JPS598785A - 重油による石炭の溶媒抽出法 - Google Patents

重油による石炭の溶媒抽出法

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JPS598785A JP11667782A JP11667782A JPS598785A JP S598785 A JPS598785 A JP S598785A JP 11667782 A JP11667782 A JP 11667782A JP 11667782 A JP11667782 A JP 11667782A JP S598785 A JPS598785 A JP S598785A
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  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

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】 本発明は石炭のような炭素質物質を液状生成物に転化さ
せる方法に関シ2.さらに詳しく2丁。
ヘプタン不浴分全宮有する重質炭化水素系液体と炭化水
素系循環流を使用して石炭を溶媒抽出することにより石
it液状生成物に転化σぜ、d妹と液化石炭の混合物を
生成物として回収する方法に係る。
石炭、リグナ−f ト(褐炭〕、オイルシェルのような
固体の炭素質物質は1石油から通常得られる液状炭化氷
水生成物の製造原料として有用な資源である。固体の炭
素lN物質源は石油源よりも比較的豊富であるので、こ
れらの固体を石油に代わるエネルギー源として、あるい
は石油を補うエネルギーとして使用することは、経済的
に望ましい。
石炭を有用な液状生成物に転化させる方法eま当業界で
幾つか知られている。最近で汀、尚圧水素化法と溶剤抽
出法が開発されているが7本発明は後者に属する。当業
界で公知の溶媒抽出法では、微細に粉砕でれた石炭又は
その他の炭素質物質が、その−都合的かす液状電媒と通
常は水素ガスの存在下に接触せしめられる。この接触に
続いて、液状溶媒と液化した固体の一部は、残余の固体
物質から濾過、遠心分離その他の操作で分離される。別
の従来法でQ工、溶媒から典型的には分別蒸留(・ζよ
って予め分離式れた固体物質?コーキング、クラッキン
グ、水添などのような慣用の炭化水素処理技術で芒らに
処理し5浴媒抽出された物質金さらに有用な生成物に転
化させている。
本発明に関係する先行文献は米国特許第3705092
号明細書であって2そこrこtゴ石炭を重質炭化水素系
液体で抽出すると同時に炭化水素系液体の品質を改良す
る方法が教示式れている。本発明は反応帯域流出物の少
なくとも一部勿循壌することによシ、当該従来法が改良
されるという事実を認識したうえで完成式れたもので↓
る。
石炭の水素化転化技術の典型的な従来レリは米国特許第
4077867号に見られる。
固体の炭素質物質を液化する醒媒抽出法での問題の1つ
は、生起する溶媒和か非培択的であることである。この
溶媒抽出法の企図は、炭素質物質から最も価値のめる水
素に富んだ成分を抽出することにろるが、当該成分の抽
出に有効な溶媒は、アスファルテンを含有する望ましく
ない成分までも溶かしてし甘うのである。アスファルテ
ンは蒸留不能な商号装置炭素化合物であって、約7wt
%以下の水素しか含んでいない。そしてアスファルテン
はノルマルヘプタ/に不溶でもめる。アスファルテンは
石炭のような炭素質物質の溶媒抽出で倚られる生成物中
をて存在するばかりでなく、原油中VCも存在し、また
常圧残渣油、垂質*m油ビスブレーカー流出液などの中
ににも存在、する。これら液状炭化水嵩のアスファルテ
ン系成分は本来的に低価値であり、より価値のある基質
油全処理するに際してこれらが混在していることは、あ
りがたくない。従って、+′4々な処理の対象となる炭
化水素油中のアスファルテ/含鍵を減少でせることは望
ましいことであり、′−!たアスファルテン會蒸留可能
な炭化水素に転化嘔せることは2反応帯域流出物の少な
くとも一部を再循環させることを可能とする。
本発明の目的は固体炭水質物質を価値のある液状生成物
に転化させ、同時にl質炭化水素油の性)X?改善する
のに有効な方法を案出することにある。さらに具体的に
菖えば1本発明の目的は固体炭素質物質から価値のある
液体を溶媒抽出し、同時に貞實炭化水素油の一部QP9
「望でない物質を、より望ましい物質に転化でせるのe
こ有効な方法を提供することにめる。本発明が特に対象
