JPH04504879A - 炭素含有の装入物、特に石炭および／または重油を水素添加する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 炭素含有の装入物、特に石炭および／ または重油を水素添加する方法 本発明は、ポンプで圧送された装入物を反応装置の上部に導入し、ここにおいて 先ず上から下に加熱ないしは前反応帯域をかつ次いで主反応帯域を貫通させ、一 方必要とする水素を下から上への自流で該反応装置を通過せしめ、およびその際 水素添加生成物を頂部で残渣を反応装置の下部領域で排出する形式で、反応装置 において高圧および高温での水素との反応による、石炭および／または重油のよ うな炭化水素化合物含有の装入物を水素添加する方法に関する。

石炭および／または重油の水素添加をいわゆる向流反応器で行うことは公知であ る。ここでは水素添加すべき装入物を反応圧力にポンプで上げ次いで反応器の上 部領域に供給する。該装入物を上から下に反応器を貫通せしめその際先ずいわゆ る加熱ないしは前反応帯域でほぼ水素添加の開始温度に加熱する。次いで水素添 加反応の大部分が接続している主反応帯域で生起する。その際水素添加の水素を 該反応装置の下部領域に供給し、これを下から上に貫流せしめる。主反応帯域で 発生する熱い生成物蒸気およびガスならびに過剰の水素は加熱ないしは前反応帯 域を貫流し、その際装入物の加熱に寄与しそれから該反応装置の頭部で排出され る。水素添加されなかった残渣は該反応装置の下部領域で沈積しこの位置で該装 置から導出される。

主反応帯域を排出するガスおよび蒸気の熱吸収量は発熱の過剰の熱を導出するに は十分でないから、必要な熱平衡を保持するためには一方において主反応帯域の 温度を、例えば冷いガスで冷却することにより制御しなければならない。他方に おいて予熱帯域および／または水素添加すべき装入物に新な熱を装入することが 、水素添加の開始温度の範囲での温度を達成するためには必要である。

このために不利なことには加えて、導管路および熱交換器のような装置が必要で ある。また新な熱の同時の導入の際存在する発熱の過剰熱の廃棄も公知の方法の エネルギー効率を低下させることに至る。

従って本発明の課題は冒頭に挙げた方式の、炭素を含有する、特に石炭および／ または重油のような、装入物を水素添加する方法を、−には装置費用をできるか ぎり僅かに保持することができ同時に発熱の過剰熱を最適に利用し得るようにさ らに開発することである前記課題は本発明により、反応装置において上部から下 部に流れる反応内容物の一部を連続的に主反応帯域から加熱ないしは前反応帯域 に還流させることにより解決される。

好ましくは主反応帯域から加熱ないしは前反応帯域への反応内容物の一部の還流 は、そのために設けられた撹拌機を使用して行う。その際速度および撹拌板位置 の変化により循環する流量に向けて影響を与えることができる。

しかしまた例えば、反応装置の外部または内部にも配設した導管路のように、主 反応帯域から加熱ないし前反応帯域への反応内容物の還流のためにほかの技術的 手段を講じることもできる。

提案した方法により簡単に反応器における温度ひいてはまた反応平衡を調整する ことができる。加熱ないし前反応帯域を貫流する蒸気およびガスにより連行させ た熱に加えて今度は還流の液体量を介してさらに発熱の過剰の熱が主反応帯域か ら加熱ないしは前反応帯域に移動する。その際該流量を反応装置で必要とする温 度ひいてはまた反応平衡が生じるように調節する。

