Способ получения сырьевого материала для изготовления игольчатого кокса

Номер патента: 1052163

Авторы: Таканори, Хирофуми, Юкиеси, Ватару

Скачать ZIP файл.

Текст

80,1 52163 А 36 П С И ВАТИН 7) 1СПОСОВ ПОЛУЧЕНИЯ СЫРЬЕТЕРИАЛА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ .ТОГО КОКСА, включающий обракаменноугольной смолы или пе- оматическим растворителем и поее отделение нерастворимых в путем осаждения, о т л и ч ай с я тем, что, с целью ускоосаждения нерастворимых вен упрощения процесса, каменную смолу или пек обрабатысмесью ароматического и алифа" ого растворителей при атмосдавлении и температуре 15 и Су иснал ннн лик. 32)ей ИХЭДМСаЕННЫй ИОМИТЕтПб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН(71) Ниттецу Кемикал ИндаЛТД (Япония)1052163 2, Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве каменноугольного пека используют мягкий каменноугольный пек, имеющий точку размягчения 20-40 С.3. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве ароматического растворителя используют растворитель, выбранный иэ группы крвозоловго масла, промывочного масла, антраценовго масла.4. Способ по и, 1, о т л и ч а."е ю щ и й с я тем, что используют ароматический растворитель, имеющий начальную точку кипения выше 140 Со и 60 об.В компонетов, выкипающих при 200-230 С, и 95 об.В компонентов, выкипающих не выше 300 С5. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в качестве али-,. фатического растворителя используют", растворитель из группы бензина, нефти и керосина.6. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют али-.3 Изобретение относится к нефте- .перерабатывающей и нефтехимической промышлеяности, в частности к способам получения сырьевого материала для изготовления игольчатого кокса, 5 путем удаления иэ каменноугольной смолы или каменноугольного пека нерастворимых веществ, содержащих нерастворимые в хинолине продукты,Известен способ получения сырь евого материала для изготовления игольчатого кокса, включающий обработку каменноугольной смолы или пека при температуре выше температуры размягчения пека ароматическим растворителем, температура кипения которого выше 1200 С, и последующее отделение нерастворимых веществ пу" тем осаждения 1.).Однако трудно удалить нерастворимыв вещества из.каменноугольной смолы или пека с помощью ароматических растворителей, имеющих свойства, аналогичные свойствам исходного материала. При обработке каменноуголь ной смолы или пека небольшим коли" чеством ароматического растворителя, имеющего высокую растворяющую способ- . ность, получаемая смесь является слишком вязкой, что не позволяет осуществить эффективное отделение ЗО нерастйоримых веществ.Нерастворимые вещества могут быть осаждены и отделены в случае уменьшения в значительной степени фатический растворитель, имеющий начальную точку кипения выше 150 С и 95 об. компОнентов, выкипающих не- выше 250 С.7. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что соотношение меж" ду алифатическим растворителем и . ароматическим растворителем 0,5- 9:18. Способ по и. 1, о т л.и ч аю щ и й с я тем, что соотношение между смесью растворителей и каменноугольной смолой или пеком состав: ляет 0,2-51.9. Способ по п. 1, о т л и ч .а ю" щ и й с я тем, что обработку проводятири 70-140 фС,.10, Способ по и, 1, о т л и ча- ю щ и й с я твм, что отделение нерастворимых веществ проводят прк 20 100. С.11. Способ по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что нерастворимые вещества отделяют методом гравитационного осаждения в зове пека. 2вязкости смеси ири увеличении коли"чвства добавляемого к камеиноуголь-,ной смоле или пек 9 ароматическогорастворителя, Однако увеличение количества добавляемого растворителянезначительно увеличивает скоростьосаждения .нерастворимых веществ.Цель изобретения - ускорениеосаждения нерастворимых веществ иупрощение процесса.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу получения сырьевого материала для изготовленияигольчатого кокса, включающему обработку каменноугольной смолы или.:.пека ароматическим растворителем ипоследующее отделение нерастворимыхвеществ путем,осаждения 1 каменноугольную смолу или пек обрабатыва,ют смесью ароматического и алифатичвского растворителей при атмосфевр- .