としているのは、固体炭素質物質中の価値のある成分を
溶媒抽出しながら、同時に重質炭化水素油中のアスファ
ルテンを減少きせる技術である。
既述した通り1本発明の目的は固体炭素質物質の溶媒抽
出法に於ける溶媒として1MXのアスクアルテン含有炭
化水素系液体を使用することによって達成される。従っ
て、−具体例として本発明はアスファルテ/を含有する
石油と石炭から、水素に富んだ炭化水素系生成物を製造
する方法を提供するが、その方法は1周期律表のIVB
、 VB、 VIB、VB及び■族の元素並びにこれら
の混合物から選ばれる微細な非担持金属触媒を含有した
後記の液状循環流と水素の存在下に反応帯域に於て、ア
スファルテン?含有する石油と石炭とを温度約128〜
約510°C1圧力約3450〜約68950 kPa
ゲージで接触させて石炭の少なくとも一部を液化させる
と共に石油のアスファルテン含itk低下させ1反応帯
域流出物の少なくとも上部kM媒で脱アッシュして前記
の反応帯域で使用されるところの′#、細な非相持型金
属触媒含有液状循環流を得ることからなる。
本発明の好ましい具体例では、細かに砕かれた石炭が溶
媒抽出帯域に導入°され、ここで石炭は水素ガスと微細
な非担持金属触媒の存在下&C。
石炭の一部が液化する温度と圧力下で原油と液状循環流
に接触する。
好ましい具体例で溶媒と[2て使用はれる原油は、少な
くともその8096が約343.3°C以上の沸点含有
し、50%が約538”C以上の沸点を有するものであ
る。
本発明の普遍的な具体例では、重質の炭化水素油溶媒と
石炭と液状循環流と微細な非担持金属触媒の混合物は、
水素ガスの存在下、固体の所望成分が液化するのに充分
な温度と圧力にさらされる。本発明の溶媒抽出と炭化水
素転化tま回分式反応器でも連続式反応器でも実施可能
である。溶媒抽出と炭化水素転化の条件は、約128〜
約510”Cの温tWと約3450〜約68950kP
aゲージの圧力を包含し、水素ガスは前記の圧力で存在
する。
本発明の方法は石炭と止質炭化水索油とを。
より価値のある炭化水素系生成物に水素化転化でせるの
に通常利用される。ここで百5石炭とは常態で同体の炭
素質物質を意味し、これには褐炭、無煙炭、歴青炭、半
歴青炭及びこれらの混合物などすべての等級の石炭が包
含される。
溶媒抽出で利用される重質炭化水素内縁は。
溶媒抽出条件下で液体の重質炭化水素であって。
このものはノルマルへブタンに不#なアスファルテンを
含有し、その80チは約343.3°C以上で沸騰し、
50%は約538°C以上で沸騰する。
液状炭化水索浴媒と石炭は、いかなる東針比でも混合さ
せ得るが1石炭1部当り溶媒約1〜約5部の亀1.比が
好ましい。
本発明の好ましい具体例でtま1石炭は揮発分の含量が
高い歴青炭である。典型的な歴肯炭の揮発分金倉は、水
分及びアッシュを含まない状態で約20φ以上である。
石炭は微細に粉砕された状態で抽出及び転化条件にてら
される。微細に粉砕された状態とは1例えば石炭粒子が
約200メツシユ又はそれより細かいタイラーフルイを
通過する状態e(あること忙自う。
本発明の好゛ましい具体例で使用される故状炭化氷水浴
媒は、重質の全原油である。好ま[7い溶媒の典型例e
まAPI比重が約10で、ノルマルへブタン不d分含M
iが約8係であるコールドレイク原油である。好渣しい
具体例で溶媒として使用される原油は、光分htのIJ
(油を含有するものでaつで、原油の少なくとも80%
は3433°C以上で漣騰し、50%01538°C以
上で沸騰する。
本発明の好ましい共IA−レ1]に於ては、水Aもガス
の存在下に溶媒と石炭と液状循環流の混合物が。
石炭の所望成分を液化するのに光分な温度と圧力にさら
芒れる。溶媒抽出法は回分式反応器でも連続式反応器で
も実施可能である。溶媒抽出の条件は約128〜約〜約
510’Cの偏屈と、約3450〜約6−8950 k
Paゲージの圧力k 包自−fる。水素ガスは上記の圧
力で存在する。
溶媒と石炭と液状循環流Q)混合物ンユ、好−ましくは
連続式反応器中で約0.5〜約10(JJ液仝曲速度と
lる流値で処理される。ここで液空間速度は時間当りの
供給物の容せ/反応器の容置で定m 87’する。水素
ガスは溶媒と石炭と液状循環流の混合9勿1113当り
約888.8−約3555樟葉m1の鼠で1反応器流出
物から反応器に循環式れると共に、圧力全上目己の範囲
に保持するのに光分な址の水素ガスが反応器に加えられ
る。
石炭のH↑望酸成分液化するのに光分な時間。
反応物が溶媒抽出条件下にさらされfC後ンよ1反応器
