專利名稱：完整的離子液化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是含碳物料的液化，特別是涉及一些生產(chǎn)有用的產(chǎn)品的方法，這些產(chǎn)品包括可直接用于石油類物質(zhì)的精煉過(guò)程的，或作為進(jìn)一步化學(xué)合成的原料的，或作為低硫燃料或類似物的，或在室溫下可是假塑性的，或粉碎固體粒子的，或熔點(diǎn)范圍大約是100℃～200℃的半固態(tài)產(chǎn)物的，或是作為一種細(xì)碎粒子可在內(nèi)燃機(jī)中燃燒的，并且它們的特征是減少了硫和灰份的一些產(chǎn)品。
以前，解決煤的液化和溶劑化的主要方法之一使用了通過(guò)鍵的熱裂解而產(chǎn)生自由基的反應(yīng)。對(duì)于所用的很多種類煤來(lái)說(shuō)，該方法一般地要求超過(guò)350℃的溫度，以便通過(guò)碳-碳鍵、碳-氧鍵、碳-氮鍵和碳-硫鍵的熱裂解而形成足夠的自由基與其它的化合物或氫反應(yīng)，以形成分子量小于煤中的復(fù)雜物質(zhì)的化合物。在一些典型的現(xiàn)有技術(shù)中，這些所形成自由基被穩(wěn)定化，并通過(guò)從溶劑供體分子，在有少量煤增溶劑時(shí)經(jīng)常使用的1，2，3，4-四氫化萘或9，10-二氫菲的氫的轉(zhuǎn)移而被氫原子氫化。在這些反應(yīng)之后，一般以蒸餾或溶劑脫灰的方法分離固體。為使這些體系有效，重要的是該混合物既要適于有效地蒸餾或脫灰，而又不產(chǎn)生過(guò)份的焦化。其它的，被述于1984年5月29日出版的美國(guó)專利US4，451，351和1983年3月3日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)NOS471，731，1983年12月27日申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)NOS564，223的稱為離子液化的液化工藝，通過(guò)將這些公開(kāi)材料加以綜合可知都使用了一種高比例的高極性溶劑。在這些方法中，即使只將少量的高極性溶劑用于后續(xù)工藝的液化反應(yīng)器中，都會(huì)遇到蒸餾的問(wèn)題，并且當(dāng)存在難于分離的堿性化合物時(shí)，嚴(yán)重焦化問(wèn)題及產(chǎn)品的污染就可出現(xiàn)。
為生產(chǎn)出粉碎固體粒子產(chǎn)物，本發(fā)明使用甲醇通過(guò)分配從使用含碳物料、極性溶劑和堿性化合物混合物的液化工藝中沉淀或分離出固體產(chǎn)物。然后將所得到的產(chǎn)物分離出來(lái)而極性溶劑以各種各樣的，述于后面的實(shí)施例中的方法被回收。
甲醇沉淀或分配在離子液化過(guò)程中的用于可將通常在蒸餾、分離、和使含極性有機(jī)液體、堿性化合物的混合物穩(wěn)定化時(shí)所遇到的有害作用減至最小，并且提高了溶劑的回收率，從而改善了磺酰溶劑的平衡及其附帶的經(jīng)濟(jì)效益，簡(jiǎn)化了后面將要詳細(xì)述及的后續(xù)工藝。
因此提供了從液化了的含碳物料中分離出固態(tài)物的改進(jìn)了的方法是本發(fā)明的一個(gè)成就。正如所述本發(fā)明還提供了一個(gè)從原材料制備開(kāi)始至粉碎固體粒子產(chǎn)物的分離的完整的液化含碳材料，分離由之而產(chǎn)生的固態(tài)產(chǎn)物，包括回收和利用富集了含酚增溶劑的再循環(huán)料流的工藝。被回收的該固態(tài)的或假型性物料在室溫下是一種細(xì)碎的固體，它們已減少了硫和灰份含量，并且作為燃料焦炭或石油化工的原料是有用的。


圖1是一個(gè)典型的完整的離子液化工藝的流程圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面用于生產(chǎn)燃料和焦炭的代用品，并且在提取過(guò)程中使用甲醇的完整的離子液化工藝的流程圖。
圖3是展示水對(duì)由一種酚/甲醇的混合物形成兩相的作用的曲線圖。
圖4展示水在形成兩相中對(duì)甲醇和酚類的比率的影響的曲線圖。
圖5是按照本發(fā)明的另一個(gè)方面的，用于生成燃料和焦炭的代用品，并在分配過(guò)程中使用甲醇的一種完整的離子液化工藝的簡(jiǎn)化流程圖。
圖6是按照本發(fā)明再一方面的完整的離子液化工藝的簡(jiǎn)化流程圖。
圖7是展示油頁(yè)巖對(duì)CO消耗影響的曲線圖。
圖8是展示油頁(yè)巖對(duì)加氫的影響的曲線圖。
正如在此所用的，術(shù)語(yǔ)含碳物料包括那些易于用來(lái)描述處理方法的固態(tài)的，半固態(tài)的和液態(tài)的有機(jī)物。那些與實(shí)施本發(fā)明有關(guān)的可被使用的整個(gè)含碳物料的例子?，瓤~捫堂?、沥青煤、锤C堂漢禿置海擅褐械貿(mào)齙墓?fàn)C?，盃C耙禾鍶緱航褂?、壹s八玫降囊禾寮襖嗨莆錚約捌淥墓?fàn)C?、盃C摹⒁禾暮嘉锪先縋靜?、木质素、泥炭、?fàn)C氖筒辛粑鎩⒔褂蛻啊賾土で?、峪r逞搖⒅厥汀⑶崾汀⑹筒辛粑錛襖嗨莆鎩 這里所使用的離子液化指的是先前敘述過(guò)的離子液化工藝所述的化學(xué)過(guò)程，該工藝的特征是在有堿和堿土金屬化合物存在時(shí)，其量有助于包括溶液化的含碳材料和離子類物質(zhì)如酚鹽、氫氧化物、和甲酸鹽的離子反應(yīng)，并且有助于離子類物質(zhì)的穩(wěn)定以產(chǎn)生可蒸餾物、低硫產(chǎn)物、低灰份的經(jīng)脫硫的假塑性的利用易于描述處理方法的含碳物料的聚合結(jié)構(gòu)的極性溶劑增溶。
除離子反應(yīng)外，據(jù)信如所述的離子液化還可能通過(guò)減小存在于含碳物料中的分子間的氫鍵合程度而改變?nèi)芤夯暮嘉锪系娘@分子量和其它的物理特性。由于在增溶和離子反應(yīng)后遺留下來(lái)的離子類物質(zhì)的反應(yīng)特性，在液化后所得到產(chǎn)物的混合物必須經(jīng)進(jìn)一步處理，為的是分離氣體、分離可溶性固態(tài)雜質(zhì)以及沉淀出固態(tài)產(chǎn)物并使反應(yīng)產(chǎn)物和可回收出有用產(chǎn)物的反應(yīng)物穩(wěn)定化，這些有用的產(chǎn)物包括可再次用于離子液化反應(yīng)的富酚循環(huán)料流。這一過(guò)程包括使用甲醇一水的混合物，以將輕的酚類和堿離子溶入可從不溶相中分離出來(lái)的不同相中，接著進(jìn)行蒸餾以回收可循環(huán)使用的酚的溶劑。或使用甲醇將產(chǎn)物的化合物分配，以分離細(xì)碎粒狀的固態(tài)產(chǎn)物，將所得的液相進(jìn)行蒸餾，以回收可循環(huán)使用的酚的溶劑和循環(huán)分配溶劑，即甲醇。