Ном давлеиии И температуре 15-140 С.В качестве каменноугольногоиекаиспользуют мягкий каменноугольныйиек, имеющий точху размягчения 20")40 С,Кроме того, в качестве ароматического растворителя используютрастворитель, выбранный из группыкреозолового масла, промывочногомасла, антраценового масла.Используют ароматический растворитель, имеющий начальную точку кипения выше 140 фС и 60 об.% компонентов, выкипающих ири 200-230 С, и95 об.% компонентов, выкипающих невыше 300 С.Кроме того, в качестве алифатического растворителя используютрастворитель иэ группы бензина, нефти и керосина.Причем используют алифатическийрастворитель, имЬющий начальную точку кипения выше 150 С и 95 об,Фкомпонентов, выкипающих не выше2.50 С.Кроме того, соотношение междуалифатическим растворителем и ароматическим растворителем 0,5-9:1 усоотношение между смесью растворителей и каменноугольной смолой илипеком составляет 0,2 - 5:1. Приэтом обработку проводят при 70140 С:; отделение. нераствориьах вео,ществ проводят при 20 - 100 С.Нерастворимые вещества отделяютметодом гравитационного осажденияв зоне пека.При обработке каменноугольнойсмолы или каменноугольного пекасмесью ароматического и алифатичес"кого растворителей нерастворимыевещества выпадают в осадок в четырех зонах, а именно - в суспенэированной, кристаллической, пековойи масляной, в зависимости от соот-.ношения в смеси концентрации укаванных выше трех составляющих компонентов.,Нерастворимые вещества могутВыпадать в осадок либо в суспенэированной, либо в кристаллической,либо в пековой зоне за счет регули:рования в смеси соотношения концентраций компонентов: каменноугольнойсмолы или каменноугольного пека,ароматического и алифатического растворителей.Нерастворимые вещества при 40 Св суспензированной зоне осаждаютсяпод действием силы тяжести со средней скоростью от 1/10 - 10 мм/мин, .в кристаллической - 1/100 - 5 мм/мини в пековой зоне " не менее 8 мм/мин.Нерастворимые вещества, осаждаю- .щиеся в кристаллической зоне, представляют собой плоской формы илихлопьевидные кристаллические частицыдлиной несколько миллиметров;вещества, осаждающиеся в суспеязи, рованной зоне, представляют собойчастицы размером примерно 0,5 - 1 ммвещества, осаждающиеся в пековойзове, йредставляют собой смолистыйпродукт, в масляной зоне не происходит осаждение нерастворимых веществ, но может образоваться масля-.нистый отстой.При соответствующем регулированиитипов и количеств каменноугольнойсмолы или каменноугольного пека,ароматических и алифатических растворителей, смешиваемых друг с дру- . гом, отделение нерастворимых веществ,присутствующих в пековой зоне, может осуществляться не только посредством использования таких сложныхсредств как фильтр, работающий под 5 давлением, и центрифуга, но и посредством использования таких простых средств как осаждение под действием собственной силы тяжести ижидкостной циклон. Согласно способу я сырьевой материал, используемыйдля изготовления игольчатого кокса,может быть получен в промьзаленныхмасштабах.Нерастворимые вещества в пековойзоне быстро осаждаются 1 и вроцессих отделения может легко осуществляться при температуре в пределах15 - 140 ОС без необходимости какоголибо повышения температуры. Этообеспечивает значительные преиму щества при промышленном осуществлении процесса.Исходныа материалом, используемым в предлагаемом способе являетсякаменноугольная смола, образующаясякак побочный продукт в процессекарбониэации угля. Каменноугольныйпек, используемый согласно способуявляется продуктом, получаеьаям врезультате снижения содержания лег кихмасел в каменноугольной смоле врезультате отгонкй, Разбавленнаянефтяным дистиллятом каменноугольнаясмола, смешанная с легкими. маслами,также может использоваться в качест" З 5 ве исходного сырья. Из укаэанных материалов наиболее предпочтительньиявляется каменноугольный пек, особенно низкоплавкий каменноугольныйпек с температурой размягчения 1 оп 4 О ределяемой по методу кольца и шара)в пределах 20 - 40 С и с углероднымостатком, определяемыми по Конрадсонув пределах 25 - 40 вес.В.Используемые ароматические растворители в основном состоят из ароматических углеводородов имеют наочальные точки кипения не ниже 80 Си содержат 95 об. компонентов, вы.