Способ получения пека

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ (1)857224 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 090679 (21) 2814569/23-04 с присоединением заявки ¹(23) Приоритет— (51)М. Кл.

С 10 С 1/16

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 230881. Бюллетень ¹ 31

Дата опубликования описания 230К81 (53) УДК 665. 7, .032.56(088.8) Мочало риневич

Шеляки

Ф,-,=

И.А, Гриневич, К.А. Чарушников, В.В.

Н.Д. Русьянова, Э.М. Бабенко, Г,А.

А.М. Гриневич, В.М. Зинченко и Л, (72) Авторы изобретения в, восточный научно-исследовательский лей4ииеский инс итут (71) Заявитель (54 ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕКА

Изобретение относится к способам получения пеков иэ каменноугольного сырья н может быть использовано в коксохимической и электродной промышленностях.

Известны раэличные способы получения пека .из каменноугольного сырья путем совместной перегонки пека с нафталиновым или поглотительным мас- ® лом, совмещенной с термической обра-. боткой и последующим смешением полу ченного продукта с исходным пеком путем термической обработки каменногольной смолы под давлением (1) и

2).

t5

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения нека путем дистилляции среднетемпературного пека. Дистилляцию проводят в потоке водяного пара, инертных газов или воздуха.

При этом получают высокоплавкий каменноугольный пек с температурой размягчения 120-160 С и выше. Высокоо плавкий пек смешивают с каменноуголь- 25 ными маслами с получением целевого пека, имеющего температуру размягчения 65-75оС (3).

Однако пек, полученный таким способом обладает повышенной температу- З0

2 рой размягчения, высоким выходом ле,тучих веществ, кроме того обладает повышенной канцерогеннос.:ью одержание 3,4-бензпирена составляет 2,0% и более). Это обусловлено тем, что использование в процессе дистилляции пара, инертных газов или воздуха не позволяет удалить из пека значитель ную часть низкомолекулярных соединений 3 -фракции (s высокотемпературном пеке остается 13-19в Э -фракции), а повышение температуры размягчения пека происходит за счет образования значительного количества d -фракции (в том числе но -фракции) и удале- . ния ценной среднемолекулярной части пека - P -фракции, Так, высокотемпературный пек, полученный путем дистилляции среднетемператупного пека в потоке воздуха при 370 С, характеризуется следующими показателями температура размягчения 145 С, выход летучих веществ .45,1в, содержани е е(.-фракции 49,9%, содержание Щ-фракции-39,0%, содержание )Ъ-фракции 31,6%, содержание Я" -фракции 18,5%. Разбавление такого пека различными каменноугольными маслами не позволяет получить продукт требуемого качества изза наличия в еысокотемпературном пеке

857224

4 значительного количества высококонденб сированной а -фракции и присутствия значительного количества -фракции.

Цель изобретения — снижение температуры размягчения, канцерогенности,,а также выхода летучих веществ целе вого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения пека путем дистилляции среднетемпературного каменноугольного пека при остаточном давлении 5-300 мм рт. ст. и температуре 360-3850С с получением высокотемпературного пека и смешения его с каменноугольным масЛом,,в ка«честве которого используют поглотительное масло, взятое в количестве

18-28 вес.% при температуре смешения

150-220 С.

Отличительные признаки способа заключаются в проведении дистилляции среднетемпературного каменноуголь- Щ ного пека в вышеописанных условиях, использовании в качестве каменноугольного масла поглотительного масла в количестве 18-28 вес.% и проведении смешения при вышеуказанной темпеРатуре.

B табл. 1 приведены характеристики исходных и дистиллированных под вакуумом пеков, полученных при различных условиях. Как видно иэ табл.1, дпстилляция пека под вакуумом (остаточное давление более 300 мм рт.ст.) приводит к получению продукта, имеющего высo«oe содержание -фракции

1 (табл. 1, пример 9) . Использование глубокого вакуума (остаточное давление 5-100 мм рт. ст.) позволяет получить продукт, в котором не образуется дополнительное количество 0(-фрак.. ции. Однако достичь такого вакуума в промышленных условиях весьма труд- . 40 но, так как требуется специальное оборудование, Дистилляция пека при температуре, выше 3850 С (табл. 1, пример 11) приводит к образованию в нем значительного количества d. -фракции, что ухуд5 шает качество пека. Дистилляция пека при температуре ниже 360 С приводит к получению продукта, имеющего высокий выход летучих веществ и увеличивает длительность отгона ) -фракции пека (табл. 1, пример 10).

Отрицательное влияние избытка фракции обусловливается тем, что повышается вязкость ека и он хуже тлас ифицируется. Для пластификации И такоэо.пека требуется значительно большее количество поглотительного масла, для получения необходимой температуры размягчения пека, а это приводит к повышению выхода летучих gp веществ.