所需的甲醇的量取決于被提取的或被分配的溶液的含水量。同樣地，存在于溶液中的水的量取決于氣/液相的分離特性，及反應(yīng)混合物中的水。
對(duì)形成甲醇和輕酚類單一相所需的關(guān)系示于圖3、4?？紤]到這些關(guān)系，可以確定是否需要或期望以予一定的方式，在給定的系統(tǒng)中調(diào)整所需的水和/或甲醇的量以形成單相的甲醇可溶相和甲醇不可溶相。所余的工藝步驟在此后進(jìn)一步敘述。
所使用的術(shù)語(yǔ)堿性的(alkaline)與堿性的(basic)同義，它包括，但不限于，堿金屬和堿土金屬的化合物。一種堿可以是一種含OH離子的水溶液，或是任何的接受質(zhì)子的物質(zhì)，或是任何的提供一對(duì)電子的供體的物質(zhì)。典型的陽(yáng)離子是ⅠA和ⅡA族的輕金屬。可取的陽(yáng)離子是Na和K。典型的陰離子包括OH-，CO＝3，HC2O-和HCO-3。
當(dāng)應(yīng)用于離子液化時(shí)，一種極性溶劑或一些極性溶劑指的是選自由芳香類、酚類、多環(huán)酚類和被取代的酚類及其混合物所構(gòu)成的組中的增溶劑。一般，這樣的溶劑不含x氫。用于本發(fā)明的離子液化工藝的增溶極性溶劑的液態(tài)混合物將含有大于50%(重量)的這類極性溶劑。
用于此處的術(shù)語(yǔ)“合成氣體”指的是一種主要由一氧化碳和氫構(gòu)成的氣體。以小濃度存在的其它氣態(tài)組分可包括二氧化碳;輕的碳?xì)浠餁怏w和一些雜質(zhì)如氮和另一些此處所述工藝中起作用的物質(zhì)。另外，也可能存在少量的水蒸氣。
按本發(fā)明，通過(guò)在一個(gè)將酚的溶劑、水和所加入的堿或堿上金屬化合物結(jié)合的溶劑/溶質(zhì)系統(tǒng)的反應(yīng)器中，與使用甲醇通過(guò)沉淀或分配以回收固態(tài)產(chǎn)物(依據(jù)反應(yīng)物加入或不加入合成氣體)的協(xié)合效應(yīng)本發(fā)明所得到的產(chǎn)物的較高的產(chǎn)率將將在此后作更完全的敘述。
總之，現(xiàn)有的煤或其它含碳物料的液化工藝通過(guò)使用含酚類化合物大于約50%(重量)的有機(jī)溶劑，其量為含碳物料重量的1.5和3.5倍，每1000份(重量)的含碳物配以約25～約400份(重量)堿及約25～400份(重量)水，并且當(dāng)含碳物料、有機(jī)溶劑和一對(duì)溶劑/溶質(zhì)在低于約360℃的溫度和約1000-約2500磅/英寸的壓力下在一起反應(yīng)時(shí)，可基本上得到改進(jìn)。進(jìn)一步的改進(jìn)可通過(guò)合成氣體的存在而獲得，該合成氣體中的H/CO之比率在約0.5和約2.0之間，其量在大約0.16至1.25米/(每公斤含碳物料之間，該含碳物材料是處于形成不同相之前的，將氣體和固體的分離結(jié)合起來(lái)的反應(yīng)階段中，這些不同相是利用甲醇提取酚類和堿離子，緊接著分離和回收循環(huán)使用的甲醇提取溶劑，并循環(huán)使用含堿和水高酚類料流而形成的，或通過(guò)用甲醇將反應(yīng)產(chǎn)物分配，借此將固態(tài)產(chǎn)物分離出來(lái)，接著蒸餾液相以回收輕油蒸餾物，一種含堿和水的高酚的循環(huán)使用的溶劑的料流及使分配溶劑再循環(huán)而形成的。
如于此后將要詳述的，按本發(fā)明所述的方法進(jìn)械撓眉狀繼崛』蚍峙浼跎倭擻胂鐘械囊夯ひ盞募際跤泄氐奈侍?，简化了循环使用的人G戀幕厥眨⒏慕宋锪掀膠狻 這里所述的離子液化在所采用的條件下將產(chǎn)生具有所希望的低分子量的，甲醇可提取的或可分配的極性溶劑循環(huán)料流。
高極性酚的化合物、堿性化合物的存在，及其離子形式與得自含碳物料的被氧化的化合物一起，在離子液化的過(guò)程中，如所敘述的那樣，可以導(dǎo)致從液化經(jīng)反應(yīng)器后的潛在的工藝問(wèn)題。一些氧化了的化合物。包括很多酚類，特別是有焦化促進(jìn)劑、如離子堿類存在時(shí)，常是不穩(wěn)定的。這些化合物在蒸餾操作時(shí)富集于底部。因此，將存在于蒸餾饋入料流中堿性化合物的量減至最小，和/或降低蒸餾條件的激烈程度以將焦化減至最小都是重要的。由于循環(huán)使用的溶劑的回收所要求的條件的嚴(yán)格程度，一般大量的堿性化合物在蒸餾開(kāi)始之前被分離掉。不管怎樣，已顯示出，在對(duì)循環(huán)使用的溶劑的質(zhì)量產(chǎn)生不利影響的蒸餾期間，一部分酚類變成了加合物。本發(fā)明基本上減少了或消除了現(xiàn)有技術(shù)中的這些問(wèn)題。
在一般被用于離子液化的條件下，即在相對(duì)低的溫度和低壓下，產(chǎn)生了由煤而產(chǎn)生的一定數(shù)量的酚類，但由于加合作用，被回收的酚類的量受到了限制。因此，為使溶劑再生及獲得附加產(chǎn)物，最好使一部分液化產(chǎn)物的液體，應(yīng)在氫存在時(shí)，在使酚類和由煤產(chǎn)生的有機(jī)物之間鍵裂解的條件下經(jīng)受進(jìn)一步的反應(yīng)。該反應(yīng)可在激烈得足以使鍵裂解，但又不足以使芳環(huán)飽和、或排除如水中的氧原子的條件下完成。將甲醇用作提取酚類及堿性離子的溶劑，或用作于此處所述的分配溶劑有助于在其加合之前，在使其后續(xù)的溶劑的回收和穩(wěn)定化更有效的方式下回收輕酚類。
因?yàn)橛缮鲜鲆夯に囁a(chǎn)的液化產(chǎn)物是典型的高活性氧化的物質(zhì)，所以可能有使產(chǎn)物隨時(shí)間或隨熱激烈的處理而氧化和聚合的傾向。在期望附加的溶劑回收和提高產(chǎn)物質(zhì)量的場(chǎng)合下，那么特殊的后續(xù)工藝步驟是需要的。一個(gè)綜合了這些必需的步驟的典型工藝示于圖1，它是按照如在此進(jìn)一步敘述的本發(fā)明的改進(jìn)。
參看圖1中的流程圖，(A)是原料加工，以常規(guī)的手段如錘磨機(jī)或球磨機(jī)或類似的設(shè)備將含碳物料粉碎成料流(1);然后加入水-堿的混合物流(4);使極性溶劑流(2)和(3)循環(huán)，該流中最好含有50%(重量)以上的酚類化合物。該粉碎工序可在干燥載體，或在潮濕狀態(tài)下完成。如果在濕態(tài)下完成，如果采取了適當(dāng)?shù)念A(yù)防措施，那么該循環(huán)的極性溶劑可用作濕潤(rùn)劑，該含碳原料最好全被破碎成74微米的顆粒尺寸(200目)，更可取的顆粒尺寸是147微米(100目)，最可取的顆粒尺寸是350微米(40目)，但是在任何情況下，必須以能使離子液化的必要的溶劑化作用進(jìn)行的形態(tài)。
