Brevet FR2417539A1 — publié le 19790914

La présente invention concerne un procédé de liquéfaction de charbon et de substances solides carbonées semblables et elle concerte plus particulièrement des opérations de liquéfaction avec solvant donneur d'hydrogène. Des procédés faisant intervenir un solvant donneur d'hy- drogène sont les plus efficaces pour produire des hydrocarbures liquides à partir de charbon et de substances solides carbonées semblables. Dans des procédés de ce type,le charbon ou une autre matière première est mis au contact d'hydrogène moléculaire et d'un solvant donneur d'hydrogène Wfine température et une pression élevées dans une zone de liquéfaction. Les constituants de haut poids moléculaire du charbon sont décomposés et hydrogénés de façon à former des produits gazeux,des vapeurs et des liquides de poids moléculaire inférieur. Le solvant donneur d'hydrogène fournit des atomes d'hydrogène qui réagissent avec des radicaux libres libérés par le charbon et qui empêchent leur recombinaison. L'hydrogène moléculaire sert d'hydrogène de remplacement pour les molécules épuisées dans le solvant et il donne lieu à la formation de molécules supplémentaires d'hydrogène par hydrogénation in situ. L'effluent de la zone de liquéfaction est traité en vue de la récupération des gaz et des vapeurs,des hydrocarbures liquides rentrant dans le domaine d'ébullition du solvant et de constituants lourds comprenant une fraction de queue contenant une suspension de particules de charbon n? ayant pas réagies, de cendre et d'autres résidus solides. Les matières rentrant dans le domaine d'ébullition du solvant sont encore traitées dans une zone d'hydrogénation par solvant catalytique de manière à produire un solvant donneur d'hydrogène en vue de son recyclage vers la zone de liquéfaction et de la formation de produits liquides supplémentaires. Les matières correspondant à la gamme d'ébullition de solvant qui sont envoyées dans l'appareil dthydrogénation de solvant dans des procédés du type décrit ci-dessus sont très aromatiques. L'hydrogénation partielle de ces matières sur un catalyseur tel que du molybdate de cobalt produit des substances aromatiques hydrogénées telles que de l'indane,des tétrahydronaphtalènes à 10 à 12 atomes de carbone,des acénaphtènes à 12 et 13 atomes de carbone, des di-,tétra- et octahydroanthracènes,des tétrahydroacénaphtènes,des crysènes , des phénanthrènes, des pyré- nes et des substances semblables. Ces substances aromatiques hydrogénées contiennent de l'hydrogène qui peut réagir avec les radicaux libres comme décrit ci-dessus.Des expériences de laboratoire et des études en installation pilote ont montré que la concentration en hydrogène contenue dans le solvant devait etre maintenue à un haut niveau pour obtenir de bons rendements de liquéfaction. Lorsque cette concentration tombe en dessous d'environ 2% en poids,basé sur la quantité de charbon introduite dans le réacteur de liquéfaction,le rendement de liquéfaction a tendance à diminuer. On a proposé d'améliorer les opérations de liquéfaction de charbon en utilisant un catalyseur dthydrogénation dans la zone de liquéfaction. Comme catalyseur,on utilise en particulier des composés de cobalt,de molybdène,de de nickel,d'étain,de fer et de métaux semblables déposés sur les supports tels que de l'alumine, de la magnésie,de la silice, etc. On a également proposé d'utiliser dans ce but de la cendre de charbon et des matières analogues qui semblent avoir une bonne activité catalytique lorsqu'on les utilise à cette fin. On a proposé différentes mesures pour effectuer la réaction de liquéfaction en présence de particules de catalyseur solide. On a également proposé d'imprégner le charbon avec des solutions d'une matière catalytiquement active avant la phase de liquéfaction.Cependant,en général,on a constaté que les catalyseurs ont seulement une efficacité limitée dans des procédés faisant intervenir des solvants donneurs d'hydrogène et que l'augmentation des frais résultant de l'emploi d'un catalyseur peut être difficile à justifier. L'invention concerne un procédé perfectionné faisant intervenir un solvant donneur d'hydrogène pour lahiquéfaction de charbon et de substances solides carbonées semblables,ce procédé permettant d'obtenir de plus grands rendements en hydrocarbures liquides que les procédés connus. Ce procédé perfectionné est basé en partie sur le fait que des matières qui catalysent lthydrogéna- tion de composés atomatiques en vue de former des substances hydroaromatiques aux températures normalement utilisées dans la phase d'hydrogénation de solvant des procédés de liquéfaction de charbon par solvant donneur d'hydrogène ont tendance à se comporter comme des catalyseurs de déshydrogénation aux températures plus élevées qui sont normalement employées dans la phase de liquéfaction intervenant dans de tels procédés.L'activité de déshydrogénation pendant la liquéfaction limite le degré d'hydrogénation in situ du solvant par de l'hydrogène moléculaire à l'intérieur du réacteur de liquéfaction et se traduit par de plus faibles concentrations en hydrogène libérable que ce qui pourrait être obtenu autrement. Cela limite également le degré de conversion du charbon pendant la phase de liquéfaction et on enregistre une réduction des rendements en produits liquides. Selon l'invention,il est possible de remédier aux difficul tés mentionnées ci-dessus et rencontrées pour la phase de liquéfaction de charbon et d'autres substances solides carbonées par solvant donneur d'hydrogène en utilisant une matière catalytiquement active servant à favoriser l'hydrogénation dans la zone de liquéfaction et en maintenant la concentration de cette matière à un niveau plus élevé en aval de la zone de liquéfaction qu'en amont. Le solvant donneur d'hydrogène qui est recyclé vers la zone de liquéfaction à partir de la zone d'hydrogénation de solvant a normalement une teneur relativement élevée en substances hydroaromatiques et en conséquence l'équilibre thermodynamique en amont de la zone de liquéfaction favorise la déshydrogénation des substances hydroaromatiques pour former des composés aromatiques. A mesure que le solvant progresse dans la zone de liquéfaction2 il produit de l'hydrogène libérable et les composants hydroaromatiques qui existent dans le solvant entrant sont convertis en composés aromatiques. En aval de la zone considérée,la concentration en substances hydroaromatiques est normalement relativement basse et en conséquence l'équilibre thermodynamique favorise normalement l'hydrogénation des substances aromatiques pour produire des substances hydroaromatiques. En introduisant la matière catalytique en aval de la zone de liquéfaction en un point où l'équilibre thermodynamique favorise l'hydrogénation des substances aromatiques et maintient par conséquent un certain gradient de concentration en catalyseur dans le réacteur,l'activité d'amélioration d'hydrogénation de la matière catalytique peut etre utilisée pour maintenir une concentration relativement élevée en hydrogène libérâble dans la zone de liquéfaction. Cette plus forte concentration en hydrogène libérable permet d'augmenter la conversion du charbon ou d'une autre matière première et d'obtenir de plus hauts rende mentis en produits liquides. On peut mettre en pratique le procédé selon l'invention avec une diversité de solvants donneurs d'hydrogène. Cependant il est normalement préférable d'utiliser un solvant dérivé du charbon et contenant au moins 30% en poids de composés qui sont considérés comme des donneurs d'hydrogène à d températures comprtses entre environ 370 et 480dC, Des solvants contenant au moins 50% en poids de tels composés sont particulièrement efficaces. De meme,on peut employer une diversité de matières catalytiquement actives qui favorisent l'hydrogénation de substances aromatiques pour former des substances hydroaromatiques dans des conditions de liquéfaction. Comme matières appropriées , on peut citer les minéraux contenant du fer, du nickel,du cobalt,du cuivre du zinc, du tungstène, du chrome, etc.Parmi les minéraux de ce type,on peut citer la pyrite,la mélantérite, la bornite, la chalcocite, la pyrrhotite,la smithsonite, la sphalerite, etc. I1 est à rappeler que la composition de tels minéraux peut différer d'un endroit à un autre et que l'activité catalytique peut varier considérablement sous l'effet de petites différences de composition. On doit par conséquent normalement effectuer des essais pour déterminer l'activité catalytique avant de choisir une substance minérale comme catalyseur. D'autres matières pouvant être utilisées contiennent des substances minérales catalytiquement actives qui sont récupérées à partir du charbon liquéfié ou à partir d'autres charbons. Comme indiqué ci-dessus,on sait que les constituants de formation de cendres de nombreux charbons et substances solides carbonées semblables favorisent l'hydrogéna- tion catalytique de substances aromatiques pour produire des substances hydroaromatiques.On peut également utiliser dans le cadre de l'invention des catalyseurs d'hydrogénation préparés,tels que ceux formés de métaux des groupes VI-B et VIII de la Classification E ériodique. Ces catalyseurs comprennent typiquement un