従ってこの必要な平衡の調節のためには必要とする新な熱を導入しなくてもよけ れば発熱の過剰の熱を廃棄しな（てもよい。

さらに本発明の特徴によれば、ポンプで加圧した装入物を２つの分流に分配し、 その際第１の分流は加熱ないし前反応帯域にかつ第２の分流を直接主反応帯域に 導入する。

装入物の分配および個別に反応装置に導入することによりさらに多数の利点が生 じる。

今度は１度本質的に僅かの量の装入物が加熱ないしは前反応帯域を貫流すると、 その結果またそれに相応して僅かの熱量が水素添加の開始温度に加熱するために 必要となる。従ってそれだけ少ない発熱の過剰熱が主反応帯域から加熱ないしは 前反応帯域に移動することが必要となる。主反応帯域に残留する過剰の熱を直接 装入物の第二の部分流を加熱するのに利用することができる。最適の水素添加条 件の調節は個別の帯域のための部分流を帯域の、例えば加熱ないしは前反応帯域 のそのつと所定の目標温度に従って制御することによって可畦となる。その際、 この場で詳しく立入る必要はないが、ほかの制御装置を使用することができる本 発明の別の特徴によれば、主反応帯域に導入する部分流を直接加熱ないし前反応 帯域の下部に加える、その際合理的には両帯域の過渡領域を該反応装置のリング 状の断面狭窄により特徴付けることが有利であると判明した。第二の部分流の提 案した供給および主反応帯域／加熱ないしは前反応帯域の過渡領域における断面 狭窄により、ともかくすでに水素添加温度に加熱されている大部分の新しい装入 物を加熱ないし前反応帯域に還流することが達成される。有利にはこのことはさ らに反応装置において水素添加条件のもとて第二の部分流に導入された装入物の 滞留時間の向上になる標準条件下での液状蒸留油の収率を本発明のさらにべつの 特徴によれば、生成物蒸気の処理の途中で発生する水素成分の多いガスの一部を 加熱ないし前反応帯域に還流することにより向上せしめる。、該還流ガス流はこ の帯域で“ストリップガス”として作用し溶けた状態の蒸留油を追出すのに寄与 する。また同じようにして該反応器に導入した新鮮な水素を水素添加残渣中に含 有される蒸留油残量の放出に利用することもできる。有利にはこの場合に該反応 装置は主反応帯域に接続して、主反応帯域からの水素添加終了した残渣が新鮮な 水素と接触する、主反応帯域に対し狭窄した断面を有する広い帯域を持つ。

該提案せる方法は特に、例えば重油のような油類または石油残渣、もしくは石炭 をそのつど単独でまたは混合物でも水素添加に適用する際有利である。

特許請求項３による実施態様のさらに有利な適用例は廃油、例えばＰＣＢを含有 する油の廃棄であり、その際該廃油を単独でまたは装入物との相応する混合物で 有利には主反応帯域に供給する。該主反応帯域では該廃油はきわめて速く比較的 高温に加熱される。それによって相応する速さで装入物からの塩素の所望する除 去が達成される。

本発明に対する詳細な説明は図に模式に示した実施例から知ることができる。

図によれば水素添加すべき装入物、現下の場合には重油を、反応圧力約２００バ ールおよび温度約１５０℃で導路１を介して反応装置の上部領域に備えられた加 熱ないし前反応帯域３およびそれに接続する主反応帯域４を有する向流原理に従 って運転される反応装置２に導入する。帯域３および４の間の過渡領域は現下の 場合には反応器断面のリング状狭窄部５により特徴付けられる。撹拌機６は本発 明により、模式に矢印で示すように、連続的に主反応帯域４の熱い内容物の一部 を加熱ないし前反応帯域３に還流させるのに使用され、その際連行される発熱過 剰熱を直接加熱ないし前反応帯域における装入物の加熱に利用することができる 。その際リング状の狭窄部の相応する寸法と関連して撹拌機の回転数および撹拌 板の迎え角の変化を介して流量ひいてはまた必要とする熱流を比較的良好に制御 できる。

必要とする反応の水素を反応装置２で下部領域で導路７を介して導入し反応装置 ２を装入物に向流で下から上に貫流せしめる。相応する生成物蒸気を反応装置の 頭部で導路８を介して排出し、一方固形物を含有する残渣を導路９を介して該装 置から排出せしめる。

