7/28/2019 Us 4085032 patent

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United S t a t e s Patent [ 1 9 1A c z e l e t a l .

HYDROGEN DONOR SOLVENT COALLIQUEFACI ON PROCE SST h o m a s A c z e l ; K a r l W. P l u m l e e , b o t ho f B a y t o w n , T e x .

[ 5 4 ][ 7 5 ] I n v e n t o r s :

Exxon R e s e a r c h & n g i n e e r i n g C o . ,L i n d e n , NJ .7 5 5 , 1 7 4D e c . 2 9 , 1 9 7 6

[ 7 3 ] A s s i g n e e :[ 2 1 ][ 2 2 1

A p p l . No :F i l e d :

R e l a t e d U . S . A p p l i c a t i on D a t aC o n t i n u a t i o n - i m p a r t o f S e r . N o . 6 8 6 , 8 1 3 , Ma y 1 7 ,1 9 7 6 , P a t . No . 4 , 0 4 9 , 5 3 6 , and a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o fS e r . N o . 6 8 6 , 8 1 4 , Ma y 1 7 , 1 9 7 6 , P a t . N o . 4 , 0 4 9 , 5 3 7 , a n da c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o f S e r . N o . 6 8 6 , 8 2 7 , Ma y 1 7 ,1 9 7 6 , P a t . N o . 4 , 0 5 1 , 0 1 2 , a n d a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o fS e r . N o . 6 8 6 , 8 2 8 , Ma y 1 7 , 1 9 7 6 .

I n t . C l . 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C10G 1/06U.S. C l . . . . . . . . . . . . . . . 208/10; 208/8FieldofSearch . . . . . . . . . . . . . 208/8, 10

R e f e r e n c e s C i t e dU . S . PATENT DOCUMENTS

3 , 7 0 0 , 5 8 3 10/1972 S al am o n y e t a l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208/8Primary Examiner-Delbert E, G a n tz

[ 6 3 ]

[ 5 1 ][ 5 2 ][ 5 3 ][ 5 6 ]

RECYCLE SOLVENT

4 , 0 8 5 , 0 3 2A p r . 1 8 , 1 9 7 8

[ 1 1 ][ 4 5 ]

A s s i s t a n t ExaminerJ. T h i e r s t e i nA t t o r n e y , A g e n t , o r F i r m L l e w e l l y n A . P r o c t o r[ 5 7 ] ABSTRACTAn n d i g e n o u s aqueous stream ca n be t r e a t e d a n d t h e nr e c y c l e d , w i t h a s u i t a b l e donor s o l v e n t , t o a c o a l l i q u ef a c t i o n zone t o c a t a l y z e t h e r e a c t i o n . I n one embodim e n t , a n a q u e o u s f r a c t i o n i s s e p a r a t e d f r o m a c o a l l i q u ef a c t i o n z o n e e f ? u e n t , a q u i n o n e s o l i d s p o r t i o n o f t h es e p a r a t e d f r a c t i o n i s c o n c e n t r a t e d w i t h i n t h e l i q u i d b ye v a p o r a t i o n o f w a t e r t h e r e f r o m t o f o r m a s l u r r y , a n dt h e s l u r r y i s t h e n r e c y c l e d t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n et o c a t a l y z e t h e c o a l l i q u e f a c t i o n r e a c t i o n . N a t u r a l l yo c c u r r i n g p h e n o ls a n d a l k y l s u b s t i t u t e d p h e n o l s , a l s of o u n d w i t h i n t h e a q u e o u s s t r e a m , c a n a l s o b e c o n v e r t e dt o q u i n o n e s , i f d e s i r e d , b y a c h e m i c a l r e a c t i o n w h i c hf a v o r s t h e a d d i t i o n o f h y d r o x y l c o n s i t u t e n t s t o t h e p h en o l s t o form d i h y d r o x y b e n z e n e s . Q u i n o n e s , a s d i sc l o s e d i n c o p e n d i n g A p p l i c a t i o n s S e r . N o . 6 8 6 , 8 1 3 n o wU . S . P a t . No . 4 , 0 4 9 , 5 3 6 ; S e r . N o . 6 8 6 , 8 1 4 n o w U . S . P a t .N o . 4 , 0 4 9 , 5 3 7 ; S e r . No . 6 8 6 , 8 2 7 n o w U . S . P a t . N o .4 , 0 5 1 , 0 1 2 a n d S e r . No . 6 8 6 , 8 2 8 , K . W . P l u m l e c e t a l ,? l e d Ma y 1 7 , 1 9 7 6 , a r e s u i t a b l e h y d r o g e n t r a n s f e r c a t al y s t s .

7 C l a i m s , 1 D r a w i n g F i g u r e

4o QUINONE. - _ATALYST

. 40 F GENERATORQUINONECATALYSTQ x E R I g o A D M I X T U R E 9

COAL FRACTIONATION 20 COAL COLUMN 400-850F \_IQUEFACTIONREACTOR SOLVENT

FRACTIONaso|ooo F

--->

SOLVENTMO L E C U L A R HYDROGENATIONHYDROGEN REACTORCOAL SOLVENTSLURRY

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4 , 0 8 5 , 0 3 21HYDROGEN DONOR SOLVENT COALLIQUEFACI ON PROCESS

RELATED APPLICATIONT h i s s a c o n t i n u a t i o n - i n - p a r t o f A p p l i c a t i o n S e r . N o s .

