Способ получения смолистого пека

 

О П И С А Н И Е 374837

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 0 3tIV1969 (л" 132 34531/2 34) N. Кл. С 10g 9/44

Приоритет 04.IV,1968, № 21948J68, 20. IV.1968, № 26351/68, Япония

Опубликовано 20ЛН.1973. Бюллетень № 15

Комитет по делам

УДК 665.531(088.8) изобретений и открытий прн Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 29Х1.1973

Лвгоры изобретения

Иностранцы

Есио Каваи, Тадаси Араки, Кацухиро Ватанабе, Реичи Такахаси, Кацуо Ногути, Хиромицу Макита и Нобуо Хатацава (Япония) Иностранная фирма

«Куреха Кагаку Когио Кабусики Кайша» (Япония) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМОЛИСТОГО ПЕКА

Изобретение относится к получению продуктов из углеводородов нефти, в частности к получению новых смолистых пековых соединений, содержащих в качестве составляющих ко ..понентов ароматические или ароматические и алифатические кольца.

Известен способ получения смолистого пека крекингом углеводородов нефти при 720—

800 С и подачей углеводородов со скоростью

19 -20 т/мин.

Однако качество полученного смолистого пека недостаточно высокое.

Цель изобретения — получение смолистого пек» в виде порошка, по своим свойствам превосходящим известные смолистые пеки.

Для этого процесс получения смолистого пека ведут при 700 †25 С и времени контакта 0,001 — 2 сею с последующей тепловой обработкой полученной смеси при атмосферном или пониженном давлении и 250 †4 С, либо перед тепловой обработкой смеси продуктов подвергают гидрированию. В результате этого получают продукт с точкой размягчения 70 — 400"С; с частью (40 — 90 вес. /о), нерастворимой в бензоле; уд. в. 1,2 — 1,5; степенью измельчения 4 — 200 меш. и отношением водород: углерод равным 0,4 — 0,65.

Смолистый пек, полученный по предложенному способу, в основном состоит из ароматических, или ароматических и алифатических колец с небольшими боковыми и связующими

5 цепями на основе углерода парафинового ряда.

На первой стадии реакции при высокой температуре разлагаются углеводороды нефти, 10 При этом одна часть углеводородов превращается в газообразное вещество, содержащее олефин, и в то же самое время часть их подвергается поликонденсации. Полученный ее продукт состоит в основном из конденсиро15 ванных ароматических колец. Во время этого процесса такие вещества, как азот и кислород, являющиеся причиной полярного строения, почти полностью удаляются вместе с газами.

20 При этом предпочтительна температура разложения выше 900 С. Однако даже при более низкой температуре возможна коньерсия в продукт, эквивалентный продукту разложения при температуре выше 900 С. Это

25 осуществляется прн помощи тепловой обработки, при которой имеет место разложение и деалкилпрование.

374837

Таблица 1

Часть, нерастворимая в беизоле, вес. %

Удельный

Номер пробы

Атомное отношение вес, г/с.я

1,38

1,35

1,25

0,51

0,53

0,65

40 — 90

Точка плавления, С

Водоотталкивающее свойство, ьг/см

Номер пробы

230 — 250

160 †1

130 †1

1,0

0,95

0,8

3 Частицы, проходящие через сито, имеют размер

65 100 меш, а оставшиеся иа нем — 200 мес, На второй стадии реакции происходит удаление маслянистых веществ из дегтеобразпого вещества, полученного па первой стадии, в результате чего получают пек. Этот процесс лучше осуществлять при атмосферном нли пониженном давлении н 250 — 420"С. Г1ри более низкой температуре остается некоторое количество легкого масла, которое ухудшает свойства пековой композиции, тогда как при температуре выше 450 С свонства пека ухуд- 10 шаются из-за «коксования».

Перед второй стадией процесса осуществляется процесс гидрогенизации, заключающийся в превращении части ароматических колец в алифатические с целью понижения точки размягчения продукта и более широкого применения порошкового пека в различных отраслях. Это вещество можно отнести к группе соединений, получающихся от конденсации многих ароматических колец. 20

Дегтеобразное вещество, полученное в процессе при температуре выше 700"С и используемое в производстве пековой композиции, является побочным продуктом, получаемым в больших количествах в нефтехимической и газовой промышленностях.

По предложенному способу гидрогенизацня и тепловая обработка на второй стадии не требует никакого специального оборудования и, кроме того, возможна регулировка точки размягчения продукта в виде порошкового пека без изменения характеристики этого продукта при помощи простого изменения условий процесса.

Пек в виде порошка предпочтительно применять в качестве изолирующего материала.

Характеристика пека

Цвет коричневый— коричнево-черный

Истинный удельный вес 1,200 — 1,500 40

Точка размягчения, С 70 — 400

Вещество, нерастворимое в бензоле, вес. > (измерено в соответствии с японскими промышлен- 45 ными стандартами, обозначенными К2421).