以使用1000份(重量)的含碳物料流(1)為例，進(jìn)行所要求的溶劑化的極性循環(huán)溶劑流(2)加上流(3)可取的量，依據(jù)含碳物料的制備形式是在約1500和約3500份(重量)之間，而用大約2000份(重量)的溶劑是最佳量。可取的是該極性循環(huán)溶劑含有大于約50%(重量)的酚類化合物，而更可取的是含有大于約60%(重量)的酚化合物。
流(2)和(4)中的堿性物質(zhì)的可取量，以能足以產(chǎn)生所期望的結(jié)果來(lái)選擇。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在此處所述的條件下，每1000份(重量)的物料約25份和約400份(重量)之間的量是有效的，以25～150份(重量)之間的量為更可取，而依據(jù)所用的酚的化合物的種類及用量，含碳物料的制備、及所選擇的條件最佳量約50份(重量)。流(2)和(4)中的水量最好應(yīng)足以使堿性物質(zhì)在述于此處的離子液化的條件下保持離子狀態(tài)，并足以使水氣轉(zhuǎn)移反應(yīng)進(jìn)行，產(chǎn)生在氫化步驟(E)中的，使溶劑再生及離子類物質(zhì)穩(wěn)定所需的氫。流(2)和(4)中的水量在約25～約400份(重量)之間，更可取的是在約50和約250份(重量)之間，而最可取的是在約100和約200份(重量)之間。液化后，在反應(yīng)器減壓時(shí)，水含量是可控的。
流出反應(yīng)器(B)(B)的反應(yīng)產(chǎn)物，流(7)圖1，2)隨后在分離系統(tǒng)中(圖1的工藝(c))被分成各組分流。
葉片過(guò)濾器、棒式過(guò)濾器，水力旋流器，離心分離器或類似的裝置可用于分離固體。固體也可以通過(guò)如溶劑除灰份或類似的工藝被分離。固體分離步驟的目的是從離子液化產(chǎn)物液中分離出來(lái)反應(yīng)的含碳物料及不溶的堿和堿土金屬鹽。由于堿和堿土金屬鹽的吸濕特性，一些所存在的水一般也將隨濾餅被分離出來(lái)。
可取的宋露仁竊詿笤 50°和約100℃(302°F和212°F)之間。壓力保持在足以達(dá)到有效的過(guò)濾的程度，可取的是在約0.34和約1.03兆帕(MPA)(磅/英寸2)至150(磅/英寸2)之間。在該過(guò)濾步驟中，使壓力下降以控制在相分離中的水量，并且液體中的固體含量一般減少至1.0%(重量)以下，礦物質(zhì)含量減少至0.5%(重量)以下，堿類物質(zhì)減至0.25%(重量)以下。所得到的值取決于這樣一些因素，如用于原料制備時(shí)的粉碎程度，所選擇的離子液化條件及過(guò)濾裝置的設(shè)計(jì)。分離過(guò)程最好應(yīng)控制得能降低圖1中的過(guò)濾流中的含水量，低于大約20%(重量)，而最可取是低于10%(重量)。超過(guò)上述水平的含水濃度是不希望的，因?yàn)?，這能導(dǎo)致甲醇用量的增加，這一點(diǎn)此后將要讀到，并且存在不希望的形成兩相的潛在可能，以及在后面的工藝步驟中產(chǎn)生附加的蒸餾的要求。圖1中的流(10)中的帶有約0.25%(重量)的堿性化合物和酚含量大于約50%(重量)的液體，可以通過(guò)蒸餾(D)而成功地作進(jìn)一步處理，雖然這上限要取決于產(chǎn)物的確切特性。包含固體的濾餅和圖1中的流(8)作為產(chǎn)生合成氣及回收堿性化合物(J)的氣化系統(tǒng)的原料而被使用。圖1中的流(9)，即氣流，被送入氣體處理工序(I)加以濃集，然后作為富氫氣體被用于后續(xù)的氫化工藝(E)中。
當(dāng)使用甲醇分配時(shí)，來(lái)自分離系統(tǒng)的液體即圖1中的流(10)被送入蒸餾塔，在這里含甲醇的循環(huán)流被分級(jí)蒸餾。來(lái)自蒸餾的產(chǎn)物是甲醇(圖1中的流(M))，和極性循環(huán)溶劑流(圖1中的流(2))。
該蒸餾工序有兩個(gè)主要的目的。第一，回收甲醇以循環(huán)使用;第二，回收包含酚類物質(zhì)的極性循環(huán)溶劑流。
含碳物質(zhì)料在離子液化反應(yīng)器中溶解之后，分離料漿并降溫減壓。過(guò)濾料漿以分離灰份及不溶于溶劑/溶質(zhì)系統(tǒng)的不溶的有機(jī)物。大部分的灰份，包括大部分無(wú)機(jī)硫?qū)⒃谶@一階段被分離。在其它裝置中的濾液(圖2)隨后被輸入液體提取流以分離已溶的灰份組分及堿。該灰份及堿通過(guò)使濾液與甲醇和水或其類似物接觸而被分離。
本發(fā)明取消了現(xiàn)有技術(shù)用于離子液化的液-液提取步驟。具體的是，使用按照本發(fā)明的一個(gè)方面的甲醇-水的混合物沉淀從已脫氣/已脫灰份的液化反應(yīng)的產(chǎn)物流中得到的粉碎固體粒子。
該已被分離的，含酚溶劑，堿離子和甲醇的液流隨后經(jīng)蒸餾從回收酚溶劑和堿離子。來(lái)自蒸餾塔的塔頂餾物含有甲醇，而較低的餾份改善了循環(huán)的酚溶劑的回收。要選擇能達(dá)到這一結(jié)果的蒸餾溫度。
上面所述的內(nèi)容結(jié)合下面的離子將得到進(jìn)一步的理解。
獲自北達(dá)科它州的IndianHead礦的煤被磨碎至其最大尺寸為100目。將此煤1份混入2份由工藝過(guò)程中所得到的循環(huán)溶劑中，該溶劑含有50%以上的酚類和堿所加的水被調(diào)節(jié)到水含量約為15%，并含有約10%的氫氧化鈉。該漿料在有一氧化碳存在時(shí)通過(guò)預(yù)熱器，反應(yīng)器和壓力連續(xù)下降的流動(dòng)系統(tǒng)泵入。脫氣反應(yīng)器的產(chǎn)物在一臺(tái)連續(xù)的滾筒離心機(jī)中脫去灰份，然后取出樣品A和B。
含由液態(tài)產(chǎn)物中得出的煤的樣品B用甲酸處理。含有水、堿及殘留的酚的含水相被分離掉。含循環(huán)使用溶劑及得自煤產(chǎn)物有機(jī)相被收集起來(lái)并蒸餾。不可蒸餾的餾份被收集并被分析。
含上述組分的樣品與等體積的甲醇-水溶液相接觸?；厥詹蝗芟嗖⑷缟鲜龅臉悠稡一樣分析。
對(duì)上述樣品A和B進(jìn)行熱重分析及C核磁共振。樣品B含有平均15.8%(重量)的酚類，該酚類的12%(重量)是緊密鍵合的，并且不能通過(guò)加熱處理將其分離。樣品A含有平均1.1%(重量)的，不能通過(guò)加熱回收的酚。
進(jìn)而，收集樣品B的不能蒸餾的固體作為蒸餾殘留物。樣品A作為沉淀物而得到，并通過(guò)過(guò)濾加以收集。樣品A的顆粒尺寸百分之百地小于200目。