ここに記載の実施態様によれば導管１を介して流入する装入物を２つの分流に配 分し、そのうちの−を導管１０を介して加熱ないし前反応帯域３に、そのほかを 導管１１を介して直接リング状の狭窄部５の下部で主反応帯域４に導入する。両 溝管には弁１２ないし１３を脩え、これによってそれぞれの流量を制御すること ができる。その制御は合理的には、現下の装入物の場合的４００℃の範囲にある 、有利には加熱ないし前反応帯域の目標温度によって行う。両分流１０および１ １への装入物の所定の配分および所定の量制御により反応器での最適な定常状態 を簡単に調整しかつまた保持することができる。その加熱は、加熱ないし前反応 帯域３にただ装入物の一部を導入すればこの部分では加熱には僅かの熱量を必要 とすることにより容易になる。従って、反応器を下から上に貫流する生成物蒸気 のとにかく使用できる熱量のほかに、装入物の全量を加熱ないし前反応帯域３に 供給する場合よりも少ない量の、主反応帯域４からの反応物を加熱ないし前反応 帯域３へ循環させることが必要である。今や水素添加反応の発熱の過剰熱の主要 な部分を直接主反応帯域４で装入物の第２の導管１１を介して流入する部分流の 加熱に利用する。

生成物収率の最適化のために、生成物蒸気のために備えである処理装置１４の頂 部に発生する水素成分の多いガスの一部をストリップガスとして導管１５を介し 場合により再加熱の後加熱ないし前反応帯域３に還流することが考えられる。

これと同じ理由から反応装置２を主反応帯域４に接続する広い帯域１６に関して 広げ、そこで今度は新鮮な水素を水素添加残渣におけるストリップガスとじて使 用してなお溶解している蒸留物を放出する。

要　約　書 ポンプで圧送された装入物を反応装置の上部領域に導入し、ここにおいて上から 下に先ず加熱ないし前反応帯域をかつ次いで主反応帯域を貫通させ、一方必要と する水素を下から上への向流で該反応装置を通過せしめ、かつその際水素添加生 成物を頂部で残渣を反応装置の下部領域で排出する形式で、反応装置において高 圧および高温での水素との反応による石炭および／または重油のような炭素化合 物を含有する装入物を水素添加する方法において、反応装置で上から下に流れる 反応内容物の一部を連続的に主反応帯域からかつ加熱ないし前反応帯域に還流さ せることを提出する。

反応内容物の還流はそのために設けられた撹拌機を使用して行う。

ポンプで圧送された装入物は、目標温度に依存して２つの分流に配分し、その際 第１の分流の加熱にかつ第２の分流は主反応帯域に導入する。

国際調査報告 Ｓ＾　４２８９１

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．ポンプで圧送された装入物を反応装置の上部領域に導入しここにおいて上か ら下に先ず加熱ないし前反応帯域をかつ次いで主反応帯域を貫通させ、一方必要 とする水素を下から上への向流で該反応装置を通過せしめ、かつその際水素添加 生成物を頂部で残渣を反応装置の下部領域で排出する形式で、反応装置において 高圧および高温での水素との反応による石炭および／または重油のような炭素化 合物を含有する装入物を水素添加する方法において、反応装置で上から下に流れ る反応内容物の一部を連続的に主反応帯域からかつ加熱ないし前反応帯域に還流 させることを特徴とする炭素含有の装入物、特に石炭および／または重油を水素 添加する方法。
2. ２．反応内容物の還流を反応装置に備えられている撹拌機を使用して行う請求項 １による方法。
3. ３．ポンプで圧送された装入物を２つの分流に配分し、その際分流の１つは加熱 ないし前反応帯域におよび第２の分流を正反応帯域に導入する請求項１または２ のいずれか１項記載の方法。
4. ４．部分流量を両帯域の目標温度に従って制御する請求項３記載の方法。
5. ５．主反応帯域に導入すべき部分流を直接続いて加熱ないし前反応帯域に加える 請求項３または４のいずれか１項記載の方法。
6. ６．反応装置が加熱ないし前反応帯域から主反応帯域への過渡領域でリング状の 断面狭窄を有する請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. ７．生成物蒸気の処理の途中で発生する水素の多いガス留分の少なくとも１部を 加熱ないし前反応帯域に還流する請求項１から６までのいずれか１項記載の方法 。
8. ８．該反応装置が主反応帯域に接続において狭窄された断面を有する広い帯域を 持ちかつ反応水素をこの帯域の下部領域に導入する請求項１から７までのいずれ か１項記載の方法。
9. ９．石油残渣と共に水素添加する廃油の廃棄に請求項３による方法の適用におい て、該廃油を個別にまたは装入物の一部と混合して導入することを特徴とする請 求項３記載の方法の使用。