PL141658B1 - Coal liquefaction process - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jes sposób uplynniania wegla przez uwodornienie, przy czym uzyskane po uwodornieniu olej lekki i olej sredni zostaja pod¬ dane rafinacji.W znanych instalacjach zwykle miesza sie suszo¬ ny wegiel z rozpuszczalnikiem i przeprowadza sie jego uwodornienie dodajac wodór. W oddzielaczach umieszczonych za reaktorami do uwodorniania nas¬ tepuje rozdzielenie produktów reakcji. W goracym oddzielaczu odciaga sie przez glowice gazy i pary.Z odstojnika odprowadza sie faze ciekla zawiera¬ jaca ciala stale.Produkt wychodzacy przez glowice goracego od¬ dzielacza doprowadza sie, po ochlodzeniu, do umieszczonego za goracym oddzielaczem, zimnego , oddzielacza. Razem z olejem weglowym wystepuje tutaj woda jako faza ciekla, z której w nastepnym etapie uzyskuje sie wartosciowe skladniki (amo¬ niak, fenol).Faza gazowa, wychodzaca przez, glowice zimnego oddzielacza, zostaje po przeplukaniu w pluczce ole¬ jowej, przeprowadzonym przy cisnieniu procesu, podzielona na gaz obiegowy i gaz odprowadzany.Gaz obiegowy, po wyrównaniu strat cisnienia, zo¬ staje doprowadzony z powrotem sprezarka gazu obiegowego do uwodorniania. Gaz odprowadzany zostaje oczyszczony w pluczce gazowej i rozlozony w urzadzeniu o niskiej temperaturze dla przepro¬ wadzenia rozkladu na wodór, gaz opalowy, SNG i LPG. Frakcja wodorowa zostaje zmieszana ze swiezym wodorem do uwodorniania. W atmosfe¬ rycznej destylacji olej weglowy zostaje rozdzielony na olej lekki, sredni i ciezki. Olej ciezki odprowa¬ dza sie z powrotem jako dodatkowy rozpuszczal- 5 nik- Lekka i srednia frakcja olejowa zostaja w da¬ nym przypadku poddane rafinacji uwodorniajacej dla usuniecia siarki, azotu i podobnych niepozada¬ nych skladników towarzyszacych. W tym celu od- 10 parowuje sie, po dodaniu wodoru, surowy lekki wzglednie sredni olej i doprowadza sie go do re¬ aktora o stalym podlozu. Rafinacje przeprowadza sie w warstwach katalizatorów CO — Mo wzglednie Ni — Mo. Zeby ograniczyc podnoszenie sie tempe-t 15 ratury spowodowane cieplem reakcji uwodorniania doprowadza sie poprzez sluze chlodzacy wodór.Wychodzace rafinowane produkty zostaja w wyr miennikach ciepla, i przez wtryskiwanie wody chlodzacej, ochlodzone i rozdzielone w oddziela- 20 czach na rafinat, wode i gaz. Wedlug obecnego sta¬ nu techniki odprowadza sie z powrotem czesc bo¬ gatego w H2 nadmiaru gazu do swiezego wodoru rafinacji, jako gaz obiegowy, po wyrównaniu strat cisnienia za pomoca sprezarki gazu obiegowego, 25 a pozostala czesc nadmiaru gazu wyprowadza sie dla oczyszczenia i odzyskania wodoru i gazowych weglowodorów i doprowadza sie do odpowiednich etapów procesu.Z pozostalosci w goracym oddzielaczu zawieraja- 30 cych ciala stale odprowadza sie skladniki gazowe 141658141658 3 4 w destylacji prózniowej. Uzyskany olej ciezki, ra¬ zem z ciezkim i srednim olejem z destylacji atmos¬ ferycznej, odprowadza sie z powrotem jako roz¬ puszczalnik. Z pozostalosci w urzadzeniu do desty¬ lacji prózniowej odzyskuje sie w urzadzeniu do zTazowania gaz syntezowy (CO—H2), wzglednie, po konwersji i plukaniu gazu wodór z procesu uwo¬ dorniania. Jezeli"nie wystarcza ilosc wodoru uzy¬ skana lub odprowadzona z powrotem ze zgazowa- nia pozostalosci, rozkladu w niskiej temperaturze i z gazu obiegowego dla uwodprniania i stabilizacji, mozna pokryc deficyt przez odgazowanie wegla, z wlaczonym za tym konwertowaniem i oczyszcze¬ niem gazu.Celem wynalazku jest uproszczenie i ulepszenie pod wzgledem ekonomicznyrri procesu przez zmia¬ ne obiegu gazu z procesu uwodorniania. Wedlug wynalazku