PL123907B1 - Method of integrated coal liquefaction-gasification - Google Patents

Method of integrated coal liquefaction-gasification Download PDF

Info

Publication number
PL123907B1
PL123907B1 PL1979216815A PL21681579A PL123907B1 PL 123907 B1 PL123907 B1 PL 123907B1 PL 1979216815 A PL1979216815 A PL 1979216815A PL 21681579 A PL21681579 A PL 21681579A PL 123907 B1 PL123907 B1 PL 123907B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
zone
carbon
slurry
feed
coal
Prior art date
Application number
PL1979216815A
Other languages
English (en)
Other versions
PL216815A1 (pl
Inventor
Norman L Carr
Jun Ronald Schleppy
Yatish T Shah
Original Assignee
Gulf Research Development Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gulf Research Development Co filed Critical Gulf Research Development Co
Publication of PL216815A1 publication Critical patent/PL216815A1/xx
Publication of PL123907B1 publication Critical patent/PL123907B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/006Combinations of processes provided in groups C10G1/02 - C10G1/08
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10GCRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G1/00Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
    • C10G1/06Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation
    • C10G1/065Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by destructive hydrogenation in the presence of a solvent

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób zintegrowa¬ nego uplynniania-zgazowania wegla z wielokrot¬ nym zawracaniem reagentów do obiegu to zna¬ czy sposób obejmujacy równoczesne rozpuszczalni¬ kowe uplynnianie oraz utleniajace zgazowa- nie wegla.Znane zintegrowane sposoby uplynniania-zgazo¬ wania wegla opisane sa, miedzy innymi w opisach patentowych Stanów Zjednoczonych nr nr 3 075 912, 4 039 424, 4 048 054, 4 075 079 oraz w ma¬ terialach sympozjum poswieconego oczyszczo¬ nym paliwom w IIT Research Institute Audytorium, Chicago, Illinois zorganizowanym przez Institute of Gas Technology 10—14 wrzesnia 1973, artykul White i inni, str. 673—683 i w materialach 3rd Annual In¬ ternatLonal Conference on Coal Gasification and Liauefection (Trzeciej dorocznej miedzynarodowej konferencji na temat zgazowania i uplynniania we¬ gla) Uniwersystetu w Pitsburgu 3—5 sierpnia 76, artykul Schmidt i inni z f-my Gulf Mineral Resour¬ ces Co., „The SRC-II Process".W znanych zintegrowanych sposobach uplynnia¬ nia-zgazowania wegla do strefy uplynniania wpro¬ wadza sie wodór oraz mieszanine zasilajaca w po¬ staci zawiesiny, w której sklad wchodzi surowiec weglowy, zawierajacy substancje mineralne, zwró¬ cony do obiegu uplynniony wegiel ciekly w tempe¬ raturze pokojowej jako rozpuszczalnik, zwrócony do obiegu rozpuszczony wegiel staly w temperaturze pokojowej z zawrócona do obiegu mineralna pozo- 10 15 20 30 staloscia. W strefie uplynniania nastepuje rozpusz¬ czenie materialu weglowodorowego i hydrokrako- wania tego materialu. Produkty zawarte w miesza¬ ninie odprowadzanej ze strefy uplynniania rozdzie¬ la sie z wyodrebnieniem strumieni materialów za¬ wracanych do obiegu, produktów finalnych oraz pro¬ duktów przeznaczonych do dalszego przerobu w strefie zgaizowania.Do strefy zgazowania nie kieruje sie surowca weglowego, zasilajac te strefe w calosci materialem weglowym wyodrebnionym ze strumienia produk¬ tów otrzymywanych w strefie uplynniania. Do stre¬ fy zgazowania doprowadza sie równiez tlen. Gazo¬ we produkty otrzymywane w strefie zgazowania, po wzbogaceniu w wodór zawraca sie do strefy uplyn¬ niania. Pozostalosci mineralne odprowadza sie w po¬ staci zuzla, stanowiacego produkt uboczny procesu.Poszzcególne etapy zintegrowanego sposobu uplyn¬ niania wegla realizowane sa odmiennie w róznych znanych systemach prowadzenia tego sposobu.Celem wynalazku jest zwiekszenie wydajnosci uplynnionego wegla, cieklego w temperaturze poko¬ jowej a wrzacego w temperaturze 232—454°C (okre¬ slanego w dalszej czesci opisu równiez terminem ciekly destylat).W sposobie wedlug wynalazku cel ten osiagnieto przez wyodrebnienie dodatkowego strumienia roz¬ puszczonego wegla stalego w temperaturze pokpjo- wej i mineralnej pozostalosci z mieszaniny wyply¬ wajacej ze strefy uplynniania i strumien ten za- 123 9073 wraca sie do strefy uplynniania niezaleznie od strumienia zawiesiny zasilajacej.Sposób zintegrowanego uplynniania-zgazowania wegla obejmujacy wprowadzanie wodoru i zawie¬ siny zasilajacej strefe uplynniania, w której sklad wchodzi surowiec weglowy zawierajacy substancje mineralne, zawrócony do obiegu uplynniony wegiel jako rozpuszczalnik, zawrócony do obiegu rozpusz¬ czony wegiel staly w temperaturze pokojowej oraz zawrócona do obiegu mineralnajpozostalosc do strefy uplynniania, gdzie nastepuje rozpuszczenie materia¬ lu weglowodorowego zawartego w mineralnej pozo¬ stalosci i hydrokrakowanie tego materialu z wytwo¬ rzeniem mieszaniny wyplywajacej ze strefy uplyn^ niania zawierajacej gazy weglowodorowe rozpusz¬ czony uplynniony wegiel, rozpuszczony wegiel staly w temperaturze pokojowej i rozpuszczona mineral¬ na pozostalosc' oraz wyodrebnianie ze strumie¬ nia produktów opuszczajacych strefe uplynniania czesci uplynnionego wegla, czesc rozpuszczonego wegla stalego w temperaturze pokojowej i czes¬ ci pozostalosci mineralnej wykorzystywanych do formowania zawiesiny zasilajacej strefe uplynniania, wedlug wynalazku polega na tym, ze strumien produktów opuszczajacych strefe uplyn¬ niania rozdziela sie wyodrebniajac skladniki lotne, uplynniony wegiel, którego czesc, jako rozpuszczal¬ nik zawraca sie do etapu formowania zawiesiny za¬ silajacej strefe uplynniania, oraz zawiesine mineral¬ nej pozostalosci w rozpuszczonym weglu stalym w temperaturze pokojowej, która rozdziela sie na trzy strumienie, z których pierwszy zawraca sie do eta¬ pu formowania zawiesiny zasilajacej strefe uplyn¬ niania i laczy sie z surowcem weglowym, drugi kie¬ ruje sie do strefy zgazowania gdzie wytwarza sie gaz syntezowy, z którego otrzymuje sie wodór w ilosci pokrywajacej zasadniczo cale zapotrzebowanie procesu na wodór, a trzeci stanowiacy reszte, cyrku- lujacy w ukladzie kieruje sie bezposrednio do strefy uplynniania.Korzystnie w strefie uplynniania reagenty poddaje sie kolejno wstepnemu podgrzewaniu oraz rozpusz¬ czaniu, przy czym utrzymuje sie w etapie rozpusz¬ czania czas przebywania krótszy niz 1,4 godziny.Korzystnie w sposobie wedlug wynalazku do strefy zgazowania wprowadza sie material weglowodorowy w ilosci wystarczajacej do wytworzenia w tej stre¬ fie zgazowywania, gazu syntezowego w nadmiarze w stosunku do ilosci wynikajacej z zapotrzebowania procesu na wodór.Korzystnie wytwarza sie nadmiar gazu syntezowe¬ go w ilosci liczonej w sumarycznej wartosci opalo¬ wej wynoszacej 5—100 procent lacznego zapotrzebo¬ wania na energie w prowadzonym sposobie liczo¬ nego w wartosci opalowej i spala sie ta dodatkowa ilosc gazu syntezowego jako paliwo w prowadzonym sposobie i korzystnie spala sie w prowadzonym spo¬ sobie czesc wytworzonego nadmiaru gazu syntezo¬ wego, zawierajaca co najmniej 60 procent molo¬ wych lacznej zawartosci CO plus H2 w nadmiarze gazu syntezowego przy czym przez spalenie tej czes¬ ci nadmiaru gazu syntezowego pokrywa sie 5—'100 procent lacznego zapotrzebowania na energie w pro¬ wadzonym sposobie, liczonego w wartosci opalowej. 23 907 4 W sposobie wedlug wynalazku oddzielanie rozpusz¬ czonego uplynnionego wegla i gazów weglowodoro¬ wych od stalego rozpuszczonego wegla i pozostalosci mineralnej przeprowadza sie w strefie destylacji ' prózniowej.Korzystnie stosuje sie zawiesine zasilajaca gene¬ rator gazu, która zawiera zasadniczo calosc weglo¬ wodorowego materialu zasilajacego strefe zgazowy¬ wania. 10 Korzystnie, pozostalosc mineralna odprowadza sie ze strefy zgazowaywania jako zuzel.Korzystnie w strefie zgazowywania utrzymuje sie maksymalna temperature w zakresie 1204—1982°C.Korzystnie w strefie uplynniania wydajnosc koksu 15 utrzymuje sie ponizej 1 procenta wagowego w sto¬ sunku do ilosci wegla zasilajacego.Korzystnie w gazie wyntezowym utrzymuje sie stosunek molowy H2 do CO nizszy niz 1.Korzystnie wzbogacenie czesci gazu syntezowego 20 w wodór przeprowadzi sie w reaktorze do konwersji tlenku wegla z para wodna.Szczególowo sposób wedlug wynalazku zostanie omówiony ponizej.Calosc materialu zasilajacego strefe zgazowywania 25 stanowi zawiesine, zawierajaca rozpuszczalny we¬ giel i zawieszona pozostalosc mineralna ze strefy uplynniania. Wodór wydzielony w strefie zgazowy¬ wania jest uzytkowany w strefie uplynniania. Caly surowy wegiel zasilajacy polaczony proces, jest wpro- 30 wadzony bezposrednio do strefy uplynniania i w za¬ sadzie do strefy zgazowywania bezposrednio nie wprowadza sie zadnego surowca weglowodorowego.Wegiel zasilajacy moze stanowic wegiel bitumiczny, subbitumiczny albo lignity. 