кипающих не выше 400 С. Наиболеепредпочтительными являются аромати ческие растворителя, которые имеютначальные точки кипения не ниже140 С и содержат об.Ъ по объему компонентов, выкипающих,не выше 300 С.оОсобенно целесообразно использовать 55 растворители, которые имеют начальные точки кипения не ниже 140 Си содержат 60 об.% компонентов,ф овыкипающих в пределах 200 - 230 С,и 95 об.Ъ компонентов, выкипающих невыше 300 С. В качестве ароматичесокого растворителя используют бенэол,толуол, ксилол, креозоловое маслЬ,промывочное масло, антраценовое,масло, масло, образующееся при эа медленном коксовании, являющееся побочным продуктом процесса изготовления сырьевого пекового кокса методом замедленного коксования, атакже их смеси, показатели отгонкикоторых находятся в укаэанных вышепределах.5Используемые алифатические растворители состоят в основном иэ алифатических углеводородов, и имеют на"чальные точки кипения не ниже 30 Си 90 об. компонентов, выкипающих не .10выше 350 С. В качестве алифатическоого растворителя используют н-гексан,бензйно-лигроиновую фракцию, керосиновую фракцию нефти и гаэойль. Целесообразно использовать алифатичес" 15кие растворители, имеющие начальныеточки кипения не, ниже 150 С и содерожащие 95 об, компонентов, выкипающих не выше 320 оС.Наиболее предпочтительно использовать растворители, которые имеютначальные точки кипения не ниже150 оС и содержат 95 об,% компонентов,выкипающих не выше 250 С, напримертехнический бензин, бенэино-лигро"иновая фракция и керосиновая Фракция неФти,Способ включает этапы смешиванияукаэанных ароматических и алифатических растворителей с каменноугольной смолой или с каменноугольнымпеном при температуре 15 - 140 оС, отделения нерастворимых веществ, отгонки всплывшего слоя, получаемогопутем удаления нерастворимых веществ.35При смешивании каменноугольной,смолы или каменноугольного пека и.укаэанных двух растворителей камен-ноугольная смола или каменноугольный пек можно добавлять сначала к 40ароматическому растворителю при 15140 С преимущественно в пределахо70 - 140 С, а затем к алнфатическому растворителю. Кроме того, обарастворителя могут быть добавлены к 45каменноугольной смоле или каменноугольному пеку одновременно, в лю"бом случае конечное осаждение нерастворимых веществ обычно одийаковоПри добавлении растворителейподдерживается предварительно задан"ная температура, процесс проводятпри атмосферном давлении, продолжительность смешивания 0,5 мин 5 ч. При использовании в качестве ис"ходного материала каменноугольнойсмолы, разбавленной нефтяным дистиллятом, количества растворителей мо-гут соответствующим образом регу"лироваться, поскольку эта смола содержит больше ароматического масла, 60чем обычная каменноугольная смола,Для достижения равномерного смешения компонентов и полного осаждения нерастворимых веществ каменноугольная смола или каменноугольный пек смешивается с растворителями при 15 - 140 С, преимущественно 70-140 С.На чертеже представлена диаграмма состава, показывающая осаждение нерастворимых веществ, образующихся в результате обработки каменноугольной смолы или каменноугольного пека растворителями. (количества каменноугольной смолы или каменноугольного пека и растворителей оказывают влияние на осаждение нерастворимых веществ), показана также зависимость между соотношением концентраций компонентов смеси и осаждением нерастворимых веществ.КаменноугоЛьная смола или каменноугольный пек и ароматический раст,воритель смешивается прн заданной температуре (точка А). При введении в смесь алифатического растворителя в точке В начинают осаждаться плоской формы или хлопьевидные кристаллические частицы нерастворимого вещества. При дальнейшем введении алифатического растворителя осажденные нерастворимые вещества становятся вязкими (точка С) . Черные смолис.