support formé d'alumine ou de silice-alumine et portant un ou plusieurs oxydes ou sulfures métalliques du groupe du fer en combinaison avec un ou plusieurs oxydes ou sulfures métalliques du groupe VI-B,par exemple les catalyseurs d'hydrotraitement à base de cobalt-molybdène et de nickel-molybdène. On peut aussi employer d'autres composés organiques et minéraux qui se sont avérés avoir une activité catalytique sur l'hydrogénation de substances aromatiques en substances hydroaromatiques dans des conditions de liquéfaction du charbon.On a décrit dans la littérature technique des solvants donneurs d'hydrogène et des matières catalytiques appropriées pour la mise en pratique de l'invention. La phase de liquéfaction intervenant dans le procédé selon l'invention est normalement réalisée dans deux ou plusieurs réacteurs de liquéfaction à écoulement ascendant,ces réacteurs étant branchés en série mais pouvant également être disposés différemment. Le gradient de concentration nécessaire de la matière catalytiquement active peut être établi et maintenu en introduisant une matière catalytiquement active en aval de la zone de liquéfaction ou bien en extrayant une matière catalytiquement active en amont de ladite zone et en introduisant cette matière ou bien une matière catalytiquement active différente en aval de ladite zone.Si le charbon ou une autre matière carbonée à liquéfier contient une substance minérale ayant peu ou pas d'activité catalytique,on introduit normalement en aval de la zone de liquéfaction une matière catalytiquement active qui favorise l'hydrogé- nation des substances aromatiques pour former des substances hydroaromatiques. Si d'autre part la substance minérale existant dans le charbon a une assez forte activité catalytique dthydrogéna- tion,des constituants minéraux sont normalement extraits de la partie située en amont de la zone de liquéfaction et cette même matière ou un autre catalyseur peut être introduiteen aval de la zone .Le procédé utilisé pour extraire la substance minérale et pour ajouter le catalyseur est fonction dans une large mesure du type particulier de réacteur employé et il peut être modifié si nécessaire. Le procédé selon l'invention offre de nets avantages par rapport aux procédés de liquéfaction connus du fait qu'il permet d'obtenir de bien meilleurs rendements en produits liquides que les autres procédés. Cela se traduit également par une bien meilleure efficacité opératoire,une bien meilleure utilisation globale du carbone et des coûts de production plus faibles. I1 en résulte que le domaine d'application du procédé est élargi. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description,donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence au dessin unique annexé qui représente schématiquement une installation pour la mise en pratique du procédé de liquéfaction de charbon selon l'invention. Le procédé mis en évidence sur le dessin est un procédé de liquéfaction avec solvant donneur d'hydrogène suivant lequel on liquéfie du charbon bitumineux,du charbon sous-bitumineux, de la lignite ou une autre matière première solide,carbonée et liquéfiable , en faisant entrer en contact cette matière avec de l'hydrogène moléculaire et avec un solvant donneur d'hydrogène dans des conditions de liquéfaction. L'effluent de liquéfaction est séparé en un courant de tête contenant des vapeurs et des gaz et qui est recyclé avec l'hydrogène d'appoint après l'élimination des impuretés des hydrocarbures condensables et un courant liquide qui peut être fractionné pour produire des hydrocarbures dans la gamme d'ébullition du solvant ainsi qu'une fraction lourde de queue contenant des constituants ayant normalement un point d'ébullition supérieur à environ 5380C.Les liquides correspon - dant à la gamme d'ébullition du solvant sont hydrogénés en vue de produire un solvant recyclable et le courant de queue est introduit dans un appareil de pyrolyse en vue de l'obtention de produits liquides supplémentaires et de coke qui est gazéifié pour engendrer de l'hydrogène utilisable dans le procédé. Il est évident que l'invention n'est pas limitée à ce processus particulier de liquéfaction par solvant donneur d'hydrogène et qu'on pourrait aussi bien l'appliquer dans diverses autres opérations de liquéfaction qui font intervenir des solvants donneurs d'hydrogène. Dans le procédé mis en évidence sur le dessin,la matière première constituée par le charbon est introduite dans l'installation par l'intermédiaire du conduit 10 en provenance d'une zone de stockage de charbon ou de préparation de matière première,non représentée ,le charbon étant déchargé dans un appareil de séchage de suspension 11 où on prépare une suspension formée par les substances solides dans un solvant donneur d'hydrogène qui est introduit par l'intermédiaire du conduit 12. Le charbon utilisé contient normalement des particules solides de charbon bitumineux, de charbon sous-bitumineux,de lignite ou d'un mélange de deux ou plusieurs desdites matières,d'une granulométrie inférieure ou égale à 6,4 mm. I1 est généralement préférable d'utiliser du charbon qui a été broyé et criblé à une granulométrie d'environ 2,38 mm ou moins. L'appareil de séchage de suspension comprend normalement un tambour d'agitation dans lequel le charbon est mis en suspension dans un solvant donneur d'hydrogène à l'état chaud suivant un rapport d'environ 0,8 à 2 kg de solvant par kg de charbon sec. La température de l'appareil est maintenue à une valeur comprise entre 120 et 1750C par recyclage d'une partie de la suspension extraite par l'intermédiaire du conduit 13 à l'aide d'une pompe à suspension 14. Le courant recyclé passe par le conduit 15 et l'échangeur de chaleur 16 et il est réintroduit dans le tambour de séchage de suspension par l'intermédiaire du conduit 17 L'humidité présente dans le charbon introduit est vaporisée à la température du tambour et elle est évacuée par l'intermédiaire du conduit 18.Ce courant de vapeur contient normalement une certaine quantité de solvant qui a été vaporisée avec l'eau et en conséquence on la fait généralement passer dans un équipement de transfert de chaleur,non représenté sur le dessin,afin de faire condenser le solvant et de permettre sa récupération. I1 est normalement préférable de faire fonctionner l'appareil de séchage de suspension de manière que la teneur en eau de la suspens ion soit maintenue à un niveau inférieur à environ 2% en poids. Comme indiqué précédemment,le solvant donneur d'hydrogène qui est utilisé lors de la préparation de la suspension est normalement constitué par un solvant dérivé du charbon,de préférence un solvant recyclé et hydrogéné qui contient au moins 30% en poids de composés qui sont considérés comme des donneurs d'hydrogè- ne à des températures comprises entre environ 370 et 4820C. ou plus.Des solvants contenant au moins 50% en poids de composés tels que de l'indane,des tétrahydronaphtalènç à 10 à 12 atomes de carbone,des acénaphtènes à 12 et 13 atomes de carbone,des di tdtra- et octahydroanthracènes , des tétrahydroacénaphtènes,des crysènes,des phénanthrènes, des pyrènes et autres dérivés d'hydrocarbures aromatiques partiellement saturés conviennent parfaitement bien.La composition de solvants résultant de l'hydrogénation de fractions solvant recyclé qui sont produites dans le processus est fonction dans une certaine mesure du charbon particulier utilisé comme matière première,des phases opératoires et des conditions adoptées ainsi que des conditions utilisées pour hydrogéner le solvant choisi pour être recyclé après la liquéfaction. Il est généralement préférable de mélanger le solvant avec le charbon constituant la matière première dans un rapport compris entre environ 1,0 et 1,5 kg de solvant par kg de charbon sec. Le solvant utilisé lors de la mise en route initiale de l'installation et le solvant d'appoint éventuellement nécessaire peuvent être introduits dans l'installation par l'intermédiaire du conduit 19.En marche norvale,on produit dans le procédé un excès d'hydrocarbures liquides dans la gamme d'ébullition du solvant et en conséquence l'addition de solvant d'appoint n'est ordinairement pas nécessaire. On fait passer la-suspension de solvant non recyclé dans le tambour de préparation de suspension dans le conduit 20 et dans la pompe à suspension 21 où la pression est portée jusqu'à la pression de liquéfaction qui est comprise entre environ 70 et 210 kg/cm2, de préférence entre environ 105 et 175 kg/cm2.0n introduit un gaz de traitement à haute pression,composé essentiellement d'hydrogène mais contenant également de plus petites quantités d'oxyde de carbone,dans la suspension sortant de la pompe par l'intermédiaire du conduit 22 en quantité suffisante pour fournir entre envi et 8 en poids, de préférence entre 2 et 7% en poids d'hydrogène moléculaire en se basant sur un charbon exempt d'humidité et de cendre.On fait ensuite passer le courant résultant dans un four de préchauffage de mélange 23 où il est porté à une température comprise entre environ 400 et 5100C ou plus. Au lieu de ce processus de chauffage,on peut préchauffer séparément le gaz de traitement dans un four, non représenté sur le dessin,puis le mélanger avec la suspension chaude en