如從上述可知，甲醇-水沉淀工藝步驟在一個(gè)離子液化工藝序列中的應(yīng)用可提供一種改進(jìn)了的粉碎固體粒子產(chǎn)物及改進(jìn)了的酚的可循環(huán)使用溶劑的回收。粒狀固體的分離，通過(guò)利用將足夠的甲醇加入到液態(tài)產(chǎn)物流中沉淀出所期望的固態(tài)產(chǎn)物以實(shí)現(xiàn)粉碎固體粒子的分離。
一個(gè)可供選擇的，根據(jù)本發(fā)明的，用甲醇進(jìn)行分配的處理系統(tǒng)被示于圖5。參見(jiàn)圖5，含碳原料如前述以常規(guī)手段粉碎，并且此被粉碎的原料流在AA以一個(gè)如前所述的循環(huán)的含百分流3A漿化。顆粒尺寸、物料平衡、配制及處理?xiàng)l件如前所述。漿料如前所述進(jìn)行加熱，然后該漿料以合成氣體在BB處理以生產(chǎn)出如前所述的所期望的離子液化產(chǎn)物。
然后來(lái)自液化單元BB的反應(yīng)產(chǎn)物流經(jīng)過(guò)濾以分離來(lái)反應(yīng)的固體，這如前所述，然后此濾液在分配部分CC用甲醇處理。甲醇用作從輕油產(chǎn)品(蒸餾產(chǎn)品)、酚類循環(huán)使用的溶劑和水中分配細(xì)碎狀的固態(tài)反應(yīng)產(chǎn)物及不溶的堿鹽類。
來(lái)自分配部分CC的固體再懸浮于在FF的新鮮的含水酸洗液中。該含水酸洗液將細(xì)碎的固體反應(yīng)產(chǎn)物和溶于該含水酸洗液的堿或堿土金屬分離。然后將留下的細(xì)碎的固體產(chǎn)物洗滌以產(chǎn)出清潔的，細(xì)碎的離子液化固態(tài)產(chǎn)物。
來(lái)自CC的甲醇提取料流隨后被通到蒸餾塔I，在此，一般清潔的循環(huán)的甲醇料流作為頂部蒸餾物被排出。來(lái)自塔I的底部蒸餾物被通入第二蒸餾塔Ⅱ，在此酚類溶劑及輕油蒸餾物被分別地回收，輕油餾物作為產(chǎn)物回收，而酚類被循環(huán)至AA以再漿化新原料。如果愿意，來(lái)自CC的不溶的濾餅料和來(lái)自FF的固體洗滌溶液也還可以被加入蒸餾塔FF。任選地，該不溶的來(lái)自CC的濾餅料和來(lái)自FF的固體洗滌溶液可直接返回AA。
如從上述可知，甲醇分配溶液的使用來(lái)了很多重要的優(yōu)點(diǎn)。其一是，甲醇料流的蒸餾可在不太嚴(yán)格的蒸餾條件下完成。特別是，蒸餾塔I的運(yùn)行溫度從常規(guī)工藝所要求的250℃左右下降到大約100℃。另外，甲醇的蒸發(fā)熱大大低于水或酚的循環(huán)流的蒸發(fā)熱。從而，如在此所述的，用甲醇作為分配溶劑的蒸餾序列對(duì)全部能量的要求，與常規(guī)的分離系統(tǒng)相比則大大地減少。
另外，根據(jù)本發(fā)明使用甲醇分配，使鈉的夾附物及加合到固態(tài)產(chǎn)物中的酚的循環(huán)使用溶劑大為減少。例如，用圖1中的常規(guī)分離工藝而產(chǎn)生的固態(tài)產(chǎn)物可含有近12%(重量)的被加合的源于酚類的被循環(huán)的溶劑，而用圖5中的根據(jù)本發(fā)明的甲醇分配而分離出的固態(tài)的固態(tài)產(chǎn)物一般只含小于約1%至約3%(重量)的源于酚類的被加合的循環(huán)使用的溶劑，及僅為痕量的，例約二百萬(wàn)分之20份至約百萬(wàn)分之100份的鈉。再者，用甲醇分配而分離出的固體產(chǎn)物含灰份很少，并且該產(chǎn)物是細(xì)碎的。這使得根據(jù)本發(fā)明而生產(chǎn)的固體產(chǎn)物可直接地作為燃料油或柴油補(bǔ)充劑使用。依據(jù)顆粒尺寸，最多約50%(重量)的按本發(fā)明生產(chǎn)的固體的混合物可直接作為燃料油、柴油或煤/水補(bǔ)充劑使用。
還有其它的本發(fā)明的可選擇方案被示于圖6。參看圖6，(AAA)的含碳原料由粉碎了的固體含碳物料如煤和含油產(chǎn)物如精煉后的底部餾份、焦油砂、油頁(yè)巖及其類似物的混合物組成。一般，該煤包含約10%至約90%(重量)的含碳原料混合物，更可取的是約30～約70%(重量)，而最可取的是大約50%(重量)。一種含水-堿混合物的反應(yīng)溶劑和一般酚溶劑料流以上述方式加入。顆粒尺寸、物料平衡、配制、及工藝條件均如前所述。該漿料以前述方式加熱、并且在BBB用合成氣體處理該漿料以產(chǎn)出所期望的，如前所述的離子液化產(chǎn)物。
如前所述，來(lái)自液化反應(yīng)器(BBB)的反應(yīng)產(chǎn)物流隨后可經(jīng)過(guò)過(guò)濾以分離未反應(yīng)的固體，而后濾液用甲醇在前述的分配單元CCC進(jìn)行處理。甲醇用作從輕油產(chǎn)物、酚類的循環(huán)使用的溶劑中分配細(xì)碎狀的固體反應(yīng)產(chǎn)物、不溶的堿鹽類。
來(lái)自分配單元CCC的固體隨后可用如前所述的(參見(jiàn)圖5)新鮮的含水酸洗液處理。任選地，如圖6所示，甲醇的不溶的餾分可以被通入提取單元DDD，這將在后面詳細(xì)敘述。
來(lái)自CCC的甲醇提取料流，隨后被通入真空蒸餾塔Ⅰ，在此，甲醇、水和-225°F的蒸餾產(chǎn)物作為塔頂餾分被回收，而其+225°F的底部餾份被通入提取單元DDD。該甲醇的塔頂餾份被循環(huán)、分離單元CCC，而+225°F的蒸餾產(chǎn)物則被通入蒸餾單元Ⅱ，在此處酚的溶劑和輕油蒸餾物被分別回收，輕油蒸餾物作為產(chǎn)物回收，而酚類則被循環(huán)到AAA或BBB以再漿化新的原料并進(jìn)行離子液化。
來(lái)自CCC的甲醇不溶餾分在DDD使用常規(guī)技術(shù)用甲苯或環(huán)己烷提取。提取產(chǎn)生了三相，一個(gè)灰份相，一個(gè)堿-含水相(該相被循環(huán)至AAA)及一個(gè)固態(tài)產(chǎn)物。
如從圖7和8可見(jiàn)，當(dāng)將煤和頁(yè)巖放在一起處理時(shí)，則固態(tài)產(chǎn)物的產(chǎn)率及總的轉(zhuǎn)化都增加了。
結(jié)合下面的例櫻梢越徊嚼斫馇笆齙哪諶藎 產(chǎn)自肯塔基州Fies礦的肯塔基9煙煤被磨碎至最大顆粒為100目，產(chǎn)自肯塔基州Mortgomery縣的ClevelandMember頁(yè)巖也被磨碎至最大顆粒為100目，將此二種材料在有工藝所得到的循環(huán)溶劑存在時(shí)，經(jīng)受離子化，該溶劑包含如前所述(例1～3)大于約50%的酚類、堿和水及含有一種含氮雜環(huán)的(例4)及在表Ⅱ中所分析的合成溶劑。
