JPS5917151B2 - 石炭液化法における触媒抜取りおよび添加法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は石炭水素化液化（ｃｏａｌ ｈｙｄｒｏｌ １
ｑｕｅｆａ−ｃｔｉｏｎ）に関子る、更に詳細には石炭
水素化液化反応器へおよびそこから触媒を添加および抜
取る方法に関する。

石炭の接触水素化液化において、触媒は石炭灰分中に存
在する金属前のため比較的短い寿命を有する。

その結果として石炭水素化液化反応器から被毒触媒を抜
取り、かかる抜取った触媒を新しい触媒と置換する事が
必要である。

石炭液化において使用される沸とう尿水素化液化反応器
に関して、従来技術では廃触媒流を処理するのに高価な
特別の装置を必要としており、装置からの別の流れとし
て廃触媒を排出することを必要としている。

このことは労働力の要る処理および特別の廃触媒の廃棄
処理を必要とし、付随的な環境汚染の問題も生せしめる
。

本発明は上述した従来技術の廃触媒の処理および廃棄の
問題を解決することにあり、本発明は廃触媒の廃棄を水
素化液化反応器の下流で使用されている通常の処理装置
と一体的になしたことにある。

従って廃触媒は石炭液装置における石炭灰分と共に最終
的に排出される。

一般に最後に排出される石炭灰分は酸素でガス化させて
ＣＯおよびＨ２を多量に含むガスを発生させ、これを石
炭液化装置の水素および／または燃料ガスとして使用し
ており、上記ガス化装置では残ったスラグは溶融され、
ガラス化された状態で排出される、これらは道路ペーブ
メント材料、埋立などに使用できる。

本発明は上述した灰分と共に廃触媒を処理し、従来の特
別の廃触媒処理のだめの処理工程およびそれに要する装
置を省略できるようにしたことにある。

本発明によれば石炭を接触水素化液化帯域で水素化液化
させ、液体生成物を次いで脱灰帯域中に導入して灰分含
有固体を分離する。

触媒の一部は、生成物中に分散した分離流として接触水
素化液化帯域から周期的に抜取る、一方で接触水素化液
化帯域から主生成物流を同時に抜取る。

分離流は主生成物流から回収した液体部分と一緒にして
減少した触媒濃度を有する混合流とする。

抜取った触媒を含有する液体は次いで脱灰帯域中に導入
し、ここで触媒を灰分含有固体と分離する。

触媒抜取り完了後、主生成物から回収した流れ中で新し
い触媒を接触水素化液化帯域に加える、このときこの流
れはかかる帯域中に加圧圧入させる。

本発明を添付図面に示した一つの具体例について更に説
明する。

図面は本発明の一具体例の工程図である。

バルブ、ポンプ、制御装置等の如き処理装置は図面に示
さなかったが、かかる装置の使用は当業者の技術的範囲
内にあり良く知られていることと理解すべきである。

ライン１０中の適当な液化溶媒中にスラリー化した石炭
をライン１１中の新鮮な水素供給原料およびライン１２
中の循環水素と一緒にし、混合した流れはライン１４に
よって接触水素化液化反応器中に導入する。

予め粉砕された石炭は一般に歴青炭、亜歴青炭または亜
炭であり、高揮発生の歴青炭が好ましい。

石炭液化溶媒は水素供与体溶媒、非水素供与体溶媒およ
びこれらの混合物を含む当技術分野で使用されている広
い範囲にわたる石炭液化溶媒の倒れのものでもよい。

これらの溶媒は良く知られており、従ってその詳細な説
明は本発明の完全な理解に不必要と考える。

好ましい溶媒は石炭液化生成物から回収される６００〜
９００°Ｆ液体であり、その回収に続いて水素化を受け
ない石炭液化溶媒である。

溶媒は所望の液化を行なうのに充分な量で存在させ、一
般に溶媒対石炭重量比が約１：１〜約２０：１、好まし
くは約１．５：１〜約５：１となるような量で加える。

石炭液化反応器１３は米国特許第２９８７４６５号明細
書に記載されている如き沸とう未反応器が好ましい。

反応器１３は適当な石炭水素化液化触媒を含有する、適
当な触媒の選択は当業者の技術的範囲内にあるものと考
える。

好適な触媒の代表例として、モリブデン酸コバルト、モ
リブデン酸ニッケル、ｉ化タングステンニッケル、硫化
タングステン等を挙げることができる、これらは一般に
アルミナまたはシリカ−アルミナに支持させる。