の内容′吻が敗シ出される。そしてガスが反応帯域流出
物から分離される。こうして得られるスラリーは菌品位
の合kk石油と重質な欣相が分離される条件下に溶媒で
脱アッシュさtしる。
〕IL貝な欣相は同沸点で高分子針の物質と未転化Qイ
」炭と触媒と、そして実施的にすべてV鉱物性物置を和
゛イJする。この止買欣相の一部は反応帯域の人[」口
ζ(Iη復芒れる。
不冗明の好′ましい具体例では、」−1己[7た倣細な
歴宥炭か′l(質の原油溶媒と石炭1部当り原油2 j
’、1(U) 11j iJ比で混合8れる。後に得ら
7’するイ眉榎液流は石炭1部当り抽出帯域流出物1都
のルミ比で抽出帯域の入「]に循槙をノ[る。石炭とj
す佃と液状循環流からなるこの混合物に11反Ib帯域
すなわち抽出帯域への供給物となり、この帯域で溶媒抽
出が行なわれる。好ましい具体例での溶媒抽出条件は、
約454°CQ)温度と約20680kPaゲージの水
素ガス圧ケ包宮する。反応帯域への供給物は新鮮な供給
物の容量基準で約50液空間速度ヶ紐持するのン(充分
な流−で反応帯域を連続的に通過する。水系ガスは反応
帯域への供給物I11’当り約2666椋準m3の割で
1反応帯域流出物から反応帯域へ循環される。浴媒抽出
条件CJ、水分及びアッシュ針言まない石炭の約7Qw
t%が液状エギストラクトに転化するように保持される
べきである。
反応帯域への供給物が上記の溶媒抽出条件下にさらされ
ると、これは反応帯域から流出物として集められる。供
給9勿が1合媒抽出未トド十にさらされている間に1石
炭のかXJ70%tL M化し7で価値のめる炭化水索
生成吻となり、)/lマフ1□ −\ブタン不溶の原油
の一部はノルマルへゾタンVCtJ浴な物置に転化する
常相でガス状の成分ケ除いた後の反応帯域流出物は酢剤
分離に付されて液状生成物から固体が分離される。液状
流を含有する固体の一部は反応帯域の入口に循環され、
新鮮な供給物と混ぜられる。
本発明の方法で回収される炭化水嵩C′i合成石油金構
成するものであり、このものは通常の石油原油と同じ方
法で処理することができる。本発明の方法によれば、固
体からもたらされる成分も溶媒からもたらでれる成分も
共に品位灼−止し1両者共アスファルデン含M:が減少
する。
台数石油の、殊に固体からもたらされる成分のアスファ
ルテン姐が少ないことは、その炭化水素が従来の俗縁抽
出法で得られる炭化水素よりも一層処理しやすいこと?
意味する。
適当な液状循環流は抽出帯域流出物の全部又は一部でま
かなうことができる。好ましい液状循環流は次のように
して調製式れる。まず抽出帯域流出物から′さ態でガス
状(D成分を除き1次いで所望の炭化水素未化1戊物會
比軟的低分子短の炭化水索浴媒で溶媒分離の手法により
除去すれば、実質的にすべてのアッシュと未転化石炭と
アスファルテンと比軟的尚分子徊の炭化水素と、そし7
て微細な非担持金属触媒會言有シフ、液状循環流として
好tl!iiなM流を得ることかできる。
上述した溶媒分離の手法は当!i、界で周知の陪媒脱歴
法と同様である。炭化水素Vこポ択性UJhる適当な溶
媒は、エタン、ゾロ、eン、シタ/。
イソブタン、ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、
ヘキサン、イソへブタン、ヘプタン及びこれらのモノオ
ンフィン糸対16 +a iど紫包ざする軽質灰化水素
である。従来技術は轟該浴媒會改良する目的で芳食族炭
化水系k 硝’、)Jllすることケ教えている。
倣細な非担持型金属触媒なよ周期伸六01νB。
VB、 VIB、  VI[B及[VIt&(QW索i
1にヒにコ;/’1うの混合物から選ばれる。倣細な非
相持型触に1よ適宜な方法で調装可能である。
触媒又&:1その前駆物は油溶性金属化合物でも。
倣細な金属でも、また炭化水素油に簡便に懸濁する油溶
性金属化合物でも差支えない。
倣細な非担持型金属触媒は、一般に混合物中の石炭垂蓋
基準の元素状全域換算で約10 wppm〜約4 wt
%存在する。
プロセス条件下で活性触媒に変り得る適当な金属化合物
に汀、酸化物、水利酸化物、硫化物。
チオ塩、ヘテロポリ酸、イソポリ酸、ハロゲン化物、オ
キシハロゲン化物などのような無機全域化合物、子j桜
酸の全属地、有機アミンの金属塩、無機及び有機の金属
コンプレックス、有機全域化合物が包含される。
微細な触媒を形成させるには様々な方法が利用できるが
、金属化合物から倣細な触媒全形成するのに好−ましい
方法は、金属化合物と石炭と石油の混合物を水系吉゛南
ガスの存在下約3447〜約34470kPaゲージの