- тые вещества осаждаются на дне сосуда (точка,17). За пределами точки Э состояние нерастворимых веществ остается неизменным, даже если продолжается введение алифатического растворителя, При введении ароматического растворителя в смесь в точке 3 вязкие плоской формы кристаллические частицы нерастворимого вещества начинают снова осаждаться в точке Е. При дальнейшем введении ароматического растворителя они превращаются в невязкие плоской формы кристаллические частицы нерастворимого вещества(,точка Р). При замене ароматического растворителя алифатн" ческим нерастворимые вещества начинают превращаться в зернистый про дукт в точке Я и превращаются в полностью зернистый продукт в точке Н и далее,При замене вводимых растворителей одного на другой нерастворимые вещества осаждаются в различных зонах.,Область между точками А и В определяется как масляная зона, поскольку в данной зоне осаждаются маслянистые вещества. Область между точками В и С, Е и 4 является кристаллической зоной, поскольку в ней осаждаются кристаллические вещества плоской формы. Область, включающая точкуО, определяется как пековая зона, так как в ней осаждаются черные смолистые вещества. Область включающая точку Н, является суспенэированной зоной, поскольку в этой зоне осаждаются суспензированные нерастворимые вещества.1052163 Таблица 2 Точкасостава Промывочноемасло Низкоплавкийкаменноуголь-.ный пек ТехническийбензинР 4 60 0 40 28 43 29 41 27 32 16 25 23 52 54 32 42 47 60 32 Точка Каменноугольсоста- ная смолава и-гек сан Толуо 50 А 12 28 В 36 32 36 45 О Е. 0 Алифатически растворитель Ароматическийрастворитель 8 Нафталиновоемасло Гексан 55 Техническибензин Наф 1 алиновоемасло афталиновоеасло ероси нтраценовоасло Н -Гекса Антраценовомасло Техническийбензин 6 7Границы между зонами могут быть, совершенно четко определены путем тщательного наблюдения состояния нерастворимых веществ. Кристалличес-. кие частицы плоской формы нераство; римых веществ, осаждающиеся в крис таллической. зоне достигают длину несколько миллиметров. Частицы, осаждающиеся в суспензированной зоне, имеют диаметр в пределах примерно 0,5 - 1 мм. В пековой зоне осажда- (О ются вязкие черные смолистые ве/щества, они осаждаются на дне судна, их точки размягчения обычно выше точек размягчения каменноугольной смолы или каменноугольного пека (измерение точек размягчения по методу , кольца и шара).Диапазоны отдельных эон, в которых нерастворимые вещества осаждаются в различных Формах в зависимости от соотношения в смеси концентра-. ций каменноугольной смолы или камеи ноугольного пека и двух растворителей, изменяются в соответствии с сочетанием растворителей.В табл, 1 представлена зависимость изменения диапазона зон осаждения нерастворимых веществ при обработке каменноугольной смолы в зависимости от сочетания растворителей в смеси и соотношения концентрацийкомпонентов смеси, вес.Ъ;Т а б л и ц а 1 Точки состава А, В, С, О, Е, Р 6, Н соответствуют точкам А, В, С, О, Е, Р, 6, Н на диаграмме состава (см, чертеж).В табл. 2 показана зависимость изменения диапазона зон осаждения нерастворимых веществ при обработке каменноугольного пека в зависимости от сочетания растворителей в смеси и соотношения концентраций компонентов смеси, вес.Ъ. Точки состава А, В, С, О, Е Р, С, Н соответствуют точкам А, В, С, О, Е, Р, О, Нна диаграмме состава (см. чертеж).Промывочное масло (получаемое путем дистилляции каменного угля). имеет следующие характеристики: начальная точка кипения 191 ОС; объемная отгонка на 60 220 ОСу объемная отгонка на 95 290 С.При смешивании таких ароматических и алифатических растворителей . как бензол и гексан, соответственно, кристаллическая зона на чертеже сужается к центру, в то время как суспензированная и пековая зоны расширяются.В табл. 3 представлены примеры используемых смесей растворителей.Таблица 3Продолжение табл. Э Ароматическийрастворитель Алифаткческкйрастворитель Антраценовемасло Керосин Промывочноемасло к-Гексан Промывочноемасло Техническийбензин Промывочноемасло Керосин Нерастворимые вещества могут осаждаться различньаа образом при введении в каменноугольную смолу или каменноугольный пек ароматичес" ких к алифатических растворителей в сочетаниях, представленных в табл. Э и при регулировании соотношения концентраций, компонентов сме" ск, что подтверждается данньайи, представленными в табл. 1 и 2.При выборе сочетаний растворителей к соотношений. концентраций растворителей и одновременно соотношЕния концентраций каменноугольной смолы или камеиноугольного,пека может происходить осаждение веществ в суспенэирЬванной, кристаллической или .пековой зоне.