aval du four 23. La suspension chaude contenant des particules de charbon en suspension,le solvant donneur d'hydrogène et l'hydrogène molé par 24, culaire,Parviennent/ l'intermédiaire du conduit/dans le premier d'une série de réacteurs de liquéfaction 25,26,27 et 28 à écoulement ascendant. Bien qu'on ait représenté quatre réacteurs,il va en de soi qu'on peut employer un nombre plus ou moins grand. On peut également utiliser dans certains cas des réacteurs d'autres types. A l'intérieur des réacteurs de liquéfaction, qui constituent tous une seule zone de liquéfaction,on maintient des températures comprises entre 400 et 5100C et des pressions comprises entre environ 70 et 210 kgZcm2,et de préférence entre environ 105 et 175 kg/cm2.Le temps de séjour du liquide dans la zone de li quéfaction est normalement compris entre environ 5 et 100 minutes} de préférence entre environ 10 et 60 minutes. Dans ces conditions de liquéfaction,des constituants de haut poids moléculaire du charbon introduit à l'entrée sont décomposés et hydrogénés pour former des gaz,des vapeurs et des liquides de poids moléculaire inférieur. Les produits liquides contiennent des constituants lourds ayant des points d'ébullition supérieurs à environ 5380C à la pression atmosphérique.Du charbon non converti et des substances solides contenant des constituants de formation de cendre subsistant après la conversion sont également présents.Le solvant donneur d'hydrogène fournit des atomes d'hydrogène qui réagissent avec des radicaux organiques libérés à partir du charbon et qui empêchent leur recombinaison. L hydrogène se trouvant dans le gaz de traitement injecté dans la suspension sert å compenser l'hydrogène contenu dans les molécules épuisées du solvant donneur d'hydrogène et il permet la formation de molécules donneuses d'hydrogènes supplémentaires par hydrogénation in situ.Il peut également se produire une certaine hydrogénation directe des radicaux de charbon par l'hydrogène contenu dans le gaz de traitement.On choisit les conditions opératoires dans la zone de liquéfaction pour produire une quantité suffisante de précurseurs donneurs d'hydrogène et simultanément pour former une quantité suffisante de produits liquides pour assurer un fonctionnement correct de la zone d'hydrogénation de solvant qui va être décrite dans la suite. On peut modifier ces conditions si nécessaire. La concentration en hydrogène libérable du solvant se trouvant dans la suspension introduite dans le réacteur de liquéfaction 25 est normalement comprise entre environ 2 et 3% en poids, ces valeurs étant basées sur le charbon se trouvant dans la suspension. Cela représente un excès de substances hydroaromatiques au-dessus de la valeur d'équilibre et pour une température de liquéfaction comprise entre environ 400 et 5100C.Des composants ferreux ou d'autres constituants catalytiquement actifs se trouvant dans la matière minérale du charbon et qui ont tendance à favoriser des réactions d'hydrogénation et de déshydrogénation assurent dans ces conditions la déshydrogénation des substances hydroaromatiques pour libérer de l'hydrogène moléculaire et pour former les composés aromatiques correspondants,ce qui se traduit par une réduction de la concentration en hydrogène libérable dans le système. Cette déshydrogénation,la conversion de substances hydroaromatiques en substances aromatiques et la libération d'hydrogène moléculaire par action catalytique sont accompagnées par une déshydrogénation des substances hydroaromatiques par suite de la réaction entre l'hydrogène libérable des composés hydroaro mastiques et des radicaux libres libérés à partir du charbon du fait d'un craquage thermique et d'autres réactions. La déshydrogénation catalytique qui se produit dans le réacteur 25 diminue la quantité dthydrogène libérable qui est dis ponible pour une réaction avec les radicaux libres et réduit par conséquent le rendement global du procédé dans cette partie initiale de la zone de liquéfaction. On atteint finalement un point, situé normalement à peu près au milieu de la zone de liquéfaction,pour lequel la déshydrogénation et la perte d'hydrogène libérable ont progressé suffisamment pour qu'un équilibre thermodynamique ait plus une action favorable sur des substances hydroaromatiques que sur des substances aromatiques. A ce moment,la déshydrogénation catalytique due à la présence d'une matière minérale catalytiquement active dans le charbon et dans les résidus de charbon cesse et la réaction d'hydrogénation inverse est amorcée.L'hydrogène moléculaire contenu dans le courant introduit dans la zone de liquéfaction réagit avec des composés aromatiques se trouvant dans le solvant pour produire des substances hydroaromatiques de sorte que la quantité d'hydrogène libérable dans le solvant a tendance à augmenter. Cette obtention d'hydrogène libérable a tendance à contrebalancer la consommation de cet hydrogène par des réactions sur des radicaux libres provenant du charbon et à maintenir une quantité suffisante d'hydrogène libérable pour que la liquéfaction se poursuive sans production de quantités excessives de coke et de gaz. Des études ont montré qu'il est particulièrement important qu'il existe une quantité appropriée d'hydrogène libérable à proximité de la sortie de la zone de liquéfaction si on veut obtenir des rendements satisfaisants de production de liquides à partir des charbons.La quantité d'hydrogène libérable existant en un point quelconque de la zone de liquéfaction peut être déterminée par prélèvement d'échantillons du solvant en ce point,par analyse des échantillons pour déterminer des quantités relatives des divers composés aromatiques et hydroaromatiques présents7 puis en calculant la concentration en hydrogène libérable. Dans le procédé selon l'invention,on maintient dans la zone de liquéfaction un gradient de concentration en matière catalytiquement active qui a tendance à favoriser des réactions d'hydrogénation et de déshydrogénation dans des conditions de -iquéfaction de sorte que la concentration de cette matière est plus fate dans la région d'aval placée à proximité de la sortie de la zone de liquéfaction que dans la région d'amont placée à proximité de l'entrée de cette zone de liquéfaction. Ce problème peut être résolu de différentes manières,en fonction de la composition de la matière minérale associée au charbon introduit. Les variations de composition de la matière minérale sont mises en évidence par les analyses de deux charbons typiques qui peuvent être utilisés à des fins de liquéfaction.Un de ces charbons est un charbon bitumineux de 1 > Est tandis que l'autre est un charbon sous-bitumineux de l'Ouest des Etats-Unis. Les analyses sont indiquées dans le tableau I ci-dessous. TABLEAU I Compositions de charbons Charbon n06 Charbon Wyodak Illinois ~~~~~~~~~~~~~~~ Analyse finale en pourcentage en poids à sec Carbone 70,1 68,5 Hydrogène 5,1 4,9 Oxygène (par différence) 10,6 17,2 Azote 1,2 0,5 Soufre 4,1 1,1 Cendre (cendre exempte de S03) 8,9 (88) 7,8 (6,6) Total 100,0 100,0 Teneur en humidité,% en poids (brut de réception) 14,0 29 Pouvoir calorifique supérieur cal.kg/sec) 6958 6450 Analyse des cendres (exemptes de SO ), % en poids d'oxydes,cendres sèches p205 0,2 0,8 SiO2 53,2 35,2 Fe203 19,5 5,3 A1203 18,9 22,9 iO2 1,0 1,5 CaO 3,2 25,3 MgO 1,2 7,0 Na20 0,8 1,0 K20 2,0 1,0 Total 100,0 100,0 Il est à noter à partir du tableau indiqué ci-dessu que le charbon n06 de l'Illinois contient bien plus de fer que le charbon Wyodak. Toutes choses égales par ailleurs,on voit par conséquent que la matière minérale contenue dans le charbon de l'Illinois est beaucoup plus catalytiquement active que celle du charbon Wyodak.Comme indiqué précédemment,une matière minérale contenue dans du charbon contient normalement de nombreux métaux différents,notamment un grand nombre de métaux à l'état de trace qui ne sont pas indiqués dans les analyses données ci-dessus Comme métaux autres que ceux indiqués ci-dessus et qui peuvent se trouver dans la matière minérale,on peut citer le lithium, le rubidium,le strontium, le baryum, le bismuth,le beryllium,le cobalt,le cuivre,le chrome, le manganèse, le molybdène,le plomb, l'an*imoine,le tungstène,le zinc, le zirconium,etc. Les quantités dans lesquelles interviennent ces métaux peuvent varier considérablement d'un charbon à un autre et en conséquence on ne peut pas prédéterminer commodément l'activité catalytique de matière minérale contenue dans un charbon particulier.Cependant,on peut facilement définir cette activité catalytique en chauffant des échantillons du charbon en présence d'un solvant donneur ou bien d'un mélange de substances aromatiques et hydroaromatiques en opérant dans des conditions controlées et en observant l'effet sur la composition du solvant ou du mélange. Dans le cas de charbons qui contiennent une matière minérale ayant une activité catalytique relativement élevée,il est normalement avantageux d'extraire des substances solides ayant une teneur en matière minérale relativement élevée de la région initiale située en amont du point médian de la zone de liquéfaction. Dans l'installation représentée sur le dessin,cette matière minérale est extraite du réacteur de liquéfaction 25 par l'intermédiaire du