HYDROGEN GAS DISTRIBUTION IN COAL LIQUEFACTION PLANTS

Abstract: 1. Hydrogenation gas distribution in coal liquefaction plants, wherein the coal oils coming from the hydrogenation are cleansed of heteroatoms S, N, O by hydrogenation in a refining unit, characterized in that the fresh hydrogen is supplied directly to the refining and the hydrogen partly exhausted in the refining is thereafter fed to the hydrogenation reactor, the quantity of hydrogen additionally necessary being supplied as fresh hydrogen directly to the hydrogenation reactor in known manner.

Description: Hydriergasführung in Kohleverflüssiqunqsanlagen Die Erfindung betrifft eine Hydriergasführung in Kohleverflüssigungsanlagen, wobei nach der Hydrierung gewonnenes Leicht- und Mittelöl einer Raffination unterzogen wird. Oblicherweise wird getrocknete Kohle mit Lösungsmittel angemaischt und unter Zugabe von Wasserstoff hydriert. In den den Hydrierreaktoren nachgeschalteten Abscheidern rfolgt eine Trennung der Reaktionsprodukte. Im Heissabscheider werden Gase und Dämpfe über Kopf abgezogen; aus dem Sumpf wird eine - die Feststoffe enthaltene Flüssigphase - in die Vakuumdestillation abgeführt. Das Kopfprodukt des Heissabscheiders wird nach Abkühlung dem nachgeschalteten Kaltabscheider zugeleitet. Zusammen mit dem KOHLEGL fällt hier als flüssige Phase Wasser an, aus dem die wertvollen Inhaltsstoffe (Ammoniak, Phenol) in nachfolgenden ProzeBstufen gewonnen werden. Die über Kopf abgehende Gasphase des Kaltabscheiders wird nach einer unter Prozebdruck vollzogenen Ulwäsche in Kreislauf- und Ausschleusgas aufoetellt. Das Kreislaufoas wird nach Ausoleich des Uruckverlustes mit einem Kreislaufoaskomoressor in die Hydrierung zurückgeführt. Das Aus schleussas-wird in einer Gaswäsche aereinict und in einer Tieftemneratur- zerleounosanlacie in Wasserstoff, Heizgas, SNC, und LPG zerlegt. Die Wasserstoff-Fraktion wird dem Frischwasserstoff der Hydrierung zugemischt. In der atmosphärischen Destillation wird das KOHLEUL in Leicht- Mittelund Schweröl getrennt. Das Schweröl wird als Lösunqsmittel zur Anmaischuno zurückaeführt. Die Leicht- und Mittelölfraktionen werden zur Entfernung von Schwefel Stickstoff und ahnlichen unerwünschter Beqleitstoffen jeweils einer hydrierenden Raffination unterworfen. -rZu wird nach Zuqabe von Wasser stoff das Rohlelcht- bzw. Kohmittetöl verdampft und in Festbettreaktoren eingeleitet. An den Co-Mo- bzw. Ni-Mo Katalysatorschichten wird die Raffination durchgeführt. Um den Temperaturanstieg, bedingt durch die Reaktionswärme der Hydrierung, einzugrenzen, wird in die Hydrierreaktoren Ouenchwasserstoff einoeschleust. Die austretenden raffinierten Produkte werden in Wärmeaustauschern und durch EinsDritzen von Ouenchwasser abgekühlt und in Abscheidern in Raffinat, Wasser und Gas getrennt. Stand der Technik ist, einen Teil des H-reichen Oberschussases zum Frischwasserstoff der Raffination als Kreislaufgas nach Ausgleich des Druckverlustes mit einem Kreislaufgaskompressor zurückzufahren und den anderen OberschuB- gasanteil zur Reinigung und Rückgewinnung des Wasserstoffs und der gasförmigen Kohlenwasserstoffe auszuschleusen und entsprechenden Verfahrensstufen zuzuführen. Der feststoffhaltige Rückstand des Heissabscheiders wird in einer Vakuumdestillation getoppt. Das gewonnene