35 Strefa uplynniania w sposobie uplynniania — zga¬ zowania wegla obejmuje ewentualnie etap wstepne¬ go endotermicznego podgrzewania, w którym mate¬ rial weglowodorowy jest lugowany od mineralnej pozostalosci oraz serie etapów egzotermicznego lu- 40 gowania albo reakcji, w których ten rozpuszczony material weglowodorowy podlega uwodornieniu i hydrokrakingowi z wytworzeniem mieszaniny, za¬ wierajacej gazy weglowodorowe, ciezka benzyne, rozpuszczony uplynniony wegiel, staly w normal- 45 nych warunkach rozpuszczony wegiel oraz mineralna pozostalosc. W aparacie do rozpuszczania panuje wyzsza temperatura niz maksymalna temperatura podgrzewania ze wzgledu na przebiegajace w nim egzotermiczne relacje uwodornienia i hydrokra- 50 kingu.Gazy weglowodorowe i ciekly destylat weglowo¬ dorowy wyodrebnia sie w ukladzie rozdzielania pro¬ duktu strefy uplynniania. Czesc pozostalej zawiesi¬ ny z etapu rozpuszczania, zawierajaca ciekly roz- 60 puszczalnik, staly w normalnych warunkach roz¬ puszczony wegiel i zawieszona pozostalosc mineral¬ na moze byc zawrócona, a reszte kieruje sie do des¬ tylacyjnych kolumn atmosferycznej i prózniowej.Caly produkt, w normalnych warunkach, gazowy 55 i ciekly jest pozyskiwany z glowicowych czesci tych kolumn i jest wolny od zanieczyszczen mineralnych, podczas gdy odciek z dolu kolumny prózniowej za¬ wiera calosc stalego w normalnych warunkach roz¬ puszczonego wegla i pozostalosci mineralnej ze stre- 65 fy uplynniania.123 907 6 Ciekly w normalnych warunkach rozpuszczony produkt weglowy wrze w zakresie 232—454°C i jest okreslony dalej jako „ciekly destylat" lub „uplyn¬ niony wegiel,", przy czym oba terminy okreslaja rozpuszczony wegiel, który jest normalnie ciekly w temperaturze pokojowej, wraz z rozpuszczalnikiem procesowym.- Niezawracany odciek z dolu kolumny prózniowej zawiera cala ilosc materialu nieorganicznego i nie- rozpuszczona czesc materialu organicznego z surowca weglowego, które lacznie okresla sie jako „pozosta¬ losc mineralna". Nierozpuszczony material orga¬ niczny stanowi zazwyczaj mniej niz 10—15% wago¬ wych zasilajacego surowca weglowego. Zawiesina odcieku z dolu kolumny prózniowej zawiera rów¬ niez cala wydajnosc netto rozpuszczonego wegla 454°C+ ze strefy uplynniania. Rozpuszczony wegiel 454°C+ w normalnych warunkach jest cialem sta¬ lym i jest okreslany dalej jako „staly w normalnych warunkach rozpuszczony wegiel".Nie zawracana do obiegu zawiesina odcieku z do¬ lu kolumny prózniowej bez filtrowania lub innego etapu rozdzielania cieczy od ciala stalego oraz bez koksowania lub innego etapu rozkladu zawiesiny przechodzi w calosc do strefy czesciowego utlenia¬ jacego zgazowywania adaptowanej do zasilania za¬ wiesina, celem konwersji do gazu syntezowego, który jest mieszanina tlenku wegla i wodoru. Zawie¬ sina jest jedynym materialem weglowym zawieraja¬ cym strefe zgazowywania. Tlen doprowadzany do generatora gazu uzyskuje sie z instalacji usuwaja¬ cej azot z powietrza, w zwiazku z czym wytwarzany gaz syntezowy jest w zasadzie wolny od azotu.Co najmniej czesc gazu syntezowegwjest podda¬ wana dalszej reakcji konwersji tlenku wegla z para wodna celem przeksztalcenia w mieszanine wodoru i dwutlenku wegla. Dwutlenek wegla wraz z siarko¬ wodorem jest nastepnie wydzielany w ukladzie wy¬ dzielania kwasnych gazów. W zasadzie caly, bogaty w wodór strumien, wytworzony w ten sposób jest zuzywany jako wodór procesowy w strefie uplyn¬ niania. Wodór procesowy moze tez byc wytworzony z gazu syntezowego przez jego przepuszczenie przez instalacje kriogeniczna lub instalacje adsorpcyjna celem oddzielenia strumienia bogatego w wodór od strumienia bogatego Nw tlenek wegla. Strumien bo¬ gaty w wodór jest uzytkowany jako wodór proceso¬ wy, a strumien bogaty w tlenek wegla moze byc uzytkowany jako paliwo procesowe.Czas przebywania i inne waruki w aparacie do rozpuszczania strefy uplynniania reguluja przebiega¬ jace tam reakcje uwodorniania i hydrokrakingu. We¬ dlug wynalazku warunki te ustala sie tak, ze w sto¬ sunku do suchej masy wegla zasilajacego wydajnosc cieklego destylatu o zakresie 232—454°C, który jest produktem najbardziej pozadanym, wynosi 35, 40 albo 50 procent wagowych wiecej niz liczona w stosunku do suchej masy wegla zasilajacego wydaj¬ nosc stalego w normalnych warunkach rozpuszczo¬ nego wegla 454°C+.Omówione rysunki fig. 1 i 2 pokazuja, ze proces sprzezony wedlug wynalazku prowadzony jest bar¬ dziej efektywnie przez zastosowanie warunków pro¬ cesowych podanych wyzej odnosnie wysokiej wydaj¬ nosci uplynnionego wegla w stosunku do wydajnosci stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla.Wykazano, ze w zintegrowanym sposobie wedlug wynalazku stosunkowo krótki czas przebywania w 5 aparacie do rozpuszczania (to jest male rozmiary aparatu) i stosunkowo male zuzycie wodoru daje produkt, w którym wydajnosc cieklego destylatu korzystnie przewyzsza wydajnosc stalego w normal¬ nych warunkach rozpuszczonego wegla o 35, 40 albo io 50 procent wagowych albo jeszcze wiecej, podczas gdy wielkie rozmiary aparatu do rozpuszczania i du¬ ze zuzycie wodoru daja produkt, w którym stosu¬ nek cieklego destylatu do stalego w normalnych wa¬ runkach rozpuszczonego wegla jest nizszy. 15 Nalezalo by oczekiwac, ze wyzsza proporcja cie¬ klego destylatu i stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla bedzie wymagac aparatu do rozpuszczania o stosunkowo wiekszych wymiarach i stosunkowo wiekszego zuzycia wodoru. Dalsza za- 20 leta wynalazku jest to, ze zwiekszona proporcje cie¬ klego destylatu i stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla osiaga sie przy mniejszym generatorze niz wymagane to jest przy mniejszej proporcji cieklego destylatu i stalego w normalnych 25 warunkach rozpuszczonego wegla.Ciekly destylat 232—454°C jest najcenniejsza frak¬ cja produktu strefy uplynniania. Jest on bardziej cenny niz nizej wrzaca frakcja benzyny ciezkiej, poniewaz otrzymuje sie go jako gotowe paliwo 30 ulepszone, podczas gdy benzyna ciezka wymaga ulepszania przez katalityczne uwodornienie i refor- ming celem przeksztalcenia do benzyny jako paliwa ulepszonego. Ciekly destylat jest bardziej wartoscio¬ wym produktem niz wyzej wrzacy, staly w normal- 35 nych warunkach rozpuszczony wegiel, poniewaz wy¬ zej wrzaca frakcja nie jest ciekla w temperaturze pokojowej i zawiera pozostalosc mineralna.Jak wykazano progresywny wzrost proporcji cie¬ klego destylatu w stosunku do stalego w normalnych 40 warunkach rozpuszczonego wegla jest zwiazany z progresywnie zmniejszajacym sie zuzyciem wodoru procesowego. Nalezaloby oczekiwac czegos wrecz od¬ wrotnego, przy czym zmniejszenie zuzycia wodoru w zintegrowanym sposobie wedlug wynalazku i se- 45 lektywna przewaga cieklego destylatu w stosunku do stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla jest specyficzna dla cieklego destylatu i nie rozciaga sie na nizej wrzace produkty jak ciezka benzyna i gazy weglowodorowe. 50 Zwiekszona wydajnosc cieklego destylatu uzyska¬ na sposobem wedlug wynalazku jest polaczona nie tylko ze zmniejszeniem wydajnosci stalego w nor¬ malnych warunkach rozpuszczonego wegla, ale nie¬ oczekiwanie, polaczona jest ze zmniejszeniem wy- 55 dajnosci ciezkiej benzyny i weglowodorowych gazów.Nieoczekiwana cecha znamienna procesu wedlug wynalazku jest to, ze wydajnosc cieklego destylatu moze progresywnie wzrastac ze skracaniem czasu 60 przebywania, podczas gdy wydajnosc wszystkich in¬ nych wiekszych frakcji produktu, lacznie z wyzej i nizej wrzacymi frakcjami weglowodorowymi ulega zmniejszeniu.Nie zawrócony odciek z dolu kolumny prózniowej 65 zawiera w zasadzie cala wydajnosc netto mineralnej123 907 8 pozostalosci wytworzonej w strefie uplynniania jak równiez w zasadzie cala wydajnosc netto stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla 454°C+ ze strefy uplynniania, poniewaz nie stosuje sie zadnych zabiegów oddzielania mineralnej pozo- 5 stalosci od rozpuszczonego wegla takich jak filtracja, sedymentacja, sedymentacja grawitacyjna wobec rozpuszczalnika, ekstrakcja rozpuszczalnikiem zwiaz¬ ków bogatych w wodór od zwiazków ubogich w wo¬ dór, zawierajacych mineralna pozostalosc albo wi- w rowanie.W generatorze gazu panuje temperatura 1204— —1982°C przy której caly mineralny material ze strefy uplynniania ulega stopieniu tworzac stopiony zuzel, który chlodzi sie i wyproawdza z generatora 15 jako strumien zestalonego zuzla.Poniewaz równiez staly w normalnych warunkach rozpuszczony wegiel ze strefy uplynniania poddaje sie albo zawróceniu albo zgazowaniu nie stosuje sie schladzania i obróbki tego wegla albo jego pózniej- 20 szego koksowania fluidalnego w polaczonym pro¬ cesie.Eliminacja lub pomijanie wszystkich tych etapów wydatnie poprawia efektywnosc procesu.Zastosowanie w procesie jednostki kolumnowej 25 destylacji prózniowej zapewnia oddzielenie calosci cieklych w normalnych warunkach produktów we¬ glowych i gazów weglowodorowych od stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla 454°C+ przed skierowaniem tego stalego w normal- 30 nych warunkach rozpuszczonego wegla do strefy zgazowania.Przejscie jakichkolwiek cieklych produktów we¬ glowych do generatora gazu do czesciowego utlenia¬ nia spowodowaloby utworzenie odpadu, który wy- 35 magalby stosunkowo duzego zuzycia wodoru, celem wytworzenia uzytkowego paliwa, a w konsekwencji spowodowalby zmniejszenie efektywnosci procesu.W przeciwienstwie do tego staly w normalnych wa¬ runkach rozpuszczony wegiel jest frakcja o mniejszej 40 zawartosci wodoru, dzieki czemu jest on optymalna frakcja weglowa do skierowania do generatora gazu.Mineralna pozostalosc uzyskana ze