conduit 30 comportant une vanne 31 et à partir du réacteur de liquéfaction 26 par l'intermédiaire du conduit 32 comportant une vanne 33. Les substances solides peuvent être extraites de différentes manières. On a utilisé par exemple un système qui permet d'éliminer un courant de liquide et de solides à partir d'un point situé à proximité de l'extrémité inférieur du réacteur,d'injecter une quantité suffisante de gaz de traitement ou de solvant dans le conduit de prélèvement pour produire une séparation partielle des solides relativement légers ayant une faible teneur en matière minérale par rapport aux solides relativement lourds ayant une forte teneur en matière minérale par décantation,à renvoyer les matières légères dans le réacteur avec le fluide de décantation et à récupérer les matières lourdes en vue de les décharger de l'installation par l'intermédiaire du conduit 34 et/ou 35,ou bien à les recycler vers la zone de liquéfaction par l'intermédiaire du conduit 36 ou 37,comme cela sera décrit dans la suite.Pour simplifier le dessin,on n'a pas représenté les conduits d'injection du fluide de décantation. On connait des systèmes de décantation appropriés et en conséquence on a jugé inutile de représenter les conduits correspondants.On peut utiliser un autre système, non représenté sur le dessin,qui consiste à faire passer un courant de fluide et de solides extrait du réacteur par l'intermédiaire d'un hydrocyclone ou d'un dispositif semblable opérant de manière que la majeure partie du fluide et des solides les plus légers soit prélevée en tête du dispos i- tif alors que les solides plus lourds,qui ont une teneur en matière minérale relativement grande,sont déchargés sous la forme d'un courant de souécoulement qui peut être évacué de l'installation ou bien recyclé dans la zone de liquéfaction. I1 va de soi qu'il est possible d'utiliser encore d'autres systèmes bien connus des spécialistes en la matière. La quantité de solides qui sont évacués du réacteur de liquéfaction dépend en partie de la composition de la matière minérale contenue dans le charbon,des conditions opératoires dans le réacteur et d'autres facteurs mais elle est normalement comprise entre environ 1 et 10%, ces valeurs étant basées sur le poids de solides introduits dans le réacteur. Il n'est pas nécessaire que la même quantité de solides soit extraite de chaque réacteur dans la région d'amont de la zone de liquéfaction. Le degré optimal d'extraction pour une opération particulière peut être facilement déterminé. L'extraction de solides à partir d'un ou plusieurs réacteurs de liquéfaction comme décrit ci-dessus permet, dans le cas de charbons contenant une matière minérale catalytiquement active, de réduire la quantité de la dite matière dans la région initiale de l'installation. La plus faible concentration dans cette région initiale de l'installation a tendance à réduire le degré de deshydrogénation catalytique des substances hydroaromatiques et par conséquent à augmenter la quantité d'hydrogène libérable se trouvant dans la région initiale de la zone de liquéfaction. Même dans le cas de charbons contenant peu ou pas de substances minérales catalytiquement actives,cette extraction de solides peut être avantageuse du fait qu'elle permet d'éliminer la cendre de l'installation et d'améliorer les conditions de fonctionnement en aval. Comme indiqué précédemment,les réactions qui se déroulent dans la zone de liquéfaction produisent normalement une réduction de la teneur en hydrogène libérable dans le solvant quand il progresse dans ladite zone. L'importance de ce processus dépend entre autres facteurs de l'activité catalytique de la matière minérale se trouvant dans le charbon,de la quantité de cette matière minérale, de la température régnant dans-la zone de liquéfaction de la quantité d'hydrogène moléculaire existant et d'autres facteurs. L'équilibre thermodynamique entre les substances aromatiques et les substances hydroaromatiques varie avec la température. Cela a été mis en évidence par les valeurs d'équilibre thermodynami que obtenues pour des composés purs à des températures différentes comme indiqué dans le tableau II ci-dessous. TABLEAU Il Valeurs d'équilibre pour des composés purs Composé aromatique % molaire de saturation du pre mier noyau 3700C 4490C Naphtalène 95 70 Phénanthrène 100 65 Pyrène 65 10 Le tableau ci-dessus montre que le degré de saturation de premier noyau pour le naphtalène,le phénanthrène et le pyrène diminue quand la température augmente. Ces composés existent normalement dans des solvants dérivés du charbon qui sont utilisés dans les opérations de liquéfaction et les températures indiquées sont celles qui peuvent être employées dans des opérations de liquéfaction et d'hydrogénation de solvants. Aux températures supérieures utilisées~dans les opérations de liquéfaction,les composés sont moins saturés et ils contiennent par conséquent beaucoup moins d'hydrogène libérable.Un autre exemple de réduction de l'hydrogène libérable est donné par les résultats suivants concernant une installation pilote,ces résultats ayant été obtenus pour une température de 4499C dans le réacteur de liquéfaction et pour une température de 370du dans le réacteur d'hydrogénation. Les résultats indiquent la concentration de tétraline dans le solvant donneur Q'hydrogène à l'entrée et à la sortie d'un réacteur de liquéfaction de charbon.Les données indiquées correspondent à la fois au charbon n06 de l'Illinois et au charbon Wyodak. TABLEAU III Rapport entre substance h ydroaromatigue/aromatî que dans un solvant donneur d'hydrogène. % molaire,tétraline/(tétraline et naphtalène Solvant donneur Charbon Illinois Charbon Wyodak entrée du réacteur 86 72 sortie du réacteur 56 21 Les résultats donnés ci-dessus montrent que le pourcentage molaire de tétraline dans le solvant,exprimé comme un pourcentage de la quantité totale du tétraline et de naphtalène,est sensiblement moins grand dans le solvant sortant du réacteur qu'à l'entrée de ce dernier à la fois pour le charbon de l'Illinois et pour le charbon Wyodak. On a constaté dans les deux cas que la concentration en tétraline hydroaromatique était en dessous de la concentration correspondant à l'équilibre thermodynamique pour la température de fonctionnement du réacteur.Ceci démontre que le solvant est déshydrogéné après le point d'équilibre thermodynamique en cours de liquéfaction et que l'hydrogénation est par conséquent favorisée en aval de la zone de liquéfaction. L'hydrogénation catalytique de substances aromatiques pour former des substances hydroaromatiques est favorisée dans le procédé selon l'invention par addition de matières catalytiquement actives d'amélioration d'hydrogénation dans la zone de liquéfaction,en aval de son point central. Comme indiqué précédemment,la matière catalytiquement active utilisée peut être une matière minérale récupérée à partir du charbon en train d'être liquéfié ou bien à partir d'un autre charbon,une matière minérale peu coûteuse telle que de la pyrite (FeS2) ou de la mélantérite (FeS04.7H20) ou bien une matière semblable ayant une bonne activité d'hydrogénation catalytique,un catalyseur d'hydrogénation préparé tel que du molybdate de cobalt sur de l'alumine ou une substance semblable,ou bien un composé organique ou minéral possédant une bonne activité d'hydrogénation catalytique. Dans des cas où le charbon liquéfié contient des constituants de formation de cendre qui sont catalytiquement actifs de manière à favoriser l'hydrogénation de substances aromatiques en substances hydroaromatiques,les solides extraits de la région initiale de la zone de liquéfaction par l'intermédiaire du conduit 36, du conduit 37,ou bien des deux conduits, peuvent être recyclés en aval de la zone de liquéfaction en entraînant avec eux du solvant recyclé provenant du conduit 38 ou bien du solvant d'appoint qui a été introduit par le conduit 39 et qui traverse la suspension résultante en passant par le conduit 40, la pompe 41,le conduit dtinjection 42 comportant la vanne 43,le conduit d'injection 44 comportant la vanne 45 ou bien simultanément par les deux conduits d'injection.Lorsqu'on utilise comme catalyseur une matière minérale ou de la cendre produite à partir d'un charbon différent,ou bien un catalyseur préparé ou bien un autre catalyseur externe,on peut introduire dans l'installation la matière catalytique par l'intermédiaire du conduit 46, - cette matière étant entraînée dans le solvant et étant injectée dans le réacteur 27,dans le réacteur 28 ou bien dans les deux réacteurs en aval de la zone de liquéfaction. I1 est souvent avantageux d'utiliser une matière minérale dérivée d'un charbon autre que celui en train d'être liquéfié du fait que cette matière est fréquemment disponible avec peu ou pas de frais supplémentaires et du fait qu'une substance carbonée associée à cette matière minérale peut être liquéfiée de façon à augmenter la production en substances liquides tirées du charbon. Dans certains cas, il peut être avantageux de liquéfier deux types différents de charbon dont l'un contient des matières minérales catalytiquement actives et dont l'autre contient des matières minérales inactives,le charbon qui contient la matière minérale relativement