Способ получения углеродистого связующего

 

СГЮСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕ-РОДИСТОГО СВЯЗУЮЩЕГО путем смешетга угпя с ароматическим растворитепем с о азованием суспензии и ооработки ее при повышенной температуре и давпе нии , отпичающийся тем, что, . с цепью 1юпучения а 1сококачественаого i угперодистого связующего дпя эпектродов, в качестве угпя испопьауют обеззопенный угопь, который смешивают с растворитепем , состоящим из ароматических масеп, попучонных из угпя, с температурой 5О%ного выкипания 416-465с и остатка крекинга нефтяных фракций с температурой 50%-ного выкипания 350-435°С, при спедующем соотношении комгаэнентов в суспензии, мас.%: Обеззопенный угопь5-4О Ароматические маспа с температурой 50%-ного выкипания 416-465°С 2О-8О Остаток крекинга нефтяных фракций с температурой выкипания СО 350-435°С15-50 и процесс обработки суспевзии проводят при ЗОО-42О С, давпении 5-5О бар в течение 1-4 ч с удапенвем нвзкокипящих 4 акций и при необходимости с поспедующим смешением попученной смеск с ЗО-6О мас.% йека с температурой ; размягчения 115-160 С, попученного ел ел из угпя ипи миверапьных масеп. :о :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (Иl, А

5(51) С 10 С 1/16

Юъ.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАткНт

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3329301/23-04 (22) 02 09 81 (3l ) Р3033075.7. (32) 03.09.80 (33) CPI (46) 15.11.83. Бюп. % 42 (72) Юрген Штадепьхофер, Хейнц Герхард

Франк, Хельмут Келер i и Хейнрих Луис (ФРГ) (71) Рютгерсверке АГ (ФРГ) (53) 662.739 (088.8) (56) 1. Заявка Японии % 53-24441, кп. 16 В 5, .опубпнк. 1978.

2. Патент США И 4189373, кп. 208-8, опубпик. 1980.

3. Заявка Франции % 2381093, кп. С 10 С 1/04, опубпик. 1978 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕ-:

РОДИСТОГО СВЯЗУЮЩЕГО путем смешения угпя с ароматическим растворителем с обраэованнем суспензин н ооработки ее при повышенной температуре н давпенин; о т п и ч а ю m и и N с я т емM, что, . с целью попучения высококачественного . угпероднстого связующего дпя епектродов, в качестве угпя нспопьзуют обеззопенный угопь, который смешивают с растворнтепем, состоящим из ароматических масеп, полученных нз угпя, с температурой 50%ного выкипания 416-465 С и остатка

0 крекннга нефтяных фракций с температурой

50%-ного выкипания 350-435 С, при следующем соотношении компонентов в суспенз w, мас.%:

Обеээопенный угопь 5-40

Ароматические масла с температурой 50%-ного выкипания 416-465 С 20-80

Остаток крекинга нефтяных фракций с температурой 50%-ного выкипания

350-435 С 1 5-50 н процесс обработки суспензни проводят прн 300-420 С, давлении 5-50 бар в течение 1-4 ч с удапением низкокипя щих фракиий н прн необходимости с носпедующим смешением цопученной смесн с 30-60 мас.% веха с температурой

: размягчения 115-160 С, попученного о из угля ипи минерапьных масеп.

Изобретение относится к способу полу- чения углеродистого связующего из угля обработкой обеззоленного угля при повышенных температуре и давлении с применением ароматических; получаемых из 5 угля и минеральных масел, растворителей и может найти применение в нефте перерабатывающей и коксохимической промышленностях.

Известен способ получения углеродистого связующего путем смешения 1 вес.ч. порошкообразного угля с 1 вес.ч. и более тяжелого масла с последующим пвремешиванием и нагревом при 330-400 С в течение 30-240 мин. Полученный пек t5 для обеззоливания обрабатывают полярным органическим растворителем или ароматическим растворитепем Я .

Известен также способ получения углеродистого связующего из угля и ос- 20 таточного масла путем смешения тонкоизмельченного порошкообразного угля с нефтяными остатками,и последующего растворения смеси при 400-4500Ñ, согласно которому зола, содержащаяся в 25 угле, коагулирувт вместе с нерастворимыми микросферами, содержащимися в нефтяном остатке. Последний предварительно специально обрабатывают и удаля-, ют таким образом из смеси (2) .

Наиболее близким к изобретению является способ получения углеродистогосвязующего путем смешения угля с ароматическим расгворителем с образованием суспензии и обработки ее при повы35 щенной температуре и давлении (3)..

К недостаткам способа относятся необходимость применения стадии отделения от экстракта нерастворимых твердых веществ и на.личие в отделенном экстрак- 40 те повышенного количества зольных чаотиц, что сказывается на качестве связующего.

Цепь Изобретения - получение высококачественного углеродистого связующего для производства электродов.