Измельчаемость, меш. 4 — 200

Атомное соотношение водород:углерод 0,4 — 0,65

Измельченный пек в качестве изолирующего и защитного материала имеет значительные преимущества по сравнению с природными асфальтами по гидрофобным свойствам и стойкости по отношению к воде, а также значительно лучше при термической изоляции, Кроме того, пек в качестве покрытия на металлических поверхностях превосходит по своей способности к адгезии с металлическими поверхностями природные асфальты.

Этот материал высокоэффективен при защите и термической изоляции различных трубопроводов (трубопроводы для охлажденной и горячей воды, пара и для подземных трубопроводов) .

Пример 1. Нафту разлагали при 1200 С при времени контакта 0,03 сек, после чего получали дегтеобразное вещество. Его разделяли на три опытные партии, которые подвергалп сухой перегонке с целью удаления легкого масла, содержащего летучее вещество. Затем получали измельченный пековый состав в виде порошка.

Условия сухой перегонки

Проба № 1. Сухая перегонка при 450"С

Проба ¹ 2. при 350 С

Проба ¹ 3. Гидрогенизация в течение

12 час при 250 С с начальным давлением водорода 100 атм в присутствии катализатора гидрогенизации, приготовленного путем осаждения 15% никеля на диатомовую землю. Затем сухая перегонка при 350 С. Характеристика каждой пробы приведена в табл. 1.

Каждую таким образом приготовленную про. бу помещали в трубу внутренним диаметром

3 сл на глубину 5 см и в нее на расстоянии

1 с и от верха пробы помещали электрод. Затем через трубопровод к каждой пробе подавали под давлением воду, которая, просачиваясь через нее к электроду, вызывала колебания измерительного устройства, соединенного с электродом. При этом величину давления воды приняли за величину водоотталкивающего свойства пробы. Результаты измерения этих свойств пробы приведены в табл. 2.

Пример 2. Нафту разлагали при 1250 С со временем контакта 0,002 сек для получения пека, который измельчали после удаления и=; него компонентов, кипящих при температуре ниже 450 С. Этот пек имел атомное отношение 0,53, нерастворимый в бензоле компонент (65 вес. %), точку размягчения 230—

Таблица 2

374837

Таблица 3

Пенетрация (ло УIS-К2207) Соотношение в смеси

Номер пробы пековый состав, вес. ч, ароматическое углеводородное масло, вес, ч. непосредственно после сме.пивания после двух днеи после одного дня после трех дней

100

35 более 200 более 200 более 200

200

115

13

Таблица 4

Пенетрация (ло VIS — К 2207) Размер частиц, меш непосредственно после леремешивания после двух дней после одного дня

14

38

27

7200

35

400 — 60

60 — 100

100 — 250

240 С «1,35 г/смз, Измельченный пек имел частицы размером 100- — 250 меш. В этот пек добавляли ароматическое углеводородное масло, которое представляет собой фракцию

250 — 450 C (атомное отношение 0,85, уд. в.

1,15 г/смз и содержание ароматических веществ 75% по ЯМР"), полученную путем перегонки дегтеобразного вещества, образовавшегося при описанных условиях разложения.

ЯМР— ядерный мапл(тли(1 резонанс.

Пример 3. При нагревании и затвердении пробы K 1 IIo примеру 2 пенетрация только за один час при 80 С понизилась ниже

20, при 120 C потребовалось менее 5 мин.

При снижении пенетрации пробы _#_ 3 до значения менее 20 потребовалось 7 — 8 час при

80 С и один час или менее при 120 С.

Пример 4, Пек, полученный по примеру 2, разделяли на три партии по размерам частиц: 4 — 60 меш, 60 — 100 меш, и 100—

250 меш. К 100 вес. I. пека каждой партии доОавляли 20 вес, ч. арОматическОГО yò.i(ÃÁoäoродного масла по примеру 3, Полученную смесь тщательно размешивали и отверждали при комнатной температуре. Затвердевание пека с частицами небольших размеров шло быстрее после перемешивания вследствие большой поверхностной площади этих частиц.

Полученные результаты приведены в табл.4.

Пример 5. Керосиновую (парафиновое или осветительное масло) фракцию нефти подвергали разложению при 1350 С при времени контакта 0,001 сек для того, чтобы получить вещество, похожее на пек, из которого

Полученную смесь смеш(пзали и оставляли при комнатной температуре.

Постеле(шое затвердевание каждой пробы измеряли по величине пенетрации согласно японским стандартам, обозначенным У15—

K 2207.

Полученные результаты представлены в табл. 3. удаляли более легкие компоненты (легколетучие), кипящие при температуре ниже 450 С.