Schweröl wird 2zusammen mit Schwer- und Mittelöl aus der atm. Destillation als Lösungsmittel in die Anmaischung zurückgefahren. Aus dem Rückstand der Vakuumdestillation wird in einer Vergasungsstufe Synthesegas (CO + H) bzw. nach Konvertierung und Gaswäsche Hydrierwasserstoff gewonnen. Reicht der über Rückstandsvergasung, Tieftemperaturzerl egung und Kreislaufgas gewonnene bzw. rückgeführte Wasserstoff für Hydrierung und Stabilisierung nicht aus, kann über eine Kohlevergasung mit nachgeschalteter Konvertierung und Gasreinigung oder externen Bezug das Defizit gedeckt werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde die Hvdrieroasführunq zu vereinfachen und wirtschaftlich zu verbessern. Nach der Erfindunq wird das dadurch erreicht, dass die Gesamtmenge des ion den Raffinationsstufen t20 + 21) anfallenden Gase dem Frischwasserstoff der Hydrierung zugeführt werden u.h. es wird keine -Rufteilung des aus den Paff.stufen austretenden, wasserstoffreichen Gases in Kreislauf- und Oberschubgas vorgenomnen, sondern der Gesamtmenge der Hydrierung zugeführt. Die im Gas neben dem Wasserstoff enthaltenei, bei der Raffination entstehenden organischen (C1-C4J und anorganischen ((;o, CO2, H2S) gasförmigen Verbindungen beeinträchtigen in der vorliegenden Konzentration die Hydrierung der Kohle nicht. Entsprechend der Aufteilung der Gasphase des Kaltabscheiders in Kreislauf- und Ausschleusgas werden sie mit den zusätzlich bei der Hydrierung der Kohle entstehenden, gleichen gasförmigen Verbindungen über die Gaswäsche und Tieftemperaturzerlegung ausgeschleust bzw. ge -wonnen. Der Fortfall eigener Kreislaufgaskompressoren, Gaswäscher und Wasserstoffrückgewinnungsstufen für die Raffination des Leicht- und Mi ttel öls bedeutet ein wesentlicher Vorteil für Investition und Betrieb. In der Zeichnung ist die erfindungsgemässe Hydriergasführung in Form eines FlieBschemas-dargestellt. Getrocknete Kohle wird mit Lösungsmittel in einer Anmaischung (1) angemaischt und unter Zugabe von Wasserstoff in einem Reaktor (2) hydriert. In dem dem Hydrierreaktor (2) nachgeschalteten Heissabscheider (3), wird eine Phasentrennung durchgeführt. Die Gase und Dämpfe werden über Kopf abgezogen. Aus dem Sumpf wird eine - die Feststoffe enthaltene Flüssigphase - in die Vakuumdestillation (5) abgeführt. Das Kopfprodukt des Heissabscheiders wird nach Abkühlung in den Kaltabscheider (4) geleitet. Neben KOHLE'KL fällt hier Wasser an, das getrennt zur Wiedergewinnung von wertvollen Inhaltstoffen (Ammoniak, Phenol) abgepumpt wird. Das KOHLEDL wird abgezogen und atmosehärisch unter Zugabe von Strippdampf in einer atm. Destillation (6) destilliert. Leicht- und Mittel öl der atm. Destillation werden jeweils getrennt Raffinationsstufen (21 und 22) zugeführt. Die über Kopf aus dem Kaltabscheider abgehende Gasphase wird in einer Ulwäsche (7) in rückgeführtes Kreislauf- und Ausschleusgas aufgeteilt. Das Ausschleusgas wird in einer Gaswäsche (8) gereinigt und in einer Tieftemperaturzerlegungsanlage ( 9) in Wasserstoff, Heizgas, SNG und LPG zerlegt. Die im Heissabscheider anfallende feststoffhaltige Flüssigphase wird in der Vakuumdestillation (5) getoppt. Das dabei gewonnene Schweröl wird zusammen mit Schwer- und Mittelöl aus der atm. Destillation als Lösungsmittel in die Anmaischung (1) zuruckgefahren. Aus