6 8 6 , 8 1 3 n o w U . S . P a t . N o . 4 , 0 4 9 , 5 3 6 ; 6 8 6 , 8 1 4 n o w U . S .P a t . N o . 4 , 0 4 9 , 5 3 7 ; 6 8 6 , 8 2 7 n o w U . S . P a t . N o . 4 , 0 5 1 , 0 1 2a n d 6 8 6 , 8 2 8 , ? l e d Ma y 1 7 , 1 9 7 6 .Hydrogen donor s o l v e n t p r o c e s s e s f o r u s e i n t h eh y d r o g e n a t i o n a n d l i q u e f a c t i o n o f c o a l a r e o f p a r t i c u l a ri n t e r e s t among known c o a l c o n v e r s i o n p r o c e s s e s f o r t h ep r o d u c t i o n o f u s e f u l p e t r o l e u m - l i k e l i q u i d s , i . e . , 1 0 0 0 F . ~ i q u i d p r o d u c t s . I n such p r o c e s s e s , crushed c o a l i scontacted a t e l e v a t e d temperature a n d p r e s s u r e with as o l v e n t , o f t e n a l i q u i d f r a c t i o n d e r i v e d f r o m w i t h i n t h ep r o c e s s , w hich a c t s a s a hydrogen t r a n s f e r a g e n t o rd o n o r . Th e s o l v e n t s u p p l i e s h y d r o g e n t o t h e h y d r o g e nd e ? c i e n t c o a l m o l e c u l e s , a s m o l e c u l e s a r e t h e r m a l l yc r a c k e d a n d c l e a v e d f r o m t h e d i s i n t e g r a t i n g c o a l s o l i d s .C o a l i s l a r g e l y c o m p r i s e d o f p o l y m e r i z e d m u l t i - r i n ga r o m a t i c s t r u c t u r e s , and i n t h e b r e a k i n g c o a l m o l e c u l e se a c h bond r u p t u r e r e s u l t s i n t h e f o r m a t i o n o f e x t r e m e l yr e a c t i v e f r e e r a d i c a l s . T h e s e m o i t i e s , when e a r l y s t a b il i z e d b y t h e a d d i t i o n o f a h y d r o g e n a t o m , i f s u f f i c i e n t l ys m a l l ma y be evolved a s a p o r t i o n o f t h e d e s i r e d pet r o l e u m - l i k e l i q u i d p r o d u c t . I f t h e m o i t i e s become e xc e s s i v e l y l a r g e b e f o r e t h e y a r e s t a b i l i z e d , u n d e s i r a b l e1 0 0 0 F.+ l i q u i d p r o d u c t s c a n f o r m . A l s o , t h e m o i t i e sc a n f o r m p o l y m e r i c p r o d u c t s , a n d t h e f r a g m e n t s ma yr e m a i n w i t h , o r form a p a r t o f t h e c h a r o r coke t h a t i sp r o d u c e d . S u f f i c i e n t h y d r o g e n m u s t b e a v a i l a b l e , a n de f f e c t i v e l y u t i l i z e d t o a v o i d r e p o l y m e r i z a t i o n o f t h em o i t i e s t o form char or c o k e .

I n t h e v a r i o u s c o m p e t i n g r e a c t i o n s , h o w e v e r , g a s e s ,l i q u i d s a n d s o l i d s a r e i n e v i t a b l y f o r m e d ; a l b e i t e f f o r t sc o n t i n u e t o i n c r e a s e t h e a m o u n t o f p e t r o l e u m - l i k e l i qu i d s t h a t a r e f o r m e d . I n c o n v e n t i o n a l p r a c t i c e , i n anye v e n t , t h e g a s e s a r e s e p a r a t e d from t h e h e a v i e r p r o d u c t sa n d t h e h y d r o c a r b o n a c e o u s e f f l u e n t s l u r r y i s f r a c t i o na t e d i n t o C , - 4 0 0 F . , 4 0 0 - 7 5 0 F . , 7 5 0 - 1 0 0 0 F . a n d1 0 0 0 " F.+ b o t t o m s . T y p i c a l l y t h e C 1 - 4 0 0 " F . h y d r o c a rbo n f r a c t i o n i s s e p a r a t e d f r o m a n i n d i g e n o u s a q u e o u sp h a s e , t h e l a t t e r b e i n g d i s c a r d e d a s a waste s t r e a m . Th e4 0 0 7 5 0 F . f r a c t i o n i s c o m p r i s e d o f h y d r o g e n d o n o rcompounds a n d a c c o r d i n g l y , a l l o r a p o r t i o n o f t h i sf r a c t i o n ( o r a 4 0 0 - 8 5 0 F . f r a c t i o n ) i s r e h y d r o g e n a t e di n a h y d r o t r e a t e r , admixed and s l u r r i e d w i t h f r e s h c o a l ,a n d t h e n r e c y c l e d t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e .

Q u i n o n e s h a v e b e e n employed a s c a r b o n r a d i c a l s c a ve n g e r s i n c o a l l i q u e f a c t i o n p r o c e s s e s , a s d i s c l o s e d , e . g . ,i n U . S . P a t . No . 3 , 7 0 0 , 5 8 3 i s s u e d t o Salamony e t a l onO c t . 2 4 , 1 9 7 2 . Th e Salamony e t a 1 p r o c e s s d e s c r i b e s t h e

1 0

3 5

40

4 5

5 0

u s e o f q u i n o n e s , p a r t i c u l a r l y q u i n o n e d e r i v a t i v e s o f 5 5mono- a n d / o r p o l y n u c l e a r a r o m a t i c compounds, andc e r t a i n h a l o g e n s a n d hydrogen h a l i d e s a s c a r b o n - r a d i c a ls c a v e n g e r s which a r e a d d e d w i t h t h e h y d r o g e n d o n o rs o l v e n t f e d t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e t o i n c r e a s e t h eamount o f l i q u i d p r o d u c t s , a s measured by a n i n c r e a s ei n t o t a l amount o f b e n z e n e - s o l u b l e l i q u i d s i n t h e p r o du c t . A r e f e r r e d t e c h n i q u e f o r a d d i n g q u i n o n es t o t h es o l v e n t , i n a c c o r d a n c e w i t h Salamony e t a 1 , i s t o t r e a t ani n d i g e n o u s 7 0 0 - 1 0 0 0 F . f r a c t i o n o f t h e l i q u i d p r o d u c ti n a n oxidation zo ne t o f o rm the quinones, or carbonr a d i c a l s c a v e n g e r s , i n s i t u , a n d t h e n t o r e c y c l e s u c hs t r e a m v i a t h e c o a l m i x i n g z o n e t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o nz o n e .

6 0

6 5

2Q u i n o n e s h a v e a l s o b e e n u s e d a s . h y d r o g e n t r a n s f e r