圧力で約3156〜約4267°Cの範囲の温度に加熱
することである。この場自の水素S′崩ガスは硫化水素
も含むことが好ましい。硫化水素は水索言有ガス混合物
の約1〜約90モルφ、好丑しくに約1〜30七ルφ含
まれる。
金属化合物をイバ1細な金属触媒((転化さぜる上述の
方法は、独自の触媒調製工程又は方法で実施することも
できれば、水素化転化帯域すなわち反応帯域自体中でも
実施b]能である。
下H己の実施例は石灰とアスファルテン包有石油から水
素に富んだ炭化水素系生成物ケ製造するのに有用な本発
明の方法を具体的に説明するものである。しかし1本発
明はこの実施例e(限定されることはない。
実施例 本しリでは容置1800ccのロッカーオートクレーブ
を使用し1回分式で実験を行なつ408本例では倣細な
非担持型金域触l#Qイチ在下に石炭と石油を転化させ
て得られた結果を説明する。
表1に示す性状を有する做細な石炭(イリノイ陽6)1
00g/6:、表■tζ示す性状を1する号?スカン常
圧蒸貿残渣油2 t) Og及び七すゾデンヘキサカル
ボニル22.1 gと共にオートクレーブeこ収めた。
次いでオートクレーブ(i=(m化水索/水素(10/
90)混合ガスで約7583 kPaゲージに加圧シフ
、さらに純水素で約10341 kPaゲージに加圧し
た。このオートクレーブを約390 ’Cに加熱し、約
17235kPaゲージの圧力で1時間保持した。トル
エンで洗浄[2てオートクレーブ内容物全冷却回収した
。トルエンをフラッシュした後、生成物を容量で4倍量
のイソペンタンで溶媒分離した。イソペンタン可溶分を
回収し、・イソペンタンをフラッシングで除去した。浴
媒を除いたイソペンタン可溶分の重量は185.8gで
らった。微細な非担持型金属触媒をき崩し1重口が56
.3 gであるイソペンタン不溶分は、100gの石炭
と200.7g(DH?スカン常圧蒸留IA渣油と共に
オートクレーブに循環した。上記と同様に、オートクレ
ーブの加熱と外圧ケ繰返した。再びトルエン洗浄でオー
トクレーブ内容物を冷却回収した。トルエン會フラッシ
ュした後、生成物を容量で4倍量のイソペンタンで溶媒
分離した。イソペンタン可溶分を回収し、イソペンタン
をフラッシングで除去した。溶媒會含捷ないインペンタ
ンI’l[分(am址eま98.4 gであった。微細
な非担持型全域触媒を含有し、雉短が118.4gであ
るイソペンタン不溶分は、100gの石炭と198.1
gのボスカン常圧蒸留残渣油と共にオートクレーブへイ
泊復した。上述したところと同様にして、力(1熱。
昇圧及び分離の各操作を繰返し/こ。温媒を乱まないイ
ソペンタン可溶生成物の止置V1189.7gであり、
イソペンタン不溶分の雉楡は178.7gであった。こ
のイソペンタン不溶分178.7g’1100gの石炭
と188.1gのメスカン常圧蒸貿残渣と共にオートク
レーブに供給した。上述したところと同様にオートクレ
ーブを操作して164.1gのイソペンタン可溶生成物
と186.7gのイソペンタン不溶生成物を#た。この
イソペンタン不溶生成物をトルエンで浴媒抽出シフ、間
質燃料油として有用なトルエン可溶物質1307gと、
未転化石炭、鉱物性物質及び触媒金含有するトルエン不
溶物質51.1gを得た。
以上4回のオートクレーブ実験の内容を表■に示し、イ
ンペンタン不溶分のトルエン抽、出の結末を懺It/ 
K示す。
表1 二石炭(イリノイm6)の性状 炭素、 wt%       70.05水素、 wt
係        5.88酸素、  wt%    
    9.01イオウ、  wt%       2
,68窒素、vit%           1.20
アツシユ、  wt%          902水分
(水)、wt饅     2.15(以下余白9 表Til :、r?スカン残渣油の性状比重、 A、P
I於15.5℃        5.5蒸留特性 初留点 1i’         6935%    
      769 10%          804 30%          977 終  点                977終点
以上の成分(容積)%       305炭素、 w
t%           82,8水索、 wt≠ 
          10.6窒素、wt%     
           08イオウ、  wt%   
        56ヘブタン不浴分、  wt俤  
         1904バナジウム、I)I)m 
           1500ニツケル、ppm  
            130表1:回分式オートク