strefy uplyn¬ niania stanowi katalizator solwatacji, selektywnego uwodornienia i hydrokrakingu rozpuszczonego wegla 45 do pozadanych produktów. Zawrócenie poozstalosci mineralnej celem zwiekszenia jej stezenia w strefie uplynniania powoduje wzrost selektywnosci hydro¬ krakingu rozpuszczonego wegla do pozadanych pro¬ duktów, a tym samym skrócenie niezbednego czasu 50 przebywania zawiesiny w aparacie do rozpuszczania i zmniejszenia niezbednych wymiarów strefy roz¬ puszczania. Skrócenie czasu przebywania w obec¬ nosci zwiekszonej ilosci pozostalosci mineralnej po¬ woduje wzrost konwersji wegla i zmniejsza ilosc 55 niepozadanych produktów takich jak staly w nor¬ malnych warunkach rozpuszczony wegiel i gazy we¬ glowodorowe.Mineralna pozostalosc rozprasza sie w zawiesinie, wyplywajacej z aparatu do rozpuszczania, w postaci 60 bardzo malych czastek o wymiarach 1—20 mikro¬ metrów, a wskutek bardzo malych wymiarów czas¬ tek powieksza sie ich aktywnosc katalityczna dzieki rozwinietej powierzchni zewnetrznej. Pozostalosc mineralna zwykle zawraca sie w zawiesinie z cie- ^ klym destylatem i stalym w normalnych warunkach rozpuszczonym weglem. Zawrócony ciekly destylat sluzy jako rozpuszczalnik procesowy, a zawrócony staly w normalnych warunkach rozpuszczony wegiel ma dalsza sposobnosc do przereagowania tego niepo¬ zadanego produktu przy jednoczesnym skróceniu czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania.Efekty katalityczne i inne wywolane przez zawra¬ canie zawiesiny mineralnej pozostalosci moga zre¬ dukowac do okolo polowy lub wiecej wydajnosci stalego w normalnej temperaturze rozpuszczonego wegla ze strefy uplynniania dzieki selektywnemu hydrokrakingowi tego rozpuszczonego wegla, jak równiez moga spowodowac wzrost wydzielania siarki, azotu i tlenu. Tak wiec zawracanie mineral¬ nej pozostalosci ma zasadniczy wplyw na efektyw¬ nosc polaczonego procesu uplynniania — zgazowy- wania.Podobnie zadowalajacy stopien hydrokrakingu nie moze byc osiagniety jesli pozwoli sie w aparacie do rozpuszczania na wzrost temperatury na skutek reakcji egzotermicznych w nim przebiegajacych bez jej hamowania, poniewaz nadmierne tworzenie sie koksu na aparaturze niekorzystnie wplyneloby na selektywnosc i zuzycie wodoru.Uzycie katalizatora z zewnatrz w procesie uplyn¬ niania nie jest porównywalne z zawracaniem pozos¬ talosci mineralnej, poniewaz wprowadzenie kataliza¬ tora z zewnatrz razem z weglem zasilajacym spowodowaloby wzrost kosztów procesu i spowodo¬ waloby wzrost jego komplikacji, a tym samym zmniejszyloby efektywnosc procesu, w przeciwien¬ stwie do katalizatora przyrodzonego albo in situr.Proces wedlug wynalazku nie wymaga dodawania katalizatora z zewnatrz.W zintegrowanym sposobie wedlug wynalazku sprzezenie stref uplynniania i zgazowania oraz za¬ stosowanie zawracania strumienia do strefy uplyn¬ niania sa wysoce wspólzaleznymi czynnikami pro¬ cesu. Uzyskana ze strefy uplynniania wydajnosc netto stalego w normalnych warunkach rozpuszczo¬ nego wegla 454°C+ stanowi w calosci weglowodoro¬ wy surowiec zasilajacy dla strefy zgazowywania.Strefa zgazowywania wytwarza wodór jak równiez moze wytwarzac paliwo dla polaczonego procesu.Ilosc stalego w normalnych warunkach rozpuszczo¬ nego wegla 454°C+ i nierozpuszczonego materialu organicznego ze strefy uplynniania potrzebna w stre¬ fie zgazowywania zalezy od zapotrzebowania pro¬ cesu na wodór i paliwo.Zapotrzebowanie procesu na wodór i paliwo ze swej strony bedzie wplywac na stosunek nawrotu pozostalosci mineralnej do strefy uplynniania do wegla zasilajacego, poniewaz wielkosc nawrotu mi¬ neralnej pozostalosci i stalego w normalnych warun¬ kach rozpuszczonego wegla 454°C+ ma zasadniczy wplyw na wydajnosc netto stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla uzyskiwanego ze strefy uplynniania do przeslania do strefy zgazowy¬ wania.Posiewaz nawrót pozostalosci mineralnej stanowi katalizator konwersji rozpuszczonogo wegla, a na¬ wrót stalego w normalnych warunkach rozpuszczo¬ nego wegla pozwala na dalsza jego konwersje, wy¬ dajnosc netto stalego1 w normalnych warunkach roz-123 907 li wy, a zwykle mniej niz jedna dziesiata procenta wa¬ gowego, liczac w stosunku do suchego wejsciowego wegla. Niezaleznie od surowca zasilajacego genera¬ tor gazu, zwiekszone jego utlenianie przebiega lepiej ze wzrostem temperatur zgazowania. Dlatego dla osiagniecia wysokiej efektywnosci procesu potrzeb¬ ne sa wyzsze temperatury zgazowania, na ogól mieszcza sie one w zakresie 1204—1982°C, korzystnie 1260—1760°C, a najkorzystniej 1316—1371 do 1760°C.Poniewaz zawiesina, stanowiaca odciek z dolu ko¬ lumny prózniowej, kierowana do generatora gazu jest w zasadzie bezwodna, doprowadza sie do gene¬ ratora kontrolowana ilosc wody lub pary wodnej celem wytworzenia CO i H2 w endotermicznej reak¬ cji pomiedzy woda i wprowadzanym surowcem we¬ glowym. Reakcja ta pochlania cieplo, podczas gdy reakcja surowca weglowego z tlenem celem wytwo¬ rzenia CO wydziela cieplo.W procesie zgazowania, w którym H2 jest jedynym pozadanym produktem zgazowania, jak tez tam gdzie po zgazowaniu prowadzi sie reakcje konwersji tlen¬ ku wegla para wodna, prowadzi sie reakcje metani- zacji lub reakcje konwersji do metanolu, wprowa- x dzenie wiekszej ilosci wody jest dla procesu ko¬ rzystne. Jednakze w procesie wedlug wynalazku, w którym znaczna ilosc gazu syntezowego mozna z ko¬ rzyscia uzyc bezposrednio jako paliwo procesowe, jak to wyjasniono wyzej, wytworzenie wodoru sta¬ nowi mniejsza korzysc w porównaniu do wytwarza¬ nia CO, poniewaz H2 i CO maja prawie takie same cieplo spalania. * Równiez podwyzszona temperatura zgazowania wedlug wynalazku wplywa korzystnie na prawie kompletne utlenianie surowca weglowego, a glów¬ nym produktem równowagi w tej wysokiej tempe¬ raturze jest gaz syntezy, w którym stosunek molowy H2 do CO jest mniejszy od jednosci, nawet mniej¬ szy niz 0,8 czy 0,9, a nawet mniejszy niz 0,6 czy 0,7.Jednakze, jak wyjasniono poprzednio, taka równo¬ waga nie jest wada procesu wedlug wynalazku, w którym tlenek wegla moze byc wykorzystany jako paliwo procesowe.Caly weglowy surowiec zasilajacy dla polaczonego procesu poddaje sie sproszkowaniu, suszy sie i mie¬ sza .sie z goraca zawrócona zawiesina, zawierajaca rozpuszczalnik. Zawracana zawiesina na ogól jest bardziej rozcienczona niz zawiesina podawana do strefy zgazowywania, poniewaz z zasady nie jest • poddawana destyladji prózniowej i zawiera znaczne ilosci cieklego destylatu 232—454°C, który spelnia role rozpuszczalnika. Stosuje ,sie 1—4 czesci wago¬ wych, korzystnie 1,5—2,5 czesci wagowych, zawró¬ conej zawiesiny na jedna czesc wagowa surowca we¬ glowego. Zawrócona zawiesina, wodór i surowiec weglowy przechodza przez opalona rurowa strefe wstepnego podgrzewania, po czym wprowadza sie je do reaktora lub strefy rozpuszczania.Stosunek wodoru do .surowca weglowego wynosi 0,62—2,48 m?/kg, a~korzy^tnie 0,93—1,83 m3/kg.We wstepnym podgrzewaczu temperatura reagen¬ tów wzrasta stopniowo tak, aby na wylocie podgrze¬ wacza wynosila 360—438°C, korzystnie'371^04°C.W tej temperaturze wegiel rozpuszcza sie czesciowo i rozpoczynaja sie reakcje uwodorniania i hydro- krakingu. Cieplo wykorzystane, przez te reakcje 12 egzotermiczne w aparacie do rozpuszczania, fw któ¬ rym wskutek dobrego mieszania panuje stosunkowo ujednolicona temperatura, powoduje wzrost tempe¬ ratury reagentów do 427—482°C, korzystnie 449— 5 —466°C. Czas przebywania w aparacie do rozpusz¬ czania jest dluzszy niz w strefie wstepnego podgrze¬ wania. • Temperatura panujaca w aparacie do roz¬ puszczania jest co najmniej 11,1; 27,1; 55,5; albo na¬ wet 111,1°C wyzsza niz na wylocie wstepnego pod- !0 grzewacza.Cisnienie wodoru w etapie wstepnego podgrzewa¬ nia i rozpuszczania wynosi 6,8—27,4 MPa, a korzyst¬ nie 10,3—17,0 MPa. Wodór do zawiesiny wprowadza sie w jednym lub wiekszej ilosci punktów. Co naj- 15 mniej czesc wodoru dodaje sie do zawiesiny przed wprowadzeniem do wstepnego podgrzewacza.Reszte wodoru mozna dodac pomiedzy wstepnym podgrzewaczem i aparatem do rozpuszczania.i/albo do samego aparatu do rozpuszczania jako wodór 20 chlodzacy. Wodór chlodzacy wtryskuje sie w róz¬ nych punktach aparatu do rozpuszczania, jesli za¬ chodzi potrzeba, celem utrzymywania temperatury reakcji na poziomie, przy którym nie dochodzi do znaczacych reakcji koksowania. 