Поставленная цель достигается тем, что согласпо способу получения углеро дистого связующего путем смешении угля с ароматическим растворителем с образованием суспензии и обраоотки ее при повышенной температуре в качестве угля используют обвззолениый уголь, который/ смешивают с растворителем, состоящщ из ароматических масел, полученных" иа угля, с температурой 50%-ного выкипания 416-465 С и остатка крекинга нефтяных фракций с температурой 50%-ного выкипания 350-435 С, при следующем соотношении компонентов в суспензии, мас.%:

Обеззоленный уголь 5 40

Ароматические масла с температурой 50%- ного выкипания 416-465 С 20-80

Остаток крекинга нефтяных фракций с температурой 50% ного выкипания 350-435 С 1 5-50 и процесс обработки суспензии проводят при 300-420 С, давлении 5-50 бар в о течение 1-4 ч с удалением низкокипящих фракций и при необходимости с последующим смешением полученной смеси с

30-60 мас.% пека с температурой размягчения 115-160 С, полученного из о угля .или минеральных масел.

Согласно предлагаемому способу применяют уголь и в целях дезинтеграции последнего остатки от расщепления нафты или газойля в паровой фазе, остатки от каткрекинга, замедленного коксования, а также высококипящие ароматические диотилляты, получаемые в результате рафинации каменноугольного пека, со средней точкой кипения выше 350 С. Кроме того, для окончательного установления текучее ти количества остатков от коксования применяют до 60%, считая на продукт, получаемый за счет дезинтеграции угля, например остатков от перегонки каменноугольного пека или предпочтительно от перегонки пиролизного масла с точкой размягчения 1 15-1 60 С (по К ремеру и

Сарнову), причем сорт угля имеет только второстепенное значение. Однако предпочтение отдается углям с высоким содер» жанием углерода, причем зола по своей . природе должна быть такой, чтобы возмож:" но было отделить ее известным способом.

В цепях обеспечения широкой применяемости предлагаемого способа выбирают метод обеззоливания, согласно которому зольность угля снижается путем интенсивной химической обработки кислотами и ос нова ниимие

Другие методы обеззоливания также являются пригодными, а при применении сверхчистых углей с зольностью ниже 1% отделение золы можно не производить.

Обеззоливание угля обычно предусматривевт химические реакции в жестких условиях с применением кислот, оснований и окислителей, влияющих на растворение угля, в частности в случае окиолительной Обработки угля обычно пред-*

5337

105 попагается значительное понижение рас- . творимости в ароматических соединениях.

Применяемые дпя пезынте грации угпя растворитепи должны иметь как можно бопее йизкую зольность. Этому требованию удовлетворяют в частности пиролиз-, ные масла, получаемые в реэупьтате расшеппения фракций минерапьных масеп в паровой фазе, дистипляты, попучаемые в резупьтате рафинации каменноугопьного t0 .пека, и остаточные маспа, попучаемые в резупьтате замедпенного коксования, и выбранные каменноугопьные пеки. При низкой зольности в качестве дополнительных растворитепей можно также IIpIIMe- t5 нить остатки от крекинга.

Предпочтитепьно испопьэовать пиропизные маспа, попучаемые в реэупьтате расщепления фракций минерапьных масеп в паровой фазе, поскопьку эти маспа имеют ярко выраженную склонность к попия.меризации, что выгодно дпя попучения, бопьших остатков от коксования.

Среди масеп каменноугопьной смопы предпочтение отдается дистиппятам, попучаемым в результате обработки каменноугопьного пека теплом и давлением со средней точкой .кипения выше 350 С ипи анапогичные дистиппяты, попучаемые в

30 реэупьтате переработки каменноугольной смопы путем перегонки.

Пример 1. Попучение обезэопенHDro угля в соответствии с патентом

США Na 41 34737; 1 ввс.ч. высокодис= .. персного газоппаменного угля типа Веотерхольта (%esteI hoH ) зопьностью 7,8% и содержанием петучих компонентов без воды и эопы 38 3 ч при 250 С опт.. рабатывают 4 вес.ч. 10%-ного раствора едкого натра.

Промытый продукт реакции 30 мин при 80 С обрабатывают.2 вес.ч. 5%-ной

0 серной кислоты и затем eIIIe 1 ч при

75 С 1,5 ввс.ч. 18%-ной азотной кислоты. Зольность обработанного таким образом угля составпяет 0,9%. Выхоц количествв не н.

В цепях получения связующих цпя эпектродов приготавливают смесь; 30ввс.ч. обвзэопенного угпя типа Вестерхопьта;

30 вес.ч. пиропизного остатка расшеппения нафты в паровой фазе (температура начапа кипения 220 С, 50% при 360 С) и 40 sec,÷..пекового дистилпята, попучвнного обработкой каменноугопьного пека 5» теплом и давлением (тэмпература начапа кипения 305ОС, 50% при 416 С, 80 при 455 С), и с хорошим пвремвши4 ванием гомогенизируют 2 ч при 375 С..

Максимальное давпение реакции 24 бар, Поспе отдепения 3% пегкокипяшнх компонентов получают пекообразный продукт переработки угля с выходом 95 . Этот продукт смешивают до гомогенности с

30% твердого пека, попу енного в результате переработки каменноугопьного пека и обычного пека. Точка размягчения этого твердого пека 160 С (по Кремеру и Сарнову). Показатели попученного связующего приведены в таблице.