表Ⅰ反應(yīng)條件及聯(lián)合處理的研究結(jié)果加入的加入的加入的催化劑反應(yīng)溫度試驗(yàn)煤頁(yè)巖＊＊溶劑(℃)13.5克3.5克溶劑14.0克NaOH0.35克1500水1.0克27.0克……溶劑14.0克NaOH0.35克355水1.0克3……7.0克溶劑14.0克NaOH0.35克355水1.0克47.0克……甲苯基酸10.5克NaOH0.35克335哌啶子基吡啶3.5克水1.0克表Ⅰ(續(xù))試驗(yàn)起始?jí)毫?psig)聯(lián)合反應(yīng)時(shí)間(分)1150045215004531500454150045
表Ⅱ結(jié)果試聯(lián)合轉(zhuǎn)變C-650F產(chǎn)率固態(tài)化學(xué)劑產(chǎn)率驗(yàn)(重量%MAF煤)(重量%MAF煤)(重量%MAF煤)煤和頁(yè)巖140.1938.5965.20僅為煤224.6326.6254.12僅為頁(yè)巖3＊45.9516.4522.37僅為煤429.9929.8364.63
表Ⅱ(續(xù))試產(chǎn)率基準(zhǔn)所加入的H驗(yàn)轉(zhuǎn)換(重量%MAF煤)煤和頁(yè)巖1103.792.17僅為煤280.741.50僅為頁(yè)巖3＊38.820.76僅為煤494.461.56＊基于MAF頁(yè)巖的產(chǎn)率。
當(dāng)不愿受理論的約束時(shí)，可以相信油頁(yè)巖對(duì)煤的轉(zhuǎn)化可由于含氮雜環(huán)(油母質(zhì))在該油頁(yè)巖中的存在而有正的效應(yīng)。并且，當(dāng)含氮雜環(huán)的存在顯示提高蒸餾物及固態(tài)產(chǎn)物的產(chǎn)率時(shí)，則含氮雜環(huán)的存在就顯不出重要地和有益地影響氫化。
例4A和4B是在與例4相同的條件下進(jìn)行的，它們作為先前表述的，可在表Ⅲ中見(jiàn)到的例子說(shuō)明了甲醇分配的優(yōu)點(diǎn)。
表Ⅲ結(jié)果試驗(yàn)聯(lián)合轉(zhuǎn)化C-650F產(chǎn)率固體化學(xué)劑產(chǎn)率基準(zhǔn)(重量%MAF煤)(重量%MAF煤)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)換用甲醇4A29.9929.8364.6394.46不用4B28.6223.4257.0080.42甲醇表Ⅲ(續(xù))試驗(yàn)所加入的H4-PP的回收用甲醇4A1.55104.09不用甲醇4B1.5664.13
在試驗(yàn)4A中，蒸餾物、固態(tài)產(chǎn)物和總的轉(zhuǎn)化是較高的。加氫的區(qū)別并不重要。在試驗(yàn)4A中甲醇提取液經(jīng)蒸餾而回收甲醇及循環(huán)使用的溶劑。在試驗(yàn)4B中，該產(chǎn)物的漿料被蒸餾而回收產(chǎn)物。來(lái)自蒸餾工序的350°F～650°F的餾分被回收，并用氣相色譜(GC)/分子篩(MS)分析間位甲酚和哌啶子基吡啶(4-PP)。一個(gè)物料平衡計(jì)算如下試驗(yàn)號(hào)甲醇間位甲酚回收4-PP回收4A用89.22104.094B不用107.5364.13我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)本發(fā)明在蒸餾之前使用甲醇分配大大地提高了含氮雜環(huán)物的回收。并且，在蒸餾前的甲醇分配還減少了或消除了將含氮雜環(huán)物加合到產(chǎn)物中的加合作用。在分離不可蒸餾產(chǎn)物之前用常規(guī)的蒸餾處理該反應(yīng)產(chǎn)物的嘗試，產(chǎn)生了顯著的含氮雜環(huán)化合物的加合作用。
本發(fā)明是易于改進(jìn)的。例如，產(chǎn)物產(chǎn)量和轉(zhuǎn)化的提高，可通過(guò)將單一的或雜環(huán)化合物的混合物如4-哌啶子基吡啶或油母質(zhì)作為離子液化的一種促進(jìn)劑直接加入煤的含碳原料中，以促使處理過(guò)程完成而達(dá)到。按照本發(fā)明在蒸餾之前的離子液化反應(yīng)料流的甲醇分配也可有利地用于常規(guī)的離子液化工藝中。根據(jù)前述的技術(shù)仍可作出其它的改變，而所要求保護(hù)的發(fā)明的范圍僅受適用于本權(quán)利要求書(shū)的現(xiàn)有技術(shù)所限制。
權(quán)利要求
1.一種使來(lái)自單級(jí)離子煤液化工藝的工藝料流中的增溶劑再生的方法，其中所說(shuō)的煤的離子液化是通過(guò)煤與一種極性溶劑增溶劑及一種含有無(wú)機(jī)的離子類物質(zhì)的含水溶液反應(yīng)而完成的，這里的增溶劑的主要部分是選自芳香醇類、酚類、多環(huán)酚類和被取代的酚類，如0-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰及其混合物和衍生物所組成的組，而其次要部分是選自含1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族烴類物及全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、2-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘、7甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲及其混合物和衍生物，以及得自含碳物料的溶劑，以及無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是溶于水的，并且包括含有選自由堿及堿土金屬組成的組的陽(yáng)離子的化合物，在離子液化后包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)從所說(shuō)的工藝料流中分離不混溶的水，(3)從所說(shuō)的工藝料流中分離含有固體的堿性化合物，(4)從所說(shuō)的工藝料流中，通過(guò)使用基礎(chǔ)分離含硫產(chǎn)物，(5)分別地對(duì)所說(shuō)的含碳產(chǎn)物進(jìn)行加氫處理，并且，(6)回收可直接用于單級(jí)煤的離子液化工藝的再生的增溶劑。
2.一種在離子液化后，從含碳物液化工藝料流中回收固體產(chǎn)物的方法，在液化過(guò)程中極性溶劑或其混合物與堿金屬或堿土金屬化合物或其混合物一起用于液化，所包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)從所說(shuō)的工藝料流中分離含固體的堿和堿土金屬化合物，(3)通過(guò)甲醇加入所說(shuō)的工藝料流以分離固體沉淀物和揮發(fā)性液體產(chǎn)物的方法從所說(shuō)的工藝料流中回收固態(tài)和液體產(chǎn)物，并且，(4)蒸餾該揮發(fā)性的液體產(chǎn)物以回收富酚的循環(huán)使用的溶劑。