25 Rysunki fig. 1 i 2 przedstawiaja wykresy, które blizej wyjasniaja sposób wedlug wynalazku. Rysu- . nek fig. 1 ilustruje proces uplynniania wegla nie sprzezony z generatorem gazu. Rysunek fig. 2 przed¬ stawia sprzezony proces uplynniania — zgazowania 30 wegla. Na rysunkach fig. 1 i fig. 2 na osi pionowej odlozono wydajnosc wyrazona w procentach wago¬ wych, a na osi poziomej czas (h) przebywania za¬ wiesiny w aparacie do rozpuszczania i na rysunku fig. 2 dodatkowo zawartosc suchego wegla w zawie- 35 sinie zasilajacej wyrazona w % wagowych oraz za¬ wartosc w zawiesinie zasilajacej czesci stalych za¬ wróconych do obiegu wyrazona równiez w % wa¬ gowych. Poszczególne proste ilustruja zmiane wydaj¬ nosci cieklego destylatu (232—454°C) stalego w nor- 40 malnych warunkach rozpuszczonego wegla 454°C+, gazowych weglowodorów Cx—C4, frakcji C5 —232°C zuzycia wodoru (prosta „a") nierozpuszczalnych substancji organicznych (prosta „b").Wydajnosci zilustrowane na rysunkach fig. 1 i 2 45 sa wydajnosciami netto wyrazone wagowo w przeli¬ czeniu na suchy wegiel zasilajacy strefe uplynniania, uzyskanymi po oddzieleniu calego materialu zawra¬ canego do obiegu ze strumienia wycieku ze strefy uplynniania. Aparaty do rozpuszczania w obu pro¬ so cesach przedstawionoych na rysunkach fig. 1 i 2 pracowaly w temperaturze 460°C i pod cisnieniem wodoru 11,669 MPa, podczas gdy czas przebywania byl jednym parametrem procesów zmienianym bez ograniczenia. W obu procesach przedstawionych na 55 rysunkach fig. 1 i 2 obserwuje sie ograniczenie do 50 procent wagowych cial stalych w zawiesinie za- / silajacej, lacznie weglowego surowca zasilajacego i zawracanej, zawiesiny pozostalosci mineralnej. Ten poziom lacznej ilosci cial stalych jest bliski granicy 60 pompowalnosci•zawiesiny zasilajacej.W procesie przedstawionym na rysunku fig. 1 ste¬ zenie cial stalych w zawiesinie zasilajacej ustalone jest na 30% wagowych wegla zasilajacego i 20% wa¬ gowych zawracanych cial stalych. Stosunek wegla 65 zasilajacego do zawracanych cial .stalych moze byc/ 123 8 13 utrzymywany jako staly w procesie przedstawionym na rysunku fig. 1, poniewaz w procesie tym opera¬ cja uplynniania nie jest sprzezona z operacja zgazo- wywania, to znaczy odciek z dolu kolumny próznio¬ wej nie jest podawany do generatora gazu. s W procesie przedstawionym na rysunku fig. 2 laczna zawartosc cial stalych w zawiesinie zasilaja¬ cej utrzymywana jest równiez na poziomie 50% wagowych, proporcje wegla i zawracanych cial sta¬ lych w zawiesinie zasilajacej zmienia sie w sposób i10 ciagly poniewaz strefa uplynniania sprzezona jest z generatorem gazu, lacznie z reaktorem konwersji tlenku wegla z para wodna wytwarzaniem wodoru procesowego w taki sposób, ze ciala stale z wycde- ku z aparatu do rozpuszczenia kierowane sa do ge- 15 neratora (odciek z dolu kolumny prózniowej) w ilos¬ ci precyzyjnie pozwalajacej na pokrycie przez gene¬ rator lacznego zapotrzebowania na wodór w strefie uplynniania.W ukaldzie z rysunku fig. 2 ilosc zawiesiny zawie- 20 rajacej ciala stale przeznaczonej do zawracania, jak równiez stosunek wegla zasilajacego do zawracanych cial stalych jest determinowana przez ilosc zawie¬ siny, zawierajacej ciala stale wymaganej przez gene¬ ratorgazu. 25 Z rysunku fig. 1, na którym strefy uplynniania i zga¬ zowywania nie sa sprzezone, lecz strefa uplynniania jest zasilana strumieniem zawracanego produktu, wydajnosc cieklego destylatu 232—^1540C jest stala i utrzymuje sie na poziomie okolo 27% wagowych, 30 liczac w stosunku do wegla zasilajacego, nawet przy wydluzeniu czasu przebywania ponad okres przed-' stawiony, podczas gdy ze wzrostem czasu przeby¬ wania wydajnosc stalego w normalnych warunkach- rozpuszczonego wegla 454°C+ spada. ... , 35 Z rysunku fig. 1 wynika, ze wydajnosc cieklego destylatu który jest najbardziej pozadana frakcja produktu, nie moze wzro,snac powyzej 27% wago¬ wych niezaleznie od czasu przebywania.Z rysunku fig. 1 tez wynika, ze wydajnosc uplyn- 40 nionego wegla 232—454°C, który jest najbardziej po¬ zadana frakcja produktu, jest co najmniej 50% wyz¬ sza niz wydajnosc stalego wegla pozbawionego po¬ piolu jedynie przy czasie przebywania W aparacie do rozpuszczania 1,15 godziny lub dluzej. Kresko- 45 wana linia pionowa na rysunku fig. 1 wskazuje czas przebywania 1,15 godziny, przy którym wydajnosc stalego wegla pozbawionego popiolu wynosi okolo 18 procent wagowych, a wydajnosc destylatu ole¬ jowego wynosi okolo 27 procent wagowych, to zna- 50 czy jest okolo 50% wyzsza. Ta piecdziesiecio procen¬ towa przewaga uplynnionego wegla nad stalym w normalnych warunkach rozpuszczonym weglem spa¬ da przy czasach przebywania ponizej 1,15 godziny, i wzrasta przy czasach przebywania dluzszych od 55 1,15 godziny.Z rysunku fig. 2, który przedstawia proces, gdzie strefa uplynniania jest sprzezona z generatorem gazu i gdzie strefa uplynniania zasilana jest zawracanym strumieniem produktu, kreskowana pionowa linia 60 wskazuje, ze 'piecdziesiecio procentowa przewaga uplynnionego wegla ponad .stalym w normalnych warunkach rozpuszczonym weglem osiagnieta jest przy czasie przebywania w aparacie do rozpuszcza¬ nia 1,4 godziny. Przy czasie przebywania w aparacie 65 14 do rozpuszczania 1,4 godziny wydajnosc stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla wy¬ nosi okolo 17,5% wagowych, podczas gdy wydajnosc uplynnionego wegla wynosi okolo 26,25% wagowych, to jest o 50% wiecej. Taka .sarna przewage wydaj¬ nosci cieklego destylatu osiaga sie w nie sprzezo¬ nym procesie przy krótszym czasie przebywania 1,15 godziny.Wydawaloby sie, ze wystepuje tu wzgledna nie¬ korzysc, jesli chodzi o rozmiary aparatu do rozpusz¬ czania, które nie moga byc kompensowane mniej¬ szymi rozmiarami generatora gazu przy prowadzeniu .sprzezonego procesu uplynniania — zgazowywania jesli nie wystepuje znaczna przewaga wydajnosci uplynnionego wegla nad stalym w normalnych wa¬ runkach weglem. Ta pozorna niekorzysc w ukladzie sprzezonym powieksza sie z wydluzeniem czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania, poniewaz w ukladzie sprzezonym, jesli wzrasta stopniowo czas przebywania ponad 1,4 godziny przewaga wy¬ dajnosci uplynnionego wegla nad stalym rozpusz¬ czonym weglem .stopniowo spada ponizej 50%.W przeciwienstwie do tego rysunek fig. 1 wska¬ zuje, ze w ukladzie nie sprzezonym przewaga wy¬ dajnosci uplynnionego wegla nad wydajnoscia sta¬ lego w normalnych warunkach rozpuszczonego we¬ gla stopniowo wzrasta z wydluzeniem czasu prze¬ bywania powyzej 1,15 godziny do poziomu powyzej 50%.W ukladzie sprzezonym wedlug wynalazku prze¬ waga wydajnosci uplynnionego wegla 232—454°C nad wydajnoscia stalego w normalnych warunkach roz¬ puszczonego wegla wynosi korzystnie co najmniej 35,40 albo 50% wagowych, a nawet co najmniej 60,80 albo 100% wagowych lub wiecej.Nalezy odnotowac, ze wydajnosc uplynnionego wegla i wydajnosc stalego w normalnych warun¬ kach rozpuszczonego wegla przy kreskowanej pio¬ nowej linii na rysunku fig. 2 odpowiadaja bardzo blisko poszczególnym wydajnosciom odpowiednich produktów przy pionowej kreskowanej linii na ry¬ sunku fig. 1. Jednakze szczególne znaczenie równo¬ wagi przy kreskowanej pionowej linii na rysunku fig. 2 polega na tym, ze kazdej znaczniejszej reduk¬ cji czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania bedzie tworzyszyc wzrost wydajnosci uplynnionego wegla frakcji 232—454°C do poziomu wyzszego niz wydajnosc uplynnionego wegla frakcji 232^54°C, osiaganej w procesie przedstawionym na rysunku fig. i, niezaleznie od czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania.Jest rzecza znaczaca, ze skrócenie, a nie wydluze¬ nie czasu przebywania w stosunku do równowagi wyznaczonej kreskowana linia pionowa na rysunku fig. 2 powoduje wzrost wydajnosci uplynnionego wegla frakcji 232—454°C do poziomu powyzej naj¬ wyzszego, jaki moze byc osiagniety niezaleznie od czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania w procesie wedlug rysunku fig. 1 (to jest powyzej 27% wagowych, a nawet 28,29 albo 30% wagowych).Wskazanie rysunku fig. 2, ze w sprzezonym ukla¬ dzie uplynniania— zgazowywania przewaga wydaj¬ nosci cieklego destylatu wzrasta powyzej 50 procent jesli czas przebywania w aparacie do rozpuszczania zmniejsza sie ponizej 1,4 godziny jest nie tylko za-*5 skakujace, ale diametralnie przeciwne wskazaniom rysunku fig. 1, na którym piecdziesiecio procentowa przewaga wydajnosci cieklego destylatu stopniowo spada przy skracaniu czasu przebywania ponizej 1,15 godziny. Rysunek fig. 2 wskazuje, ze korzysc wynalazku, odnosnie zmniejszenia wymiarów apa¬ ratu do rozpuszczania jak i zmniejszenia zuzycia wodoru, stopniowo wzrasta w miare skracania czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania ponizej 1,08 lub nawet ponizej 0,5 godziny.Jest rzecza wazna, wynikajaca ze wskazan rysunku fig. 2, ze postepujacemu wzrostowi stosunku uplyn¬ nionego wegla do stalego w normalnych warunkach rozpuszczonego wegla towarzyszy stopniowo male¬ jace zuzycie wodoru, wyznaczajace wymagane mniejsze wymiary generatora gazu.Jest to nieoczekiwane, a jak odnotowano juz wy¬ zej, przyczyna tego jest to, ze w polaczonym proce¬ sie korzystna selektywnosc jest specyficznie ukie¬ runkowana na wydajnosc cieklego destylatu.Z rysunku fig. 2 wynika, ze wzrostowi wydajnosci uplynnionego wegla towarzyszy nie tylko zmniejsze¬ nie wydajnosci stalego wegla bez popiolu, ale tez nieoczekiwanie towarzyszy zmniejszenie wydajnosci ciezkiej benzyny i gazowych weglowodorów. Nie¬ oczekiwanie zatem wydajnosc uplynnionego wegla postepujaco wzrasta, podczas gdy wydajnosc wszyst¬ kich innych produktów, zarówno wyzej jak i nizej wrzacych maleje.Zbadano przyczyne nieoczekiwanego wplywu czasu przebywania na relatywne wydanjosci uplynnionego wegla i stalego w normalnych warunkach rozpusz¬ czonego wegla w sprzezonym ukladzie uplynnia¬ nia— zgazowywania wegla sposobem wedlug wyna¬ lazku. Badania te czesciowo ilustruje rysunek fig. 2, na którym przedstawiono stezenia suchego wegla i' stezenia zawracanych cial stalych (zawracana mineralna pozostalosc) odpowiednio w zawiesinie zasilajacej przy trzech róznych czasach