die Leitung 112 dem Verschiebereaktor 114 zugeführt werden, um das Verhältnis von Wasserstoff zu Kohlenmonoxid von etwa 0,6 auf etwa 3 zu erhöhen. Dieses angreicherte Wasserstoffgemisch wird dann durch die Leitung 116 der Methanisierungseinheit 118 zur Umwandlung in Rohrleitungsgas zugeführt, welches durch die Leitung 120 zum Mischen mit dem Rohrleitungsgas aus der Leitung 46 geführt wird. Wenn bei dem Verfahren ein hoher Wärmewirkungsgrad erreicht werden soll, beträgt auf der Grundlage des Heizwertes die Menge an 'Rohrleitungsgas, die durch die Leitung 120 fließt, 40 % oder weniger der Menge.an Synthesegas, die als Verfahrensbrennstoff verwendet wird und durch die Leitungen 98 und 106 fließt.

Ein Teil des gereinigten Synthesegasstromes wird durch die Leitung 122 einer kryogenen Trenneinheit 124 zugeführt., in welcher Wasserstoff und Kohlenmonoxid voneinander getrepnt werden. Anstelle der Kälteoinheit kann eine Adsorptionseinheit verwendet werden. .Bin wasserstoffreicher Strom wird durch die Leitung 126 gewonnen und kann mit dem Strom an Ergänzungswasserstoff in der Leitung 92 gemischt werden, unabhängig davon der Verflüssigungszone zugeführt oder als Verfahrensprodukt verkauft werden. Ein an Kohlenmonoxid reicher Strom wird durch die Leitung 128 gewonnen und kann mit dem Synthesegas gemischt werden, das als Verfahrensbrennstoff in der Leitung 98 oder in der Leitung 106 verwendet wird, oder kann verkauft oder 'unabhängig davon als Verfahrensbrennstoff oder als chemisches Ausgangs« material verwendet werden.· "

Abb. 7 zeigt, daß die Vergasungssektion des Verfahrens stark in die Verflüssigungssektion, integriert ist.' Das gesamte

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Beschicktuigsmaterial für die Vergasungssektion (VTB) wird aus der Verflüssigungssektion abgeleitet, und das gesamte oder, ein großer Teil des gasförmigen Produktes aus der Vergasungssektion werden innerhalb des Verfahrens, als Reaktionsmittel oder als Brennstoff, verbraucht.

Claims

Erf indungsansprucb

1, Kombiniertes Kohleverflüssigungs-Vergasungsverfahren, gekennzeichnet durch die Einführung von mineralhaltiger Beschickungskohle, Wasserstoff, rückgeführtem, gelöstem, flüssigen Kohlelösungsmittel, rückgeführter, gelöster Kohle, die bei Zimmertemperatur fest ist, und rückgeführtem mineralischen Rückstand in eine Kobleverflüssigungszone, um das kohlenwasserstoffhaltige Material aus dem mineralischen Rückstand zu lösen und das genannte . kohlenwasserstoffhaltige Material zu hydrokracken, um ein aus der Verflüssigungszone ausfließendes Gemisch zu erzeugen, das aus Kohlenwasserstoffgasen, gelöster, flüssiger Kohle, fester, gelöster Kohle und in Suspension befindlichem mineralischen Rückstand besteht; Rückführung eines Teils der genannten gelösten, flüssigen Kohle, festen, gelösten Kohle und des mineralischen Rückstands· in die genannte Verflüssigungszone; wobei das Verhältnis des genannten Teils an Rückführungsmaterial zu der genannten Beschickungskohle so festgelegt ist, daß, auf der Grundlage der trockenen Beschickimgskphle, nach der Rückführung der Nettoertrag an fester, gelöster Kohle 17j5 Gew.-% oder weniger beträgt und, auf der Grundlage der trockenen Beschickungskohle_s nach der Rückführung der Nettoertrag an gelöster, flüssiger Kohle mit einem Siedebereich von Λ^Ο bis 850 ⁰F (232 bis 454- ⁰C) um • mindestens 35 Gew«-% größer als der Nettoertrag an fester, gelöster Kohle ist; Trennung der gelösten, flüssigen Kohle und der Kohlenwasserstoffgase von der festen, gelösten Kohle und dem mineralischen Rückstand, um einen · Besenickungsschlamni für die Vergasungszone zu erzeugen, der im wesentlichen aus dem gesamten Nettoertrag an