接触水素化液化反応器１３は一般に良く知られた条件で
操作する。

一般にかかる条件は、約６５０〜約９００°Ｆ１好まし
くは７５０〜８５０°Ｆの温度；約５００〜約４０００
ｐｓｉｇの操作圧カニ約５００〜３０００ ｐｓｉｎ
ｇの水素分圧；および約０．５〜４．０／時間の液体時
間空間速度である。

上記条件は例示にすぎず、最適条件の選択はここに教示
することから当業者の技術的範囲にあると考える。

ガスおよび液体を含有する主液体生成物流は反応器１３
からライン１５によって抜取り、更にその冷却を行ない
液体とガスを分離するため処理する。

後述する如く、かかる分離は中間冷却を備えた二つの液
体−ガス分離器を使用して行なう、しかしながら二つよ
り多くの分離器を使用できる。

ライン１５中の流れはガス−液体分離器１６中に導入す
る。

分離器１６は一般に約６５０〜約８５０°Ｆ台の温度お
よび約５００〜約４０００ｐｓｉρ圧力で操作する。

水素および他の軽いガスのみならず蒸気化された石炭液
体生成物および液化溶媒を含むガス状の流れをライン１
７によって分離器１６から抜取り、熱交換器１９中で冷
却してその部分凝縮を行ない、ガス−液体分離器２０中
に導入する、これは一般に約１５０〜約６５０”Ｆの温
度および約５００〜４０００ ｐｓｉｇの圧力で操作す
る。

水素および他の軽いガスを含むガス状流はライン２１に
よって分離器２０から抜取り、その一部はライン２４に
よって排出させる。

残りの部分は圧縮器２５中で圧縮し、ライン１２によっ
て反応器１３に再循環させる。

明らかなように多くの場合、他の通常ガス状の成分から
水素を分離するだめの追加の精製装置を含ませる必要が
ある。

固体を含有しない液体はライン２２によって分離器２０
から抜取シ、後述する如くかかる液体の一部は触媒添加
および抜取りを行なうために使用するとよい。

ライン２２中の残りの部分は分離器１６から抜取った固
体を含有する液体生成物と一緒にし、ライン２３中の混
合した流れは分離帯域２７中に導入し、約６００°Ｆ以
下で沸とうする生成物を除去する。

あるいは生成物は直接次の脱灰工程に通してもよい。

ライン２８中の石炭液化溶媒および灰分含有固体を含む
液体石炭液化生成物は、液体生成物から灰分含有固体を
分離するため脱灰帯域５０中に導入する。

本質的に灰分含有固体を含まぬ石炭液化生成物は、その
成分を更に処理および／まだは回収するためライン５１
で回収する。

灰分含有固体を含む重い生成物はライン５２によって脱
灰帯域５０から抜取る。

脱灰帯域５０での脱灰は種々な方法の何れか一つで行な
うことかできる。

かかる灰分含有固体の除去は米国特許第３８５２１８２
号および同第３８５６６７５号明細書（これらはここに
参考文献として引用する）に記載されている如く、かか
る灰分含有固体の分離を増強させるだめの促進剤液を使
用して行なうのが好ましい。

ライン５２中の固体含有液体流は上記両特許明細書に記
載されている如く更に処理することができる。

この具体例は石炭液化法において普通であるそれらの構
成部分について説明した。

本発明によれば触媒抜取りおよび供給装置は、接触水素
化液化反応器１３からおよびそれへの触媒の周期的な抜
取りおよび添加を行なうため、かかる普通の構成部分と
一体的に組合せる。