przebywania w aparacie do rozpuszczania w ukladzie sprzezo¬ nym, majacym ograniczenia do 50 procent wago¬ wych lacznej zawartosci cial stalych w zawiesinie zasilajacej.Jak pokazano na rysunku fig. 2 skróceniu czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania towarzy¬ szy odpowiednio wzrost zawracanych cial stalych i zmniejszenie stezenia suchego wegla w zawiesinie zasilajacej, wskazujac na korzystny efekt wysokiego poziomu zawracanych cial stalych.Badania te przedstawione sa nastepnie na rysunku fig. 3, którego dane odnosza sie do sprzezonego ukladu uplynniania — zgazowywania przy równo¬ wadze wodoru, w którym stosuje sie zawracany pro¬ dukt do zasilania mieszalnika o ograniczonej lacz¬ nej ilosci cial stalych. Na osi pionowej odlozono stezenie wegla w mieszaninie zasilajacej wyrazonej w urzadzeniu do uplynniania. Prosta „a" odnosi sie do zawiesiny zasilajacej o zawartosci 50% wagowych czesci stalych a prosta „b" odnosi sie do zawiesiny zasilajacej o zawartosci 45% wagowych czesci sta¬ lych. Wartosci liczbowe przy prostych wskazuja na wydajnosc destylatu 232—454°C wyrazona w % wa¬ gowych w przeliczeniu na mase wegla zasilajacego.Z rysunku fig. 3 wynika, ze przy takim ogranicze¬ niu w uklidzie skrócenie czasu przebywania w apa- 1907 16 racie do rozpuszczania wiaze sie ze zwiekszona wydajnoscia uplynnionego wegla, poniewaz wprowa¬ dza sie do zawiesiny zasilajacej wieksze stezenie zawracanej pozostalosci mineralnej, które przy ,sla- 5 lym poziomie lacznej ilosci cial stalych powoduje okreslone zmniejszenie stezenia wegla. Wartosci liczbowe pomiedzy prostymi na rysunku fig. 3 przed¬ stawiaja wydajnosci cieklego destylatu 232—454°C, uzyskane przy róznych czasach przebywania dla io dwóch wymuszonych poziomów wegla zasilajacego plus zawracane ciala stale (50 i 45 procent wagowo) w zawiesinie zasilajacej.Z rysunku fig. 3 wynika, ze wydajnosc cieklego destylatu wzrasta dla obu tych -poziomów wymuszo- 15 nej lacznej zawartosci cial stalych wraz ze skróce¬ niem czasu przebywania w aparacie do rozpuszcza¬ nia. .Poniewaz na rysunku fig. 3 nieoczekiwanie wyni¬ ka, ze w wymuszonym ukladzie wzrostowi wydaj- 20 nosci cieklego destylatu* towarzyszy zmniejszone stezenie surowca weglowego w zawiesinie zasilajacej i poniewaz laczna ilosc cial stalych w zawiesinie zasilajacej jest utrzymywana na stalym poziomie dla kadzej prostej rysunku fig. 3, wynika z tego 25 niezbicie, ze wzrost wydajnosci cieklego destylatu jest wywolany zwiekszonym stosunkiem w zawie¬ sinie zasilajacej zawracanej mineralnej pozostalosci do surowca weglowego.Rysunki fig. 4, 5 i 6 sa rozszerzeniem danych ry- 30 .sunków fig. 2 i" 3.Rysunek fig. 4 przedstawia wplyw zmian stezenia surowca weglowego w zawiesinie zasilajacej (odkla¬ danych na osi poziomej) na Wydajnosc uplynnionego wegla wyrazona w % wagowych w przeliczeniu na 35 mase wegla zasilajacego (odkladana na osi pionowej) przy stalym stezeniu zawracanej zawiesiny.Rysunek fig. 5 przedstawia wplyw zmian steze¬ nia zawracanej pozostalosci mineralnej w zawiesinie zasilajacej (odkladanych na osi poziomej) na wydaj- 40 nosc cieklego destylatu wyrazona w % wagowych w przeliczeniu na mase wegla zasilajacego (odkla¬ dana na osi pionowej) przy stalym stezeniu zasilaja¬ cego surowca weglowego.I w koncu rysunek fig. 6 przedstawia wplyw 46 zmian stezenia surowca weglowego w zawiesinie za¬ silajacej (odkladanych na osi poziomej) jesli surowiec weglowy jest obecny w zawiesinie, w której laczne stezenie weglowego surowca plus zawracane ciala stale jest staly, na wydajnosc cieklego, wyrazona w W % wagowych w przeliczeniu na mase wegla zasila¬ jacego (odlozona na osi pionowej).Porównanie rysunków fig. 4 i 5 wskazuje, ze za¬ równo wzrost stezenia surowca weglowego jak i ste¬ zenia zawracanej zawiesiny w zawiesinie zasilajacej 55 powoduje wzrost wydajnosci cieklego destylatu, ale. ze efekt wynikajacy ze zmian stezenia zawracanej zawiesiny na wydajnosc cieklego destylatu jest okolo trzykrotnie wiekszy od efektu wynikajacego ze zmian stezenia zasilajacego surowca weglowego.W Rysunek fig. 6 laczy dane rysunków fig. 4 i 5 wskazujac, ze kazdy wzrost stezenia surowca weglo¬ wego, który ma miejsce kosztem zawracanych cial stalych, to jest jesli laczna ilosc cial stalych jest wy¬ muszona, w kazdym przypadku ma negatywny 05 wplyw na wydajnosc cieklego destylatu.123 907 17 18 Jak stwierdzono wyzej, ze wzgladu na trudnosci w pompowaniu zawiesiny o duzej zawartosci cial stalych (wyzej niz 45 lub 50 procent wagowych) za¬ chodzi koniecznosc ograniczania poziomu lacznej zawartosci cial stalych w zawiesinie zasilajacej. Po¬ niewaz na laczna zawartosc cial stalych w zawiesinie skladaja sie zarówno sproszkowany surowiec we¬ glowy jak i nawrót mineralnej pozostalosci ogra¬ niczeniem zdolnosci produkcyjnej instalacji jest ilosc mineralnej pozostalosci, jaka moze byc zawró¬ cona do zawiesiny zasilajacej.Jak wynika z rysunków fig. 4, 5 i 6 w sprzezonym ukladzie, jak to omówiono, strumien zawiesiny zasi¬ lajacej ma ograniczenie lacznej zawartosci cial sta*- lych, a wplyw wzrostu ilosci zawracanej pozosta¬ losci na wydajnosc destylatu jest okolo trzykrot¬ nie wiekszy niz wplyw wzrostu ilosci surowca we¬ glowego.Na tej podstawie, zgodnie z wynalazkiem, korzyst¬ ny wplyw wzrostu ilosci zawracanej zawiesiny, za¬ wierajacej substancje mineralne na wydajnosc destylatu powieksza sie przez zawrócenie drugiego strumienia do strefy uplynniania, niezaleznie od za¬ wiesiny zasilajacej. Ten drugi strumien zawracany wplywa poza zawiesine zasilajaca, zawierajaca suro¬ wiec weglowy. Moze on pochodzic z tego samego zródla co zawracany strumien pierwszy lub pocho¬ dzic z innego zródla atrefy uplynniania. Na przy¬ klad drugi strumien moze zawierac czesc strumienia rozcienczonej mineralnej pozostalosci ze strefy roz¬ puszczania albo moze zawierac rozcienczona lub nie rozcienczona czesc strumienia plynacego do strefy zgazowywania odcieku z dolu kolumny prózniowej, zawierajacej duze stezenie substancji mineralnych.Zgodnie z wynalazkiem zastosowanie jednego lub wiecej zawracanych strumieni niezaleznie od zawie¬ siny zawierajacej surowiec weglowy, dodatkowo do zawracanego strumienia zawierajacego mineralna pozostalosc, wprowadzanego do mieszalnika formu¬ jacego zawiesine zasilajaca daje podwójna korzysc.Po pierwsze, powieksza efekt katalityczny, selek¬ tywny dla wydajnosci cieklego destylatu kosztem wydajnosci zarówno wyzej jak i nizej wrzacych produków.Po drugie, poniewaz zawracana zawiesina zawiera duza czesc stalego w normalnych warunkach roz¬ puszczonego wegla nie tylko stwarza mozliwosc konwersji tej niepozadanej frakcji produktu, ale równiez powoduje skrócenie czasu przebywania w aparacie do rozpuszczania, którego wplyw na wy¬ razny wzrost selektywnej wydajnosci cieklego desty¬ latu byl przedstawiony wyzej. Zastosowanie zatem drugiego strumienia nawrotu zwieksza selektywny efekt katalityczny wraz ze skróceniem czasu przeby^ wania podczas uplynniania do rozmiarów znacznie przewyzszajacych korzysci uzyskane przez nawrót pierwszego strumienia zawierajacego pozostalosc mineralna.Jak juz wspomniano skrócenie czasu przebywania selektywnie preferuje wydajnosc cieklego destylatu i Jest specyficzna cecha sprzezonego ukladu uplyn¬ niania ^ zgazowywania przy ograniczonym poziomie lacznej zawartosci cial stalych w zawiesinie zasilaja¬ cej lub bliskim tego poziomu, w zwiazku z czym korzysc ze skrócenia czasu przebywania przy do¬ prowadzeniu strumienia drugiego nawrotu zawiesiny zawierajacej mineralna pozostalosc nalezy jedynie do takiego ukladu. Wykazano to juz wyzej, ze skró¬ cony czas przebywania przy uplynnianiu w ukladzie 5 niesprzezonym z ukladem zgazowywania nie daje takich selektywnych korzysci jak sposobem we¬ dlug wynalazku.Na pelna korzysc z nawrotu drugiego strumienia mineralnej pozostalosci sklada sie zarówno zwieksze- 10 nie poziomu katalitycznych substancji mineralnych w strefie uplynniania jak i skrócenie czasu przeby¬ wania i jest specyficzna dla sprzezonego dzialania uplynniania — zgazowywania.Drugi zawracany strumien moze omijac wstepny 15 podgrzewacz i moze byc wprowadzany bezposrednio do aparatu do rozpuszczania albo do wlotu zawiesi¬ ny do aparatu do rozpuszczania, poniewaz solwata- cja surowca weglowego we wstepnym podgrzewaczu i w aparacie do rozpuszczania bedzie powodowala 20 zmniejszenie zawartosci cial stalych w zawiesinie w aparacie do rozpuszczania do poziomu nizszego niz wynosil ich poziom w zawiesinie zasilajacej. Na przyklad, jesli zawartosc cial stalych w zawiesinie zasilajacej wynosi 30 procent wagowych surowca 25 weglowego i 20 procent wagowych zawróconych cial stalych, to po czesciowym rozpuszczeniu surowca weglowego pozostala ilosc nierozpuszczona i pozo¬ stala mineralna pochodzaca z surowca weglowego moze wyniesc 20 procent wagowych w zawiesinie w 30 aparacie do rozpuszczania.Poniewaz na zawartosc cial stalych w aparacie do rozpuszczania skladac sie bedzie 20 procent wago¬ wych zawróconych cial stalych i 20 procent wago¬ wych nierozpuszcizonego surowca weglowego i po- 35 chodzacej z niego mineralnej pozostalosci, aparat do rozpuszczania moze przyjac drugi nawrót, zawiera¬ jacy 10% wagowych mineralnej pozostalosci, liczac na stezenie zawiesiny w aparacie