IT8149148A1 - Procedimento per la produzione di un materiale carbonioso simile a pece ad altro contenuto aromatico - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto per.invenzione _ avente per titolo:_ ^_ _ _ _ Viroce.dimento__per__la_jproduzio_ne_di_un.materiale.,carbonioso .simile,a__pece, ad alto_.contenuto aromatico

RIASSUNTO

_ _ Procedimento per la produzione__di.un mate? _ riale carbonioso simile a pece,,ad alto contenuto aromalSco, mediante dissoluzione a pressione atmosferica di carbone macinato o di sim.i.li'mater-i-e prime c.onte? nenti carbpnio con solventi aromatjci a temperatura elevata, in cui queste sostanze solide vengono_portate in soluzione__impiegapdo miscugli di aromatici di < origine c?rbonifera con un punto di.ebollizione medio^ superiore a 350?C, eventualmente con l'aggiunta di 2 altri solventi aromatici e riciclo delle porzioni < condensabili del gas di reazione._

. DESCRIZIONE

_ :_La presente. invenzione..si.riferisce ad un _ procedimento perfezionato .per la produzione.di un ma? _-teriale. carbonioso simile a pece-di.catrame di carbon _ .fossile, ad,alto contenuto aromatico, mediante dissoluzione di carboni macinati 0.simili materie .prime .

contenenti^ .carbonio mediante ' trattarnento con _ solve nti.aromatlei alto-"bollenti a temperatura ele1 vaia.

A .causa della scarsezza .di.idrocarburi, _ _destinata_ad ..aumentare nel .tempo, il,carbone presen? t_e_abbondantemen te in.molte_nazioni..industrializzate , .Y%_asstimendo?sempre maggiore,importanza .come.mate-.. _ ria prima._

_ Inoltre _.si.va rafforzando la tendenza a_ _ trasformare frazioni petrolifere pesanti..in benzina _ e_olio combustibile leggero..Ne consegue un elevato ..

..fabbisogno.-di teenologie secondo le quali ..sia possi-- bile ottenere-prodotti, sostitutivi di..residui di origine petrolifera, che siano adatti in particolare come materie -prime per la fabbricazione di -prodotticarboniosi. -- - Su materie di base di origine carbonifera . per ottenere prodotti del genere sono stati proposti - da lungo tempo PIOcedimenti di estrazione per l'allontanarnento della ceneri e la liquefazione del car-.bone . :

- Il carbone secondo questi procedimenti viene portato in contatto intimo con un solvente a pressione aumentata superiore a 10 bar e a temperatura elevata. Il prodotto di reazione viene separato dal residuo rieco di cenere,...e_l'_estratto di.carbone_povero di cenere .pu?.essere...impiegato allora,come materia prima,pregiaia, ?dopo.averp refissato le propriet? .di scorrimento appropriate .(viscosita, punto di.rammollimento _).per l'ottenimento di prodotti,di carbone ,...per esempio,elettrodi o_fibre .di carbone. .

_ 1_ Come solventi per carbone vengono proposti.

.in.particolare miscugli di idrocarburi con .l.Vidrogeno_ disponibile._

_ Solventi del genere come t?tralina o olio ? _di antracene idrogenato sono in grado di trasformare < _grandi__quantitativi__di._Carboneria.una.forma_solubile .2 ^ ^la dissoluzione viene di solito citata nella lette? e O ratura tecnica come quella porzione dei carboni im- ? _piegati solubile in chinolina.(G.O ..Davies ed altri,? a Journal of th? Inst...of Fuel, Settembre 1977, pagina? .121). Di conseguenza impiegando tre parti di solven-d> _.te e una parte di carbone e applicando pressione e temperatura elevata, a seconda del tipo di carbone

..si pu? trasformare fino al 90 fi del carbone impiegato in una forma solubile in chinolina. _

._ _ Nei processi tecnici di idrogenazione o di estrazione del carbone si lavora invece preferibilmente con rapporti olio/carbone minori? Nei procedimenti idrogenanti si utilizza a questo scopo un rap? porto.olio /carhone di 2j1._