Пример 2. 30 вес.ч. обэзэопенного газопламенного угпя типа Вестерхопьта обраоатывают 3 ч при 400 С смесью 20 вес.ч. пекового дистинпята, полученного в резупьтате обработки ка менноугопьного пека теплом и давлением, 40 вес.ч. пиропиэного остатка, полученного по примеру 1 поспе расщепления нафты, и 10 Bec,÷. остатков каткрекинга (температура начала кипения 260 С, 50% до 435 С). Максимальное давление реакции 40 бар.

Посце отдепения 3% пегкокипяших компонентов получают процукт переработки угпя с выходом 95% с точкой раэмяг о чения 60 С (по Кремеру и Сарнову). Этот продукт смешивают цо гомогенности с

50 вес.ч. твердого пека, полученного перегонкой остатков пиропиэа сырого бензина. Точка размягчения твердого пека

1 35 С (по Кремеру и Сарнову).

Показатепи попученного связующего приведены в табпице.

П р и м р р 3. Осушествпяют анапогично примеру 1, В качестве угпя .испопьзуют газовый угопь с содержанием петучих веществ 26,5% и зопьностьж1,9%.

Обеэзопивание осуществпяют по примеру

1 ° Остаточная зольность угпя 0,8%.

30 вес.ч. обеззопенного гаэоппаменного угпя с хорошим перемешиванием 2 ч при 400 С подвергают реакции с 40 вес. о ч. пекового дистиппята, полученного в резупьтате обработки каменноугольного пека теппом и давпением, как в пргхере 1, и 30 вес.ч. пиропизного масла, попученного в резупьтате расщеппения сырого бензина в паровой фазе (температура йача.— па кипения 220 С, 50% цо 350 С). Мак-. симапьное давление реакции 18 бар.

Получают пекообразный продукт переработки,угпя с выходом 97 с точкой размягчения 80 С (по Кремеру и Сарно» ву).

От этого продукта отдепяют цегкоки пяшие компоненты (3%), после чего его

5 10553 смешивают до гомогенности с 30% твердого пека с точкой размягчения 135 С (по Кремеру н Сарнову), полученного в результате перегонки пиронизного масла, Показатели полученного свяэуюаего 5 приведены в таблнла.

Пример 4. 5 ввс.ч. обвззопенного газодпаменного угля типа Вестврхош та обрабатывают 1 ч при 420 С 80 вес.ч. пекового днстиппята, полученного в результате обработки каменноугольного пека теплом а давлением как i примере 1, и

15 юс.ч. остатка пиропиза нафты, как s примере 1. Максимапьюе давление 50бар.

После отделения 30% легкокипяших И компонентов получают продукт переработки угля с выходом 67% с точкой размягчения 89 С.

Показатели полученного связующего приведены в таблипв. 20

Пример S. 40 вес.ч. обезволенного газового угля но npwepy 3 обраба

87 6 тывают 4 ч при 330 С 20 вес.ч. каменноугольного мягкого пека (точка размягчения 45 С по Кремеру и Сарнову, о температура начала кипения 300сС, 50% до 465 С) и 40 вес.ч. пирониэного масла, полученного в результате расщеп.ления сырого бензина в паровой фазе (температура начала кипения 220вС, 50% до 350 С).

Максимальное давление 5 бар.

Получают пекообразный продукт первработки угля с выходом 98% с точкой размягчения 65 С. После отделения 2% пегкоки вшпс компонентов продукт смешюают до гомогенности с 60% твердого пека с точкой размягчения 115 С (по

Кремеру и Сарнову), полученного в рЫ эупьтате перегонки пиролизного масла.

Показатели полученного связуюавго

RpHssg9HM s таблипе.

1055337

Ф

3 х о л

° р\ о

Я

0)

63 о

fQ

С4 о (О

С4 о

CQ ъ

С4 о

О)

О): о

С4 о.

К

О и и

И ОО

34™ er

Ф Ц ф м 3м и

О о

Р о

Ф

Ф.

Ы

Щ

О

Д

° Ф

° Э g о o . я

Я. Щ

cj

° Э ф ф .е о и

& ° О

I и. л С4 р g) 9 1088337 1О

ff р и м е р 6 (сравнитепьный), Лпя чення высококачественных связующих дп сравнения в табпипе приведено обычное епектродов, согнасно которому в качестве связукяпее, нэготовпенное на основе ка- компончнтоВ можно пользоваться таменноугопьного пека. кими хорошо допустимыми метериеТаким образом, преддоженный способ 5 лами, как уголь и остатки минепредставпяет собой простой способ попу- ральных масл.

Составитепь Е Горпов

Редактор М. Кепемеш Техред С.Легеза Корректор А. Ильин

Заказ 91 39/60 Тираж 503 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по депам изобретений и открытий

113035, Москву, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП Патент, г. Ужгород, уп. Проектная, 4