do rozpuszczania, aby doprowadzic calkowita zawartosc cial .stalych 40 w aparacie do rozpuszczania do ograniczonego po¬ ziomu 50% wagowych. Tak wiec ilosc cial stalych w drugim zawróconym strumieniu moze byc ustalo¬ na tak, aby uzupelnic calkowicie albo co najmniej czesciowo zmniejszenie zawartosci cial stalych w za- 45 wiesinie procesowej spowodowane rozpuszczaniem surowcaweglowego. j Strumien drugiego nawrotu umozliwia zatem cia¬ gle utrzymywanie zawartosci cial stalych w zawiesi¬ nie procesowej na tym samym maksymalnym pozio- 50 mie ograniczonej lacznej zawartosci cial stalych jak w zawiesinie zasilajacej w miare postepu solwatacji surowca weglowego, powodujac jednoczesnie to, ze zawiesina procesowa w stosunku do surowca weglo¬ wego, sukcesywnie wzbogaca sie w czasie przeplywu M w zawrócona mineralna pozostalosc.Rysunek fig. 6 przedstawia wynikajaca z tego korzysc. Drugi nawrót powoduje, ze laczny poziom zawartosci cial stalych w wyplywajacej z aparatu* zawiesinie jest taki sam albo bliski poziomu lacznej M zawartosci cial stalych w zawiesinie zasilajacej kie¬ rowanej do strefy uplynniania.B.K. Schmid i D.M. Jackson przedstawili 3—5 sierpnia 1976 stan techniki kombinacji uplynniania wegla i zgazowywania w artykule „The SRc-II w Process-Presented at the Third Annuul International1231 19 Conference on Coal Gasification and Liauefaction, University of Pittsburg". W artykule tym przedsta¬ wiono kombinacje uplynniania — zgazowywania, w którym material organiczny przechodzi ze strefy zgazowywania celem wytworzenia wodoru na potrze- 5 by procesu. W artykule tym jednak przedstawia sie nawrót pojedynczego strumienia a strumien ten jest zawracany do mieszalnika wywarzajacego zawiesi¬ ne zasilajaca dla strefy uplynniania. Nie ujawniono nawrotu zadnego innego strumienia. iO Schemat przebiegu polaczonego procesu sposobem wedlug wynalazku przedstawia rysunek fig. 7. Wy¬ suszony i sproszkowany surowiec weglowy, który .stanowi w calosci zasilanie procesu przewodem 10 wchodzi do mieszalnika 12, w którym miesza sie 15 z goraca zawiesina zawierajaca rozpuszczalnik, za¬ wrócona przewodem 14 jako produkt procesu.Mieszanine zawierajaca rozpuszczalnik zawracanej zawiesiny (w proporcji 1,5—2,5 czesci wagowych za¬ wiesiny na jedna czesc wegla) w przewodzie 16 do- 20 prowadza sie W sposób wymuszony do lacznej za¬ wartosci cial stalych na poziomie 50—55 procent wagowych, pompuje sie pompa tlokowa 18 i miesza sie z zawracanym wodorem wplywajacym przewo¬ dem 20 i z wytwarzanym swiezo wodorem, dopro- 25 wadzanym przewodem 92 przed wprowadzeniem do wstepnego rurowego podgrzewacza 22, z którego odprowadza sie ja przewodem 24 do aparatu do roz¬ puszczania 26. Stosunek wodoru do wegla zasilaja¬ cego wynosi 1,24 m3/kg. Temperatura reagentów na 30 wylocie wstepnego podgrzewacza 22 wynosi 371— —404°C. W tej temperaturze wegiel ulega czesciowe¬ mu rozpuszczeniu w zawróconym rozpuszczalniku i rozpoczynaja sie egzotermiczne reakcje uwodornia¬ nia i hydrokrakingu. 35 Podczas gdy we wstepnym podgrzewaczu 22 tem¬ peratura stopniowo wzrasta na calym przebiegu, w aparacie do rozpuszczania 26 panuje na ogól uje¬ dnolicona temperatura, a cieplo reakcji hydrokra-' kingu powoduje wzrost temperatury reagentów w *o aparacie do 449—446°C. Przewodem 28 do aparatu 26 wtryskuje sie róznych punktach wodór chlo¬ dzacy celem ograniczenia temperatury reakcji r* zmniejszenia udaru reakcji egzotermicznych. Wy¬ ciek z apratu 26 przechodzi przewodem 29 do ukla- 45 du oddzielania par od cieczy 30. Goracy strumien par z glowicy tego ukladu oddzielania chlodzi ,sie w szeregu wymienników ciepla i w dodatkowym od¬ dzielaniu par od cieczy i wyprowadza sie przewodem 32. Ciekly destylat z tych separatorów przeplywa w przewodem 34 do atmosferycznej kolumny frakcjo¬ nujacej 36.Nie skroplony gaz, który zawiera nieprzereago- wany wodór, metan i inne lekkie weglowodory plus H2S i CO2 przewodem 32 przechodzi do instalacji 55 wydzielania kwasnych gazów 38 celem oddzielania tesS i CO2. Siarkowodór przeksztalca sie w siarke, która wyprowadza sie z procesu przewodem 40.Czesc oczyszczonych gazów przewodem 42 kieruje sie do dalszej przeróbki w instalacji kriogenicznej w 44 celem usuniecia wiekszosci metanu i etanu jako gaz opalowy, który wyprowadza sie przewodem 46 i celem pozyskania propanu i butanu jako gaz plynny, który odprowadza sie przewodem 48. Gaz opalowy w przewodzie 46 i gaiz plynny w przewo- 65 20 dzie 48 stanowia wydajnosc netto tych materialów uzyskanych z procesu. Oczyszczony wodór (o czys¬ tosci 90%) w przewodzie 50 miesza sie z gazem z przewodu 52, stanowiacym pozostalosc z kwasnej obróbki gazów i stanowi wodór zawracany na po¬ trzeby procesu.Ciekla zawiesina z separatora par od cieczy 30 wyplywa przewodem 56 i dzieli sie na dwa duze stru¬ mienie 58 i 60. Strumien 58 stanowi zawracana za¬ wiesine zawierajaca rozpuszczalnik, staly w normal¬ nych warunkach rozpuszczony wegiel i katalityczna mineralna pozostalosc. Czesc nie zawrócona tej za¬ wiesiny przewodem 60 przechodzi do atmosferycznej kolumny frakcjonujacej 36 celem oddzielenia znacz¬ nej czesci produktów procesu.W kolumnie frakcjonujacej 36 zawiesinowy pro¬ dukt jest rozdestylowywany pod cisnieniem atmo¬ sferycznym na frakcje górna — benzyne ciezka, od¬ prowadzana przewodem 62, frakcje srednia, odpro¬ wadzana przewodem 64 i pozostalosc odprowadzana przewodem 66.Strumien benzyny ciezkiej w przewodzie 63 stano¬ wi wydajnosc netto benzyny ciezkiej z procesu.Strumien pozostalosci z dolu kolumny przewodem 66 przechodzi do prózniowej kolumny destylatcyj- nej 68. Temperature strumienia zasilajacego uklad frakcjonujacy utrzymuje sie na ogól na dostatecznie wysokim poziomie tak, ze nie jest potrzebne wstep¬ ne podgrzewanie z wyjatkiem operacji przy urucha¬ mianiu.Mieszanina oleju opalowego z atmosferycznej kolumny z przewodu 64 i sredniego destylatu z ko¬ lumny prózniowej odprowadzanego przewodem 70 tworzy wiekszosc oleju opalowego stanowiacego pro¬ dukt procesu, który odprowadza sie przewodem 72.Strumien w przewodzie 72 zawiera ciekly destylat 232—454°C, którego czesc mozna zawrócic przewo¬ dem 73 do zawiesiny wytwarzanej w mieszalniku 12 celem regulowania zawartosci cial stalych w za¬ wiesinie zasilajacej i regulowania stosunku wegiel — — rozpuszczalnik. Zawrócony strumien 73 nadaje procesowi elastycznosc, pozwalajac na zmiennosc stosunku rozpuszczalnika do zawracanej zawiesiny tak, ze stosunek ten nie ustala sie w procesie przez przewage strumienia z przewodu 58. Strumien ten tez poprawia pompowalnosc zawiesiny. Czesc stru¬ mienia 72, która nie zostala zawrócona przewodem 73 stanowi wydajnosc netto cieklego destylatu z pro¬ cesu.Odciek z dolu kolumny prózniowej, skladajacy sie z calosci nie zawróconego stalego w normalnych wa¬ runkach rozpuszczonego wegla, nierozpuszczonego materialu organicznego i substancji mineralnych bez cieklego destylatu i gazów weglowodorowych prze¬ chodzi przewodem 74 do strefy.' zgazowywania 76 przez czesciowe utlenianie. Ilosc cial stalych w prze¬ wodzie 130 kompensuje ilosc wegla zasilajacego roz¬ puszczonego w procesie podwyzszajac laczna zawar¬ tosc cial stalych w aparacie do rozpuszczania 26 do poziomu cial stalych w zasilajacym mieszalniku 12.Poniewaz generator 76 jest przystosowany do od¬ bierania i przerobu strumienia zawiesiny weglowo¬ dorowej, pomiedzy kolumna prózniowa 68 i genera¬ torem 76 nie potrzebne sa zadne etapy przeksztalca¬ nia weglowodorów takie jak koksownie, co spowo-21 dowaloby rozklad zawiesiny i koniecznosc ponow¬ nego suspendowania woda. Ilosc wody potrzebna do wytworzenia zawiesiny koksu jest wieksza od ilosci potrzebnej do generatora, w zwiazku z czym efek¬ tywnosc generatora uleglaby zmniejszeniu o ilosc ciepla tracona na odpedzenie nadmiaru wody.Tlen wolny od azotu dla generatora 76 wytwarza sie^w instalacji tlenowej 78 — doprowadza sie go przewodem 80. Pare do generatora 76 doprowadza sie przewodem 82. Cala mineralna zawartosc wegla zasilajacego doprowadzanego przewodem 10 jest eli¬ minowana z procesu przewodem 84 jako neutralny zuzel, ze spodu generatora 76.W generatorze 76 wytwarza sie gaz syntezowy, którego czesc przewodem 86 kieruje sie do strefy przesuniecia równowagi reakcji w reaktorze 88 ce¬ lem konwersji pary i CO do H2 i C02, po której na¬ stepuje usuniecie kwasnych H^S i C02 w strefie 89.Oczyszzoony wodór (o czystosci 90—100%) spreza sie do cisnienia roboczego przy pomocy sprezarki 90 i przewodem 92 jako swiezo wytworzony wodór kie¬ ruje sie do strefy wstepnego podgrzewania 22 i apa¬ ratu do rozpuszczania 26.Ilosc gazu syntezowego wytwarzanego w genera¬ torze 76 moze byc wystarczajaca do pokrycia calego zapotrzebowania procesu na wodór czasteczkowy ale korzystnie jesli starcza go, bez etapu metanowania, na pokrycie 5—100 procent calego zapotrzebowania procesu na cieplo i energie. W tym celu czesc gazu syntezowego, który nie wplynal do strefy przesunie¬ cia równowagi reakcji, przewodem 94 kieruje sie do instalacji wydzielania kwasnych gazów 96, w której oddziela sie HgS i COg. Usuniecie HgS umozliwia spelnienie przez gaz syntezowy wymagan stawianych paliwu przez normy, podczas gdy usuniecie C02 zwieksza cieplo spalania gazu syntezowego i pozwala na dokladna kontrole