_ I procedimenti con.aromatici idrggenatihanno tuttavi? 1_'.inconvepiente,che per la pr?_duzione_ degli idro.arornatici si..deve_far precedere alla_e_stra-__ zione.,vera e propria del carbone_un costpso.stadio_ di__i.drogenazione._ _ _ Con altri solventi, come i_residui della_ .lavorazione di oli minerali_o l'olio .di antracene._ tradizionalmente impiegato ,.si .possono...re.alizzare_ le_.rese__di.estrazione che.vengono ottenute con_i.miscugli di.aromatici idrogenati .alle .pressioni_e..tem-_ perature elevate indicate__ne_lla_letteratura, soltan?_.

to quando.,si.i.drogeni.,anche .con_idrogeno._.

_ Un_altrq_in conveniente. di questi _pr?cedi-.. menti j?_da_rilevarsi__ne1.fatto .che...pe.r_.la loro ese-.. _ cuzione sono necessarie..apparecchiature .speciali re? sistenti alla .pie ssione, che incidono in maniera .de-_ cisiva sulla.economicit? dei.proce dimenti conospiu- .

_ ti.?L

_ Di..conseguenza l?oggetto della presente in-, venzio ne...consiste nella realizzazione di un procedi-, .mento perfezionato per la.dissoluzione di materiali .. solidi contenenti.,carbone,.mediante .l'applicazione_ _ _di._solventl.con elevato potere,di solvatazione,...per_ .isolare con.resa elevata da questi materiali, median_te_estrazione,eon solventi e in condizlon1 partico-.larmente blande..di .pressione _e.temperatura e senza. idrogenazione, materie prime aromatiche simili a -pece..... _ _

_ :_ f>econdo .1'invenzione__que.st.o problema viene _ riso ito medianta un pr?cedimento...per la.produzione di un materiale _carbonioso simile__a_pece con.elevato grado aromatico mediante dissoluzione a pressione atmosferica di carbone macinato_.o_.simili materie prime contenenti,carbonio con solventi aromatici ed a _ temperatura elevata, caratterizzato dal fatto che _ queste sostanze solide vengono portate JLn soluzione impiegan do miscugli di .aromatici..di.origine carbonifera con un punto di ebollizione medio superiore a 3fQ?Cf eventualmente .con ..l'aggiunta di altri solven-_ ti aromatici e riciclo delle porzioni condensabili del gas di reazione.- . _ _ _ _ _ . ....

. _ la questo procedimento si impasta il 20-50 fa di carbone sminuzzato con 30-80 i?_di miscugli di aro matici altoebollenti, eventualmente con la aggiunta di.10*?30 ?? di altri solventi aromatici di origine carbonifera 0 petrolifera, e si tratta per 1-3 ore a .280-=380?C a pressione atmosferica. I vapori risultanti vengono condensati e possono,essere riciclati. Il procedimento secondo la presente invenzione pu? essere effettuato per esempio nelle usuali torte

_ ad- agitatore..riscaldate!, munite?di un refrigerante. . ..

a ricadere._.I tempi di.reazione inferiori a.-1..ora_ _ riducono considerevolmente la proporzione,.di carboni >_ _ sciolti. Perio di di reazione pi? lunghi di .3 ore,non_ .portano invece ad alcun,aumento della resa._

_ II.pr? dotto,_di_reazione,pu? essere .separa-.... . . to mediante,le tecnologie conosciute -?come filtra-_

. zione, .distillazione o sedimentazione accelerata da._ promotori.-_in. un estratto di.carbone povero di.ce-_ neri, .adatto alla.formazione di.prodotti carboniosi _ come .coke per elettrodi, leganti e fibre di carbone,_ e?un residuo.ricco di .minerali._ __

_ ._ Iia -determinazione delle,propriet?,di scor-__ rimento .del?.,pr?dotto.di_reazione^,? possibile senza_ difficolt? mediante miscugli di aromatici,di origine catramosa, come per esempio olio _di lavaggio_e_olio ?di.entracene .- ,_ _ __ :_ ?