inerte étant introduit dans la région initiale de la zone de liquéfaction et celui qui contient la matière catalytiquement active étant introduit plus loin dans la zone de liquéfaction. Cornu autres matières catalytiquement actives qui peuvent être utilisées pour catalyser la réaction d'hydrogénation,on peut citer des produits lourds de queue produits lors de la liquéfaction de charbons contenant des matières catalytiquement actives ainsi que la cendre produite par pyrolyse ou gazéification de ces charbons.L'emploi de telles matières permet non seulement de favoriser lthydrogénation mais également de récupérer le carbone contenu dans les produits de queue ou dans la cendre et qui pourrait autrement être perdu. Comme indiqué par le conduit 47,des produits de queue de liquéfaction ou une matière semblable peuvent être introduits dans un courant de solvant et ultérieurement injectés dans un ou plusieurs réacteurs de la région d'aval de la zone de liquéfaction absolument de la même manière que des catalyseurs d'hydrogénation préparés et d'autres matières catalytiquement actives. On peut prévoir dans ce but une série de buses d'injection,comme cela est bien connu dans la technique. La quantité de matière catalytiquement active qui est introduite dans la région d'aval de la zone de liquéfaction n'est pas très critique puisque même de petites quantités de la dite matière ont un effet bénéfique. Cependant,en général, il est préférable d'introduire cette matière en concentrations comprises entre environ 1 et 10% en poids,cette valeur étant basée sur le poids de solides introduits dans la zone de liquéfaction. La quantité optimale est fonction en partie de la matière catalytiquement active emp-.loyée en particulier et on peut la déterminer commodément.En présence d'une telle matière, il se produit une hydrogénation des substances aromatiques par l'hydrogène moléculaire en vue de la formation de substances hydroaromatiques,ce qui augmente la quantité d'hydrogène libérable existant dans l'installation et ce qui permet de produire une plus grande quantité de liquides. Une injection du catalyseur dans ladite région de la zone de liquéfaction permet d'établir un gradient de concentration tel que la concentration de matière catalytiquement active dans la région finale de la zone de liquéfaction soit plus grande que dans la région initiale. Comme indiqué précédemment, un tel gradient peut être établi par addition d'une matière catalytiquement active dans la région finale de la zone de liquéfaction ou bien en extrayant de la matière catalytiquement active de la région initiale et en introduisant cette matière dans la région finale. L'effluent provenant de la zone de liquéfaction est extrait du réacteur 28 par l'intermédiaire du conduit 50. Ce courant contient normalement des produits gazeux tels que de l'oxyde de carbone,du gaz carbonique,de l'ammoniac, de lthydrogè- ne,du chlorure d'hydrogène,du sulfure d'hydrogéne,du méthane,de l'éthane, de l'éthylène, du propane, du propylène, etc. I1 contient également du solvant,des liquides tirés du charbon et allant de matières rentrant dans une gamme d'ébullition correspondant au naphta jusqu'à des produits lourds de liquéfaction ayant normalement un point d'ébullition supérieur à 5380C,ainsi que des solides entraînés comprenant du charbon n'ayant pas réagi, des cendres résiduelles et de la matière catalytiquement active précédemment injectée. Ce courant s'écoule à partir du conduit 50 dans un séparateur d'effluent 51 où il est séparé en un courant gazeux de tête qui sort par l'intermédiaire du conduit 52 et un courant liquide qui sort par l'intermédiaire du conduit 53. Bien qu'on ait représenté un seul séparateur,on peut prévoir deux séparateurs ou plus. I1 est prévu normalement un échangeur de chaleur qui permet la condensation des liquides et la récupération de la chaleur en vue de produire de la vapeur aux endroits appropriés de l'installation. Le courant de vapeur sortant du séparateur 51 par l'in- termédiaire du conduit 53, après avoir passé dans un équipement de récupération de chaleur non représenté, est introduit dans un dispositif de lavage 54 où les vapeurs entrent en contact avec de l'eau et avec un produit absorbant ou solvant tel que de la diéthanolamine en vue d'éliminer le sulfure dthydrogène,le gaz carbonique et d'autres gaz acides d'une manière classique. Les hydrocarbures condensés à partir des vapeurs sont récupérés sous la forme d'un condensat par l'intermédiaire du conduit 55 et les gaz sortent en tête par l'intermédiaire du conduit 56. Une partie du courant gazeux est normalement purgée par l'intermédiaire d'un conduit 57 afin dtempêcher une accumulation excessive d'oxyde de carbone,d'hydrocarbures légers et d'autres impuretés. De l'hy- drogène d'appoint est introduit dans le courant gazeux par l'intermédiaire d'un conduit 58, les gaz sont comprimés dans le compresseur 59 à une pression suffisante pour permettre leur recyclage et on fait passer le courant à haute pression dans le conduit 22 de manière à injecter dans la suspension introduite dans le four de préchauffage 23 . Il est évident que le processus n' est pas limité au système particulier de traitement de gaz qui a été représenté sur la figure et qu'on peut employer le cas échéant des dispositifs de lavage séparés ou des équipe ments semblables et des solvants autres que la diéthanolamine ou ajoutés à celle-ci. Les liquides récupérés à partir de l'effluent sortant du réacteur de liquéfaction par l'intermédiaire du conduit 52 passent dans des détendeurs et dans un équipement d'échange de chaleur non représentés sur les dessins puis ils sont introduits dans un appareil de fractionnement atmosphérique 60. Dans cet appareil,le courant liquide est fractionné essentiellement à la pression atmosphérique de manière à produire un courant de tête formé essentiellement d'hydrocarbures gazeux légers qui sont récupérés par l'intermédiaire du conduit 61, un courant de naphta ayant un point d'ébullition pouvant atteindre 205 C et sortant par le conduit 62, un courant liquide intermédiaire ayant un point d'ébullition compris entre environ 205 et 3700C et qui est évacué par l'intermédiaire du conduit 63 et une fraction plus lourde ayant un point d'ébullition normalement supérieur à environ 3704C et qui est évacuée par l'intermédiaire du conduit 64. On n'a pas représenté sur le dessin les pompes,les échangeurs de chaleur et d'autres appareils auxiliaires associés à l'appareil de fractionnement atmosphérique. On peut utiliser les gaz de tête comme gaz combustible ou bien dans d'autres buts. Le courant de naphta peut être évacué sous la forme d'un produit ou bien en variante il peut être mélangé au courant à point d'ébullition intermédiaire passant dans le conduit 63 et être introduit dans l'unité d'hydrogénation de solvant comme cela sera décrit dans la suite.On fait passer la fraction plus lourde récupérée par l'intermédiaire du conduit 64 dans un four de préchauffage 65 puis par l'intermédiaire d'un conduit 66 dans un appareil de fractionnement sous vide 67. En variante, la fraction plus lourde peut dans certains cas être envoyée directement dans l'appareil de fractionnement sous vide 67. Dans cet appareil de fractionnement sous vide,les liquides subissent encore une distillation sous pression réduite de manière à produire un courant gazeux de tête qui est évacué par l'intermédiaire du conduit 68,une fraction intermédiaire à point d'ébullition compris entre environ 370 et 4270C qui passe dans le conduit 69 et qui est combinée à la fraction gazeuse de point d'ébullition compris entre 205 et 3700C provenant de 11 appareil de fractionnement atmosphérique par le conduit 63,une fraction lourde, à point d'ébullition compris entre 455 C et 5380C qui passe dans le conduit 70 et une fraction lourde de queue qui est formée essentiellement de constituants ayant normalement un point d'ébullition supérieur à environ 5380C et qui est récupérée par l'intermédiaire du conduit 71. Cette fraction lourde est appelée "queue de liquéfaction" et, dans le cas considéré,elle contient généralement une suspension de particules de charbon n'ayant pas réagi et de cendres résiduelles. Dans d'autres procédés faisant intervenir une sépara > ,tion par gravité, par centrifugation ou autres pour enlever ces substances solides,les particules en suspension peuvent exister dans des concentrations légèrement différentes.La queue de liquéfaction peut former jusqu'à 60% de effluent total sortant de la zone de liquéfaction de l'installation. La fraction à point d-'ébullition compris entre 205 et 37O0C qui sort de l'appareil de fractionnement atmosphérique par l'intermédiaire du conduit 63 et la fraction à point d'ébullition compris entre 370 et 4550C qui sort de l'appareil de fractionnement sous vide par le conduit 69 sont combinées dans le conduit 71. Une partie de ce courant liquide est combinée avec la fraction à point d'ébullition compris entre 455 et 5380C qui provient de l'appareil de fractionnement sous vide par le conduit 70 et qui passe dans le conduit 72 en vue de son évacuation avec des produits engendrés en d'autres endroits de l'installation sous la forme de liquideS ayant un point d'ébullition compris entre 205 et 