Anwendung der Erfindung:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von wasserreichen Kohlen, insbesondere Braunkohlen/ durch Er¬ wärmen einer Mischung aus. Rohkohle und Kohlenwasserstof¬ fen.

Bestimmte Kohlenexten/ insbesondere Braunkohlen/ enthal¬ ten bis zu 70 Gew--% Wasser und sind als Rohkohlen nicht zur Verbrennung/ ^' Vergasung oder hydrierenden Verflüssi¬ gung geeignet. Derartige fohlen müssen vor ihrer Verar¬ beitung entwässert werden _/ und zwar im Fall der hydrieren¬ den Verflüssigung möglichst auf Restwassergehalte unter 8%. Es hat sich nämlich gezeigt/ dass z. B. australische Braunkohlen bei höheren Wassergehalten nur schwierig, teilweise gar nicht in genügenden Mengen in schwere Koh¬ lenwasserstofföle eingebracht werden können, um dann im Gemisch mit diesen in die Hydrierreaktion gebracht zu wer¬ den. Unter Braunkohlen sollen Lignite, subbituminöse Kohlen und

Charakterstik der bekannten technischen Lösungen: Da diese Kohlen durch Wärmebehandlung/ die apparativ sehr aufwendig ist/ nur bis auf einen Wassergehalt von etwa 10 Gew.-% entwässert werden können, hat man schon früh versucht,die Entwässerung von z. B. Braunkohlen nach

Zusatz von Kohlenwasserstoffölen vorzunehmen (DT-PS 1 048 378) . Dabei wird das Kohle/Ölgemisch bei etwa 30 bar auf 250- 380° C -erwärmt und anschliessend das Wasser in Form von Dampf abgetrennt. Ein Teil des Öls wird aus dem Gemisch abgetrennt und im Kreislauf zur Mischung mit weiterer Kohle benutzt, das verbleiben¬ de entwässerte Kohle/Ölgemisch zur Weiterverarbeitung - im vorliegenden Fall zur Trennung - gebracht. Das Verfahren ist weniger aufwendig als die übliche Wärme¬ behandlung von Kohle, der Entwässerungsgrad jedoch noch unbefriedigend.

Gemäss einer Abwandlung dieses Verfahrens wird nicht ein schweres Kohlenwasserstoff l, sondern ein leichtes, z. B. ein Benzin, der wasserhaltigen Kohle zugesetzt, das nach der Wärmebehandlung das Kohlegemisch in üb¬ licher Weise unter Abführung des Wassers abgetrennt und im Kreislauf erneut zur Mischung mit weiterer Kohle benutzt (DT-AS 25 26 933, vgl. Fig. 2). Aber auch dieses Verfahren ist unbefriedigend, da- nur Wassergehalte der Kohle von ca. 8% erzielt werden können.

Diese vorbeschriebenen Verfahren wurden dann kombiniert und anstelle eines im Kreislauf geführten schweren oder eines leichten Kohlenwasserstofföls ein Gemisch aus bei¬ den ölarten für-die Rückführung vorgeschlagen, wobei die Erwärmung des Kohle/Ölgemisches auf etwa 100 - 300° C erfolgen und anschliessend in einem Separator die Tren¬ nung vorgenommen werden soll (DT-0S 28 10 479) . Aber auch die Kombination der früher beschriebenen Verfahren brachte keinen ausreichenden Erfolg, da die Wasserge¬ halte der behandelten Braunkohlen wiederum nur auf etwa 10% gesenkt werden konnten.

O.MPI -. IPO

Ziel der Erfindung:

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend beschriebenen Art zu verbessern, das niedrigere Wassergehalte der Kohle erreicht werden können.

Darlegung des Wesens der Erfindung:

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass man ein Gemisch aus feingemahlener Rohkohle, einem schweren Kohlenwasserstofföl und leichten Kohlenwasserstoffen mit einer Verweilzeit von 0,1 - 30 Minuten lang ^' auf 50 - 300° C erwärmt, wobei man gleichzeitig Wasser und leichte Kohlen¬ wasserstoffeaus dem Gemisch abtrennt, die leichten Kohlen¬ wasserstoffe im Kreislauf zur Gemischbildung zurückführt und das Wasser sowie das verbleibende Gemisch aus der Kohle und den schweren Kohlenwasserstoffölen aus dem Prozess entfernt.

Durch die Abänderung der bisher stets beschriebenen Arbeits¬ weise, das Kohle/Kohlenwasserstoff-Gemisch auf die Arbeits¬ temperatur zu erwärmen und anschliessend ohne weitere Wärme¬ zufuhr oder nach Abkühlung in die gewünschten Komponenten auf¬ zutrennen, in die erfindαngsgemässe Arbeitsweise, Erwärmen und Auftrennen zu einem Arbeitsschritt zu vereinen, gelingt es, zu wesentlich niedrigeren Wassergehalten in der Kohle zu gelangen als dies bisher möglich war.

Die Rohkohle kann vor der Einmischung in die Kohlenwasser¬ stofföle, vorteilhaft aber auch im Gemisch mit diesen auf die für die Hydrierung erforderliche -Feinheit gemahlen werden. Die Anfertigung des Gemisches kann in üblicher Weise erfol¬ gen. Das Verhältnis von Kohle, wasserfrei gerechnet, zu dem schweren Kohlenwasserstofföl wird man im allgemeinen zwischen 1:2 und 1:0,7 wählen, wobei man bevorzugt möglichst hohe Kohlekonzentrationen einstellen wird. An leichten Kohlenwasser¬ stoffen ist .eine solche Menge dem Gemisch zuzufügen, dass es ausreichend pumpbar ist. Dabei kann das Verhältnis von schweren

zu leichten Kohlenwasserstoffölen je nach Einsatz der erst¬ genannten öle zwischen 1 : 3 und 1 : 0,25 gewählt werden. Als schwere Kohlenwasserstofföle setzt man im allgemeinen aus der Kohlehydrierung stammende über etwa 200° C sie¬ dende Schweröl- oder Rückstandsfraktionen ein, doch kann man auch entsprechende Fremdöle nehmen.

