JPS63382A - 石炭液化用スラリ−の調製方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、連続式石炭液化装置の安定運転を達成するた
めのスラリー調製方法に関する。

（従来技術とその問題点） 石炭の液化は、固体石炭を軽質油、重質油等の液状物に
転化する技術であり、反応の原理は従来から既に知られ
ており、通常は高温高圧下で石炭に水素を添加して液化
する方法が採られる。また、固体の石炭が常温液状油に
まで転化する速度は比較的遅く、一般には１時間前後の
反応時間が必要であるが、この反応を促進もしくは良質
の液化油を得る目的で反応雰囲気下に触媒を共存させる
こともまた一般的である。

このような石炭液化反応を連続装置で実施するためには
、石炭の如き固体粉を連続的に高圧系内に圧送する必要
があるが、固体粉単独を１００気圧以上の高圧反応域に
連続安定的に流送することは、現状の技術ではほとんど
不可能である。そこで、固体石炭を高圧反応域に圧送す
るために、原料石炭はあらかじめ微粉砕され、これと液
体の溶剤とが混合されて疑似液体状のスラリーが形成さ
れることになる。更に、触媒を使用する場合には、触媒
もまたスラリー中に添加されるのが一般的である。この
ような石炭スラリーは特別の配慮が為されない場合には
、固液二相分離という不都合を非常に生じ易い、と言う
のは、スラリーを構成する各成分の比重は、溶剤が約１
．０、石炭が１．５そして触媒にいたっては２以上と大
幅に異るため、この比重差によってほぼ不可避的に相分
離を生ずることになる。

一方、石炭中には、木質的に無機質を主体とする灰分が
混在しており、特に液化用に供される石炭の如き比較的
低質炭中には、一般に１０％程度の灰分が含まれる。勿
論、この灰分中には鉄等の元素も含まれているために、
灰分が石炭液化反応に対して触媒作用を示すことも十分
予想されることではあるが、しかし灰分中の例えばカル
シウム等は、液化反応装置或いは配管部等において塩の
形で析出し、配管付着或いは塊状化して沈積する等の装
置安定運転に対して甚だ不都合な現象を引き起こすこと
も、当業者間においては一般的に認められた事実である
。

即ち、石炭スラリーは特別な配慮を施さない場合には、
上述のような装置安定運転に重大な影響を及ぼす現象を
おこす可能性があるため、従来よりこれを回避するため
の特別の工夫が為されてきた０例えば、スラリー中に予
め鉄、コバルト、ニッケル等の化合物又は塩類を添加す
る方法（特開昭５３−１４２４０２号）、或いは石炭を
予め酸化硫黄及び酸化剤で処理する方法（特開昭５５−
１２５１９０号）があるが、これらの方法の目的は、炭
酸カルシウムのような沈積、付着し易いカルシウム塩の
生成を抑止するために、カルシウムを予め付着しにくい
形の塩に変換することにあった。勿論、このような方法
によってもカルシウムに起因する不都合を抑制出来る可
能性はあるが、これらの方法は相当煩雑であり、プロセ
スの操作性もしくは経済性の面からも好ましい方法とは
言い難い点があった。

（発明の目的） 本発明は、上述の問題点を改善したもので、比較的簡単
な手法によって石炭液化装置の安定運転を保証するスラ
リー調製方法を提供するものである。

（発明の構成） 本発明の石炭液化用スラリーの調製方法は、石炭、スラ
リー化溶剤及び粉末触媒よりなるスラリーを混合貯蔵す
る貯槽上部にガス入口とガス出口を設けて、空気あるい
は不活性ガスを貯槽上部気相部を流通させると共に、該
貯槽から循環ポンプによって１時間当り最大スラリー貯
蔵量以上の容量のスラリーを、循環配管内に０．１５ｍ
／秒以上の流速で循環させることを特徴とする。

（実施態様及び作用） 本発明では、先ず、石炭、スラリー化溶剤及び粉末触媒
を混合してスラリーを調製し、スラリー貯槽に供給する
。スラリーの調製方法としては。

粗粒石炭の粉砕とスラリー化を同時に行なう湿式粉砕法
と粗粒石炭を乾式粉砕した後に溶剤と混合１６でスラリ
ーイに十スナ汁）−バ訊スｈ（十品叩でＩ斗どちらを用
いても差し支えない。このようにして調製されたスラリ
ーは、これを静置した場合には、一般には直ちにスラリ
ー中の成分の比重差のために固液二相分離が生じ、スラ
リーの均一化を阻害するとともに、反応系へのスラリー
の流送が著しく困難となる。そこで、本発明ではこのよ
うなトラブルを回避するために先ず、スラリーを特定の
条件下で循環させる方法を採る。即ち、スラリー貯槽か
ら循環ポンプによって１時間当り最大スラリー貯蔵量以
上の容量のスラリーを、循環配管内に０．１５ｍ／秒以
上の流速で、かつ望ましくはスラリー温度が８０℃より
高く１５０℃より低い温度に保持されるように循環させ
るものである。本発明者らの検討によれば、１時間当り
のスラリー循環量がスラリー貯槽の最大貯蔵量以下の場
合には、スラリーの沈降性が完全には抑制し難いことが
判明した。また、例え循環量を多くした場合でも、循環
配管内のスラリー流速が遅い場合には配管内にて石炭粉
が沈降する傾向が認められ、これを抑止するためには配
管内のスラリー流速を０．１５ｍ／秒以上とする必要が
認められた。更に、このようなスラリーの親和性の向上
を達成するためには、スラリーの温度を高くした方がそ
の達成時間が短縮されて好ましいことが判明した。尚、
この温度としては、８０℃以上でその効果が顕著となる
が、しかしこれを１５０℃以上とすると循環ポンプの性
能が低下する危険性があるために、これ以上の温度を採
用することは好ましいことではない。