本発明によれば、この装置は反応器１３から触媒の一部
を周期的に抜取るために操作する、そして反応器１３は
かかる触媒抜取り中操作できるように保つ、即ち主生成
物流をライン１５で抜取り、一方触媒を反応器から抜取
るように操作する。

本発明によれば、触媒トランスファードラム３１を設け
る、これは反応器１３で生成した生成物から回収した液
体で始め充満させる、かかる液体は固体を含有しない液
体が有利である。

図示した如く、ライン６２中の固体不含液体の一部をラ
イン３２によってドラム３１中に導入する。

ドラム３１中の圧力は、ライン３３によって圧縮された
水素含有再循環ガスを加えて制御する。

圧力は分離器２０から抜取った液体の過度の発泡を防ぐ
ような強さに保つ。

所望量の液体がトランスファードラム３１中に導入され
た後はそれ以上の液体をライン３２によって加えない。

このとき、ライン４４を閉じ、次いで反応器１３の底に
ある触媒抜取ライン３４を開く。

反応器内にある触媒粒子のみならず生成物即ち液体およ
び蒸気はライン３４によって加圧され、トランスファー
ドラム３１中にある液体もライン３５によってドラムか
ら押し出される。

そしてこれはライン３４中の触媒含有流と一緒になる。

ライン３５によって抜取られだ液体はライン３４中の触
媒スラリー流を稀釈して、ライン３６中の混合流中で固
体を約４０容量％から約１０容量％とする。

上記稀釈は、それによって形成されたスラリーが固体の
沈降を生じたり、固体付着によるパイプの閉塞を生ぜし
めたりすることのないようパイプ中を流れることができ
るようにするために行なう。

ライン３４は反応器１３から触媒の一部のみを除去する
のに充分な時間開放して保つ、このとき本発明によれば
触媒は長時間にわたって一連の周期的な除去操作で反応
器１３から除去する。

ライン３６中の混合流は分離器２０中に導入し、ここで
ライン３６の流れの中にある液体生成物のみならずその
中の触媒をライン２２によって回収し、蒸気生成物はラ
イン２１によって回収する。

あるいは別法としてライン３６中の混合流は分離器１６
中に導入できるようにしてもよい。

明らかなように、汚染された触媒は最後に灰分含有固体
と共に脱灰帯域５０中に導入し、ここで触媒は重い液体
生成物と共に回収する。

かくしてかかる固体触媒生成物は石炭液化生成物中に存
在する灰分含有固体と共に装置から有効に除去される。

触媒を除去した後に、ライン３４および３６は触媒トラ
ンスファードラム３１中の残存液体でフラッシングして
、ライン３６が固体を含まぬようにする。

反応器１３から触媒を除去した後、抜取った触媒の代り
に新しい触媒を加えなければならない。

本発明によれば新しい触媒は触媒貯蔵容器４１中で篩に
かけ、次いでライン４２によって触媒トランスファード
ラム３１中に重力で供給する。

触媒がトランスファードラム３１中に閉じ込められた後
に、ドラム３１は適当な窒素パージガスを使用して酸素
を吹き払う。

次いでトランスファードラム３１をライン３３によって
水素含有ガスを加えて加圧する。

トランスファードラム３１が加圧された後、ライン６２
中の液体生成物をライン３２によってドラム３１中に導
入してその中の触媒の稀釈をする。

一般に液体生成物は、触媒約４０容量％から約１０容量
％に、好ましくは約３０容量％から２０容量％にするよ
うな量で導入する。

次いでドラム３１中の圧力はライン３３によって水素含
有ガスを導入して更に増大させ、液体生成物中でスラリ
ー化された触媒を、ライン３４および３６を閉じ、ライ
ン３５および４４を通して反応器１３中に導入する。