c a t a l y s t s i n c o a l l i q u e f a c t i o n p r o c e s s e s a s d i s c l o s e d i nU . S . a p p l i c a t i o n S e r . N o s . 6 8 6 , 8 1 3 n o w U . S . P a t . N o .4 , 0 4 9 , 5 3 6 ; 6 8 6 , 8 1 4 n o w U . S . P a t . N o . 4 , 0 4 9 , 5 3 7 ; 6 8 6 , 8 2 7n o w U . S . P a t . N o . 4 , 0 5 1 , 0 1 2 ; a n d 6 8 6 , 8 2 8 by P l u m l e e e ta l , ? l e d Ma y 1 7 , 1 9 7 6 , s u p r a . I n t h e P l u m l e e e t a l p r oc e s s a p a r t i c u l a t e c o a l f e e d i s admixed w i t h a hydrogend o n o r s o l v e n t t o which a q u i n o n e h a s b e e n a d d e d , a n dt h e m i x t u r e i s t h e n r e a c t e d i n a c o a l l i q u e f a c t i o n zone a tc o n d i t i o n s s u f ? c i e n t t o h y d r o c o n v e r t a n d l i q u e f y t h ec o a l . Th e p r o d u c t s a r e t h e n s e p a r a t e d i n t o f r a c t i o n si n c l u s i v e o f a donor s o l v e n t f r a c t i o n , t h e donor s o l v e n tf r a c t i o n i s h y d r o t r e a t e d i n a h y d r o g e n a t i o n z o n e i n t h ep r e s e n c e o f t h e q u i n o n e c a t a l y s t , a n d t h e h y d r o g e n a t e ds o l v e n t f r a c t i o n i s t h e n r e c y c l e d t o s a i d c o a l l i q u e f a ct i o n z o n e . I n t h i s p r o c e s s , u n l i k e t h e p r o c e s s o fS a l a m o n y e t a l , t h e q u i n o n e s a c c e l e r a t e t h e t r a n s f e r o fh y d r o g e n t o s t a b i l i z e t h e f r e e r a d i c a l s f o r m e d b y t h ed i s i n t e g r a t i n g c o a l m o l e c u l e s , t h i s r e s u l t i n g i n a n i nc r e a s e i n l i q u i d y i e l d a n d d e c r e a s e o f c o k e o r c h a r duet o t h e more e f f e c t i v e h y d r o g e n t r a n s f e r p r o d u c e d byt h e q u i n o n e c a t a l y s t w h i c h s u p p r e s s e s r e c o m b i n a t i o n o ft h e f r e e r a d i c a l s t h a t t e n d t o form h i g h b o i l i n g p o l ym e r s .

Whereas t h e p r o c e s s o f P l u m l e e e t a l . o f f e r s t h e s e a n do t h e r a d v a n t a g e s o v e r p r i o r a r t p r o c e s s e s , s u c h p r o c e s sh a s n o n e t h e l e s s b e e n f o u n d s u s c e p t i b l e o f f u r t h e r i mprovement.A m o n g t h e o b j e c t s o f t h i s i n v e n t i o n a r e :To p r o v i d e a n e w and improved p r o c e s s whereinq u i n o n e c a t a l y s t s a r e r e c o v e r e d , o r r e g e n e r a t e d i n s i t uw i t h i n a h y d r o g e n d o n o r s o l v e n t p r o c e s s , a d m i x e d o rs l u r r i e d w i t h f r e s h c o a l , a n d t h e n r e c y c l e d t o t h e c o a ll i q u e f a c t i o n z o n e t o c a t a l y z e t h e c o a l l i q u e f a c t i o n r e a ct i o n a n d p r o d u c e d e s i r a b l e 1 0 0 0 F. p e t r o l e u m - l i k el i q u i d p r o d u c t s .To p r o v i d e a n e w a n d i m p r o v e d h y d r o g e n d o n o rc o a l l i q u e f a c t i o n p r o c e s s , p a r t i c u l a r l y o n e w h i c h u t il i z e s a r i c h m i x t u r e o f t h e o r t h o - and p a r a - d i h y d r o x ybenzene i s o m e r s produced i n s i t u and employed a s ac a t a l y s t t o p r o d u c e g r e a t e r q u a n t i t i e s o f t h e m o r e u s e f u lp e t r o l e u m - l i k e l i q u i d s , w i t h d e c r e a s e d a m o u n t s o f c h a ra n d c o k e .

T h e s e o b j e c t s a n d o t h e r s a r e a c h i e v e d i n a c c o r d a n c ew i t h t h e p r e s e n t i n v e n t i o n w h e r e i n i t h a s b e e n d i s c o ve r e d t h a t a n i n d i g e n o u s aqueous s t r e a m can be t r e a t e dt o c o n ce n t r a t e i n d i g e n o u s q u i n o n e s o l i d s ( i . e . q u i n o n ec o m p o u n d s , h y d r o q u i n o n e compounds, o r a d m i x t u r et h e r e o f ) w i t h i n t h e a q u e o u s p h a s e t o f o r m a s l u r r y , a n dt h e s l u r r y t h e n r e c y c l e d t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e( o r z o n e s ) , o r h y d r o t r e a t i n g z o n e ( o r z o n e s ) , o r b o t h , t oc a t a l y z e e i t h e r , o r b o t h , o f t h e s e r e a c t i o n s . I n i t s p r ef e r r e d a s p e c t s , t h e q u i n o n e s o l i d s a r e m e r e l y c o n c e nt r a t e d b y e v a p o r a t i o n o f l i q u i d f r o m t h e a q u e o u s p h a s et o f o r m a t h i c k s l u r r y a n d t h e n r e c y c l e d w i t h o u t f u r t h e rt r e a t m e n t b e c a u s e , g e n e r a l l y , t h e q u i n o n e s a r e p r e s e n ta s t h e major component o f t h e s o l i d s and a r e c a t a l y t ic a l l y a c t i v e w i t h o u t f u r t h e r t r e a t m e n t . Th e s o l i d s p o rt i o n o f t h e a q u e o u s s t r e a m , h o w e v e r , a l s o c o n t a i n s p h en o l s , a n d a l k y l s u b s t i t u t e d p h e n o l s which c a n , i f d e s i r e d ,a l s o b e c o n v e r t e d t o h y d r o q u i n o n e s , t h e r e b e i n g s u i ta b l e q u i n o n e c a t a l y s t s f o r e f f e c t i n g h y d r o g e n t r a n s f e rr e a c t i o n s . I n a c c o r d a n c e w i t h a f u r t h e r embodiment,t h e r e f o r e , t h e s o l i d s c o n t a i n i n g s l u r r y i s s e p a r a t e d f r o mt h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e e f f l u e n t , t h e s e p a r a t e d f r a c t i o n i s c o n t a c t e d with a peroxygen c o m p o u n d t o co nv e r t i n d i g e n o u s p h e n o l i c c o m p o n e n t s o f t h e a q u e o u sf r a c t i o n i n t o c a t a l y t i c q u i n o n e c o m p o n e n t s , w h i c h