一方、本発明者らは、尚初このような検討を実施するに
際し、密閉式のスラリー貯槽を用いたが、或種の石炭を
使用した場合にはスラリー貯槽もしくは循環配管内に球
状粗粒の析出凝固物が沈積し、スラリーの流送を極端に
悪化させる現象が認められた。そこで、この球状析出物
の生成を防止するための種々の検討を実施してみたとこ
ろ、スラリー貯槽にパージガス吹込み入口と排出用出口
を設置し、ここより適当量の空気もしくは不活性ガス等
をスラリー貯槽に流通させる方法によって、塊状析出物
の生成が完全に回避できることが判明した。

何故、このような効果が生ずるのがその理由は明白では
ないが、貯槽を開放系としたことにより、スラリー中の
水分或いは軽質分等が適当量蒸発して系外に飛散するこ
とにより、塊状物の析出生成が抑止されているものと思
われる。

以下、本発明を実施例によって更に詳しく説明する。

（実施例１） ・　粉砕後の性状が第１表の値を示す石炭を、予め乾式
粉砕によって全量を１００メツシユ以下に粉砕した。こ
の石炭１００重量部に対し、第２表に性状を示すスラリ
ー化溶剤を１５０重量部、更に第３表に性状を示す鉄系
触媒２重量部及び単体硫黄１重量部を、第１図に示すス
ラリー貯槽（Ａ）（最大貯蔵量１００ｆＬ）にスラリー
供給口（１）カラ全ｆｆｉで１０１．２重量部仕込み、
スラリー温度が１０５℃となるよにヒータ（Ｄ）を設定
しながら、循環ポンプ（Ｂ）によってスラリーの循環運
転を行なった。尚、このときのスラリー循環量は８００
１／ｈ、また配管（４）内のスラリー流速は０．３ｍ／
秒であった。更に、このとき、第１図中のガス入口（２
）及び出口（３）には盲フランジを取り付けてスラリー
貯槽を密閉系としておいた。Ｃはかく拌機、５は反応系
へのスラリー供給ラインである。循環開始から約２時間
でスラリー温度は１０５℃に達した。その後２２時間循
環を続行後運転を停止した。

運転停止後、スラリー貯槽及び配管内の内容物全量を取
り出し、これを８メツシユの篩を用いて濾過したところ
、約１．２ｋｇの篩上残留物が認められた。これら残留
物の形状はほぼ全量が球状であり、またその構成成分と
しては無機質が高儂度で存在することが認められた。

（実施例２） ガス入口（２）及び出口（３）の盲フランジを外し、ガ
ス入口より窒素を３又／分で流通させた以外は、実施例
１と同様の装置及び手法でスラリーの循環運転を実施し
た。

運転後内容物全量を濾過したところ、８メツシユ篩上残
留物は認められず１球状析出物が生成していないことが
分った。

（実施例３） スラリー循環量を種々変化させた以外は実施例２と同様
の装置及び手法を用いてスラリーの循環運転を実施した
。

運転後、スラリーの一部をサンプリングして１００℃に
おける粘度を測定したところ、第２図に示すように、ス
ラリー循環量が８０ｕ／ｈｒ以下では粘度が低く、石炭
スラリーの親和性が良好でないことが判明した。

（実施例４） スラリー循環用配管の径を変えて、スラリーの流速を種
々変化させた以外は実施例２と同様の装置及び手法を用
いてスラリーのＷＪ環運転を実施した。

運転後、実施例３と同様に粘度を測定したところ、第３
図に示すように、０．１５ｍ／秒以下ではスラリー性状
が劣悪であった。

（実施例５） スラリー温度を種々変化させた以外は実施例２と同様の
装置及び手法を用いてスラリーの循環運転を実施した。

この際、運転中の任意の時間にスラリー貯槽内のスラリ
ーをサンプリングして粘度を測定したところ、第４図に
示すように、温度が高い程、特に８０℃以上の温度にお
いて、スラリーの性状改善が短時間で達成されることが
判明した。

（発明の効果） 本発明によれば、比較的簡単な手法によって、従来認め
られたスラリーの相分離、塊状析出物の沈着等の装置ト
ラブルを防止することが可能となり、その効果は顕著な
ものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を実施するためのスラリー調製装置の
１例を示す、第２図は実施例３におけるスラリーの循環
量と粘度の関係を示すグラフ、第３図は、実施例４にお
けるスラリー流速と粘度の関係を示すグラフ、第４図は
実施例５におけるスラリー循環時間と粘度の関係を示す
グラフである。 ２、ガス入口　　　　Ｂ、ポンプ ３、ガス出口　　　　Ｄ、ヒーター Ａ、貯槽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭、スラリー化溶剤及び粉末触媒よりなるスラ
   リーを混合貯蔵する貯槽上部にガス入口とガス出口を設
   けて、空気あるいは不活性ガスを貯槽上部気相部を流通
   させると共に、該貯槽から循環ポンプによって１時間当
   り最大スラリー貯蔵量以上の容量のスラリーを、循環配
   管内に０．１５ｍ／秒以上の流速で循環させることを特
   徴とする石炭液化用スラリーの調製方法。
2. （２）スラリー温度を８０〜１５０℃に保持する特許請
   求の範囲第（１）項記載の方法。