ciepla w przypadku uzytko¬ wania tego paliwa.Strumien oczyszczonego gazu syntezowego prze¬ wodem 98 kieruje sie do kotla 100, który jest przy¬ stosowany do opalania gazem syntezowym. Woda doplywa przewodem 102 do kotla 100, w którym przeksztalca sie w pare, która przewodem 104 od¬ plywa jako nosnik energii procentowej, na przyklad do napedzania pompy tlokowej 18. Oddzielny stru¬ mien gazu syntezowego z instalacji usuwania kwas¬ nych gazów 96 przechodzi przewodem 106 do wstep¬ nego podgrzewacza 22, w którym sluzy jako paliwo.Gaz syntezowy moze byc podobnie uzyty w innych punktach procesu, wymagajacych paliwa.Jesli gaz syntezowy nie pokrywa calosci zapo¬ trzebowania procesu na paliwo, brakujace paliwo i energia potrzebna w procesie moze byc uzupelniona innymi strumieniami nie ulepszonego paliwa, wytwa¬ rzanego bezposrednio w strefie uplynniania. Jesli jest bardziej oplacalne czesc lub cala energie dla procesu nie pochodzaca z gazu syntezowego mozna pokryc ze zródla zewnetrznego, nie pokazanego, ta¬ kiego jak energia elektryczna.Dalsza czesc gazu syntezowego moze byc przesla¬ na przewodem 112 do reaktora 114, w którym prze¬ suwa sie równowage reakcji celem zwiekszenia sto¬ sunku wodoru do tlenku wegla z okolo 0,6 do okolo 3. Te wzbogacona w wodór mieszanine przewodem 116 kieruje sie do instalacji metanizowania 118 celem 3 907 22 przeksztalcenia w gaz opalowy, który przewodem 120 kieruje sie do zmieszania z gazem opalowym z przewodu 46.Jesli proces ma osiagnac wysoka efektywnosc 5 cieplna, ilosc gazu opalowego, liczac na wartosc opa¬ lowa, plynaca przewodem 120 iwynosic bedzie 40% lub mniej niz ilosc gazu syntezowego uzyta jako pa¬ liwo procesowe plynace przewodami 98 i 106. Czesc strumienia oczyszczonego gazu syntezowego przewo- io dem 122 kieruje sie do instalacji kriogenicznego od¬ dzielania 124, w której oddziela sie wodór od tlenku wegla. Zamiast instalacji kriogenicznej mozna zasto¬ sowac instalacje adsorpcyjna.Strumien wzbogacony w wodór przewodem 126 15 moze byc skierowany do zmieszania ze strumieniem wytwarzanego wodoru w przewodzie 92, moze byc niezaleznie kierowany do strefy uplynniania albo sprzedawany jako produkt procesu.Strumien wzbogacony w tlenek wegla odprowa- 20 dzany przewodem 128 moze byc mieszany z gazem syntezowym stosowanym jako paliwo procesowe z przewodu 98 lub z przewodu 106, albo moze byc sprzedawany albo stosowany niezaleznie jako pa¬ liwo procesowe, albo moze byc uzyty jako surowiec 25 chemiczny.Z rysunku fig. 7 wynika, ze sekcja zgazowywania procesu jest wysoce zintegrowana z sekcja uplynnia¬ nia.Caly material zasilajady sekcje zgazowywania 30 (odciek z dolu kolumny prózniowej) przechodzi z sekcji uplynniania i calosc lub wiekszosc gazowych produktów z sekcji zgazowywania jest zuzywana w procesie zarówno jako reagent jak i paliwo. 35 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zintegrowanego uplynniania — zgazowa- nia wegla obejmujacy wprowadzanie wodoru i za¬ wiesiny zasilajacej strefe uplynniania, w której 40 sklad wchodzi surowiec weglowy zawierajacy subs¬ tancje mineralne, zawrócony do obiegu uplynniony wegiel jako rozpuszczalnik, zawrócony do obiegu roz¬ puszczony wegiel staly w temperaturze pokojowej oraz zawrócona do obiegu mineralna pozostalosc, do 45 strefy uplynniania, gdzie nastepuje rozpuszczenie materialu weglowodorowego zawartego w mineral¬ nej pozostalosci i hydrokrakowanie tego materialu z wytworzeniem mieszaniny wyplywajacej ze strefy uplynniania zawierajacej gazy weglowodorowe, roz- 50 puszczony uplynniony wegiel, staly rozpuszczony we¬ giel i rozpuszczona mineralna pozostalosc i zawra¬ canie do tej zawiesiny zasilajacej strefe uplynnia¬ nia czesci wymienionego uplynnionego wegla, sta¬ lego rozpuszczonego wegla i mineralnej pozostalosci, 55 znamienny tym, ze strumien produktów opuszczaja¬ cych strefe uplynniania rodziela sie wyodrebniajac skladniki lotne, uplynniony wegiel, którego czesc jako rozpuszczalnik zawraca sie do strefy formowa¬ nia zawiesiny zasilajacej strefe uplynniania oraz 60 zawiesine mineralnej pozostalosci w rozpuszczonym weglu stalym w temperaturze .pokojowej, która roz¬ dziela sie na trzy strumienie, z których pierwszy zawraca sie do etapu formowania zawiesiny zasilaja¬ cej strefe uplynniania i laczy sie z surowcem we- 65 glowym, drugi kieruje sie do strefy zgaizowania,23 gdzie wytwarza sie gaz syntezowy z którego otrzy¬ muje sie wodór w ilosci pokrywajacej zasadniczo cale zapotrzebowanie procesu na wodór, a trzeci stanowiacy reszte, cyrkulujacy w ukladzie, kieruje sie bezposrednio do strefy uplynniania. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie uplynniania reagenty poddaje sie kolejno wstepnemu podgrzewaniu oraz rozpuszczaniu, przy czym utrzymuje sie w etapie rozpuszczania czas przebywania krótszy niz 1,4 godziny. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do strefy zgazowywania wprowadza sie material we¬ glowy w ilossi wystarczajacej do wytworzenia w tej strefie zgazowywania, gazu syntezowego w nadmia¬ rze w stosunku do ilosci wynikajacej z zapotrzebo¬ wania procesu na wodór. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wy¬ twarza sie nadmiar gazu syntezowego w ilosci liczo¬ nej w sumarycznej wartosci opalowej wynoszacej 5—100% lacznego zapotrzebowania na energie w prowadzonym sposobie liczonego w wartosci opalo¬ wej i spala sie te dodatkowa ilosc gazu syntezowego jako paliwo w prowadzonym sposobie. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze spala sie w prowadzonym sposobie czesc wytworzo¬ nego nadmiaru gazu syntezowego, zawierajaca co najmniej 60% molowych lacznej zawartosci CO plus H2 w nadmiarze gazu syntezowego przy czym przez spalenie tej czesci nadmiaru gazu syntezowego po- {907 24 krywa sie 5—100% lacznego zapotrzebowania na energie w prowadzonym sposobie, liczonego w war¬ tosci opalowej. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze od- 5 dzielanie rozpuszczonego uplynnionego wegla i gazów weglowodorowych od stalego rozpuszczonego wegla i pozostalosci mineralnej przeprowadza sie w strefie destylacji prózniowej. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 10 stosuje sie zawiesine zasilajaca, generator gazu, któ¬ ra zawiera zasadniczo calosc weglowodorowego ma¬ terialu zasilajacego strefe zgazowywania. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze po¬ zostalosc mineralna odprowadza sie ze strefy zgazo¬ wywania jako zuzel. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie zgazowywania utrzymuje sie maksymalna temperature w zakresie 1204—1982°C. 20 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie uplynniania wydajnosc koksu utrzymuje sie ponizej 1% wagowego w stosunku do ilosci wegla zasilajacego. 11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w 25 gazie syntezowym utrzymuje sie stosunek molowy H2 do CO nizszy niz 1. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wzbogacenie czesci gazu syntezowego w wodór prze¬ prowadza sie w reaktorze do konwersji tlenku we- 30 gla z para wodna.123 907 Wydajnosc (*noQ) 2U 10 0 ^45lt* r- 232- Z^°C ^^¦t^^-*——~~~ ^-^_^^^==^=^S=^T ¦—^_ 'CT232°C 1 0.5 to 1.15 15 -£— ^6 Czas (h) Wydajnosc RS 2 ia-^Czasfh) 'riegiel zasilajacyfanag) ttnrócote czesci State tv zancesinfe zasdojacei fc nag) Hfi 3 YkcM •zasilaja} & -U 05 1Jl 15 Czas (h)123 907 FIG 4 Wydajnosc 232-454°L (% wag) FIG 5 Stezenie megla zasilajacego Wydajnosc 232-454JC. (% mag) FIG 6 Stezenie zawracanej zawiesiny Wydajnosc 232-454°a (% ^ag) Stezenie negta zasilajacego A/EGIEL c I (5 ^ f f 3^ -^ j-104 GAZ , OffcfcOWY 1 WODA tlW ?Ib _L I—124 ZUZEL 1- GAZ [^opalowy F ,b CIEZKA —' j.-. rH BENZYNA 7D-, j OL£3 LDA 2 — 2am. 306/84 — Nakl. 85 egz.Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

Zastrzezenia patentowe 1. Sposób zintegrowanego uplynniania — zgazowa- nia wegla obejmujacy wprowadzanie wodoru i za¬ wiesiny zasilajacej strefe uplynniania, w której 40 sklad wchodzi surowiec weglowy zawierajacy subs¬ tancje mineralne, zawrócony do obiegu uplynniony wegiel jako rozpuszczalnik, zawrócony do obiegu roz¬ puszczony wegiel staly w temperaturze pokojowej oraz zawrócona do obiegu mineralna pozostalosc, do 45 strefy uplynniania, gdzie nastepuje rozpuszczenie materialu weglowodorowego zawartego w mineral¬ nej pozostalosci i hydrokrakowanie tego materialu z wytworzeniem mieszaniny wyplywajacej ze strefy uplynniania zawierajacej gazy weglowodorowe, roz- 50 puszczony uplynniony wegiel, staly rozpuszczony we¬ giel i rozpuszczona mineralna pozostalosc i zawra¬ canie do tej zawiesiny zasilajacej strefe uplynnia¬ nia czesci wymienionego uplynnionego wegla, sta¬ lego rozpuszczonego wegla i mineralnej pozostalosci, 55 znamienny tym, ze strumien produktów opuszczaja¬ cych strefe uplynniania rodziela sie wyodrebniajac skladniki lotne, uplynniony wegiel, którego czesc jako rozpuszczalnik zawraca sie do strefy formowa¬ nia zawiesiny zasilajacej strefe uplynniania oraz 60 zawiesine mineralnej pozostalosci w rozpuszczonym weglu stalym w temperaturze .pokojowej, która roz¬ dziela sie na trzy strumienie, z których pierwszy zawraca sie do etapu formowania zawiesiny zasilaja¬ cej strefe uplynniania i laczy sie z surowcem we- 65 glowym, drugi kieruje sie do strefy zgaizowania,23 gdzie wytwarza sie gaz syntezowy z którego otrzy¬ muje sie wodór w ilosci pokrywajacej zasadniczo cale zapotrzebowanie procesu na wodór, a trzeci stanowiacy reszte, cyrkulujacy w ukladzie, kieruje sie bezposrednio do strefy uplynniania. