A study of the mixture of coal and residue of the vacuum distillation of crude oil by thermal analysis

Abstract

Thermal analysis was used for investigating the effect of the addition of the residue obtained from crude oil vacuum distillation on the carbonization process of brown coal. The kinetic analysis of the experimental TG curves was carried out by using the Coats-Redfern equation and then to select the most likely mechanism (functiong (α)) for particular decomposition stages of brown coal and its mixture with the residue. In the brown coal carbonization process the nucleation of a new solid phase is predominant. In the temperature range of the decomposition of coal (620–820 K) the addition of residue results a change in the mechanism of the thermal decomposition process — in the mixture three-dimensional diffusion processes and one-dimensional diffusion occur, depending on the composition. Above 730 K (secondary carbonation processes) the most likely mechanism involves the nucleation of a new solid phase as well as diffusion processes.

Zusammenfassung

Mittels Thermoanalyse wurde der Einflu\ des Zusatzes eines Destillationsrückstandes aus der Vakuumdestillation von Rohöl beim Verkokungsproze\ von Braunkohle untersucht. Die kinetische Analyse der TG-Kurven wurde mittels der Coats-Redfern-Gleichung ausgeführt um dann den bestpassenden Mechanismus (Funktiong(α)) für die einzelnen Zersetzungsschritte von Braunkohle bzw. deren Gemisches mit dem Rückstand auszuwählen. Beim Verkokungsproze\ der Braunkohle herrscht der Keimbildungsvorgang der neuen Festphase vor. Im Temperaturbereich der Zersetzung der Kohle (620–820 K) verursacht der Zusatz des Rückstandes eine änderung des Reaktionsmechanismus des thermischen Zersetzungsprozesses — in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Gemisches verlaufen drei-bzw. eindimensionale Diffusionsvorgänge. Oberhalb von 730 K (sekundärer Verkokungsproze\) beinhaltet der passendste Mechanismus sowohl die Keimbildung einer neuen Festphase als auch Diffusionsvorgänge.