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4 , 0 8 5 , 0 3 23a q u e o u s s t r e a m i s s u i t a b l e f o r r e c y c l e t o t h e c o a l l i q u ef a c t i o n z o n e , o r h y d r o t r e a t i n g z o n e , o r b o t h .Th e i n d i g e n o u s a q u e o u s f r a c t i o n s e p a r a t e d f r o m t h eC , - 4 0 0 F . l i q u i d h y d r o c a r b o n f r a c t i o n t a k e n f r o m t h ec o a l l i q u e f a c t i o n zone has been found t o c o n t a i n a majorq u a n t i t y . o f q u i n o n e s , a s w e l l a s p h e n o l a n d a l k y l s u b s t it u t e d p h e n o l s . T y p i c a l l y , t h e C 1 4 0 0 F . l i q u i d h y d r ocarbon s t r e a m t a k e n from t h e d i s t i l l a t i o n column emp l o y e d t o f r a c t i o n a t e t h e l i q u i d e f ? u e n t f r o m t h e c o a ll i q u e f a c t i o n r e a c t o r i s p a s s e d i n t o a n o i l w a t e r s e p a r a t o rw h e r e i n t h e l i q u i d h y d r o c a r b o n s a nd w a t e r a r e s t r a t if i e d a s t wo d i s t i n c t p h a s e s , a n d s e p a r a t e d . Based o n 1 0 0p o u n d s o f c o a l f e e d , g e n e r a l l y f r o m a b o u t 1 0 p o u n d s t oa b o u t 2 5 p o u n d s o f t h e 4 0 0 F- r o d u c t i s s e p a r a t e d i np h a s e s c o m p r i s e d o f f r o m a b o u t 6 p o u n d s t o v a b o u t 1 2p o u n d s o f w a t e r , a n d f r o m a b o u t 4 p o u n d s t o a b o u t 1 3p o u n d s o f C 1 - 4 0 0 F . l i q u i d h y d r o c a r b o n s . Th e a q u e o u sp h a s e i s f o u n d t o c o n t a i n a m a j o r c o n c e n t r a t i o n o f q u inone compounds s u i t a b l e p e r s e a s hydrogen t r a n s f e rc a t a l y s t s , a n d a l e s s e r q u a n t i t y o f p h e n o l i c m a t e r i a l swhich c a n , i f d e s i r e d , b e c o n v e r t e d i n t o q u i n o n e c o mp o u n d s s u i t a b l e a s h y d r o g e n t r a n s f e r c a t a l y s t s . Mostf r e q u e n t l y , i n v i e w o f t h e r e l a t i v e l y h i g h c o n c e n t r a t i o no f q u i n o n e c o m p o u n d s , a p o r t i o n o f t h e w a t e r i s e v a p or a t e d f r o m t h e a q u e o u s l i q u i d a n d t h e s l u r r y i s r e c y c l e dw i t h o u t a d d i t i o n a l t r e a t m e n t t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o nr e a c t o r , o r i n j e c t e d i n t o t h e s o l v e n t h y d r o g e n a t i o n r ea c t o r .

I n one embodiment, h owever, t h e a q u e o u s s t r e a m

5

1 5

20

2 5

w i t h o r w i t h o u t a p r e l i m i n a r y p a r t i a l e v a p o r a t i o n o f 3 0water i s c o n t a c t e d an d t r e a t e d w i t h a peroxygen c o mp o u n d , o r compounds, a t c o n d i t i o n s s u i t a b l e t o c o n v e r tt h e p h e n o l i c c o m p o u n d s t o d i h y d r o x y b e n z e n e s . S u c hc o n v e r s i o n r e a c t i o n i s g e n e r a l l y c o n d u c t e d a t t e m p e r at u r e s r a n g i n g f r o m a m b i e n t u p t o t h e b o i l i n g t e m p e r at u r e o f t h e a q u e o u s p h a s e , s u i t a b l y f r o m a b o u t 3 0 ' t oa b o u t 2 1 0 ' F . , a n d p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 1 0 0 t o a b o u t1 8 0 ' F . P r e s s u r e i s n o t c r i t i c a l , a n d t h e r e a c t i o n i s g e n e ra l l y c o n d u c t e d a t a m b i e n t p r e s s u r e .Th e p e r o x y g e n compound i s added i n amount s u f f ic i e n t t o h y d r o x y l i z e o r i n t r o d u c e h y d r o x y l g r o u p s i n t ot h e n u c l e i o f t h e p h e n o l i c compounds t o c o n v e r t s a i dp h e n o l i c c o m p o u n d s i n t o h y d r o q u i n o n e s . H y d r o g e np e r o x i d e , o r a n a d m i x t u r e o f hydrogen p e r o x i d e a nd am e t a l s a l t , o r a n a d m i x t u r e o f hydrogen p e r o x i d e a nd a no r g a n i c c a r b o x y l i c a c i d , o r a r e a c t i o n p r o d u c t o f h y d r og e n p e r o x i d e a n d a n o r g a n i c c a r b o x y l i c a c i d , p r e f e r a b l yo n e w h e r e i n t h e o r g a n i c c a r b o x y li c a c i d i s c h a r a c t e ri z e d a s c o n t a i n i n g from 1 t o a b o u t 4 carbon atoms andone c a r b o x y l g r o u p , c o n s t i t u t e s a p r e f e r r e d p e r o x y g e nc o m p o u n d , o r compound c a p a b l e o f c o n v e r t i n g t h ep h e n o l s t o d i h y d r o x y b e n z e n e s , o r h y d r o q u i n o n e s .P r e f e r a b l y b o t h t h e h y d r o g e n p e r o x i d e a n d o r g a n i cc a r b o x y l i c a c i d , o r r e a c t i o n p r o d u c t t h e r e o f , a r e e mp l o y e d i n t h e r e a c t i o n . E x e m p l a r y o f t h e o r g a n i c c a rb o x y l i c a c i d s which ca n be added w i t h , o r r e a c t e d w i t ht h e h y d r o g e n p e r o x i d e , a r e f o r m i c a c i d , a c e t i c a c i d ,p r o p i o n i c a c i d , b u t a n o i c a c i d , p e n t a n o i c a c i d , a n d t h el i k e . F o r m i c a c i d i s p r e f e r r e d , a n d p r o d u c e s h i g h e rh y d r o x y l a t i o n o f t h e p h e n o l i c c o m p o u n d s o n a w e i g h tb a s i s t h a n t h e h i g h e r m o l e c u l a r w e i g h t o r g a n i c c a r b o xy l i c a c i d s .I n c o n d u c t i n g t h e h y d r o x y l a t i o n r e a c t i o n , t h e h y d r og e n p e r o x i d e a n d o r g a n i c c a r b o x y l i c a c i d c a n b e a d d e di n s u b s t a n t i a l l y s t o i c h i o m e t r i c a m o u n t s , b u t p r e f e r a b l yeach a r e added i n amounts r a n g i n g from a b o u t 0 . 1 t oa b o u t 0 . 6 m o l e s , more p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 0 . 2 t oa b o u t 0 . 4 m o l e s , b a s e d on t h e m o l e s o f p h e n o l i c c o m