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fester, gelöster Kohle und mineralischem Rückstand der genannten Verflüssigungszone besteht; Einfuhrung des genannten Bescbickungsschlamms für die Vergasungszone in eine Vergasungszone mit einer Oxydationszone für die Umwandlung des kohlenstoffhaltigen Materials in Synthesegas; Umwandlung zumindest eines Teils des genannten Synthesegases in einen gasförmigen, wasserstoffreichen Strom und Einführung des genannten wasserstoffraichen Stromes in die genannte Verflüssigungszone, um dieser Verfahrenswasserstoff zuzuführen; wobei die Menge des kohlenstoffhaltigen Materials, die in die genannte Vergasungszone eingeführt wird, ausreicht, damit in der genannten Vergasungszone zumindest der gesamte Wasserstogfbedarf der genannten Verflüssigungszone erzeugt werden kann.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Nettoertrag an gelöster Flüssigkeit mit einem Siedebereich von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰G) mindestens um 50 Gew.-% größer ist als der Nettoertrag an fester, gelöster Kohle von 850 ⁰F+ (454 ⁰O+).
3. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Nettoertrag an gelöster, flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰P (232 bis 454 ⁰G), auf der Grundlage der Beschickungskohle, um mindestens 60 % größer ist als der Nettoertrag an fester, gelöster Kohle von 85Ο °?+ (454 ⁰C₊).
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Nettoertrag an gelöster, flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C), auf der Grundlage der Beschickungskohle, um mindestens 80 % größer ist als der
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Nettoertrag an fes-ter, gelöster Kohle von 850
(454 ⁰C₊).

5, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Verflüssigungszone aus einer Vorwärin~ und
einer Auflösungsstufe in Reibe besteht und die Verweilzeit in der genannten Auflösungsstufe weniger als 1,4
Stunden beträgt.

6, Verfahren nach Punkt 5> gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Ver?;eilzeit in der Auflösungsstufe weniger
als 1 Stunde beträgt.

7, Verfahren nach Punkt 5i gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Verweilzeit in der Auflösungsstufe weniger
als 0,5 Stunden beträgt. -

Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Menge an kohlenwasserstoffhaitigern Material, die der
genannten Vergasungszone zugeführt wird,' ausreicht, daß die genannte Vergasungszone eine überschüssige Menge
an Synthesegas erzeugen kann, die über die Menge hinaus geht, die zur Erzeugung des Wasserstoffs in dem genannten wasserstoffreichen Strom gebraucht wird.

9« Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die gesamte Verbrennungswärme der genannten überschüssigen Menge an Synthesegas auf der Grundlage des Heizwertes
des Energiegesaiatbedarfs des genannten Kombinationsver- fabrens zwischen 5 LiQd 100 % liegt; und bei welchem
die genannte zusätzliche Menge an Synthesegas als Brennstoff in dem genannten Kombinationsv'erfahren verbrannt wird.
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10. Verfahren nach Punkt 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Verbrennung eines Teils der genannten überschüssigen Menge an Synthesegas als Brennstoff in dem genannten Kombinationsverfähren erfolgt, wobei der genannte Teil mindestens aus 60 Mol-% des gesamten CO-plus Hp-G-ehalts der genannten überschüssigen Menge an Synthesegas besteht und der genannte Teil zwischen 5 und 100 % des Energiegesamtbedarfs des genannten Kombinationsverfahrens auf Wärmebasis beträgt,
11. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Trennung der gelösten, flüssigen Kohle und Kohlenwasserstoffgase von der festen, gelösten Kohle und dem mineralischen Rückstand in einer Vakuumdestillationszone erfolgt.
12. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Bescbickungsschlamm der Vergasungsstufe im wesentlichen die gesamte kohlenwasserstoffhaltige Beschickung der genannten Vergasungszone umfaßt.
13. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der mineralische Rückstand als Schlacke aus der genannten Vergasungszone entfernt wird,
14. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß es keine Feststoff-Flüssigkeitstrennstufe für die Trennung des mineralischen Rückstands von der festen, gelösten Kohle gibt. · . ' -
15. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Höchsttemperatur in der genannten Vergasungszone zwischen etwa 2200 und 36OO ⁰F (1204 und 1982 ⁰C) liegt.
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16. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß

der Gesamtertrag an Koks in der" genannten Verflüssigungszone auf der Grundlage der Beschickungskohle weniger als 1 Gew.-^ beträgt.
17. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Molverhältnis von EU zu GO in dem genannten Synthesegas unter 1 liegt.
18. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Nettoertrag an gelöster, flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) mehr als 27 Gew.~% auf der Grundlage der trockenen Beschickungskohle beträgt.
19. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die genannte Umwandlung eines Teils des genannten Synthesegases in einen wasserstoffreichen ^trom in einem Verschiebereaktor erfolgt,

20* Kombiniertes Kobleverflüssigungs-Vergasungsverfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet durch Einführung mineralhaltiger Beschickungskohle, von Wasserstoff, rückgeführtem, gelöstem, flüssigen Kohlelösungstnittel, rückgeführter gelöster Kohle, die bei Zimmertemperatur fest ist, und mineralischem Rückstand in eine Kohle-, Verflüssigungszone, um das kohlenwasserstoffhaltige Material aus dem mineralischen Rückstand zu lösen, und das genannte koblenwasserstoffhaltige Material zu bydrokracken, um ein aus der Verflüssigungszone ausfließendes Gemisch zu erzeugen, das aus Kohlenwasserstoffgasen, gelöster, flüssiger Kohle, gelöster, fester
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Kohle und in Suspension befindlichem mineralischen Rückstand "besteht; Rückführung -eines Teils der genannten gelösten, flüssigen Kohle, festen, gelösten Kohle und des mineralischen Rückstands in die genannte Verflüssi_r gungszone; wobei das Verhältnis des genannten rückgeführten Teils zu der genannten Beschickungskohle so festgelegt ist, daß der Nettoertrag an fester, gelöster Kohle nach der Rückführung auf der Grundlage der tr Okkenen Beschickungskohle 17»5 Gew.~% oder weniger beträgt und dei Nettoertrag an gelöster, flüssiger Kohle von 450 bi4 850 °3? (232 bis 454 ⁰G) nach der Rückführung auf der Grundlage der trockenen Beschickungskohle obe-rhalb 27 Gew,-% beträgt; Trennung von gelöster, flüssiger Kohle und Kohlenwasserstoffgasen von der genannten festen, gelösten Kohle und dem mineralischen Rückstand, um einen Beschickungsschlanmi für die Vergasungszone zu bilden, der im wesnntlichen den gesamten Nettoertrag an fester, gelöster Kohle und mineralischem Rückstand aus der genannten Verflüssigungszone umfaßt; Einführung des genannten Beschickungsschlamms für die Vergasungszone in eine Vergasungszone mit einer Oxydationszone zur Umwandlung des kohlenwasserstoffhaltigen Materials in Synthesegas; der Umwandlung von zumindest einem Teil des genannten Synthesegases in einen gasförmigen, wasserstoffreichen Strom und der Sinführung des genannten wasserstoffreichen Stroms in die genannte Verflüssigungszone, um dieser Verfahrenswasserstoff zuzuführen; wobei die Menge des kohlenstoffhaltigen Materials, die der genannten Vergasungszone zugeführt wird, ausreicht, um in der genannten Vergasungszone wenigstens den gesamten Wasserstoffbedarf der genannten Verflüssigungszone zu erzeugen. · ·
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21, Verfahren nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß . der genannte Nettoertrag an. gelöster, flüssiger Kohle von 4-5'
liegt.

von 450 bis 850 ⁰P (232 bis 454 ⁰G) über 28 Gew.-%

22, Verfahren nach Punkt 20, gekennzeichnet dadurch, daß der genannte Nettoertrag an gelöster, flüssiger Kohle von 450 bis 850 ⁰F (232 bis 454 ⁰C) über 30 Gew.-% liegt.

Hierzu 4 Seiten Zeichnun

gen.