レーブ実験の要約供給物 石炭、g         100  100   Z
oo   100ゼスカン残渣油、g    200 
 200.7 198.1 188.IMo(CO)、
 、 g     22.1  −  −  −循環液
、  g         −56,3117,317
7,9イソペンタン可溶分、g    185.8  
98.4  189.7  164.1炭素、”wt%
    86.22     84.03水紫、 wt
%    11.44     10.78酸素、  
wt  チ            0.17    
         0.10イオウ、wt%     
2.77      3.17窒素、 wt%    
0.43    0.56ニツケル、  ppm   
   2.7        1.8ノ9〃ム、I)p
m        <1              
18ヘ力ン不溶分、wt係  (0,010,3&lV
:  イソペンタン不的力のトルエン抽出試料、  g
         186.7回収相、  g    
 130.7    51.1炭素、wt%     
84.74    31.60水素、 wt係    
 7.66    3.04峻素、wt%     2
73− イオウ、  wt%    2.36    14.1
窒素、  WIス        1.43     
 −モリゾデ/、wt襞              
670バナジウム、wtチ             
 1.73ニツケル、wt袈            
  015鉄、 wt%              
  68上記したところから明らかな通り1本発明の方
法はアスファルテン含南石油と石炭から水素に富んだ炭
化水素生成物を製造するのには好適な方法である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1(a)アスファルテンと重油を含有し、少なくとも8
    0%が約3433″C以上の沸点を有する原油と石炭を
    混合し。 Φ)この混合物會、金属が周期律表のIV、VB。 VIB、  ■B及び■族の元累並びにこnらの混&物
    から選ばれる非担持型の微細な金属触媒を含有した後記
    の液状循環流と共に1反応帯域に於て温屁約128〜約
    510”C1水素圧約3450〜約68950 kPa
    で転化に供して、前記石炭の少なくとも一部全液化略せ
    ると共に原油のアスファルテン含歓奮減少させ。 (C)得られた反応帯域流出物からガスを分離し。 (d)次いで反応帯域流出物の少なくとも一部會、比較
    的低分子値の炭化水索浴媒で脱アッシュして、実質的に
    すべてのアッシュと未転化石炭とアスファルテンと非担
    持型の倣細な触媒を含有する重質液相を前記の流出物か
    ら分離し。 (e)この重質液相の少なくとも一部を工程Φ)の液状
    循環流として使用すべく反応帯域へ供給する ことからなる炭素質物質から氷水に冨んだ炭化水素系生
    成物を製造する方法。 2、 アスファルテンを含有する原油の50%が約53
    8 ’Cを越える沸点をイラしている特許請求の範囲第
    1項記載の方法。 3 微細な非担持型金属触媒がモリブデンからなる特許
    請求の範囲第1項記載の方法。 4、 微細な非担持型金属触媒がバナジウムからなる特
    許請求の範囲第1項目上載の方法。 5 アスファルテン全含壱する原油対石炭の■量比が約
    1:1〜約5;1でめる%許り〜求の範囲第1項記載の
    方法。 6、反応帯域の液流倉が液空間速度で約05〜約10で
    ある特許請求の範囲第1項記載の方法。 7. 反応帯域の水素循環tが反応帯酸供給物基準で約
    888.8〜約3555標準mワmsである特許請求の
    範囲第1項記載の方法。
JP11667782A 1982-07-05 1982-07-05 Juyunyorusekitannoyobaichushutsuho Expired - Lifetime JPH0238625B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH03212490A (ja) * 1990-01-18 1991-09-18 Sumitomo Metal Ind Ltd 石炭と石油系重質油との共処理法

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