3 5

4 0

4 5

5 5

6 5

4p o u n d s t o b e h y d r o x y l a t e d . P r e f e r a b l y a l s o , a s t r o n gm i n e r a l a c i d i s a d d e d t o c a t a l y z e t h e h y d r o x y l a t i o nr e a c t i o n , e . g . , h y d r o g e n c h l o r i d e , s u l f u r i c a c i d , n i t r i ca c i d , p h o s p h o r i c a c i d , o r t h e l i k e .Th e q u i n o n e c a t a l y s t g e n e r a t e d i n s i t u i n a c c o r d a n c ewith t h e p r e s e n t i n v e n t i o n i s c h a r a c t e r i z e d a s a n a dmixt u r e o f q u i n o n e c o m p o u n d s , a q u i n o n e compound o fs u c h a d m i x t u r e b e i n g i d e n t i ? e d a s acompound w h e r e i nt wo keto or hydroxy groups a r e connected by a systemof conjugated d ouble b o n d s . I t i s a mon o- o r p o l y c y c l i ch y d r o c a r b o n compound which c o n t a i n s two o x y g e natoms wh i c h o ccupy e i t h e r ortho or para p o s i t i o n s , o n e .oxygen atom r e l a t i v e t o t h e o t h e r . W h e r e t h e q u i n o n e i sp o l y c y c li c , t h e r i n g s c o n s t i t u t i n g t h e m o l e cu l e c a n b ef u s e d or n o n - f u s e d , or ca n c o n t a i n both f u s e d a n d n o nf u s e d r i n g s . Th e q u i n o n e g e n e r a l l y c o n t ai n s f r o m 1 t oa b o u t 3 r i n g s i n t h e t o t a l m o l e c u l e , a nd most o f t e n from1 t o a b o u t 2 r i n g s . Th e r i n g s canbe s u b s t i t u t e d o r unsubs t i t u t e d , and g e n e r a l l y t he r i n g s a r e s u b s t i t u t e d . I n t e r m so f c a r b o n a t o m s t h e t o t a l m o l e c u l e g e n e r a l l y c o n t a i n sfrom 6 t o about 20 carbon a t o m s , most o f t e n from 6 t oabout 1 2 carbon atoms. The keto or h yd r o xy groups, 'while occupying p o s i t i o n s o r t h o o r p a r a one t o t h eo t h e r , c a n be l o c a t e d o n t h e same o r d i f f e r e n t r i n g s .P o l y n u c l e a r p o l y q u i n o n e s a r e p r e s e n t , b u t t h e d i q u i - .n o n e s a r e p r e s e n t i n h i g h e s t c o n ce n t r a t i o n . Exemplaryo f q u i n o n e compounds f o u n d i n s u c h a d m i x t u r e a smajor components a r e s u c h s p e c i e s a s o r t h o and p a r ad i h y d r o x y b e n z e n e ; m e t h y l , e t h y l a n d p r o p y l s u b s t i t u t e do r t h o a n d p a r a d i h y d r o x y b e n z e n e ; d i m e t hy l s u b s t i t u t e do r t h o a n d p a r a d i h y d r o x y b e n z e n e a n d t r i m e t h y l a n dm e t h y l e t h y l s u b s t i t u t e d o r t h o a n d p a r a d i h y d r o x y b e nz e n e , a n d t h e l i k e . Th e o r t h o - h y d r o q u i n o n e s a r e a p r ef e r r e d s p e c i e s , a s c o n t r a s t e d w i t h t h e p a r a - h y d r o q u in o n e s and f o r t u n a t e l y , t h e o r t h o - h y d r o q u i n o n e s arep r e s e n t i n an e s s e n t i a l l y 2 : 1 mole c o n c e n t r a t i o n r e l a t i v et o t h e p a r a - h y d r o q u i n o n e s . Th e e a s t c a t a l y t i c a l l y e f f e c - ,t i v e i s o m e r , i . e . , t h e m e t a - d i h y d r o x y b e n z e n e s , a r e u s ua l l y p r e s e n t o n l y i n t r a c e amounts w i t h i n t h e a d m i x t u r e .

I n a p r e f e r r e d e m b o d i m e n t , t h e g e n e r a t e d a d m i x t u r eo f q u i n o n e c o m p o u n d s , a l o n e o r i n a d m i x t u r e w i t h a d d it i o n a l q u i n o n e compounds f r o m a n o t h e r s o u r c e , i sa d d e d t o a l i q u i d f r a c t i o n s e p a r a t e d f r o m t h e l i q u i dp r o d u c t s o b t a i n e d f r o m w i t h i n t h e p r o c e s s , s u i t a b l y af r a c t i o n b o i l i n g w i t h i n t h e r a n g e o f f r o m a b o u t 3 5 0 ' t oa b o u t 8 5 0 F . , and p r e f e r a b l y from a b o u t 4 0 0 ' t o a b o u t7 0 0 F . T h e s e f r a c t i o n s h a v e b e e n f o u n d a d m i r a b l ys u i t a b l e a s a s o l v e n t donor, s o l v e n t d o n o r v e h i c l e orp r e c u r s o r , a n d g e n e r a l l y c o n t a i n a b o u t 3 0 p e r c e n t , a n dmost o f t e n a b o u t 5 0 p e r c e n t , o f a n a d m i x t u r e o f h y d r o - .ge n d o n o r c o m p o u n d s , a d e q u a t e t o s u p p l y t h e n e c e ss a r y h y d r o g e n u n d e r c o a l l i q u e f a c t i o n c o n d i t i o n s , b a s e don t h e t o t a l w e i g h t o f t h e r e c y c l e d s o l v e n t . v W h e r e s u c hamounts o f hydrogen donor compounds a r e n o t p r e s e n ti n a g i v e n s o l v e n t v e h i c l e , a d d i t i o n a l amounts o f t h e s em a t e r i a l s c a n b e p r o d u c e d . S u i t a b l y , t h e q u i n o n e c o mp oun d s added t o t h e s o l v e n t f r a c t i o n i n q u a n t i t y r a n gi n g from a b o u t 0 . 0 1 t o a b o u t 5 p e r c e n t , p r e f e r a b l y froma b o u t 0 . 1 t o a b o u t 2 p e r c e n t , b a s e d on t h e w e i g h t o ft o t a l s o l v e n t f e d i n t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e .