5380C.Le courant restant,de point dtébullition compris entre 205 et 4550C et s'écoulant par le conduit 71,parvient par l'intermédiaire du conduit 73 dans le four de préchauffage 74 du système d'hydrogénation de solvant. Du gaz de traitement recyclé et produit comme cela sera décrit ci-dessus est ajouté à ce courant entrant par l'intermédiaire d'un conduit 75 avant son introduction dans le four. A l'intérieur du four,le courant contenant le gaz recyclé est chauffé à la température d'hydrogénation de solvant puis il passe par l'intermédiaire du conduit 76 dans le premier d'une série de réacteurs d'hydrogénation de solvant 77cet 78.Ces deux réacteurs sont reliés entre eux par un conduit 79 qui peut comporter un ou plusieurs échangeurs de chaleur,non représentés sur le dessin .La réaction d'hydrogénation de solvant est une réaction exothermique et par conséquent un refroidissement ou un abaissement rapide de température est normalement nécessaire pour éviter une température de réaction excessive,en particulier dans le second étage.On peut adopter un refroidissement par liquide ou par gaz. Bien qu'on ait représenté sur le dessin deux réacteurs d'hydrogénation à lit fixe et à écoulement descendant,il va de soi que le procédé n'est pas limité à cette configuration particulière des réacteurs d'hydrogénation et que dans certains cas il peut être avantageux d'utiliser un appareil à un seul étage ou bien à plus de deux étages. L'appareil d'hydrogénation de solvant fonctionne normalement à une pression et à une température inférieures à celles utilisées dans l'appareil de liquéfaction de manière à permettre l'hydrogénation des substances aromatiques en substances hydroaromatiques. La température,la pression et la vitesse d'écoulement utilisées pour l'hydrogénation du solvant sont fonctions dans une certaine mesure de la composition du courant introduit dans cet appareil,du catalyseur employé et d'autres facteurs.Cependant,en général, il est préférable d'adopter des températures comprises entre environ 290 et 4556codes pressions comprises entre environ 56 et 210 kg/cm2 et des vitesses d'écoulement comprises entre environ 0,15 et 1,5 kg /h/0,45 kg de catalyseur.On emploie habituellement des débits dthydrogène suffisants pour produire dans le réacteur des pressions partielles d'hydrogène comprises entre environ 35 et 140 kg/cm2 . Dans l'installation particulière représentée,l'hydrogène utilisé dans le premier étage est introduit en amont du four de préchauffage par l'intermédiaire du conduit 75,et une quantité supplémentaire d'hydrogène est introduite dans le second étage par l'intermédiaire du conduit 80 où elle sert en partie à abaisser la température de réaction dans le second étage. I1 est normalement avantageux de maintenir la température moyenne d'hydrogénation dans la zone d'hydrogénation de solvant aussi basse que possible en vue d'augmenter au maximum le rendement de production des substances hydroaromatiques,la température étant généralement comprise entre environ 357 et 399 bC, la pression étant comprise entre environ 105 et 175 kg/cm2,le débit volumique de liquide étant compris entre environ 0,45 et 1,25 kg/h /0,45 kg de catalyseur et le débit dthydrogbne de traitement étant suffisant pour produire une pression partielle d'hydrogène comprise entre environ 63 et 112 kg/cm2. On peut utiliser dans la zone d'hydrogénation de solvant une diversité de catalyseurs d'hydrotraitement. Ces catalyseurs comprennent typiquement un support en alumine ou en silice-alumine qui porte un ou plusieurs métaux du groupe du fer et un ou plusieurs métaux du groupe VI-B de la Classification Périodique sous la forme d'un oxyde ou d'un sulfure. I1 est généralement préférable d'utiliser des combinaisons de deux ou plusieurs oxydes ou sulfures de métaux du groupe VI-B. Parmi les combinaisons de métaux qui peuvent être utilisées dans ces catalyseurs,on peut citer des oxydes et des sulfures de cobalt-molybdène, de nickel molybdène-tungstène,de de cobalt-nickel-molybdène,de nickel- molybdène, etc.Comme catalyseur approprié , on peut par exemple utiliser un catalyseur alumine-cobalt-molybdène sulfuré à forte teneur en métal, à savoir contenant de 1 à 10% en poids d'oxyde de cobalt et de 5 à 40% en poids d'oxyde de molybdène,de préférence de 2 à 5% en poids d'oxyde de cobalt et de 10 à 30% en poids d'oxyde de molybdène. On peut également employer d'autres oxydes et sulfures métalliques en plus de ceux cités ci-dessus,en particulier des oxydes de fer, de nickel, de chrome, de tungstène etc... De nombreux catalyseurs d'hydrogénation du commerce qui conviennent pour être utilisés dans le procédé selon l'invention sont disponibles auprès de différents fabricants de catalyseurs et ils sont bien connus des spécialistes. Les réactions qui se déroulent dans la zone d'hydrogénation de solvant servent principalement à régénérer le solvant donneur d'hydrogène qui est employé dans la liquéfaction pour la conversion de substances aromatiques en substances hydroaromatiques. L'effluent hydrogéné est évacué du second étage 78 de la zone d'hydrogenation de solvant par l'intermédiaire d'un conduit 81, il passe dans un échangeur de chaleur non représenté sur le dessin et il est introduit dans un séparateur liquide/gaz 82. Un courant de dupeur extrait du séparateur par l'intermédiaire du conduit 83 est introduit dans un dispositif de lavage 84 où la vapeur entre en contact avec de l'eau et avec un produit solvant ou absorbant tel que de la diéthanolamine en vue de l'élimination de l'hydrogène, de sulfures,d'ammoniac,de gaz carbonique et d'autres gaz acides. Les hydrocarbures condensés dans le dispositif de lavage sont récupérés sous la forme d'un condensat par l'intermédiaire du conduit 85. Les gaz sont extraits en tête par l'intermédiaire du conduit 86 et une partie du courant gazeux est purgée par l'intermédiaire d'un conduit 87 afin d'empêcher l'accumulation de constituants indésirables dans le système.On mélange les gaz restants avec de l'hydrogène d'appoint qui est introduit par l'intermédiaire du conduit 88,on les comprime jusqu'à la pression d'hydrogénation de solvant dans un compresseur 89 puis on les recycle dans la zone d'hydrogénation de solvant par l'intermédiaire des conduits 90, 80, 79 et 75. I1 va de soi que le procédé selon l'invention n'est pas limité aux processus particuliers décrits ci-dessus pour le traitement des gaz et qu'on pourra adopter le cas échéant d'autres processus et des solvants différents. De ême, on n'a pas représenté sur le schéma synoptique indiqué les différents échangeurs de chaleur et des équipements semblables qui peuvent intervenir dans le procédé. La partie liquide de l'effluent sortant de la zone d > hy- drogénation de solvant est évacuée du séparateur 82 par l'intermédiaire d'un conduit 92 et, après un échange de chaleur approprié dans un équipement non représenté sur le dessin,elle est introduite dans l'appareil de fractionnement 93. Dans cet appareil,les liquides sont fractionnés de manière à produire un courant de tête qu,i est évacué par l'intermédiaire du conduit 94,un courant de naphta est récupéré par l'intermédiaire d'un conduit 95 et un courant de queue est évacué par l'intermédiaire du conduit 96. Les gaz de tête sont composés en majeure partie de gaz d'hydrocarbures et ils peuvent être utilisés comme combustibles. Le naphta constitue un produit supplémentaire obtenu avec ce procédé. Les matières de point d'ébullition élevé qui sont évacuées comme produits de queue par l'intermédiaire du conduit 96 correspondent à un solvant donneur régéné qui a une plage nominale d'ébullition comprise entre environ 205 et 4550C. Ce courant est recyclé par l'intermédiaire d'un conduit 96, d'un conduit 97 et d'un conduit 38 dans les étages de préparation de matière première et de liquéfaction de l'installation. Ce solvant recyclé a une teneur relativement grande en hydrogène libérable,qui est normalement supérieure à la-valeur d'équilibre thermodynamique correspondant à la température de liquéfaction. Les produits lourds de queue de liquéfaction sortant de l'appareil de fractionnement sous vide 67 par l'intermédiaire du conduit 99 sont injectés à l'aide d'une pompe 100 et par l'intermédiaire d'un conduit 101 dans un appareil de cokéfaction à lit fluidisé 102. Comme indiqué précédemment,une partie de ce courant peut être recyclée par l'intermédiaire d'un conduit 47 dans la zone de liquéfaction en vue d'être utilisée comme matière catalytiquement active si le charbon à traiter contient des substances minérales catalytiquement actives. L'appareil de cokéfaction utilisé dans le procédé est normalement muni d'un dispositif supérieur de lavage et de fractionnement 103 duquel on peut extraire des produits liquides et gazeux engendrés par suite des réactions de cokéfaction.L'appareil comporte également généralement un ou plusieurs séparateurs à cyclones ou des dispositifs semblables, non représentés sur le dessin,qui servent à enlever des particules entrainées dans le courant ascendant de gaz et de vapeur pénétrant dans le dispositif de lavage et de fractionnement et qui les ramènent dans le lit fluidisé placé en dessous. On prévoit habituellement plusieurs conduits d'alimentation 104 pour assurer une