反応器１３への触媒添加の初期段階中は、反応器に入る
スラリー中の触媒濃度が高い、これは触媒粒子が多かれ
少なかれトランスファードラム中で沈降状態にあるから
である。

操作が進行するにつれて、トランスファードラム３１を
出る材料は本質的に１００％の液体となり、これがパイ
プ沖に残っていることのある触媒粒子をフラッシングす
る作用をする。

触媒を反応器１３から除去しライン３４および３６によ
りガス−液体分離器２０へ送るため、または触媒トラン
スファードラム３１から触媒をライン３５および４４に
より反応器１３へ送るため使用する液体流は工程の別の
部分、例えばライン５１から得てもよい。

更に別のしかし好ましさが劣る別法として、上述した触
媒の除去および／″！。

たけ添加のため使用する液体流はライン６３によって分
離器１６から得てもよい。

重要なことは触媒が灰分と共にこの装置系から除去され
ることにある。

上述した具体例のこれらの改変および他の改変は、ここ
に教示したことから当業者の技術的範囲にあると考える
。

本発明は、触媒抜取りおよび添加が通常の下流へ下る処
理装置と有効に一体化されることで特に有利であると考
えられる。

更に液化反応器は触媒抜取りおよび添加中流れた状態に
保つ。

更に安定かつ定常状態の触媒レベルで触媒残留量を保ち
ながら、各種生成物流中の触媒濃度を、下流処理装置で
の機能低下および混乱を阻止するため制御する。

例えばこの装置は、脱灰装置に導入される正味の液体生
成物中の触媒濃度を約５容量％から約０．１容量％まで
、好ましくは約２容量％から約０．１容量％までである
ような方法で操作する。

本発明を使用することによって、触媒抜取りおよび添加
系の操作周期を最小にする。

従ってこの系は、反応器中に存在する全触媒の一部のみ
を除去し、補給するため周期的に操作するような方法で
操作する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一具体例の工程図である。 １３は接触水素化液化反応器、１６はガス−液体分離器
、１９は熱交換器、２０はガス−液体分離器、２５は圧
縮器、５０は脱灰帯域、３１は触媒トランスファードラ
ム、４１は触媒貯蔵容器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 水素化液化反応器中で生成した液体生成物を固体分
   離帯域に導入して灰分含有固体を分離し、水素化液化反
   応器から分離流を周期的に抜取り、一方上記水素化液化
   反応器から主生成物流を同時に抜取り、上記分離流には
   水素化液化反応器から触媒の一部および液体生成物を含
   有させ、主生成物流から回収した液体の一部を上記分離
   流と一緒にして減少した触媒濃度を有する混合流とし、
   混合流からの触媒を含有する液体を固体分離帯域中に導
   入し、触媒を灰分含有固体と共に分離することを特徴と
   する接触水素化液化反応器中で石炭を水素化液化する方
   法。 ２ 混合流が固体を１０〜４０容量％含有する特許請求
   の範囲第１項記載の方法。 ３ 触媒が固体分離帯域中に導入される全液体の０．１
   〜５容量％である特許請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 分離流の上記周期的抜取りを水素化液化反応器から
   の圧力によって行なう特許請求の範囲第３項記載の方法
   。 ５ 分離流と一緒にする主生成物流から回収した液体の
   部分が固体を含有しない特許請求の範囲第２項記載の方
   法。 ６ 上記抜取り完了後液体生成物の一部と新しい触媒を
   一緒にし、上記液体生成物中に分散した上記新しい触媒
   を上記水素化液化反応器中に圧入することを更に含む特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 １ 新しい触媒および液体生成物部分を加圧下触媒ドラ
   ム中で一緒にする特許請求の範囲第６項記載の方法。 ８ 液体触媒および液体生成物部分を一緒にして触媒１
   ０〜４０容量％とする特許請求の範囲第７項記載の方法
   。 ９ 新しい触媒と一緒にした液体生成物部分が固体を含
   有しない特許請求の範囲第７項記載の方法。