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie uplynniania reagenty poddaje sie kolejno wstepnemu podgrzewaniu oraz rozpuszczaniu, przy czym utrzymuje sie w etapie rozpuszczania czas przebywania krótszy niz 1,4 godziny. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do strefy zgazowywania wprowadza sie material we¬ glowy w ilossi wystarczajacej do wytworzenia w tej strefie zgazowywania, gazu syntezowego w nadmia¬ rze w stosunku do ilosci wynikajacej z zapotrzebo¬ wania procesu na wodór. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze wy¬ twarza sie nadmiar gazu syntezowego w ilosci liczo¬ nej w sumarycznej wartosci opalowej wynoszacej 5—100% lacznego zapotrzebowania na energie w prowadzonym sposobie liczonego w wartosci opalo¬ wej i spala sie te dodatkowa ilosc gazu syntezowego jako paliwo w prowadzonym sposobie. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze spala sie w prowadzonym sposobie czesc wytworzo¬ nego nadmiaru gazu syntezowego, zawierajaca co najmniej 60% molowych lacznej zawartosci CO plus H2 w nadmiarze gazu syntezowego przy czym przez spalenie tej czesci nadmiaru gazu syntezowego po- {907 24 krywa sie 5—100% lacznego zapotrzebowania na energie w prowadzonym sposobie, liczonego w war¬ tosci opalowej. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze od- 5 dzielanie rozpuszczonego uplynnionego wegla i gazów weglowodorowych od stalego rozpuszczonego wegla i pozostalosci mineralnej przeprowadza sie w strefie destylacji prózniowej. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 10 stosuje sie zawiesine zasilajaca, generator gazu, któ¬ ra zawiera zasadniczo calosc weglowodorowego ma¬ terialu zasilajacego strefe zgazowywania. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze po¬ zostalosc mineralna odprowadza sie ze strefy zgazo¬ wywania jako zuzel. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie zgazowywania utrzymuje sie maksymalna temperature w zakresie 1204—1982°C. 20 10. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w strefie uplynniania wydajnosc koksu utrzymuje sie ponizej 1% wagowego w stosunku do ilosci wegla zasilajacego. 11. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w 25 gazie syntezowym utrzymuje sie stosunek molowy H2 do CO nizszy niz 1. 12. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wzbogacenie czesci gazu syntezowego w wodór prze¬ prowadza sie w reaktorze do konwersji tlenku we- 30 gla z para wodna.123 907 Wydajnosc (*noQ) 2U 10 0 ^45lt* r- 232- Z^°C ^^¦t^^-*——~~~ ^-^_^^^==^=^S=^T ¦—^_ 'CT232°C 1 0.5 to
1.15 15 -£— ^6 Czas (h) Wydajnosc RS 2 ia-^Czasfh) 'riegiel zasilajacyfanag) ttnrócote czesci State tv zancesinfe zasdojacei fc nag) Hfi 3 YkcM •zasilaja} & -U 05 1Jl 15 Czas (h)123 907 FIG 4 Wydajnosc 232-454°L (% wag) FIG 5 Stezenie megla zasilajacego Wydajnosc 232-454JC. (% mag) FIG 6 Stezenie zawracanej zawiesiny Wydajnosc 232-454°a (% ^ag) Stezenie negta zasilajacego A/EGIEL c I (5 ^ f f 3^ -^ j-104 GAZ , OffcfcOWY 1 WODA tlW ?Ib _L I—124 ZUZEL 1- GAZ [^opalowy F ,b CIEZKA —' j.-. rH BENZYNA 7D-, j OL£3 LDA 2 — 2am. 306/84 — Nakl. 85 egz. Cena 100 zl PL PL PL PL PL PL PL
PL1979216815A 1978-07-03 1979-02-03 Method of integrated coal liquefaction-gasification PL123907B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/921,339 US4211631A (en) 1978-07-03 1978-07-03 Coal liquefaction process employing multiple recycle streams

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL216815A1 PL216815A1 (pl) 1980-04-21
PL123907B1 true PL123907B1 (en) 1982-12-31

Family

ID=25445300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL1979216815A PL123907B1 (en) 1978-07-03 1979-02-03 Method of integrated coal liquefaction-gasification

Country Status (10)

Country Link
US (1) US4211631A (pl)
EP (1) EP0006699A3 (pl)
JP (1) JPS55500619A (pl)
AU (1) AU523021B2 (pl)
CA (1) CA1132923A (pl)
CS (1) CS221508B2 (pl)
DD (1) DD144788A5 (pl)
PL (1) PL123907B1 (pl)
WO (1) WO1980000155A1 (pl)
ZA (1) ZA792925B (pl)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54106506A (en) * 1978-02-08 1979-08-21 Yamagata Daigakuchiyou Coal direct liquefication reaction method and apparatus
GB2051855B (en) * 1979-06-18 1983-09-14 Sasol One Ltd Converting coal into liquid products
DE2945353A1 (de) * 1979-11-09 1981-05-21 Linde Ag, 6200 Wiesbaden Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung stark exothermer reaktionen
US4347117A (en) * 1979-12-20 1982-08-31 Exxon Research & Engineering Co. Donor solvent coal liquefaction with bottoms recycle at elevated pressure
US4485008A (en) * 1980-12-05 1984-11-27 Exxon Research And Engineering Co. Liquefaction process
US4364817A (en) * 1981-03-04 1982-12-21 The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. Method for controlling boiling point distribution of coal liquefaction oil product
US4377464A (en) * 1981-09-03 1983-03-22 The Pittsburg & Midway Coal Mining Co. Coal liquefaction process
US4428820A (en) 1981-12-14 1984-01-31 Chevron Research Company Coal liquefaction process with controlled recycle of ethyl acetate-insolubles
US4437973A (en) 1982-04-05 1984-03-20 Hri, Inc. Coal hydrogenation process with direct coal feed and improved residuum conversion
US5433760A (en) * 1993-05-13 1995-07-18 Shell Oil Company Method of quenching synthesis gas
US5442834A (en) * 1994-09-15 1995-08-22 Perry; Joseph W. Windshield scrubber and blade wiping assembly
CN101434869A (zh) * 2007-11-16 2009-05-20 亚申科技研发中心(上海)有限公司 整合型煤液化方法
JP2014517877A (ja) * 2011-05-23 2014-07-24 アドバンスド コンバスチョン テクノロジーズ,インコーポレイティド 可燃性燃料並びにその製造装置及び製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3075912A (en) * 1958-09-18 1963-01-29 Texaco Inc Hydroconversion of solid carbonaceous materials
FR1424090A (fr) * 1964-01-29 1966-01-07 Hydrocarbon Research Inc Procédé d'hydrogénation du carbon
US3477941A (en) * 1968-01-25 1969-11-11 Universal Oil Prod Co Method of treating coal
US3617465A (en) * 1969-11-20 1971-11-02 Hydrocarbon Research Inc Coal hydrogenation
DE2327353A1 (de) * 1973-05-29 1975-01-02 Otto & Co Gmbh Dr C Verfahren zur umwandlung fester in fluessige und gasfoermige schwefelarme brennstoffe
US4008054A (en) * 1975-01-10 1977-02-15 Consolidation Coal Company Process for making low-sulfur and low-ash fuels
US4048054A (en) * 1976-07-23 1977-09-13 Exxon Research And Engineering Company Liquefaction of coal
US4039424A (en) * 1976-03-29 1977-08-02 Arthur D. Little, Inc. Process for producing fluid fuel from coal
US4075079A (en) * 1976-06-09 1978-02-21 Exxon Research & Engineering Co. Process for the production of hydrocarbons from coal
US4050908A (en) * 1976-07-20 1977-09-27 The Ralph M. Parsons Company Process for the production of fuel values from coal
AU506253B2 (en) * 1976-11-30 1979-12-20 Gulf Research & Development Coitany Coal liquefaction
ZA777508B (en) * 1977-05-23 1978-10-25 Electric Power Res Inst Synthetic liquid fuels

Also Published As

Publication number Publication date
AU523021B2 (en) 1982-07-08
CS221508B2 (en) 1983-04-29
EP0006699A3 (en) 1980-01-23
JPS55500619A (pl) 1980-09-11
DD144788A5 (de) 1980-11-05
AU4767779A (en) 1980-01-10
CA1132923A (en) 1982-10-05
US4211631A (en) 1980-07-08
ZA792925B (en) 1980-08-27
PL216815A1 (pl) 1980-04-21
WO1980000155A1 (en) 1980-02-07
EP0006699A2 (en) 1980-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3782913A (en) Two-stage gasification of coal with forced reactant mixing and steam treatment of recycled char
US3976443A (en) Synthesis gas from solid carbonaceous fuel
US20090206007A1 (en) Process and apparatus for upgrading coal using supercritical water
US4115075A (en) Process for the production of fuel values from carbonaceous materials
US3715301A (en) Multi-hydrotorting of coal
PL123907B1 (en) Method of integrated coal liquefaction-gasification
US3817723A (en) Two-stage gasification of pretreated coal
PL123594B1 (en) Method of coal liquefaction with gasification
US3951617A (en) Production of clean fuel gas
US4415431A (en) Integrated oxygasification and hydropyrolysis process for producing liquid and gaseous hydrocarbons
EP0005589B1 (en) Integrated coal liquefaction-gasification process
US3929615A (en) Production of hydrocarbon gases from oil shale
CA1132924A (en) Combined coal liquefaction-gasification process
CA1199039A (en) Hydropyrolysis process
EP0005587B1 (en) Coal liquefaction process employing fuel from a combined gasifier
EP0005588B1 (en) Method for combining coal liquefaction and gasification processes
US3927997A (en) Methane-rich gas process
EP0018998A1 (en) INTEGRATED PROCESS FOR LIQUEFACTION OF COAL-GASIFICATION-REFORMING OF NAPHTA.
US3954596A (en) Production of low sulfur heavy oil from coal
KR830001885B1 (ko) 탄소질 물질의 전환방법
PL124978B1 (en) Method of coal liquefaction
CA2622471A1 (en) Process and apparatus for upgrading coal using supercritical water
US3964882A (en) Partial combustion process
PL123591B1 (en) Method of coal liquefaction with use of complex coal charge
CA1168611A (en) Prevention of deleterious deposits in a coal liquefaction system