Il tipo dei.carboni ?.largamente variabi- . le, ..ma si impiegano preferibilmente carboni fossili .

.con un contenuto di sostanze volatili pi? alto, come -carboni a fiamma lunga o -carboni per...gas.a.fiamma lunga. Questi carboni rappresentano la maggior,parte . di tutti.i~giacimenti_ di carbone; sono poco .adatti

alla produzione di coke di carbon..fossile. . ? _

Tengono presi in considerazione,.tuttavia nnche carboni a basso tenore di sostanze volatili, . come carboni magri o altre materie.,prime contenenti carbonio, come ligniti .o torba..Come solventi -aroma-?ici alto-bollenti si impiegano secondo?la presente invenzione ..oltre a pece normale-di .catrame di aarbonfossile;, apecialmente distillati deIla.loro.,.ulterio? _ Lre-lavorazione ..In .particolare tuttavia...si -impiegano distillati i quali sono stati isolati nel trattamen? ? -?o -termico, sotto pressione di tipi diversi -di catra- T me di carbon fossile o nella cokificazione di?pece JT I dura. --la. pece di-catrame .di carbon fossile -si presenta nella distillazione primaria di catrame di

.

- carbon fossile in una quantit?-dei 50?557? con un * punto di rammollimento di 65-75?C (Kramer-Sarnow) ?. Peci che rammolliscono in questo intervallo di -tem- |1 peratura non sono tuttavia direttamente adatte -per" ' l'impiego come giezzi di carbone, come leganti.per elettrodi, pece dura o coke di pece, ma per questo

- scopo devono essere raffinate secondo procedimenti

? conosciuti, mediante trattamento termico e sotto pressione (confronta per esempio il brevetto degli -Stati Uniti No.,2.985-577). . ? --Come distillati si formano in questi pr?cessi mi.scugii__di._idrocarburi.alto-bollenti di elevata.,aro.maticft?.Questi miscugli di idrocarburi.,han no .un punto._di._ebplli_ziqne medio superio.re...a_350?C _e.__di..consegue.nza.JboIlono._sensibiImente al di sopra_ delle .fra.ziqn.i_di.olio di antracene usualmente rac-_ comandata per 11estrazione de1 carbone._

_ Dato che questi_distillati__sono_disponibili solo in misura_limitata e le peci normali, a causa della loro ulteriore elaborazione a peci per leganti di elettrodi, sono_aneh1esse dispo.nibili in mipura_ non illimitata, la base dei solventi viene estesa ad olio di antracene filtrato e a residui aromatici da pr?cessi di...cracking e distillazione_deIla raffina? zione petrolifera..Questi altri solventi possono es- . sere impiegati .in_combinazione. con.i .miscugli di aromatici di.origine carboniosa alto-bollenti._

.. E .'...stato trovato sorprendentemente che.il_? grado di decomposizione del carbone in questo PIO ce dimento perfezionato sotto pressione, con riciclo completo delle parti condensabili dei gas di reazione, era sensibilmente pi? elevato che nei procedi- ... menti paragonabili a pressione aumentata.

Il procedimento secondo la presente invenzione ? descritto negli esempi 1-5- _ _

L'esempio 6 ? un esempio di confronto, che illustra ..il .vantaggio del pr?cedimanto .in assenza di .pressione in .confronto con il procedimento_ajpre ssio? J3e__jelevata._ :_

i ..sono..riepilogati..nella tabella allegata alla descrizione e .illustrano-.l'efficacia dei_.solventi diversi._.

