DD286604A5 - Verfahren zur hydrierung von kohle und/oder schweroel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung, bei dem feingemahlene, vorgetrocknete Kohle und gegebenenfalls Katalysator mit Anmaischoel vermischt beziehungsweise Schweroel, gegebenenfalls mit Katalysator vermischt, auf Druck gebracht und auf die zur Reaktion notwendige Temperatur erwaermt und in einem oder mehreren Reaktionsraeumen hydriert wird. Erfindungsgemaesz wird nach dem letzten Reaktionsraum und vor dem ersten Abscheider die Temperatur des Sumpfphasereaktionsproduktes durch vorzugsweise indirekte Kuehlung um 20 bis 150 K abgesenkt. Dabei wird ein Teil der im Sumpfphasereaktionsprodukt enthaltenen Gase und Daempfe auskondensiert. Gas- und dampffoermig verbleibende Anteile gelangen ohne Druckentlastung in eine Festbettraffination, fluessige und feste Anteile sammeln sich im Sumpf des Heiszabscheiders und werden der Vakuumdestillation zugefuehrt. Das Vakuumdestillat kann als Anmaischoel und/oder Raffinationseinsatzprodukt verwendet werden.

Description

Dieser Abschlamm wird aus dem Heißabscheider abgezogen, entspannt und unter Vakuum einer Fest-Flüssig-Trennung

unterzogen. Dabei hat sich gezeigt, daß sich durch den höheren Ölanteil im Abschlamm, was einen geringeren Feststoffgehaltund damit auch eine geringere Katalysatorkonzentration bedingt, die Verarbeitung in einer Vakuumdestillation hinsichtlich der

Vermeidung von betriebsstörenden Ablagerungen verbessert hat, was letztendlich zu einer höheren zeitlichen Verfügbarkeit der Vakuumdestillation führt. Um das hohe Temperaturniveau des Sumpfphasereaktionsproduktes für den Wärmehaushalt der Hydrieranlage zu nutzen, hat

es sich als günstig erwiesen, die Abkühlung des Sumpfphasereaktionsproduktes im Wärmetausch nr.it einem in den

Hydrierprozeß einzusetzenden Medium, wie zum Beispiel Hydrierwasserstoff, durchzuführen. Die infolge der Temperaturabsenkung um 20 bis 150Kzum Teil auskondensierten Mittelöle fallen bei der Vakuumdestillation alt

getrennte Siedefraktion an und werden der Raffination zugeleitet.

Eo hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäße Reaktionsführung der Schwerölanteil im zu raffinierender, Produkt minimiert

wurde, was sich positiv auf die Festbettraffinaticn hinsichtlich der Desulfurierungs- und Denitrifiziemngswirkung der

Katalysatoren ausdrückt. Das führt zu Qualitätsverbesserungen bei den raffinierten Leicht- und Mittelölen in Bezug auf den Restschwefel- und -stickstoffgehalt. Des weiteren erfolgt durch die Temperature'usenkung des Sumpfphasereaktionsproduktes ein schneller Reaktionsabbruch. Das

abgeKühlte Produkt gelangt in den Heißabscheider und wird gegenüber bekannten Verfahren bei niedrigeren Tomperaturen ineine gasförmige und in eine flüssige Fraktion zerlegt, wobei aufgrund dieser niedrigeren Temperaturen im Sumpf des

Heißabscheiders die sonst üblichen Verkokungsreaktionen nicht ablaufen und folglich die hohe Störanfälligkeit des Heißabscheiders wesentlich verringert wird. Auch für die Sumpfphasehydrierung von Schweröl, wie zum Beispiel FSickstand der Erdölverarbeitung und/oder Kohleveredlung,

ist die erfindungsgemäße Reaktionsführung mit einer partiellen Kondensation vor dem ersten Abscheider vorteilhaft.

We!'-«rhir, ist die Menge an Zielprodukt und am Anmaischöl nach Bedarf über die Wahl der Kondensationstemperatur einstellbar. Dabei bedingt eine hohe Zielproduktausbeute einen geringeren Anfall an Anmaischöl und umgekehrt. Bei relativ niedrigen Kondensationstemperaturen werden größere Schwerölmengen und dabei hauptsächlich die

hochsiedenden, zur Verkokung neigender, und katalysator schädigenden Schwerölbestandteile auskondensiert, was letztendlichzu einer hohen Raffinationsproduktqualität führt.

