JPS60203694A - 石炭の液化法 - 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】 本発明は石炭の液化法に関し、さらに詳しくは、石炭を
液化するに際し、シェール油を媒体油として用いること
により、低い水素消費率及びガス化率で、かつ高い転化
率及び油分収率で石炭を液化すると同時に、該シェール
油の改質をも行う石炭の液化法に関するものである。

従来、石炭の液化においては、石炭と触媒との接触機会
の増大化や水素移動の円滑化などをもたらして、液化反
応を促進するために、媒体油として石炭液化生成重質油
などを用い、これと原料石炭、触媒などを混合してスラ
リーを調製したのち、液化反応に供する方法が通常行わ
れている。

一方、シェール油は生成時において比較的重質であるこ
とから、軽質燃料油として用いるためには、水素化など
による軽質化処理が必要である。また、このシェール油
は、石炭液化処理に通常媒体油として用いられている石
炭液化生成重質油などと比較して、供与性水素に富んで
いること、及びその中に多く含まれているインドールや
キノリンなどのへテロ環式窒素化合物が、優れたフリー
ラジカル・スカヘンジャー能を有し［Ｂ、Ｃ，ｌｌ（＋
ｃｋｒａｔｈら；アメリカ化学会燃料化学部門の前刷集
（八ｍ、ｃｈｅｍ、ｓｏｃ、＋　Ｄｉｖ、Ｆｕｅｌ、Ｃ
ｈｅｍ、、Ｐｒｅｐｒｉｎｔｓ）　。

第２６巻、　Ｎｏ、１．　９４ページ（１９８２）　）
　、かつ優れた水素供与能を存していること（Ｙ、Ｋａ
ｍｉｙａら、　１９８３年国際石炭科学会議要旨集（Ｐ
ｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　１９８３　Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ　ｏｎ
　Ｃｏａｌ　５ｃｉｅｎｃｅ、　Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ
、　Ｐｃｎｎ５ｙｊｖ、ａｎｉａ）　、　１８４ページ
（１９８３）　）が知られている。

本発明者らは、このようなシェール油が有する優れたフ
リーラジカル・スカヘンジャー能及び水素供与能に着目
し、石炭液化処理において、媒体油として従来用いられ
ている石炭液化生成重質油などの代わりに、前記シェー
ル油を用いることについて鋭意研究を重ねた結果、該シ
ェール油の使用により、従来の液化処理に比べて、低い
水素消費率及びガス化率、かつ、高い油分収率で石炭を
液化しうると同時に、該シェール油の改質も同時に行い
うろことを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至った。

すなわち、本発明は、石炭を液化するに当り、媒体油と
してシェール油を用いることを特徴とする石炭の液化法
を提供するものである。

本発明において媒体油として用いるシェール油は、従来
用いられている石炭液化生成重質油などに比べて、極め
て供与性水素に冨んだものである。例えば、ナフテン環
中のβ−ＣＩ＋□プロトン（Ｉｌｎβ）含量について比
較してみると、石炭液化の各種試験に標準媒体油として
用いられているアントラセン油中のｌｌｎβ含量は、約
０．０７重景％であるが、シェール油中のｌｌｎβ含量
は約１．５重量％であって、シ工−ル油は、アントラセ
ン油に対して２０倍以上の供与性水素に富んでいる。な
お、このＨｎβは、’Ｈ−ＮＭＲスペクトル分析（１，
５〜２．ｏｐｐ４域）によりめられるり、ＬＣＩａｒｋ
ｅら；ツユエル（Ｆｕｅｌ）　、第６１巻、７０７ペー
ジ（１９８２）　）。

また、このシェール油中には、インドールやキノリンな
どのペテロ環式窒素化合物が多く含まれており、このも
のは、本発明の処理中において水素化されてジヒドロイ
ンドールやテトラヒドロキノリンなどに転化する。これ
らのへテロ環式窒素化合物はフリーラジカルのスカベン
ジャー効果が高く、しかも水素供与性にも優れている。

このように、本発明に媒体油として用いるシェール油は
、優れた水素供与能及びフリーラジカル・スカベンジャ
ー能を有しているので、媒体油として必要な、石炭と触
媒との接触機会の増大化や水素移動の円滑化をもたらす
のみならず、石炭液化の初期段階において石炭の熱的解
裂により生じるフリーラジカルを容易に安定化し、その
結果、ガス生成の抑制、油分生成の増加及び水素消費率
の低減などをもたらす。また、本発明においては、該シ
ェール油は、媒体油として有効であるのみならず、それ
自体が同時に水素化処理され、軽質化されるという特徴
がある。

本発明における原料石炭としては、例えば、無煙炭、瀝
青炭、亜瀝青炭、褐炭、亜炭、及びこれらの混合物など
の微粉石炭を用いることができる。また、触媒としては
９通常の石炭の液化処理に用いられている赤泥、鉄鉱石
、ニッケル鉱石などを使用しうる。