P r e f e r r e d h y d r o g e n d o n o r compoundsare a d d e d t o ,or g e n e r a t e d i n s i t u from p r e c u r s o r s c o n t a i n e d w i t h i n as u i t a b l e s o l v e n t d o n o r v e h i c l e , t h e s e i n c lu d i n g i n d a n e ,d i h y d r o n a p h t h a l e n e , C l o - C 1 ; t e t r a h y d r o n a p h t h a l e n e s ,h e x a h y d r o ? u o r i n e , t h e d i h y d r o - , t e t r a h y d r o - , h e x a h y d r o - , a n d o c t a h y d r o - p h e n a n t h r e n e s , C I T - C 1 3 a c e n a p ht h e n e s , t h e t e t r a h y d r o - , h e x a h y d r o - a n d d e c a h y d r op y r c n e s , t h e d i t e t r a - a n d o c t a h y d r o - a n t h r a c e n e s , a n d

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4 , 0 8 5 , 0 3 25o t h e r d e r i v a t i v e s o f p a r t i a l l y s a t u r a t e d a r o m a t i c c o mp o u n d s . I n t e r m s o f h y d r o g e n d o n o r p o t e n t i a l , t h e s o lv e n t t o which t h e q u i n o n e compound h a s b e e n a d d e d , a tt h e t i m e o f i t s i n t r o d u c t i o n i n t o o r u s e w i t h i n t h e c o a ll i q u e f a c t i o n z o n e , n e c e s s a r i l y c o n t a i n s a t l e a s t a b o u t 0 . 8p e r c e n t , a n d p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 1 . 2 t o a b o u t 3 p e rc e n t o f d o n a t a b l e h y d r o g e n , b a s e d o n t h e w e i g h t o ft o t a l s o l v e n t i n t r o d u c e d i n t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e .Th e p r e f e r r e d h y d r o g e n d o n o r s o l v e n t i s o n e p r o d u c e dw i t h i n t h e c o a l l i q u e f a c t i o n p r o c e s s , and one w hichc o n t a i n s s u i t a b l e q u a n t i t i e s o f h y d r o g e n d o n o r p r e c u rsors.

I n t h e b e s t mode o f p r a c t i c i n g t h e p r e s e n t i n v e n t i o n ,t h e a d m i x t u r e o f q u i n o n e compounds, i s employed a s ah o m o g e n e o u s c a t a l y s t t o h y d r o g e n a t e a h y d r o g e nd o n o r s o l v e n t f r a c t i o n p r o d u c e d f r o m w i t h i n t h e c o a ll i q u e f a c t i o n p r o c e s s . I n s u c h p r o c e s s , s c h e m a t i c a l l yi l l u s t r a t e d b y r e f e r e n c e t o t h e FIG URE, t h e r e q u i r e dp r o c e s s s t e p s i n c l u d e ( a ) a m i x i n g z o n e 1 0 w i t h i n whichp a r t i c u l a t e c o a l i s s l u r r i e d w i t h a n i n t e r n a l l y g e n e r a t e dl i q u i d s o l v e n t d o n o r f r a c t i o n , ( b ) a c o a l l i q u e f a c t i o nzone 20 w i t h i n which t h e c o a l s l u r r y i s f e d , and t h e c o a ll i q u e ? e d , ( c ) a d i s t i l l a t i o n and s o l i d s s e p a r a t i o n z o n e 3 0from whic h i s o b t a i n e d a m i x e d p h a s e 4 0 0 F. f r a ct i o n , a l i q u i d s o l v e n t f r a c t i o n , a l i q u i d p r o d u c t f r a c t i o n ,and a l 0 0 0 F . + heavy b o t t o m s f r a c t i o n , ( d ) a n o i lw a t e r s e p a r a t o r 40A f r o m which t h e C 1 4 0 0 F . h y d r oc a r b o n s o f t h e 4 0 0 F . - f e e d f r o m s e p a r a t o r 3 0 a r es e p a r a t e d from an aqueous component, and a v a c u umd i s t i l l a t i o n zone 40B wherein t h e quinone s o l i d s a r ec o n c e n t r a t e d w i t h i n a s l u r r y f a c t i o n s u i t a b l e f o r r e c y c l eb y r e m o v a l o f w a t e r a n d ( e ) a c a t a l y t i c s o l v e n t h y d r og e n a t i o n z o n e 5 0 w h e r e i n t h e l i q u i d s o l v e n t f r a c t i o n i sh y d r o g e n a t e d i n t h e p r e s e n c e o f t h e q u i n o n e c a t a l y s ta d m i x t u r e , a n d t h e h y d r o g e n a t e d s o l v e n t i s r e c y c l e d a sa hydrogen donor s o l v e n t t o s a i d c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e .I n t h e m i x i n g z o n e 1 0 , p a r t i c u l a t e c o a l o f i z e r a n g i n gu p t o a b o u t 5 i n c h p a r t i c l e s i z e d i a m e t e r , s u i t a b l y 8 mesh( T y l e r ) , i s s l u r r i e d i n r e c y c l e s o l v e n t . Th e s o l v e n t a n dc o a l a r e admixed i n a s o l v e n t - t o - c o a l r a t i o r a n g i n g froma b o u t 0 . 8 : 1 t o a b o u t 2 : 1 , p r e f e r a b l y a b o u t 1 . 2 : 1 t o a b o u t1 . 6 : 1 , b a s e d on w e i g h t . Th e s o l v e n t i s o n e which b o i l sw i t h i n t h e r a n g e o f a b o u t 3 5 0 t o a b o u t 8 5 0 F . , p r e f e r ab l y from a b o u t 4 0 0 t o a b o u t 7 0 0 F . Th e c o a l s l u r r y i sf e d , w i t h m o l e cu l a r h y d r o g e n , i n t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o nzo ne 2 0 .W i t h i n t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e 2 0 , l i q u e f a c t i o nc o n d i t i o n s i n c l u d e a t e m p e r a t u r e r a n g i n g from a b o u t7 0 0 t o a b o u t 9 5 0 F . , p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 8 0 0 t oa b o u t 9 0 0 F . , w i t h p r e s s u r e s r a n g i n g f r o m a b o u t 3 0 0p s i g t o a b o u t 3 0 0 0 p s i g , p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 8 0 0 p s i gt o a b o u t 2 0 0 0 p s i g . P r e f e r a b l y , m o l e c u l a r h y d r o g e n i sa l s o a d d e d t o t h e l i q u e f a c t i o n zone 20 a t a r a t e froma b o u t 1 t o a b o u t 6 w e i g h t p e r c e n t (MAF c o a l b a s i s ) ,l i q u i d r e s i d e n c e t i m e s r a n g i n g from a b o u t 5 t o a b o u t 1 3 0m i n u t e s , and p r e f e r a b l y from a b o u t 1 0 t o a b o u t 6 0 mi nu t e s .Th e p r o d u c t from t h e c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e 2 0 cons i s t s o f g a s e s a n d l i q u i d s , t h e l i q u i d s i n c l u d i n g a m i x t u r eo f u n d e p l e t e d h y d r o g e n - d o n o r s o l v e n t , d e p l e t e d h y d r og e n - d o n o r s o l v e n t , d i s s o l v e d c o a l , u n d i s s o l v e d c o a l a n dm i n e r a l m a t t e r . Th e l i q u i d m i x t u r e i s t r a n s f e r r e d i n t o as e p a r a t i o n z o n e 3 0 w h e r e i n a l i g h t f r a c t i o n b o i l i n gbelow 4 0 0 F . a nd a n i n t e r m e d i a t e f r a c t i o n b o i l i n g , e . g . ,f r om 4 0 0 t o 8 5 0 F . , a r e r e c o v e r e d , t h e l a t t e r f o r u s e a sa h y d r o g e n d o n o r s o l v e n t . A e a v i e r f r a c t i o n b o i l i n gfrom a b o u t 8 5 0 t o 1 0 0 0 F . i s a l s o r e c o v e r e d a n d , a sw e l l , a b o t t o m s f r a c t i o n s b o i l i n g a b o v e 1 0 0 0 F . , i n c l u d