.Esempio 1:

_ Si.sciolgono agitando, a ..riflusso, a.pres? < _ ;sione...atmosferica e a 350?C: _ __

_ _ _ 34 .parti..in .peso di carbone a fiamma lungag?< _ -macinato Westerholt.per_gas (tenore .di cenere 6,5$, ? _tenore._di.sostanze,volatili .38,5$),con *0

_66..parti_in__peso di distillato .di.pece pr?-S _ veniente..dal..trattamento.termico,.sotto .pressione di pece.normale, di.catrame di.carbon fossile (punto di ebollizione me dio 420?C?}. Il tempo_di .reazione ?..di .ore. ....._

_ Nel materiale di carbone .simile a pece co? _ si-ottenuto, con un punto,.di rammollimento -di-82?C (K.S.) il.carbone ? disgregato e decomposto,nella .misura . _ dell '.81$ , ossia-?.trasformato in..forma.,solubile -in . -chinolina.

Esenroio 2: .

L'esempio 2 si .differenzia dall'esempio 1.

_ .per.il fatto che si adopera come .solvente Un miscu?

_ glia..di_:_ __ _ _ 33_parti in _peso__di_distillato._dl_pece pr?- ... :.veniente ..dal .trattamento..termico_sotto pressione ..di_ pece normale...di catrame di carbon .fossile e_

_ 33..parti in pe.so..__di _o.llo._di..antracene.fi1-_ trato (intervaIlo..di.,ebo11izione 300-3.8.1?C)._

_ Il materiale,_di^carbone..simile,a.pece_.cos?_ ottenuto ha un..punto,di rammollimento di..78?C ..(K.S.)?,_ II.grado di disgregazione .del.carbone corrisponde a_ _ 79#._ ...:_ __ _ Esempio 3s __ _ :_ __

_ l,esempio_3 ..si diff?renzia..dall'esempio .1_ _ per il fatto._che__si.adopera..come .solvente_un_miscu-. . glio di _ !_ '_ :_ _ _ _

_ 33 parti in peso.di.distillato di pece proveniente dal.trattamento termico sotto pressione di .

o

pece normale di catrame di carbon fossile e. .. .. . _ _ _ 33 parti in peso di un olio residuale ad

.alto grado aromatico dalla pirolisi di nafta (ini- ... zio dell?ebollizione 207?C). . .. .. ...

_ _ . ...Si ottiene un materiale di carbone simile a pece con un punto di rammollimento di 126?C (K.S.).

Il carbone ? disgregato in misura del 77#. . . .

.Esempio 4: ? _ _ _ _ _ _ _ _ __

Questo esempio si differenzia da quello

,j)recedente_.per .il fatto .che si a doper? come._solvente_un__n?scuglio_ di:_

33.j?arti in..peso di un.distillato di pece .proveniente.,dal trattamento termico_sotto .pressione _di_pece_normale di.catrame di carbon fossile,e

33 parti in peso di olio.,residuale dalla ^ scissione. catalitica, di gasolio,pesante _(aromatici-_t?._;=__76$,.inizio_de11'ebollizione..2J0.?.C)?

_ 11 .punto,di_rammollimento del.mate riale dig!. ..carbone simile a pece,corrisponde a_..117?C (K.S.) ...e < il grado di disgregazione del.carbone a.6.3 f?? o Esempio 5?. .

Si__fondono_a.1_80.?C.:_

33 parti_.in_peso .di_pece...norna.le di_catra .me...di carbon fossile ..(punto ,di.rammollimento 63?C), in__33 parti.in peso di olio di.,entracene filtrato ,(intervallo, di .ebollizione__300-385?C)__ _ _ In questo miscuglio di.solventi si sciolgo-

_ .._ 34_parti in peso di carbone.a fiamma lunga Westerholt come nell'esempio 1._ ._

_ 11 materiale di carbone simile _a pece ha _ un.,punto,di rammollimento di 110?C. ,11 grado di di-_ sgregazione del carbone corrisponde,a 68$?_

_ Esempio di confronto 6: _

_ Si_tr attano-a.3 50?C..con-.?buona-miacelazio--.net__per?una.,durata._di...reazione,di-2.ore.:-_ 34-parti in .peso-di-carbone a_.fianima,lunga Westerholt con .66 parti-in peso._di distillato:di-pe-. ?ce proveniente.,dal ..trattamento-termico sotto_.pres-; ..sione .di pece _di.catrame _di.carbon fossile,,con un _ punto-di.eboli izione_di_.4200C._