本発明において媒体油として用いるシェール油と石炭と
の混合割合は、重量比でＯ，Ｓ：ｔないし４：１の範囲
が望ましく、さらに好ましくは１：１ないし３：１の範
囲である。

次ぎに、本発明の好適な実施態様の１例について説明す
ると、まず、原料石炭粉末、触媒、シェール油、及び必
要ならば石炭液化処理に通常用いられる添加剤を所定の
割合で配合してスラリー調製し、このスラリーを水素の
存在下、反応圧１００〜３００　ｋｇ　／　ｃ＋ａ、　
温度３８０〜５００℃の条件で通常０〜１２０分間処理
して石炭の液化を行う。

このように、媒体油としてシエール油を用いて液化処理
することにより、従来の石炭液化生成重質油などを用い
る方法に比べて、水素消費率及びガス化率が低く、その
上油分収率が高くかつアスファルテン収率の低下は、液
化反応装置の連続操業並びに液化生成物の固液分離及び
二次処理が容易になるというメリットもある。

さらに、該シェール油は、それ自体同時に水素化処理さ
れ、軽質化する。

次ぎに、実施例により本発明をさらに詳細に説明する実
施例、比較例 原料石炭としてオーストラリア産ワンドアン炭（Ｃニア
２．７χ、Ｈ：５．８χ、Ｎ：１．Ｏχ、Ｏ：２０．５
χ）を、媒体油としてオーストラリア・コンドル産シェ
ール油及び石炭系標準媒体油アントラセン油を用いた。

乾燥ワンドアン炭粉末１０ｇ、赤泥触媒１ｇ、硫黄０．
１ｇ、媒体油１５ｇを混合してスラリーを５００ｍ１振
とう式オートクレーブ中に入れ、さらに水素を反応圧が
２２０〜２３０ｋｇ／ｃａｔとなるように初圧を変えて
装入し、反応温度４００℃及び４５０℃、昇温速度４℃
／分で石炭の液化処理をおこなった。

第１表にアントラセン油及びシェール油の分析値を、第
２表に生成物分布、転化率及び水素消費率を、第３表に
生成油分の分析値を示す。　なお、生成物分布、転化率
及び水素消費率はいずれも、アントラセン油単味又はシ
エール油単味でのブランク実験の結果を差し引いた純炭
基準の値である。

また、第３表の生成油分の分析値はワンドアン炭からの
生成油分と媒体油からの生成油分との混合物の分析値で
ある。

第２表 第　３　表 第２表から分るように媒体油としてシェール油を用いて
も、転化率は、アントラセン油を用いた場合とほぼ同一
であり、特に、反応温度４５０°Ｃにおいてはよく一致
している。アスファルテン収率については、アントラセ
ン油の場合、４００°Ｃで１７〜２２％、４５０℃で０
．９〜３，５％であるのに対しシェール油の場合では４
００℃で１３〜１９％、４５０℃で０．５〜３．６％と
若干低くなっている。

また、シェール油を用いた系においては、アントラセン
油の場合に比較して、水素消費率及びガス状生成率が低
く、油分収率が高くなっている。

さらに、第３表から明らかなように、シェール油の系に
おいては、アントラセン油の系に比較して、生成油分中
の水素含量が多い。

例えばアントラセン油系におりる生成油分の原子比Ｈ／
　Ｃは約１．０であるのに対し、シェール油の系におけ
るその値は１．６〜１．７であって、１．６〜１．７倍
高い値を示している。また、シェール油の系における生
成油分中の酸素含量については、反応温度４００℃てＸ
、＋ＷＸ量％前後であって、第１表で示したシェール原
油の値とほぼ同程度であるが、反応温度４５０℃では０
．７７〜０．９４重量％とシェール原油の値に比較して
低くなっている。さらに、シェール油の系における生成
油分中の窒素含量については、反応温度４００℃及び４
５０℃いずれも１．６重量％前後であって、第１表に示
したシェール原油の値に比較して低くなっている。これ
らの結果から、シェール油自体も改質されたといえる。

第１頁の続き ０発　明　者　中　１）　善　徳　札幌市豊平区月寒東
道工業開発試験所内 ［相］発　明　者　成　１）　英　夫　札幌市豊平区月
寒東道工業開発試験所内 ０発　明　者　奥　谷　猛　札幌市豊平区月寒東道工業
開発試験所内 ０発　明　者　長谷用　義久　札幌市豊平区月寒東道工
業開発試験所内 ０発　明　者　後藤　藤太部　札幌市豊平区月寒東道工
業開発試験所内 ０発　明　者　前　河　浦　典　札幌市豊平区月寒東道
工業開発試験所内 ０発　明　者　宮　沢　誠　札幌市豊平区月寒東道工業
開発試験所内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭を液化するに当り、媒体油としてシェール油を用い
   ることを特徴とする石炭の液化法。