meilleure distribution de la matière première dans l'appareil de cokéfaction. La zone de réaction de l'appareil de cokéfaction à lit fluidisé représenté sur le dessin contient un lit de particules de coke qui sont maintenues à l'état fluidisé à l'aide d'une vapeur ou d'un autre gaz de fluidisation introduit à proximité du fond de l'appareil par l'intermédiaire du conduit 105. Ce lit fluidisé est normalement maintenu à une température comprise entre environ 4820C et 705OC à l'aide d'un produit de carbonisation chaud qui est introduit dans la partie supérieure de la zone de réaction par l'intermédiaire d'un conduit 106.La pression dans la zone de réaction est généralement comprise entre environ 0,7 et 2,1 kg/cm2 mais on peut adopter le cas échéant des pressions supérieures.Les conditions optimales à établir dans la zone de réaction sont fonction en partie des caractéristiques de la matière première employée et on peut les déterminer commodément. La fraction chaude de queue de liquefaction est introduite dans la zone de réaction de l'appareil de cokéfaction par l'intermédiaire des conduits d'alimentation 104 et elle est pulvérisée sur les surfaces des particules de coke se trouvant dans le lit fluidisé. Elle est alors rapidement portée à la température du lit. A mesure que la température de la fraction de queue augmente,ses constituants à point d'ébullition bas sont vaporisés et les fractions plus lourdes sont soumises à un craquage thermique et à d'autres réactions de façon à former des produits plus légers et du coke supplémentaire sur les surfaces des particules du lit.Les produits vaporisés ,la vapeur n'ayant pas réagi et les solides entraînés se déplacent vers le haut au travers du lit fluidise et jusque dans des séparateurs à cyclones ou des dispositifs semblables où les solides existants dans les fluides sont rejetés. Les fluides parviennent ensuite dans le dispositif de lavage et de fractionnement de l'appareil où il se produit un reflux.Un courant gazeux de tête est extrait du cokéfacteur,par l'intermédiaire du conduit 107 et peut être utilisé comme gaz combustible ou similaire.Un courant de naphta est extrait par l'intermédiaire du conduit 108 et peut être combiné au naphta produit dans d'autres étages de l'installation. Une fraction liquide plus lourde ayant une gamme nominale d'ébullitioq'comprise entre environ 205 et 5380C est extraite sous la forme d'un courant secondai et re par l'intermédiaire du conduit 109/est combinée avec le courant liquide passant dans le conduit 72 en vue de sa décharge hors de l'installation.Un courant de queue plus lourd produit par pyrolyse et ayant un point nominal d'ébullition supérieur à environ 5380C est évacué de l'appareil de cokéfaction par l'intermédiaire d'un conduit 110 et peut être recyclé dans le courant entrant en vue d'un autre traitement. Le cas échéant, cette matière, qui contient des cendres,peut être canalisée par l'intermédiaire des conduits 111 et 47 de façon à être utilisée comme catalyseur dans la zone de liquéfaction,å condition que le charbon en train d'être traité contienne des substances minérales catalytiquement actives. Les particules de coke se trouvant dans le lit fluidisé de la zone de réaction de l'appareil de cokéfaction ont tendance à augmenter de dimensions à mesure que du coke supplémentaire se dépose. Ces particules descendent par conséquent graduellement dans le lit fluidisé et sont finalement évacuées de la zone de réaction par l'intermédiaire du conduit 112 sous la forme d'un courant de solides en phase dense. Ce courant est entraîné par de la vapeur ou un autre gaz support introduit par l'intermédiaire d'un conduit 113 et il parvient par l'intermédiaire des conduits 114 et 115 dans le dispositif de chauffage de lit fluidisé 116. Dans cette zone,les les particules de coke du lit fluidisé du dispositif de chauffage sont portées à une température supérieure d'environ 50 à lsO0C à la température régnant dans la zone de réaction de l'appareil de cokéfaction. Des solides chauds sont évacués du lit du dispositif de chauffage 116 par l'intermédiaire d'une colonne montante 117,ils sont entraînés par de la vapeur ou un autre gaz support introduit par l'intermédiaire du tuyau 118 et ils sont ramenés dans la zone de réaction de l'appareil de cokéfaction par l'intermédiaire du conduit 106. La vitesse de circulation entre l'appareil de cokéfaction et l'appareil de chauffage est maintenue suffisamment grande pour obtenir la chaleur nécessaire pour maintenir l'appareil de cokéfaction à la température requise.Les solides se trouvant dans le dispositif de chauffage peuvent être chauffés directement soit par introduction d'air ou d'oxygène soit par passage de gaz chauds provenant d'un appareil de gazéification associé,comme cela sera décrit dans la suite. Si les solides se trouvant dans le dispositif de chauffage 116 doivent être chauffés par injection directe d'air ou d'un gaz contenant de l'oxygène,la vannell9 prévue dans le conduit 120 est ouverte et l'air ou le gaz contenant de l'oxygène s'écoule vers le haut dans le conduit 115 pour pénétrer dans le fond du dispositif de chauffage. Les gaz de combustion sortant en tête du dispositif de chauffage par l'intermédiaire du conduit 121 passent dans une vanne 122 et dans un conduit 123 en vue de l'élimination des solides et des impuretés avant la décharge des gaz dans l'atmosphère ou bien de leur utilisation dans d'autres buts. Dans ce mode opératoire,les vannes 124 et 125 sont normalement fermées. L'appareil de cokéfaction représenté sur le dessin comporte un dispositif de gazéification associé servant à gazéifier des particules de coke en vue de produire un gaz contenant de l'hydrogène. En variante,on peut supprimer le dispositif de gazéification,le coke étant envoyé directement dans un autre type d'appareil de génération dthydrogène,par exemple un système catalytique ou non catalytique à lit fixe,Dans le cas particulier reprd- senté, des particules carbonées chaudes sont transférées de façon continue entre le lit fluidisé du dispositif de chauffage 116 et le dispositif de gazéification à lit fluidisé 127 par l'intermédiaire d'un conduit 126.Dans ce dispositif de gazéification, les particules de coke entrent en contact avec de la vapeur introduite à l'extrémité inférieure de l'appareil de gazéification par l'inter- médiaire d'un conduit 128. Les particules de coke chaud sont gazéifiées par la vapeur pour produire un gaz contenant de l'hydrogène, de l'oxyde de carbone,du gaz carbonique et dans certains cas du méthane.Ce gaz est extrait en tête de l'appareil de gazéification par l'intermédiaire d'un conduit 129, il passe au travers d'une vanne 130 et il est déchargé par l'intermédiaire~d'un conduit i31 dans un équipement d'épuration placé en aval et à partir duquel le gaz peut être déplacé sur un catalyseur en vue d'augmenter le rapport entre l'hydrogène et l'oxyde de carbone,cet appareil permettant d'éliminer les gaz acides; l'oxyde de carbone résiduel peut être soumis à un traitement catalytique au méthane de manière à produire un courant d'hydrogène de haute pureté qui convient pour être utilisé comme hydrogène d'appoint dans les phases de liquéfaction et d'hydrogénation de solvant du procédé selon l'invention.On peut adopter des méthodes classiques de déplacement , d'élimination des gaz acides et de traitement au méthane Dans ce mode opératoire, les vannes 132 et 133 sont normalement fermées. Un courant de solides carbonés chauds est continuellement évacué de l'appareil de gazéification par l'intermédiaire de la colonne montante 134, il est entrainé par de la vapeur,des gaz de combustion ou un autre gaz support introduit par l'intermédiaire d'un conduit 135 et il est renvoyé au dispositif de chauffage 116 par l'intermédiaire d'un conduit 136.Le débit de circulation des solides entre le dispositif de chauffage et l'appareil de gazéification est suffisant pour maintenir dans cet appareil une température comprise entre environ 705 et 10400C ou plus. I1 est généralement préférable de faire fonctionner l'appareil de cokéfaction à une température comprise entre environ 482 et 7050C et de faire fonctionner le dispositif de chauffage à lit fluidisé à une température comprise entre environ 538 et 8700C. I1 est normalement préférable de faire fonctionner 11appareil de gazéification à une température comprise entre environ 815 et 9820C. On peut utiliser dans 11 appareil de gazéification un catalyseur de gazéification pour accélérer le débit de gazéification.Comme catalyseurs appropriés, on peut citer des composés de métaux alcalins tels que du carbonate de potassium et de l'hydroxyde de potassium. On peut introduire les composés de métaux alcalins uutilisés comme catalyseurs dans l'appareil de gazéification preprement dit ou bien en amont de cet appareil. On peut également employer des composés de métaux alcalino-terreux pour catalyser la gazéification si on ajoute les composés à la fraction de queue de.liquéfaction en amont de l'appareil de cokéfaction. Au lieu d'introduire de l'air ou un gaz contenant de l'oxygène dans le dispositif de chauffage à lit fluidisé par l'intermédiaire du conduit 120 comme décrit ci-dessus,on peut faire passer des gaz chauds pris en tête du