При добавлении к дистиллированному пеку поглотительного масла менее

18 вес.% получают пеки, имеющие температуру размягчения выше 60 С, до у бавление поглотительного масла в количестве более 28% вызывает снижение температуры размягчения йиже 30 С и повышает выход летучих веществ бо лее 60%.

Смешение высокотемпературного пека с поглотительным маслом при температуре ниже 150 С не позволяет получить .гомогенный продукт, смешение их при температуре выше 220 С нежелательно, так как при этой температуре поглотительное масло начинает кипеть, что приводит к нарушению состава смеси.

Пример 1. В реактор, снабженный электрообогревом, помещают

700 г среднетемпературного пека (табл. 1, пример 1). Пек нагревают под вакуумом (остаточное давление

5 мм рт. ст,} до температуры 360 С и отгоняют 25,5% (178,5 г) ф -фракции. Получают 521,5 т (74,5% от загрузки исходного пека) высокотемпературного пека (табл. 1 пример 2). К

521,5 г (81,5% от веса загрузки) высокотемпературного пека добавляют

118,3 г (18,5% от веса загрузки) поглотительного масла и смесь переме-, шивают при 210 С в течение 15 мин.

Получают 639,8 r (91,4% в расчете на исходный пек).целевого продукта, характеристика которого приведена в табл. 2.

Пример 2 ° Пек нагревают, но под вакуумом (остаточное давление

200 мм рт. ст.) до температуры 370 С. о

Отгоняют .25,4% (177,8 г) -фракции и получают 522, 2 г (74, б Ъ от з агруз ки исходного пека) высокотемпературного пека (табл. 1, пример 3). К 522,2 г (78% отвеса загрузки) пека добавляют

147,2 r (22% от веса загрузки) поглотительного масла и смесь перемешивают при 190 С в течение 20 мин. Получают, 669,4 г (95,6% в расчете на исходный пек) целевого продукта, характеристика которого приведена в табл. 2.

Пример 3. Аналогично примеру 2, получают высокотемпературный пек.(табл. 1, пример 3). К 522,2 г (75% от веса загрузки) высокотемпературного пека добавляют 174 r (25% от веса загрузки) поглотительного масла и смесь перемешивают при 170 С в течение 15 мин. Получают 696,2 z (99,4% в расчете на исходный пек) целевого продукта (табл. 2}.

II р и м е р 4. Аналогично примеру 2, получают высокотемпературный пек (табл. 1, пример 3). К 522,2 r (72% от веса загрузки) высокотемпературного пека добавляют 203 r (28% от веса загрузки) поглотительного масла и смесь перемешивают при 150 С в течение 20 мин. Получают 725,2 г (103,6% в расчете на исходный пек) целевого продукта (табл. 2).

857224

Пример 5. В куб, обогреваеяай коксовым газом, помещают 32 т среднетемпературного пека (табл. 1, пример 4) . Пек нагревают под вахуумом (остаточное давление 300 мм рт. ст.) до температуры 385 С. В реэульв тате отгона низкокнпящих компонентов получают 23,84 т (74,53 от загрузки исходного пека) высокотемператруного пека (табл. 1, пример 5) . К 23,84 т (72,5% от веса загрузки) высокотемпературного пека добавляют 9,04 т (27,5a от веса загрузки) поглотительного масла и смесь перемешивают при

200 С в течение 20 мин. Получают .32,88 т (102,73 в расчете на исходный пек) целевого продукта (табл. 2). 35

Пример 6. Аналогично примеру 5, 32 т среднетемпературного пека (табл. 1 пример 6) нагревают под вакуумом остаточное давление 300 мм рт. ст. до температу- ;ф

l Ры 367 С. В результате отгона нйзкокипящих компонентов получают 23,9 т 74,7Ф от загрузки исходного пека) высокотемпературного пека (табл. 1 пример 7). Е 23,9 т (73,5% от веса загрузки) высокотемпературного пека добавляют 8,61 т (26,53 от веса загрузки) поглотительного масла н смесь перемешивают при

200 С в течение 20 мин. Получают

32,51 т (101,5% в расчете на исход- ный пек) целевого продукта (табл. 2). (°

Таким образом, предлагаемюй спо соб позволяет снизить температуру размягчения, уменыаить выход летучих веществ и.снизить канцерогенную активност целевого продукта.

Полученный продукт используют в качестве электродного.

1

1 г

I М х г

I Х

I pd I а &

К

It!1 l

9 I

Н --Х

O1 е о! а

O1 е с — —

Ф I

О! !

tI 1

О 1- Х.

1» 1 16 а с I &

aa с-с с

Р1 о с Ф сг) с

Р ) Ю с (Ч сг

an с сО

СЧ

ГЧ с

I Д

aaI Н

Ц О осс оо

СО Х

ГЧ с-с с о с!