Weiterhin wird durch die gewählte Kondensationstemperatur das Verhältnis Ölkomponenten zu Feststoffen im Heißabscheider

bestimmt. Dadurch ist eine optimale Feststoffkonzentration in der Abschlammaufbereitung einstellbar.

Ausf3hrungsbel»plel Anhand e.nes Beispieles und einer Zeichnung soll die erfindungsgemäße Lösung näher erläutert werden. Gemahlene und getrocknete Braunkohle 1 wird zusammen mit Katalysator 2 und Anmaischöl 3 zu einem Kohlebrei gemischt. Aus einem entsprechenden Vorratsbehälter 4 wird die Maische mit einer Breiprosse 5 auf einen Druck von 30MPa gebracht. Nach Zugabe von 42% des am Eingang des Sumpfphasereaktors 8 benötigten Hydrierwasserstoffs 6 erfolgt in einem Vorhoizor 7 eine Erwärmung auf 693K und nach Zuspeisung der restlichen 58% bereits aufgeheizten Hydrierwasserstoffe 6 die Einspeisung in

den Sumpfphasereaktor 8. Hier erfolgt die Umsetzung der Kohle zu Ölen und ölähnlichen Produkten. Am Austritt des Reaktors 8hat das Reaktionsprodukt eine Temperatur von 733K und gelangt so auf einen nachgeschalte'.en Wärmeübertrager 9. Hier wirdmit den 58% des am Eir.gang des Reaktors 8 benötigten Hydrierwasserstoffs 6 das Reaktionsprodukt auf 653 K abgekühlt, wobeisich der Hydrierwasserstoff 6 auf die Anspringtemperatur von 693 K erwärmt und der zu hydrierenden Maische vor dem

Sumpfphasereaktor 8 zugegeben wird. Das teilkondensierte Gemisch gelangt in den Heißabscheider 10 zur Phasentrennung. Die über Kopf entweichenden Dämpfe und Gase 11 gelangen nach Zuspeisung einer Mittolölfrdktion 19 aus der Vakuum-Flash-Destillation mit einer Temperatur von 633K

in den mit Festbettkatalysator gefüllten Raffinationsreaktor 12. Hier werden Schwefel-, Sauerstoff- und Stickstoffbestandteilevon den Ölen abgespalten.

Das aus dem Raffinationsreaktor austretende Produkt wird in einem Kühler 13 gekühlt und im Kaltabscheider 14 in Kreislaufgas

15 und Ölgewinn 16 aufgetrennt. Das Kreislaufgas 15 wird gereinigt und zusammen mit Frischwasserstoff als Hydrierwasserstoff6 in der Sumpfphase wieder eingesetzt. Der Ölgewinn 16 wird destillativ in die Zielproaukte Benzin, Dieselöl und Heizölaufgearbeitet.

Das iiti Sumpf des Heißabscheiders 10 anfallende Feststoff-Flüssig-Gemisch 17 wird in eine Vakuum-Flash-Kolonne 18

entspannt. Das Kopfprodukt dieser Destillation ist eine Mittelölfraktion 19 und wird dem den Heißabscheider 10 verlassenden

Produktstrom 11 mittels Pumpe 20 zugepumpt. Als weitere Fraktion fällt Schweröl 21 an, welches gemeinsam mit einem Teil Fremdschweröl als Anmaischöl 3 verwendet wird. Als Sumpf der Vakuum-Flash-Kolonne fällt ein festes Granulat 22, bestehend aus Asche, Katalysator, nicht umgesetzter Kohle

und asphaltartigen Ölen an, das zur Wasserstofferceugung ve gast wird.

Claims (3)

1. Verfahren zur Hydrierung von Kohle und/oder Schweröl, wobei entweder feingemahlene, vorgetrocknete Kohle, gegebenenfalls Katalysator, mit Anmaischöl vermischt oder Schweröl, wie Rückstände der Erdölverarbeitung und/oder Kohleveredlung, gsgebenenfalls mit Katalysator vermischt, auf Druck gebracht, auf die für die Reaktion notwendige Temperatur erwärmt und in einem oder mehreren Reaktionsräumen hydriert wird und in einem oder mehreren Abscheidern eine Fest-Flüssig-Trennung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem letzten Reaktionsraum urfd vordem ersten Abscheider das Sumpfphasereaktionsprodukt durch Wärmeübertragung um 20 bis 150 K abgekühlt wird und daß vorzugsweise ein in den Hydrierprozeß einzusetzendes Medium aufgeheizt w rd.