dispositif de gazéification par l'intermédiaire du conduit 129 dans la vanne 132,le conduit 140,la vanne 125 et le conduit 115 afin de les faire parvenir dans le dispositif de chauffage. Dans ce cas, les vannes 119 et 122 sont normalement fermées.On introduit de l'air ou un gaz contenant de l'oxygène dans le système par l'intermédiaire du conduit 141 et on le fait passer dans le dispositif de gazéification avec la vapeur utilisée à des fins de gazéification, La quantité d'air ou de gaz contenant de l'oxygène est réglée de manière à maintenir dans le dispositif de gazéification 127 les températures appropriées pour la gazéification. Les gaz chauds transférés du dispositif de gazéification dans le dispositif de chauffage à lit fluidisé transmettent de la chaleur aux particules solides se trouvant dans le dispositif de chauffage et les maintiennent à la température requise. Le gaz pris en tête du dispositif de chauffage contient dans ce cas les produits de gazéification.Ce courant, en supposant qu'on injecte de l'oxygène à la place d'air dans ltextrémité inférieure du dispositif de gazéification,se compose essentiellement d'hydrogène, d'oxyde de carbone,de gaz carbonique et d'un peu de méthane. Ces gaz sont pris en tete par I1 intermédiaire du conduit 121, de la vanne 124 et du conduit 142. La vanne 122 est normalement fermée. Les gaz ainsi extraits sont généralement canalisés jusqu'à un équipement d'épuration de gaz qui sert en outre à déplacer le gaz} à enlever les gaz acides et à traiter par méthane l'oxyde de carbone résiduel en vue de produire un courant d'hydrogène de haute pureté.Cet hydrogène peut ensuite être comprimé et utilisé dans les phases de liquéfaction et d'hydrogénation de solvant du procédé. Le cas échéant,on peut produire une quantité supplémentaire d'hydrogène par reformage à la vapeur d'une partie ou de la totalité des gaz de combustion engendrés dans le procédé. Après cette phase de reformage,on peut traiter les gaz résultants en vue de récupérer de 11 hydrogène à haute pureté de la même ma niera que les gaz produits dans la phase de gazéification du procédé. La gazéification du coke produit dans l'appareil de cokéfaction permet de former des substances minérales contenant des cendres,qui sont introduites dans le système en même temps que le charbon entrant. Si le charbon contient des substances minérales catalytiquement actives qui favorisent l'hydrogénation des substances aromatiques pour former les substances hydroaromatique, la cendre récupérée à partir du dispositif de gazéification par l'intermédiaire du conduit 143 peut être utilisée comme matière catalytique et elle est alors introduite en aval de la zone de liquéfaction. Cette matière peut être introduite par l'intermédiaire du conduit 46 dans un courant de solvant passant dans le conduit 40et canalisée ensuite vers l'un ou l'autre ou bien les deux réacteurs de liquéfaction situés en aval de ladite zone. On voit par conséquent que le procédé selon l'invention présente de nets avantages par rapport aux procédés connus de liquéfaction de charbon par solvant donneur d'hydrogène. I1 permet d'utiliser au maximum l'hydrogène moléculaire dans la zone de liquéfaction et d'établir un niveau approprié d'hydrogène donneur à la sortie de la zone où la fourniture d'hydrogène donneur est la plus critique. I1 permet d'obtenir de hauts rendements de conversion de charbon et d'améliorer la capacité de production de liquides à partir du charbon,tout en présentant d'autres avantages. I1 en résulte que le procédé présente un large domaine d'application. REVENDICATIONS 1. Procédé de liquéfaction par solvant donneur dthydrogène pour convertir du charbon ou des substances solides carbonées semblables en hydrocarbures liquides, caractérisé en ce que a) on fait entrer en contact lesdites substances solides carbonées, dans une zone de liquéfaction, avec un solvant donneur d'hydrogène et de l'hydrogène moléculaire dans des conditions de liquéfaction qui restent relativement constantes dans ladite zone de manière à produire un effluent de liquéfaction, ledit solvant donneur d'hydrogène ayant une concentration en hydrogène libérable plus élevée que la concentration d'équilibre thermodynamique à la température régnant dans la zone de liquéfaction quand le solvant pénètre dans ladite zone, b) on maintient une plus grande concentration de la matière catalytiquement active qui favorise l'hydrogénation dans la partie de la zone de liquéfaction où la concentration en hydrogène libérable dudit solvant est inférieure à la concentration d'équilibre thermodynamique à la température régnant dans ladite zone, en maintenant ainsi une concentration relativement élevée d'hydrogène libérable dans ladite zone de liquéfaction, et c) on récupère les produits hydrocarbonés liquides à partir dudit effluent de liquéfaction. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite zone de liquéfaction comporte une entrée et une sortie et en ce qu'on maintient ladite concentration supérieure de matière catalytiquement active qui favorise lthydrogénation plus près de la sortie de ladite zone que de son entrée. 3. Procédé selon ltune des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes supplémentaires suivantes d) hydrogénation d'au moins une partie desdits produits hydrocarbonés liquides dans une zone d'hydrogénation par solvant catalytique à une température inférieure à la température régnant dans la zone de liquéfaction en vue de produire uneffluent hydrogéné qui contient des constituants du solvant donneur d'hydrogène ayant une concentration en hydrogène libérable supérieure à la concentration d'équilibre thermodynamique à la température régnant dans ladite zone de liquéfaction, e) récupération d'une fraction liquide contenant lesdits constituants du solvant donneur d'hydrogène à partir dudit effluent hydrogéné, et f) recyclage d'au moins une partie de ladite fraction liquide sous la forme d'un solvant donneur d'hydrogène dans ladite zone de liquéfaction. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite concentration supérieure est maintenue par introduction d'une matière à activité catalytique favorisant l'hydrogénation dans la zone de liquéfaction à proximité de ladite sortie. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on extrait des constituants minéraux desdits solides carbonés provenant de ladite zone à proximité de son entrée. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdites substances solides carbonées comprennent des constituants minéraux possédant une activité catalytique favorisant l'hydrogénation et en ce que ladite concentration supérieure est maintenue en extrayant des constituants minéraux à partir des dites substances solides en un point situé en amont du milieu de la zone de liquéfaction et en réintroduisant lesdits constituants minéraux dans ladite zone de liquéfaction en un point situé en aval du milieu de cette zone. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite concentration supérieure est maintenue en introduisant une substance minérale contenant du fer et ayant une activité catalytique favorisant lthydrogénation dans ladite zone de liquéfaction en un point où la concentration en hydrogène libérable dudit solvant dans ladite zone est inférieure à la concentration d'équilibre thermodynamique à la température régnant dans ladite zone. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite concentration supérieure est maintenue dans ladite zone de liquéfaction en introduisant une fraction de queue de liquéfaction produite à partir d'un charbon contenant des constituants minéraux ayant une activité catalytique favorisant 1' hydrogénation dans ladite zone de liquéfaction en un point où la concentration en hydrogène libérable est inférieure à la concentration d'équilibre thermodynamique à la température régnant dans ladi te zone de liquéfaction. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ladite concentration supérieure dans ladite zone de liquéfaction est maintenue en introduisant une matière minérale produite à partir d'un charbon contenant des constituants minéraux à activité catalytique favorisant l'hydrogénation dans ladite zone en un point où la concentration en hydrogène libérable est inférieure à la concentration d'équilibre thermodynamique à la température régnant dans ladite zone. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite matière minérale est dérivée d'un charbon qui est différent des substances solides introduites dans la zone de liquéfaction. 11. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite matière minérale est obtenue par gazéification de coke produit à partir d'une fraction de queue de liquéfaction. 12, Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que ladite zone de liquéfaction comprend une série de réacteurs de liquéfaction à écoulement ascendant. 13. Procédé selonl'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que ladite zone de liquéfaction est maintenue à une température comprise entre environ 400 et 5100C et en ce que ladite zone d'hydrogénation de solvant catalytique est maintenue à une température comprise entre environ 357 et 4000 C. 14. Hydrocarbures liquides produits par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.