3.按照權(quán)利要求2的工藝，其中被回收的循環(huán)工藝料流包含適用于后面的離子液化工藝的芳族極性溶劑。
4.一種生產(chǎn)假塑性固體產(chǎn)物的方法，該產(chǎn)物是來(lái)自離子的煤的液化工藝的，在室溫下是固態(tài)的，其中所說(shuō)的煤液化是通過(guò)將煤與極性溶劑增溶劑和一種含有無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)的含水溶液反應(yīng)而完成的，在這里，該增溶劑的主要部分是選自由芳族醇類、酚類、多環(huán)酚類和被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰及其混合物和衍生物組成的組，而其次要部分是選自由具有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族烴類和全部氫化的多環(huán)芳族烴類物，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、2-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘、7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲及其混合物和衍生物，以及由含碳物料得到的溶劑組成的組，并且(b)該無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是被溶于水，而且包哂醒∽雜杉鍆兩鶚糇槌傻淖櫚難衾胱擁幕銜錚誒胱右夯笏ǖ牟街枋牽 (1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)從所說(shuō)的工藝料流中分離含有固體的堿性化合物，(3)從所說(shuō)的工藝料流中沉淀出被增高的含碳物料，(4)蒸餾所說(shuō)的工藝料流，以提供能直接用于一種離子煤液化工藝的循環(huán)劑，及一種可用作燃料或焦炭代用品的假塑性產(chǎn)物。
5.得自在離子液化后的含碳物料工藝料流的固態(tài)產(chǎn)物，在液化中將極性溶劑或其混合物與堿金屬或堿土金屬化合物，或其混合物一起用于液化過(guò)程，這里，不可冷凝的氣體已從所說(shuō)的工藝料流中被分離，含固體的堿或堿土金屬化合物已從所說(shuō)的工藝料流中分離出去，固態(tài)產(chǎn)物已通過(guò)用基礎(chǔ)溶液進(jìn)行沉淀而被回收。
6.按照權(quán)利要求5的產(chǎn)物，其中該被回收的循環(huán)工藝料流中包括適用于下次離子液化工藝的芳族極性溶劑。
7.一種在室溫下是固態(tài)的，并得自煤的離子液化工藝的假塑性產(chǎn)物，其中所說(shuō)的鎂的液化是通過(guò)該煤與極性溶劑增溶劑及一種含有無(wú)機(jī)類物質(zhì)的水溶液的反應(yīng)而完成的，這里的增溶劑的主要部分選自由芳族醇類、酚類、多環(huán)酚類和被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰及其混合物和衍生物所組成的組。而其次要部分選自含有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族烴類及全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘，2-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘、7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲和它們的混合物后衍生物以后得自含碳物的溶劑所組成的組，并且(b)該無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)被溶于水，并包括含有選自堿或堿金屬組成的組的陽(yáng)離子的化合物，這里在離子液化之后從所說(shuō)的工藝料流中將不可冷凝的氣體分離、并且從所說(shuō)的工藝料流中將含固體的堿性化合物分離，再使用甲醇以沉淀出含碳物料，并蒸餾剩余的工藝料流以產(chǎn)生可循環(huán)使用的增溶劑，此增溶劑能直接用于離子煤液化工藝當(dāng)沉淀時(shí)產(chǎn)出可用作燃料或焦炭代用物的假塑性產(chǎn)物。
8.一種使來(lái)自一單級(jí)的煤的離子液化工藝的工藝料流中的增溶劑再生的方法，其中所說(shuō)的煤的液化是通過(guò)將該煤與及極性溶劑增溶劑及一種含有無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)的水溶液反應(yīng)而完成的，這些，該增溶劑的主要部分選自由芳香醇類、酚類、多環(huán)酚類和被取代的酚類，如o-甲酚，m-甲酚，p-甲酚，鄰苯二酚，間苯二酚、萘酰以及其混合物及衍生物所組成的組，而其次要部分選自含有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類，部分氫化的多環(huán)芳族烴類及全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、2-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘，7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷，9，10-二氫蒽，9，10-二氫菲和它們的混合物及衍生物以及得自含碳物料的溶劑所組成的組，并且(b)該無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)被溶于水，而且包括含有選自堿或堿金屬所組成的組的陽(yáng)離子的化合物，在離子液化后所包含的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)從所說(shuō)的工藝料流中分離不混溶的水，(3)通過(guò)用甲醇處理，從所說(shuō)的工藝料流中分離含有固體后反應(yīng)產(chǎn)物的堿和堿土金屬的化合物，(4)氫化所說(shuō)的，來(lái)自步驟(3)的反應(yīng)產(chǎn)物固體，(5)回收含固體及反應(yīng)產(chǎn)物固體的堿性化合物，和(6)分別地回收能直接用于單級(jí)離子煤液化工藝的再生的增溶劑，及循環(huán)使用的甲醇。