_ La _pressione massima di reazione si aggira -su .13 bar..Nel.materiale .di.carbone cos? ottenuto -con..un_punto.di rammollimento di 82?C (K^.).il carbone S.disgregato soltanto in misura del..61 _

_ ._ _ ??(Segue_Tabe.lla)? ._ _ _? 'Tabella: Propriet?,dei materiali di carbone

la Solvente I Resali/ j. Furto ram- :TI $> | Q?

f- Coke _ Cedere\1?. .Grado di ! moliimen- (B.M.) disgreg ! to (K.S.)?C zione de carbone

Distillato di pece 97,3! 82 31.1| :7,6 2I4.7 2U0 81 i

Distillato di pece, oli? 97,0 78 31.8 j |8,3 ?3,7 2?35 79 di entracene filtrato !

, ! i

Distillato di pece, olio 97,0 126 37.9 | 8,8 28.8 2,41 77 residuale della pirolisi ?

di nafta i : i I

I I

f

Distillato di pece, olio 97.1 117 38.1 13,1 33,0 2,35 63 residuale dalla scissione

catalitica di gasolio

Fece normale di catrame 97,0 100 39,31 11,6 3,8 2,40 68 di carbon fo'ssile e olio i

di antracene filtrato l ?

\

Distillato:di 'pece 97.5 82 38,5' 14,6 24,5 2,40 61 onfron-

o a 13

ar

P = punto di rammollimento j coke (B.M.) = [residuoidi :cokificazione

? =.insolubile in chinolina ? S(Brockmann/Muck) !

L' ? insolubile in toluolo j

RIVSBDICAZIONI

_ 1..Procedimento ,.per_la_.produzione_.di..un ..materiale di carbone simile ..a.pece ad.alto.grado_ aromatico,, mediante...dissoluzione di carbone,macinato.

0 .di ..simili materie..prime contenenti,carbone.con solventi .aromatici..a temperatura .elevata,_caratterizza-, to.dal fatto .che queste..sostanze solide..vengono.portate.in soluzione a pressione,atmosferica .mediante .1.'impiego .di.miscugli_di_aromatici di origine carbo-. nifera con..un punto,di ebollizione me.dio.superiore_ 350?0, eventualmente con l'aggiunta,di altri sol-_.. ..venti aromatici.e riciclo deIle...parti condensabili_ del.gas ..di .reazione...

_ 2....Procedimento,secondo la rivendicazione .. ,_caratterizzato dal-fatto che.si a doperano .miscu-._ ..gli .di.aromatici di.origine carbonifera con un inter-..vallo.di ebollizione .di.350-500?C._ ,_ __

- 3.- Procedimento secondo,le rivendicazioni -1 e 2, caratterizzato dal .fatto di aggiungere .come .... ulteriori solventi oli.di catrame aromatici bollenti al-di sotto di 350?C. _ _ _

_ _ _ 4.- Procedimento secondo le rivendicazioni?. -.1-e...2,-.caretterizzato dal fatto di aggiungere come ulteriori solventi,aromatici residui di pr?cessi..di .cracking.e. distillazione della raffinazione petrolifera al prodotto di impiago.

.Procedimento secondo-la ..riveadicazione J..f..caratterizzato .dal fatto_di-meseolara_.intimamen-_ ..te.JLl.20-50 di ..carboni .ad alto_tenore..di.sostanze volatili, .in particolare..carboni..a sfiamma lunga,e a sfiamma lunga.per_gas,..in forma....sminuzzata con.30 _ del^miscuglio. di aromatici alto-bollanti,.,eventual-,< _ mente, con_l'aggiunta, diJlO-305*._di.altri,.solventi,.. _ e..omogeneizzare in una.torta ad agitatore la sospen-.sione.,ottenuta .per .1?3 ore nell'intervallo di temperatura di.280-380?C_a pressione atmosferica, con ri-__ciclo della porzione condensabile -del gas .di reazio4