2 0

2 5

40

6 5

6 .i n g c h a r . Th e l a t t e r i s g e n e r a l l y u s e d i n a g a s i ? c a t i o np r o c e s s o r f o r c o k i n g , a s d e s i r e d .Th e 4 0 0 F. p r o d u c t s t r e a m withdrawn f r o m f r a ct i o n a t i o n column 3 0 i s c o m p r i s e d o f a q u e o u s a n dC 1 - 4 0 0 " F.~ l i q u i d h y d r o c a r b o n p o r t i o n s . Th e 4 0 0 F . i q u i d i s i n t r o d u c e d i n t o an o i l - w a t e r s e p a r a t o r 40Awhereupon t h e l i q u i d s a r e s t r a t i ? e d i n t o a n u p p e rC , - 4 0 0 F . h y d r o c a r b o n s a r e drawn o f f a n d r e c o v e r e d ,a n d t h e w a t e r l a y e r , which c o n t a i n s g e n e r a l l y f r o ma b o u t 1 0 t o a b o u t 2 0 p e r c e n t s o l i d s , a m a j o r i t y o f whicha r e q u i n o n e c o m p o u n d s , g e n e r a l l y i n a d m i x t u r e w i t h. p h e n o l i c compounds, s i n t r o d u c e d i n t o a v a cuum i s t i ll a t i o n column 4 0 B . W a ter i s s e p a r a t e d t h e r e f r o m , a ndt h e q u i n o n e c a t a l y s t c o n t a i n i n g s l u r r y i s t h e n i n t r od u c e d i n t o t h e s o l v e n t h y d r o g e n a t i o n r e a c t o r 5 0 o r , i fd e s i r e d f e d d i r e c t l y o r i n d i r e c t l y t o t h e c o a l l i q u e f a c t i o nr e a c t o r 2 0 .

Th e s o l v e n t f r a c t i o n , o r 4 0 0 - 8 5 0 F . f r a c t i o n , i s a l s oi n t r o d u c e d i n t o a s o l v e n t hydrogenation zone 50 andh y d r o g e n a t e d i n t h e p r e s e n c e o f a q u i n o n e c a t a l y s t t ou p g r a d e t h e h y d r o g e n c o n t e n t o f t h a t f r a c t i o n . Th ec o n d i t i o n s m a i n t a i n e d i n hydrogenation zone 5 0 e f f e ct i v e l y h y d r o g e n a t e a n d , i f d e s i r e d , c o n d i t i o n s c a n b ep r o v i d e d w h i c h p r o d u c e s u b s t a n t i a l c r a c k i n g . T e m p e ra t u r e s n o r m a l l y r a n g e from a b o u t 5 0 0 t o a b o u t 1 0 0 0 F . , p r e f e r a b l y from a b o u t 7 5 0 F . t o a b o u t 9 0 0 F . , andp r e s s u r e s s u i t a b l y r a n g e f r o m a b o u t 6 5 0 p s i g t o a b o u t2 0 0 0 p s i g , p r e f e r a b l y f r o m a b o u t 1 0 0 0 p s i g t o a b o u t1 4 0 0 p s i g . Th e h y d r o g e n t r e a t r a t e r a n g e s g e n e r a l l yfrom a b o u t 5 0 0 t o a b o u t 1 0 , 0 0 0 SCF/B, p r e f e r a b l y f r o ma b o u t 1 0 0 0 t o a b o u t 5 0 0 0 SCF/B.

T h e s e a n d o t h e r f e a t u r e s o f t h e p r e s e n t p r o c e s s w i l lb e b e t t e r u n d e r s t o o d by r e f e r e n c e t o t h e f o l l o w i n g e xe m p l a r y d a t a . A l l u n i t s a r e i n t e r m s o f w e i g h t u n l e s so t h e r w i s e speci?ed.

EXAMPLEA a t e r f r a c t i o n wa s recovered i n a n o i l - w a t e r sepa

r a t o r from t h e 4 0 0 F- o i l i n g r a n g e f r a c t i o n o f p r o d u c tf r o m t h e l i q u i d e f f l u e n t o f a D o n o r S o l v e n t C o a l L i q u ef a c t i o n p r o c e s s . The s e p a r a t i o n w a s a c c o m p l i s h e dt h r o u g h t h e d e n s i t y d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e o r g a n i c a n da q u e o u s p h a s e s w i t h t h e more d e n s e a q u e o u s p h a s e b e i n gd e c a n t e d . A i r e c t a n a l y s i s o f t h e a q u e o u s p h a s e u s i n gm a s s s p e c t r o m e t r y wa s m a d e , t h e r e s u l t s o f t h e a n a l y s i sb e i n g g i v e n i n t h e s e c o n d c o l u m n o f t h e t a b l e .S u b s e q u e n t t o a n a l y s i s o f t h e a q u e o u s p h a s e , t h e hyd r o q u i n o n e s o f t h e h y d r o q u i n o n e c o n t a i n i n g a q u e o u sp h a s e were c o n c e n t r a t e d by d r y i n g i n a v a c u u m over[ 2 9 i n c h e s ( o f w a t e r ) v a c u u m ] a t l 3 0 - l 5 0 F . f o r s e ve r a l h o u r s . Th e r e s u l t a n t c r y s t a l l i n e m a t e r i a l wa s anal y z e d u s i n g mass s p e c t r o m e t r y and t h e r e l a t i v e concent r a t i o n s t h e r e o f s g i v e n i n t h e t h i r d column o f t h e t a b l e .

TABLEPHENOLS AND DIHYDROXYBENZENESIN INDIGENOUS WATERFROM COAL I Q U E F A C T I O N REACT RSC o n c e n t r a t i o n , W e i g h t P e r c e n tI n O r i g i n a lW a t e r I n C r y s t a l s

Com o n e n t s P h e n o l sC 6 0.17 c, 0.11 _c , 0.06 _C9 0 . 1 3 1 0 3 1 'C 1 0 0 . 1 3 0 . 9 3C 0 . 0 7 0 . 3 8C - 0.16D i h n d r o x b e n z e n e s

7/28/2019 Us 4085032 patent

6/6

4 , 0 8 5 , 0 3 27TABLE-continued

PHENOLS AND DIHYDROXY BENZENESIN INDIG ENO US WATERFROM COAL IQUEFACI'ION REACTORSwhimI n O r i g i n a lWater I n C r y s t a l sc , 1 . 6 0 3 3 . 1 0c . , 0 . 1 8 1 2 . 0 9c , 0 . 1 3 1 . 6 2c , 0 . 0 7 0 . 2 2

Solid R e s i d u e - 31.90H0 >7l.50 M o s t l y unknown m a t e r i a l o f MW 3 6 .