9.一種從離子液化后的含碳物料液化工藝料流中回收固體產(chǎn)物的方法，在液化中一種極性溶劑或其混合物與堿金屬或堿土金屬化合物或它們的混合物一起被用于液化，所包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)通過(guò)將甲醇加入到所說(shuō)的工藝料流中以分離固體沉淀和揮發(fā)性的液態(tài)產(chǎn)物，從所說(shuō)的工藝料流中分離含固體和反應(yīng)產(chǎn)物固體的堿和堿金物化合物，(3)洗滌該固體沉淀物以回收反應(yīng)產(chǎn)物固體，及(4)蒸餾該揮發(fā)性的液態(tài)產(chǎn)物以回收富酚的循環(huán)使用的溶劑及甲醇。
10.按照權(quán)利要求9的工藝，其中被活性的循環(huán)工藝料流含有適用于下次離子液化工藝的芳族極性溶劑，及分別地被回收的適用于下次分離步驟的甲醇。
11.一種生產(chǎn)來(lái)自離子煤液化工藝的，在室溫下是固態(tài)的假塑塑性固態(tài)產(chǎn)物的方法，其中所說(shuō)的煤液化是通過(guò)將該與一種極性溶劑增溶性和一種含有無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)的水溶液進(jìn)行反應(yīng)而完成的，這里，該增溶劑的主要部分選自由芳族醇類、酚類、多環(huán)酚類、和被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰，及其混合物及衍生物所組成的組，而其次要部分則選自含有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族的烴類、及全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、2-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘、7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲和它們的混合物及衍生物，以及得自含碳物料的溶劑所組成的組，而(b)這無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是被溶于水的，并且包括一種具有選自由堿和堿土金屬組成的組的陽(yáng)離子的化合物，在離子液化后所包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)通過(guò)用甲醇處理，從所說(shuō)的工藝料流中分離含固態(tài)的和假塑性反應(yīng)產(chǎn)物固體的堿和堿金屬化合物，(3)使來(lái)自步驟(2)的所說(shuō)的固體進(jìn)行氫化處理，(4)回收含固體的適用于下次的離子液化工藝的堿性化合物、及假塑性產(chǎn)物，以及(5)蒸餾所說(shuō)的工藝料流以提供能直接用于一種離子煤液化工藝的循環(huán)劑和循環(huán)使用的甲醇。
12.得自液化后的含碳物液化工藝料流的固態(tài)產(chǎn)物，這里，不可冷凝的氣體從所說(shuō)的工藝料流中被分離，固體產(chǎn)物從所說(shuō)的工藝料流中通過(guò)用甲醇沉淀而被回收。
13.按照權(quán)利要求12的產(chǎn)物，其中被回收的循環(huán)工藝料流含有適用于下次的離子液化工藝的芳族極性溶劑。
14.一種在室溫下是固態(tài)的，得自一種離子煤液化工藝的假塑性產(chǎn)物，其中所說(shuō)的煤的液化是通過(guò)將該煤與極性溶劑增溶劑和含無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)的水溶液反應(yīng)而完成的，這里所說(shuō)的增溶劑的主要部分選自由芳族醇類、酚肋、多環(huán)酚類、和被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰、具有混合物和衍生物組成的組，而其次要部分則選自含有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族烴類、全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、x-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘，7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲和它們的混合物及衍生物，以及得自含碳物的溶劑所組成的組，而(b)無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是被溶于水的，并且包括一種具有選自由堿和堿土金屬所組成的組的陽(yáng)離子的化合物，在離子液化后包括的步驟是從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，及使用甲醇以沉淀含碳物料及含固體的堿性化合物，該固體進(jìn)一步分離并用氫化回收，以及蒸餾剩余的工藝料流制備可循環(huán)使用的增溶劑，該增溶劑可直接用于煤的離子液化工藝，當(dāng)沉淀時(shí)得到塑性產(chǎn)物，和循環(huán)使用的甲醇。
15.一種從單級(jí)離子煤液化工藝的工藝料液中再生增溶劑的方法，其中所說(shuō)的煤的液化是通過(guò)將煤和油頁(yè)巖與一種極性溶劑和含無(wú)機(jī)類分子物質(zhì)的水溶液而完成，該增溶劑的主要部分是選自由芳族醇類、酚類，多環(huán)酚類和被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰、及其混合物和衍生物組成的組，而其次要部分則選自含有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族烴類、全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、2-甲基萘、1，2，3，4-四氫化萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲和它們的混合物及衍生物，以及得自含碳物的溶劑所組成的組，而(b)無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是被溶于水的，并且包括一種具有選自由堿和堿土金屬所組成的組的陽(yáng)離子的化合物，在離子液化后包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，及(2)從所說(shuō)的工藝料流中分離不混溶的水，(3)從所說(shuō)的工藝料流中通過(guò)用甲醇處理分離含固體的和反應(yīng)產(chǎn)物固體的堿性化合物，(4)使來(lái)自步驟(3)的所說(shuō)的固體經(jīng)氫化處理，(5)回收含固體的和反應(yīng)產(chǎn)物固體的堿性化合物，(6)分別地活性能直接用于一種單級(jí)離子的煤液化工藝的再生增溶劑及循環(huán)使用的甲醇。