ГЧ с о

ГЧ с-с с о

Н I сб

9 I

ГС!

Х о

И с

Х Гс! х ц о о э хни

299

CQ l» !tl сГ ! о гс

01 сГ!

СО

« Р1

»с!с

Р) с

Ct !с

ГЧ с

Ю сО

Ю с

Ю о с (Ч

»Ф с с

О с

Ch сО

1

1

I I

Ц с!! о

Э бР

ln с с!с!

Ж х

Э I

Р I

:ь I

1 (61 эахх и»нх

Е н о аи

ЭГ" ХХО е» ацц!

i

1 (I о о сО ГРЪ Р!

Ц о

И !

К I

Ж I

ttI I

О!

u1

О сГ! О

ГЧ

Ю

Ю

Гс) Ю о

Гс) 1 х

ГГ!

ItI о а

1 о а

Ig

2 х

Ц о х о

1

1 1 д аа а 9

И XM ь

Ос (б

Х I

Э I

Ц

tent I и I

О I

Э а3

I 1 о

О9

ЦЭ Н ж а н.э х

ОхЦ3!

Ф I хи хо

Э с

857224

СО Г а с с с с!с с!с 01

ГЧ

Р) с-1 CO с с с со t сЧ

СГ) ln !с

ГЧ Гс с

Г- СО ГГс) Р ) ГЧ

Ctl ГЧ с-! с с с сО сО Гс

СГ)»ф Р

ГЧ ГЧ с-! с с с о о о (Ч Р1 CO с с

»:3 Р > 01 сй с!с ln

o o o с с с

Г ГЧ сй сй сО с"С с-! сГ) сО с с

«С!с Ф

Г 1

1 х

3 х х э ц о ое х

1Ц Х Я ., СГ) СЧ с с сг (Ч (3 с"> с с

СО О

ГЧ»ф

О Р! с с

CO с.Ч с-»

Ю РЪ с-с с с о о о о

Г- СО сО Р1 сс (с с

I с3

ГЧ СО Р ) с с с

° !с Г Yl

О СЧ СО с с с

ln в

СЛ ln»с!с

СО Î СП с с с

ln г СО

»Ф РЪ»!

Г- СЧ CO с с с с3 01 Л сс с

СО \О с-с с-! с СЧ с с с о о о

О 0а а с с

Р ) СО с Ч с!с сГ !с о о о с с с

СО Р ) an

»:3 Р1 ln н

СГ) Рс ГЧ с с « л r rn г- го о ln сО Ю 01

Р ) Сп Р )

I

I

1 о о о а 1 О

Гс) Р ) I

Ц

Э о х ое

«4 l5 3 Р.с

857224 Т à б л и ц а, 2

Показатели качества пека

При мер

Р М

Плотность при .

25О С, r/cM 3

Содер жанне

3,4бензпирена, В

Температура размягче.ния, С

Зольность ф

Выход летучих веществ

Групповой состав.Ъ

X-/pa с -фра с -фра Р-фра -фракция кцйя кция кция кция

1 60 5 54 2 1 270 0 21 0 60 30 2 5 6 24 6 47 6 22 2

2 50,0 55,7 1,260 0,18 0,58 29,6 6,6 23,0 45,0 25,4

3 40,0 57,3 1,257 0,15 0,54 28,6 6,4 22,2 43,2 28,2

41,2

40,3

39,1

0,12 0,51 27,6 6 с2 21,4

0 13 0,52 29,5 9,4 20,1

31,2

4 30,0 58,8 1,248

30,2

5 34,0 56,8 1,258

29,6

6 37ю0 55к8 1к262 Ою11 Ок53 31к3 8ю8 22 5

Формула изобретения!

Составитель Н. Королева

Редактор Г. Волкова Техред A. Ач Корректор Ю. Макаренко

Заказ 7145/41 Тираж 548 Подписное.

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,. 4.Способ получения пека путем дистилляции среднетемпературного каменноугольного пека с получением высо,котемпературного пека и смешения последнего с каменноугольным маслом, отличающийся тем, что, с целью снижения температуры размягчения, канцерогенности а также выхода летучих веществ целевого продукта, летучих веществ, дистилляцию исходного пека проводят при остаточном давлении 3-500 мм рт. ст. и температуре 360-385 С, в качестве каменноугольного масла используют поглотительное масло, взятое в количестве .18-28 вес.Ъ и смешение проводят при температуре 150-220 С (Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Англии Р 1249569, кл. С 5 Е, опублик. 1971.

2. Патент США Ф 3692663, кл. 208-44, опублик. 1972.

3. Литвиненко М.С. и Носалевич

И.М. Химические продукты коксования для производства полимерных материа40 лов. Х., Металлургиздат, 1962, с. 361-362 (прототип).