2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die indirekte Kühlung durch Wärmeübertragung zwischen dem Sumpfphasereaktionsprodukt und Hydrierwasserstoff erfolgt.

3. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißabscheidersumpfprodukt unter Vakuum destilliert wird und die erhaltenen Destillate, vorzugsweise Mittelöle, gegebenenfalls ohne Aufheizung zusammen mit den am Kopf de? ersten Abscheiders abgezogenen Gasen und Dämpfen, gegebenenfalls nach Passieren eines weiteren Abscheiders, einer katalytischen Festbettraffination zugeleitet werden.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hydrierung von Kohle und/oder Schweröl, bei dem eine Kohlc-Öl-Katalysator-Suspension in Gegenwart von Wasserstoff behandelt und eine Trennung des ReaUtionsgemisches in Fraktionen erfolgt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bekannterweise wird zur Hydrierung von Kohle die feingemahlene, vorgRtrocknete Kohls und gegebenenfalls Katalysator mit Anmaischöl vermischt, auf Druok gebracht, auf die für die Reaktion notwendige Temperatur erwärmt und in einem oder in mehreren Reaktionsräumen hydriert und in einem nachfolgenden Heißabscheider in feste und flüssige Bestandteile getrennt. Auch Schweröl wird, gegebenenfalls nach Zusatz von Katalysator, auf Druck geb/acht, erwärmt und analog verarbeitet. Es ist weiterhin bekannt, daß dai; den Reaktionsraum verlassende Sumpfphasenreaktionsprodukt in einem dem Realuionsraum nachgeschalteten Heißabscheider in gas- und dampfförmige Produkte, die weiter fraktioniert und hydriert werden, und in ein flüssiges Schweröl, das Asphalte ie und Feststoffe, wie unumgesetzte Kohle, mineralische Bestandteile der Kohle und gegebenenfalls Katalysator enthält, getrennt wird. Das im Sumpf des Abscheiders anfallende, als Abschlamm bezeichnete Produkt wird durch Zenmolekularo Anteil des Abschlammes trotz Absenkung der Tomperatur mittels eingedüstem Kaltwasserstoff zur Verkokung im Heißabscheidersumpf. Es ist auf eine Rekombination der hochmolekularen Bestandeile und auf den relativ niedrigen Wasserstoffpartialdruck zurückzuführen. Mit der Zugabe von Kaltgas zum Reaktionsprodukt der Sumpfphase wird die Temperatur entsprechend der Kaltgasmenge herabgesetzt. Folglich ist die Nutzung der Wärme auf dem hohen Temperaturniveau der Sumpfphasekammer nicht mehr möglich.

Γίθί der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein verbessertes, effektives Verfahren zur Hydrierung von Kohle und/oder Schweröl, bei dem die Verfügbarkeit einzelner Apparate und VerfahrensstuTen erhöht wird, eine bessert Wärmenutzung erfolgt und eine höhere Qualität der raffinierten Leicht-und Mittolöle erzielt sowie ein asphaltenfreios Anmaischöl in ausreichender Menge erhalten wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Vorfahren zur Hydrierung von Kohle und/oder Schweröl zu entwickeln, wonach durch geeignete Reaktionsführung eine eflektive Wärmenutzung erfolgt, der Verkokungsneigung im Sumpf des Heißabscheiders und der nachfolgenden Aggregate begegnet wird und gleichzeitig eine hohe Flexibilität des Verfahrens hinsichtlich Menge und Qualität der Zielprodukte, des Anmaischöles und des Feststoffgehalt im Abschlamm erreicht wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Hydrierung von Kohle und/oder Schweröl gelöst, indem zwischen dem letzten Reaktionsraum und vor dem ersten Abscheider das Sumpfphasereaktionsprodukt durch Wärmeübertragung um 20 bis 150K, vorzugsweise 30 bis 100K, in eimim Wärmeübertrager abgekühlt wird, wobei mindestens ein Teil der im Reaktionsgemisch enthaltenen Gase und Dämpfe einer partiellen Kondensation unterzogen werden. Dabei kondensieren hauptsächlich die hechsiedenden Schwerölkomponenten aus, die mit den Asphaltenen, mit der nicht umgesetzten Kohle, den mineralischen Bestandteilen der Kohle und gegebenenfalls mit Katalysator im Sumpf des Heißabscheiders zurück bleiben, wobei dieses Heißabscheidersumpfprodukt als sogenannter Abschlamm bezeichnet wird.