16.一種在有含氮有機(jī)化合物存在時(shí)從含碳物料的離子液化后的含碳物料的液化工藝料流中回收固態(tài)產(chǎn)物的方法，其中一種極性溶劑或其混合物和堿金屬或堿土金屬的化合物或其混合物一起被用于液化，所包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)通過(guò)把甲醇加入到所說(shuō)的工藝料流中以分離固態(tài)沉淀物和揮發(fā)性氣體從所說(shuō)的工藝料流中回收含有固體的堿，(3)洗滌該固態(tài)沉淀物，以回收反應(yīng)產(chǎn)物固體，及(4)蒸餾該揮發(fā)性液體產(chǎn)物以回收富酚的循環(huán)使用的溶劑和甲醇。
17.按照權(quán)利要求16的工藝，其中被回收的工藝料流中含有適用于下次離子液化工藝的芳族極性溶劑和分別被回收的，適用于后續(xù)分離的甲醇。
18.一種生產(chǎn)在室溫下呈固態(tài)，并來(lái)自一種離子煤液化工藝的假塑性固態(tài)產(chǎn)物的方法，其中所說(shuō)的煤液化是通過(guò)煤和油頁(yè)巖與一種極性溶劑反應(yīng)而完成的，這里，該增溶劑的主要部分選自由芳族醇類、酚類、酚類、多環(huán)酚類和被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰及其混合物和衍生物所組成的組，而其次要部分選自多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)烴類及全部氫化的多環(huán)烴類物，如，萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基萘、2-甲基苯、1，2，3，4四氫化萘、7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲和它們的衍生物及混合物，以及得自含碳物料的溶劑的所組成的組，而(b)無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是被溶于水的，并包括一種具有選自由堿和堿土金屬組成的組中的陽(yáng)離子的化合物，在離子液化后所包括的步驟是(1)從所說(shuō)的工藝料流中分離不可冷凝的氣體，(2)通過(guò)用甲醇處理，從所說(shuō)的工藝料流中分離含固體和假型性反應(yīng)產(chǎn)物固態(tài)體募詈圖罱鶚艋銜錚 (3)對(duì)來(lái)自步驟(2)的所說(shuō)的固體作氫化處理，(4)回收含適用于下次離子液化工藝的堿性化合物、和假型反應(yīng)產(chǎn)物，及(5)蒸餾所說(shuō)的工藝料流以提供一種能直接被用于離子煤液化工藝的循環(huán)劑后循環(huán)使用的甲醇。
19.在有含氮的有機(jī)化合物存在時(shí)的從含碳物料的離子液化后的含碳物料液化工藝流中得到的固體產(chǎn)物，這里不可冷凝的氣體從所說(shuō)的工藝料流中被分離，通過(guò)用甲醇沉淀，從所說(shuō)的工藝料流中回收固體產(chǎn)物。
20.按照權(quán)利要求19的產(chǎn)物，其中該被回收的循環(huán)使用的工藝料流含有適用于下次的離子液化工藝的芳族極性溶劑。
21.一種在室溫下呈固態(tài)的，并得自一種離子煤液化工藝的假塑性產(chǎn)物，其中所說(shuō)的煤液化是通過(guò)煤和油頁(yè)巖與一種極性溶劑及增溶劑和一種含有無(wú)機(jī)物的水溶液的反應(yīng)而完成的，這里，所說(shuō)的增溶劑的主要部分是選自由芳族醇類、酚類、多環(huán)酚類后被取代的酚類，如o-甲酚、m-甲酚、p-甲酚、鄰苯二酚、間苯二酚、萘酰，及其混合物和衍生物所組成的組，而其次要部分則選自含有1～4個(gè)碳環(huán)的多環(huán)芳族烴類、部分氫化的多環(huán)芳族烴類及全部氫化的多環(huán)芳族烴類，如萘、蒽、菲、醋萘、1-甲基苯、2-甲基萘、1，2，3，4四氫化萘、7-甲基吡啶、異喹啉、二氫萘、萘烷、9，10-二氫蒽、9，10-二氫菲和它們的混合物和衍生物，以及得自含碳物的溶劑所組成的組，并且(b)無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)是被溶于水的，并且包括一種含有選自由堿和堿土金屬組成的組的陽(yáng)離子的化合物，這里，在離子液化后不可冷凝的氣體被從所說(shuō)的工藝料流中分離，并且，甲醇被用于沉淀出一種固態(tài)產(chǎn)物，而含有固體的堿性化合物通過(guò)氫化處理進(jìn)一步被分離和回收，并且，剩下的工藝料流被蒸餾，以生產(chǎn)出可循環(huán)使用的增溶劑，該增溶劑能直接用于離子煤液化工藝的在沉淀時(shí)，生產(chǎn)出一種用作燃料或焦炭的代用品的假型性產(chǎn)物和循環(huán)使用的甲醇。
22.一種改進(jìn)離子煤液化工藝的產(chǎn)物的方法，其中所說(shuō)的煤的液化是通過(guò)煤與極性溶劑增溶劑和一種含無(wú)機(jī)離子類物質(zhì)的水溶液反應(yīng)而完成的，該方法包括在有一個(gè)含氮的有機(jī)化合物存在時(shí)進(jìn)行所說(shuō)的離子液化。
23.一種改進(jìn)權(quán)利要求22的方法，其中所說(shuō)的含氮的有機(jī)化合物包括油頁(yè)巖。
24.一種根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中所說(shuō)的含氮的有機(jī)化合物包括用油母質(zhì)所衍生的油頁(yè)巖。
全文摘要
含碳物料液化的改進(jìn)方法，其中甲醇被用于分離產(chǎn)物并描述了循環(huán)使用的溶劑。該含碳物料可以包括煤或其它的含碳物料，或鎂和含油材料的混合物，該含油材料包括精煉的底部組分、焦油砂和油頁(yè)巖。
文檔編號(hào)C10B53/06GK1032669SQ8710699
公開(kāi)日1989年5月3日 申請(qǐng)日期1987年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1986年4月18日
發(fā)明者克利福德·R·波特, 赫伯特·D·卡茨, 羅納德·L·米勒, 庫(kù)蒂斯·L·克魯?shù)律? 約翰·R·倫特, 希爾維亞·A·法諾姆 申請(qǐng)人:碳資源公司