dem Rückstand der Vakuumdestillation wird in einer Vergasungsstufe (10) Synthesegas (CO + H2) bzw. in einer Konvertierung und Gaswäsche (11) Hydrierwasserstoff gewonnen. Reicht der über Kreislaufgas, Tieftemperaturzerlegung (9), Rückstands' vergasung (10) rückgeführte Wasserstoff für die Hydrierung nicht aus, so wird über eine zusätzliche Kohlevergasung (12) mit nachgeschaltetei Konvertierung und Gaswäsche (13) das Defizit abgedeckt. Die teersäurehaltigen Abwässer des Kaltabscheider der atm. Destillation werden einer Ammoniakgewinnung (23) und einer Phenolgewinnung < 2± zugeführt. Die Abwässer werden nach biologischer Aufbereitung (25) in das öffentliche Abwassernetz eingeleitet. Desgleichen erfolgt eine Ableitung der bei der Vergasung (12) anfallenden Abwässer sowie der aus der Rückstandsvergasung (10) anfallenden Abwässer nach Neutralisation (26) in das öffentliche Abwassernetz. Das aus der Ulwäsche (7) anfallende Kreislaufgas wird über einen Kreisgaskompressor (27) auf den notwendigen Betriebsdruck verdichtet. Zusätzlich zum Kreislaufgas und den aus der Tieftemperaturzerlegung (9) anfallenden Frischwasserstoff wird die Gesamtmenge der aus den Raffinationsstufen (21 + 22) austretenden wasserstoffreichen Gase wieder zugeführt. Diese Gase werden in Mischung der Hydrierung (2) zugeführt und von einem Verdichter (28) auf den für die Hydrierung notwendigen Betriebsdruck verdichtet. Beispiel für den Mengenfluss einer erfindungs gemässen Hydriergasführung In der Kobleverflüssigungsanlage zur Hydrierung einer im Ruhrgebiet geförderten Gasflammkohle mit einem Durchsatz von 5 000 t < waf) Kohle/d, fallen entsprechend einer Stundenleistung von ca. 208 t/h in der atmosphärischen Destillation 31.833 kg/h Rohleicht- und 64.006 kg/h Rohmittelöl an. Die Raffination des Rohleichtöles erfolgt zweistufig unter Zugabe von 3.138 kg/h (Stufe I) und 2.587 kg/h (Stufe II) Wasserstoff mit einer Reinheit von 98,5 Vol. X bei 60 bar. In den Raffinationsreaktoren nachgeschalteten Abscheidern erfolgt eine Abtrennung der wasserstoffreichen Gasphase (Gesamtmenge 5.629 kg/h) vom ydrierproukt bei 55 bar. Diese Gasmenge wird dem Hydriergas direkt zugeführt. Die Raffination des Rohmittelöles erfolgt einstufig unter Zugabe von 9.873 kg/h Wasserstoff (98,5 Vol.%) ebenfalls bei 60 bar. Das im nachgeschalteten Abscheider anfallende Gas (9.565 kg/h wird wiederum der Kohlehydrierung direkt zugeführt. Durch Anreicherung an C1 - C4 - Kohlenwasserstoffgasan teilen sowie an CO-, C02 und H2S-Mengen sinkt der Wasserstoffgehalt des durch die Raffinationsstufen strömenden Hydriergases auf 98,0 Vol.% im Falle des Leichtöles bzw. auf 97,5 Vol.% beim Mittelöl. Diese H2-Partialdrücke liegen wesentlich über dem des Hydriergases der Kohlehydrierung (216.252 kg/h, 85 Vol.%), so dass eine Zuspeisung unproblematisch möglich ist.

Claims: PATENTANSPRUCH Hydriergasführung in Kohleverflüssigungsanlagen, wobei der Hydrierung einer Raffination der gewonnenen Felle nachgeschaltet ist,dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtmenge der bei der Raffination (20, 21) anfallenden Gase dem Frischwasserstoff der Hydrierung zugeführt wird.

Inventors: TAMM, HANS-FRIEDRICH, WOLOWSKI, ECKARD, DR.-ING.
Applicants: RUHRKOHLE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: C10G1
IPC codes: C10G1