Als leichte Kohlenwasserstoffe wählt man unterhalb des Siedebeginns der genannten Schweröle siedende flüssige Kohlenwasserstoffgemische, z. B. Benzinfraktionen, oder auch einzelne Benzinkomponenten, z. B. Paraffine oder Aro- maten der entsprechenden Siedelage. Als vorteilhaft hat sich auch z. B. Xylol erwiesen.

Das vorbereitete Gemisch wird dann, gegebenenfalls nach Vorwärmung, in eine für die Wärmebehandlung unter gleich¬ zeitiger Abtrennung von Wasser und leichten Kohlenwasser¬ stoffen geeignete Apparatur eingeführt, z. B. in eine Destillationskolonne oder einen Fallfilmverdampfer. Die Wärmebehandlung wird in Abhängigkeit von den gewählten leichten Kohlenwasserstoffen bei Temperaturen von etwa 50 bis 300° C, gegebenenfalls bei erhöhten Drücken bis etwa 10 bar, durchgeführt während einer Dauer von 0,1 bis 30 Minuten. Die erhaltenen Wasser- und Kohlenwasser¬ stoffdämpfe werden in üblicher Weise kondensiert und von¬ einander getrennt. Die Kohlenwasserstoffe werden zur Mischeinrichtung für die Rohkohle zurückgeführt, das Wasser wird aus dem Prozess entfernt. Die aus der Behandlungs¬ apparatur ^' gewonnene Kohle/Schweröl-Mischung kann unmittel¬ bar der Kohlehydrierung, die in bekannter Weise vorgenom¬ men werden kann, zugeführt werden. Die Wassergehalte in diesen Mischungen liegen tinter 8 Gew*.-%, bezogen auf die Kohle. Es können im allgemeinen Werte von 5% und niedriger erreicht werden.

Ausführungsbeispiel:

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungs- ge ässen Verfahrens im Prinzip dargestellt, wobei auf die en Wiedergabe der Nebenapparatur^ verzichtet wurde.

über Leitung 1 werden Rohbraunkohle, über Leitung 2 ein aus der Kohlehydrierung stammendes hochsiedendes Öl und über Leitung 3 ein ebenfalls aus der Hydrierung stammendes Leichtbenzin in die Mischapparatur 4 eingeführt. Das Ge- misch gelangt über Leitung 5 in eine DrehtrommeJf, in der im allgemeinen bei etwas erhöhter Temperatur, z. B. 50 - 80° C, eine Feinmahlung erfolgt. Anschliessend wird das Gemisch über Leitung 7, den Vorwärmer 8 und Leitung 9 in den Wärmebehandlungs-Apparat 10, der hier als Fall- filmverdajnp erdargeste lt ist, eingeführt. Hier erfolgt unter Wärmezufuhr über Leitung 11 mit ausreichender Dauer die Wärmebehandlung, in deren Verlauf über Leitung 13 die gebildeten Wasser- und Benzindämpfe abgezogen werden, über Leitung 12 wird das anschliessend zur Hydrierung vorge¬ sehene Kohle/Öl-Gemisch mit einem Wassergehalt von z. B. < 1% abgeführt. Die Wasser- und Benzindämpfe werden in dem Kondensator 14 kondensiert,- die erhaltenen Flüssigkeiten über Leitung 15 in die Phasentrennung 16 geführt und dort in einen Benzinstrom, der über Leitung 3 zum Mischapparat 4 zurückgeführt wird, und in einen Wasserstrom getrennt, der über Leitung 17 aus dem Prozess entfernt wird.

Beispiel

Feingemahlene australische Braunkohle mit einem Wasserge¬ halt von 55 Gew.-% wurde in üblicher Weise durch Erhitzen auf einen Wassergehalt von 10 Gew.-% getrocknet. Die Kohle wurde dann in ein Schweröl im Verhältnis von Kohle:öl = 1:1,5 eingebracht und vermischt.- Das so erhaltene Gemisch, Kohlegehalt 40%, war so hochviskos, dass es nicht pumpbar war.

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- β ^' -

Es wurde dann aus australischer Braunkohle ein Gemisch aus Kohle, Schweröl und Xylol, Verhältnis 1:1:1, herge¬ stellt und erfindungsgemäss bei 150° C 20 Minuten lang behandelt. Der Wassergehalt des für die Hydrierung vor¬ gesehenen Kohle/Schweröl-Gemischs Kohlegehalt 50 Gew.-%, betrug weniger als 1 Gew.-%, bezogen auf die Kohle. Das Gemisch Hess sich pumpen.

Auch ein Gemisch aus australischer Braunkohle, Schweröl und Xylol, Verhältnis 1:0,85:1, wie oben beschrieben er¬ findungsgemäss behandelt, ergab ein noch pumpbares Kohle/Schweröl-Gemisch. Nach der Wasserabtrennung war der Kohlegehalt ca. 54 Gew.-%, der Wassergehalt 3,5 Gew.-%. Hier war die Grenze der Pumpbarkeit erreicht.