uzyskuje sie to w ten* sposób, ze calko¬ wita ilosc gazów gromadzacych sie w stopniach rafinacji doprowadza sie do swiezego wodoru do uwodorniania. To oznacza, ze nie przeprowadza sie zadnego podzialu gazów bogatych w wodór, wy¬ chodzacych z kolejnych stopni rafinacji na gaz obiegowy i gaz bedacy w nadmiarze, lecz doprowa¬ dza sie je w calkowitej ilosci do uwodorniania.Znajdujace sie w gazie, obok wodoru, powstajace przy rafinacji organiczne (Ci-C4) i nieorganiczne (CO, C02, H2S) zwiazki gazowe nie wplywaja przy wystepujacej koncentracji na uwodornienie wegla.Odpowiednio do podzialu fazy gazowej zimnego oddzielacza na gaz obiegowy i na gaz do odprowa¬ dzenia, zostaja one odprowadzone, albo wykorzy¬ stane po przejsciu przez pluczke gazu i rozklad przy niskiej, temperaturze, razem z powstajacymi dodatkowo przy uwodornianiu wegla takimi samy- , mi gazowymi zwiazkami. Zlikwidowanie oddziel¬ nych sprezarek gazu obiegowego, pluczek gazu oraz etapów odzyskiwania dla rafinacji oleju lekkiego i sredniego stanowi istotna róznice w kosztach in¬ westycji i eksploatacji.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przy¬ kladzie wykonania na rysunku, który przedstawia schemat obiegu.Suszony wegiel miesza sie w mieszalniku 1 z roz¬ puszczalnikiem i uwodornia sie go wodorem w re¬ aktorze 2. W goracym oddzielaczu 3, umieszczonym za reaktorem 2 do uwodorniania, przeprowadza sie rozdzial faz. Gazy i pary odciaga sie poprzez glo- , wice. Z odstojnika odprowadza sie do destylatora prózniowego 5 faze ciekla zawierajaca ciala stale.Produkt odprowadzony przez glowice goracego od¬ dzielacza prowadzi sie, po ochlodzeniu, do zimnego oddzielacza 4. Tutaj wystepuje obok oleju weglo¬ wego woda, która oddzielnie odpompowuje sie dla odzyskania wartosciowych skladników (amoniak, fenol). Olej weglowy odprowadza sie i destyluje sie go w destylatorze 6 atmosferycznie przy dodaniu pary do odpedzania. W danym przypadku olej lekki i olej ciezki, uzyskane z destylacji, doprowa¬ dza sie oddzielnie do stopni rafinacji 21 i 22.Faza gazowa wychodzaca przez glowice z zim¬ nego oddzielacza zostaje podzielona w pluczce 7 olejowej na gaz obiegowy i gaz odprowadzany. Gaz odprowadzany oczyszcza sie w pluCzce gazowej 8 i rozklada w urzadzeniu 9 do rozkladania przy nis¬ kiej temperaturze na wodór, gaz opalowy, SNG i LPG.Z cieklej fazy zawierajacej ciala stale, wystepu¬ jacej w goracym oddzielaczu, odprowadza sie 5 skladniki lotne w destylatorze prózniowym 5. Uzy¬ skany przy tym olej ciezki odprowadza sie z pow¬ rotem, razem z olejem ciezkim i srednim z desty¬ latora atmosferycznego jako rozpuszczalniki do mieszalnika 1. Z pozostalosci po destylacji próznio- 10 wej uzyskuje sie gaz syntezowy (CO — H2) w urza¬ dzeniu 10 do zgazowania, lub tez otrzymuje sie w urzadzeniu do konwertowania oraz pluczce gazo¬ wej 11 wodór do uwodorniania. Jezeli nie wystar¬ cza ilosc wodoru z obiegu odprowadzona z powro¬ tem z urzadzenia 9 do jrozkladania w piskiej tem¬ peraturze i z urzadzenia 10 do zgazowania pozosta¬ losci, wówczas pokrywa sie deficyt przez dodatko¬ we 'zgazowanie w urzadzeniu 12 do zgazowania wegla, z wlaczonym za nim konwertdrem i pluczka gazowa 13.Zawierajace kwas smolowy scieki z zimnego od¬ dzielacza destylacji atmosferycznej zostaja dopro¬ wadzone urzadzeniem 23 do uzyskiwania amoniaku i urzadzeniem 24 do uzyskiwania fenolu. Z urza¬ dzenia 25 do wstepnej przeróbki biologicznej od¬ prowadza sie scieki do publicznej sieci sciekowej.Tak samo odprowadza sie, po przejsciu przez urza¬ dzenie 26 do neutralizacji, do publicznej sieci scie¬ kowej, scieki wystepujace w urzadzeniu 12 