Приготовленный пековый состав имел атомное отношение 0,51, нерастворимый в бепзоле компонент (70 вес. %), точку размягчеш(я

250 С и уд. в. 1,4. Этот пек измельчали в по30 рошок, затем 80 ч. этого пороп(на, проходящего через сито размером 60 меш смешивали со 100 ч. песка размером 20 — 32 меш, используемого в качестве заполнителя. К получающейся смеси добавляли 20 ч. ароматического

35 углеводородного масла, использованного в примере 2 для поле (ения шл(аъ(х(а. Последни(( (ЗруЧНуЮ Г1ЕрЕ 1(ЕШ1(нап1((. Затсh(Выдсржпналп

В тЕЧЕНИс ДВУХ ДНЕЙ, ПОСЛс ЧЕГО ПОЛУЧаЛ1(Материал, пригодный в строительстве с уд. в. 1,6

40 и прочност(по на сжатие 240 кг)сл(- . Этот материал имеет близкую к нулю способность адсорбировать воду по сравнению с 10 "/, цемента и бетона и поэтому пригоден в качестве материала для строительства колод45 цев (котлованов) .

Пример 6. Нафту разлагали при 1300 С и времени контакта 0,002 сск, посредством чего получили пековую композицшо с атомным

50 весом 0,52 и нерастворимым в бензоле компонентом (70 вес. %). Этот состав размельчали до среднего размера частиц 80 меш и затем смешивали в смесителе. К этому составу добавляли ароматическое углеводородное масло, 55 полученное при аналогичных условиях разложения и имеющее атомное отношение 0;85, уд. в. 1,1 и содержание ароматических веществ

70 /((по измерению ЯРМ. Полученную после смешивания компонентов смесь укладывали и

60 заливали в блок размером 10>(10 (30 см, который оставляли в течение двух дней при комнатной температуре. Была измерена прочность на сжатие таким образом сформированных блоков. Полученные результаты приведе65 ны в табл. 5, 374837

Таблица 5

Предмет изобретения

Ароматическое углеводородное масло, вес. ч.

Прочность на сжатие, кг/сиз

Заполнитель (песок), вес. ч.

Удельный, г/см

Пек, вес. ч.

1,52

1,56

1,57

1,59

600

Составитель Н. Богданова

Техред Е. Борисова

Редактор Н. Джарагетти

Корректор Л. Бадылама

Заказ 1667/15 Изд. № 362 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Так как обычный бетон имеет прочность на сжатие приблизительно 350 кг/см и удельный вес приблизительно 2 г/смз, то из приведенных результатов ясно, что пековая композиция полностью сравнима с обычным бетоном.

1. Способ получения смолистого пека крекингом углеводородов нефти при повышенной температуре, отличающийся тем, что, с целью повышения качества смолистого пека, процесс ведут при 700 — 2500 С, времени контакта 0,001 — 2 сек, с последующей тепловой обработкой продуктов крекинга при 250—

l0 450 С и атмосферном или пониженном давлении и измельцении полученного продукта в виде порошка.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, 15 с целью увеличения в целевом продукте пафтеновых углеводородов, продукты крекинга предварительно подвергают гидрированию.

Способ получения смолистого пека Способ получения смолистого пека Способ получения смолистого пека Способ получения смолистого пека 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано при глубокой перегонке нефти с получением дистиллатов и кубового остатка

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, в частности касается получения сырья для производства технического углерода

Изобретение относится к процессам получения низших олефинов путем переработки нефтяного остаточного сырья с применением процесса пиролиза и может быть использовано в нефтехимической и химической промышленности

Изобретение относится к способу получения среднедистиллятного продукта и низших олефинов из углеводородного исходного сырья

Изобретение относится к способу получения средних дистиллятов и низших олефинов из углеводородного сырья, Способ включает каталитический крекинг газойля в качестве сырья в зоне каталитического крекинга в псевдоожиженном слое (FCC) лифт-реактора контактированием в подходящих условиях каталитического крекинга в указанной зоне FCC лифт-реактора указанного газойля в качестве сырья с первым катализатором для получения продукта FCC лифт-реактора, содержащего продукт крекинга газойля и первый использованный катализатор; разделение продукта крекинга газойля и первого использованного катализатора; регенерацию первого использованного катализатора с получением регенерированного первого катализатора; контактирование бензина в качестве сырья со вторым катализатором в промежуточном реакторе крекинга, работающем в подходящих для крекинга жестких условиях, для получения продукта крекинга бензина, содержащего, по меньшей мере, один низший олефина и второго использованного катализатора; разделение указанного продукта крекинга газойля на множество потоков продукта крекинга газойля и поток рециклового газойля; рецикл, по меньшей мере, части одного или более потоков продукта крекинга газойля в зону лифт-реактора; разделение указанного продукта крекинга бензина на множество потоков продукта крекинга бензина; и превращение по меньшей мере части одного или более потоков продуктов крекинга бензина в поток продукта С2-С3

Изобретение относится к переработке тяжелого углеводородного сырья путем термического крекинга и может быть использовано в нефтеперерабатывающей и нефтехимической отраслях промышленности
Наверх