The s l u r r y o f q u i n o n e c o m p o u n d s i s f o u n d h i g h l ys u i t a b l e a s a h y d r o g e n t r a n s f e r c a t a l y s t when r e c y c l e dt o t h e c o a l l i q u e f a c t i o n r e a c t o r .I t i s a p p a r e n t t h a t v a r i o u s m o d i ? c a t i o n s a n d c h a n g e sc a n b e made w i t h o u t d e p a r t i n g t h e s p i r i t a n d s c o p e o ft h e p r e s e n t i n v e n t i o n .H a v i n g d e s c r i b e d t h e i n v e n t i o n what i s c l a i m e d i s :1 . I n a p r o c e s s f o r l i q u e f y i n g a p a r t i c u l a t e c o a l f e e d t op r o d u c e u s e f u l p e t r o l e u m - l i k e l i q u i d p r o d u c t s b y t h e s t e p s o fc o n t a c t i n g , i n a l i q u e f a c t i o n z o n e , s a i d c o a l f e e d w i t h

t . a hydrogen donor s o l v e n t a nd a quinone c a t a l y s t a tt e m p e r a t u r e a n d p r e s s u r e s u f f i c i e n t b y h y d r o c o nv e r t a n d l i q u e f y t h e c o a l ,s e p a r a t i n g t h e p r o d u c t f r o m t h e l i q u e f a c t i o n z o n ei n t o f r a c t i o n s i n c l u s i v e o f a 4 0 0 ' F. l i q u i d f r a ct i o n a n d a l i q u i d s o l v e n t f r a c t i o n which c o n t a i n s a tl e a s t 3 0 w e i g h t p e r c e n t h y d r o g e n d o n o r comP o u n d s ,h y d r o g e n a t i n g s a i d l i q u i d s o l v e n t f r a c t i o n i n a h y d r ogenation z o n e , and . .

r e c y c l i n g t h e h y d r o g e n a t e d l i q u i d s o l v e n t m i x t u r e t os a i d c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e ,t h e i m p r o v e m e n t c o m p r i s i n gp a s s i n g s a i d 4 0 0 F . i q u i d f r a c t i o n i n t o an o i l - w a t e rs e p a r a t i o n z o n e , a n d s t r a t i f y i n g s a i d 4 0 0 ' F. l i q

, u i d f r a c t i o n i n t o a C 1 4 0 0 . F . l i q u i d h y d r o c a r b o n

5

1 5

2 0

2 5

3 5

40

4 5

5 5

6 5

8p h a s e a n d a n a q u e o u s s l u r r y p h a s e w h i c h c o n t a i n squi n on e c a t a l y s t , s e p a r a t i n g s a i d a q u e o u s s l u r r y p h a s e f r o m s a i dC 1 4 0 0 F . h y d r o c a r b o n p h a s e , p a s s i n g s a i d a q u eo u s slurry p h a s e into a vacuum i s t i l l a t i o n z o n e a n dremoving water from s a i d s l u r r y t o c o n c e n t r a t e t h eq u i n o n e c a t a l y s t w i t h i n s a i d p h a s e , a n d t h e nr e c y c l i n g s a i d q u i n o n e c a t a l y s t c o n t a i n i n g a q u e o u ss l u r r y p h a s e t o s a i d s o l v e n t h y d r o g e n a t i o n z o n e o rt o s a i d c o a l l i q u e f a c t i o n z o n e , o r b o t h , t o c a t a l y z ee i t h e r o r b o t h o f t h e s e r e a c t i o n s .2 . Th e p r o c e s s o f c l a i m 1 w h e r e i n t h e s e p a r a t e d a q u eo u s s l u r r y p h a s e o b t a i n e d b y s e p a r a t i o n o f C 1 - 4 0 0 F .

l i q u i d h y d r o c a r b o n s t h e r e f r o m i s a s l u r r y which cont a i n s a n a d m i x t u r e o f i n d i g e n o u s p h e n o l i c compoundsa n d q u i n o n e c a t a l y s t , a n d t h e p h e n o l i c c o m p o u n d s a r ec o n v e r t e d t o q u i n o n e c a t a l y s t b y c o n t a c t i n g s a i d a q u eous s l u r r y p h a s e w i t h hydrogen p e r o x i d e , a l o n e o r i nadmixture with o t h e r comp o un d s , s u f f i c i e n t t o i n t r o -d u c e h y d r o x y l g r o u p s i n t o t h e n u c l e i o f t h e p h e n o l i ccompounds t o c o n v e r t s a i d p h e n o l i c c o m p o u n d s i n t oh y d r o q u i n o n e s , a n d t h e n r e c y c l i n g s a i d s t r e a m t o s a i d

s o l v e n t h y d r o g e n a t i o n z o n e , o r t o s a i d c o a l l i q u e f a c t i o nz o n e , o r b o t h , t o c a t a l y z e s a i d r e a c t i o n s .3 . Th e p r o c e s s o f c l a i m 1 w h e r e i n h y d r o g e n p e r o x i d ec o n t a c t e d with t h e aqueous phase t o i n t r o d u c e t h e h y -droxyl groups i n t o t h e n u c l e i of t h e p h e n o l i c com-p o u n d s i s a d m i x e d w i t h a n o r g a n i c c a r b o x y l i c a c i d .4 . Th e p r o c e s s o f c l a i m 3 w h e r e i n t h e o r g a n i c c a r b o xy l i c a c i d i s one c o n t a i n i n g from 1 t o a b o u t 4 c a r b o na t o m s , and one c a r b o x y l i c a ci d g r o u p .5 . Th e p r o c e s s o f c l a i m 4 w h e r e i n t h e o r g a n i c c a r b o xy l i c a c i d i s f o r m i c a c i d .6 . Th e p r o c e s s o f c l a i m 1 w h e r e i n t h e l i q u i d s o l v e n tf r a c t i o n c o n t a i n s a t l e a s t 5 0 w e i g h t p e r c e n t o f h y d r o g e nd o n o r c o m p o u n d s .7 . Th e p r o c e s s o f c l a i m 6 w h e r e i n t h e l i q u i d s o l v e n tf r a c t i o n i s one b o i l i n g w i t h i n a b o u t a 3 5 0 ' t o 8 5 0 ' F .range.