do zga¬ zowania jak równiez scieki z urzadzenia 10 do zgazowania pozostalosci.Gaz obiegowy wystepujacy w pluczce olejowej 7 spreza sie do odpowiedniego cisnienia roboczego w sprezarce 27 dla gazu obiegowego. Dodatkowo do¬ prowadza sie z powrotem do gazu obiegowego i do swiezego wodoru wystepujacego w urzadzeniu 9 do rozkladu przy niskiej temperaturze calkowita ilosc bogatych w wodór gazów ze stopni 21 i 22 rafinacji. Gazy te doprowadza sie zmieszane do urzadzenia 2 do uwodorniania i spreza sie spre¬ zarka 28 do roboczego cisnienia potrzebnego do uwodorniania.Przyklad ilosciowego przeplywu w instalacji spo¬ sobie prowadzenia gazu, z procesu uwodorniania w urzadzeniach do uplynniania wegla wedlug wy¬ nalazku. W urzadzeniu do uplynniania wegla i do uwodorniania wydobywanego w zaglebiu Ruhry wegla gazowo-plomiennego, o przepustowosci 5000 t (waf) wegla/d, odpowiadajacej godzinowej wydaj¬ nosci 208 t/godz. wystepuje w destylacji atmosfe¬ rycznej 31.833 kg/godz. lekkiego oleju surowego i 64,006 kg/godz. sredniego oleju surowego.Rafinacje lekkiego oleju surowego przeprowadza sie w dwóch etapach przy dodawaniu 3.138 kg/godz.(I stopien) i 2.587 kg/godz. (II stopien) wodoru o czystosci 98,5% objetosciowo, przy cisnieniu 60 MPa. W oddzielaczach ustawionych za reaktora¬ mi do rafinacji nastepuje oddzielenie bogatej w wodór fazy gazowej (calkowita ilosc 5.629 kg/godz.) produktu uwodorniania, przy cisnieniu 55 barów.Te ilosc gazu doprowadza sie bezposrednio do gazu z procesu uwodorniania. Rafinacje sredniego oleju surowego przeprowadza sie w jednym etapie przy dodawaniu 9.873 kg/godz, wodoru o czystosci 98,5% 15 w 40 45 50 55 60141 658 objetosciowo, równiez przy cisnieniu 60 barów. Gaz wystepujacy w wstawionym w dalszym ciagu od¬ dzielaczu (9.565 kg/godz.) jest znowu bezposrednio doprowadzany do uwodorniania wegla.Na skutek zwiekszenia zawartosci wegla C1-C4 w wodorze, jak równiez ilosci CO, C02 i H2S zmniejsza sie zawartosc wodoru w gazie z procesu uwodorniania przeplywajacym przez etapy rafi¬ nacji na 98,Gtyo objetosciowo w przypadku lekkiego oleju, wzglednie 97,5% objetosciowo przy srednim oleju. Te czastkowe cisnienia H2 leza wyraznie po- 6 wyzej cisnienia gazu z procesu uwodorniania wegla (216.252 kg/godz., 85°/o objetosciowo), na skutek cze¬ go mozna bez problemu przeprowadzic uzupelnie¬ nie. \ Zastrzezenie patentowe Sposób uplynniania wegla przez uwodornienie, gdzie za urzadzeniem do uwodorniania jest wlaczo¬ na rafinacja uzyskanych olejów, znamienny tym, ze calkowita ilosc gazów wystepujacych w obu stopniach rafinacji jest doprowadzana do swiezego wodoru do uwodorniania.ROZPUSZCZALNIK WEGIEL t 3f _&_ 28 GAZ 27 OBIEGOWY -&-A GAZ ODPROWADZANY SWEZA 3 WODA tLt ZJTXe PARA DO ODPEDZANIA H2 WRA\ I c: ROBOafiTl i ? SWIEZA WODA' WEGIEL 12 ROZPUSZCZALL Ch- T \POZOSTAtOSa \FO DESTYLACJI PRÓZNIOWEJ [ROZPUSZCZALNIK TJo 13 23 SCIEKI 21* GAZ Y^ÓPAkOWY SNG LPG ^ ^22 JJEKKI OLEJ SREDNI OLEJ 10 11 25 26 , WOOY CHWWE PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób uplynniania wegla przez uwodornienie, gdzie za urzadzeniem do uwodorniania jest wlaczo¬ na rafinacja uzyskanych olejów, znamienny tym, ze calkowita ilosc gazów wystepujacych w obu stopniach rafinacji jest doprowadzana do swiezego wodoru do uwodorniania. ROZPUSZCZALNIK WEGIEL t 3f _&_ 28 GAZ 27 OBIEGOWY -&-A GAZ ODPROWADZANY SWEZA 3 WODA tLt ZJTXe PARA DO ODPEDZANIA H2 WRA\ I c: ROBOafiTl i ? SWIEZA WODA' WEGIEL 12 ROZPUSZCZALL Ch- T \POZOSTAtOSa \FO DESTYLACJI PRÓZNIOWEJ [ROZPUSZCZALNIK TJo 13 23 SCIEKI 21* GAZ Y^ÓPAkOWY SNG LPG ^ ^22 JJEKKI OLEJ SREDNI OLEJ 10 11 25 26 , WOOY CHWWE PL