При обработке каменноугольной смолы кли каменноугольного пека арома- тическими растворителями такими как толуол, промывочное масло и антраценовое масло получаемые нерастворимые вещества превращаются в части" цы очень небольшого размера и., сле" довательно, кх трудно отделить. При обработке каменноугольной смолой алкфатическимИ растворителями таки-: ми как И-гексан, керосин и технический бензин, происходит осажденианерастворимых веществ и они могут легко отделяться. Однако во всплывший на поверхность слой переходят лишь низкомолекулярные составляющие компоненты каменноугольной смолЫ или каменноуголЬного Пека.углеводороды, получаемые путем отгонки всплывшего слоя, содержат не большое количество автоматических ингредиентов .каменнноугольной смолы или каменноугольного пека, При коксовании данных углеводородов невысокий выход кокса и получаемый кокс не имеют хорошо проявляемой флвидальной структуры, Поэтому использование для обработки.одних алифатических растворителей не обеспечивает высокий выход кокса в промышленных условиях производства из полученного сырья. Использование смеси растворителейдля обработки каменноугольной смолыили каменноугольного пека ббеспечивает легкое отделение нерастворимыхвеществ и приводит к увеличению вы-5 хода высококачественного кокса с хорошо проявляющейся флюидальной структурой при коксовании полученного врезультате обработки сырья.Нерастворимые вещества осаждавт ся в указанных зонах с различнойскоростью. В суспекэирОвакной зонепри 40 С онк осаждавтся со среднейскоростью в пределах 1/10 - 10 мм/мин,в кристаллической - 1/100 - 5 мм/мини в пековой .зоне со средней скоростьюне менее 8 йм/мин. Осадки, образующиеся в пековой зоне, являются вязкими, черными, смолистыми веществами, собирающимися на дне сосуда, иони легко отделяются. Осажденные нерастворимые вещества могут отделяться путем осаждения под действиемсобственной силы тяжести, посредством жидкостного циклона, центрифугии сочетания этих средств. Процессотделения не требует исполЬзованиявысоких температур и может осуществляться прк 15 - 140 еС, прекмущественно при 20 - 100 С.Целесообразно испольэовать раст- ЗО ворители, которые независимо от кхсочетания друг с другом, отделялкс)1от всплывшего слоя после процессаотделения путей отгонки при атмосферном давлении или в вакууме. Отог нанные растворктеди могут использаваться повторно. В данном процессаотгонки некоторые легкие составляю;.щие компоненты, содержащиеся в исходных каменноугольной смоле или ка О менноугольном пеке, отгоняются змеес растворителяющ.Процесс отгонки может быть исключ,чеи. Всплывший слой, ке содержащийнерастворимых веществ, используется 45 в качестве исходного сырья для процесса замедленного коксования. Раоэворители могут быть регенерированцВ дистилляционной.колонне установкепроцесса замедленного коксования.П р и м е р 1. Одну вес. ч. ка О мениоуголькой смолы, содержащуюб,7 вес.Ф нерастворимых в толуолевеществ и .1,9 вес.% нерастворимых вхииолине веществ, смешивают с1/2 вес.чтолуола и 1 вес.ч. к -гаксана. Смесь перемешивают при 80 С иохлаждают до 40 фС. Нерастворимые вещества осаждаются и скапливавтся ввиде черного смолистого продукта надне сосуда. После отстаивания и от деления нерастворимых веществ всплывший слой отгоняют прк пониженном,давлении, равном 100 мм рт.ст. Полученный таким образом продукт имеет точку размягчения 23 аС (согласно 5 методу кольца и шара) и содержитРедактор И. Ковальчук Заказ 8696/60 Тираж 503 , Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород,. Ул. Проектная, 4 2,6 вес.Ъ нерастворимых в толуоле веществ и следы нерастворимых в хинолине веществ. В результате коксования полученного материала в авто- клаве при давлении 2,5 кг/см получают сырой кокс с хорошо проявляемой Флюидальной структурой с выходом 34 вес.% в расчете от исходной каменноугольной смолы. Сырой кокс:подвергают обжигу и графитации при 2800 фС. Полученный продукт имеет коэффициент термического расшйрения.0,8 х 10 град и параметр Се=6,715 А (длина элементарной. ячейкй кристаллической решетки).П: р и м е р 2. Одну вес.ч. низко- температурного каменноугольного пека, имеющего точку размягчения 23 ОС (определяемую методом кольца и шара) и;содержащего 7,9 вес.Ъ нерастворимых в толуоле веществ, смешивают и: перемешивают с 1/6 вес,ч. промывочного масла при 700 су а затем с 1/2 вес.ч. технического бензина Ф 4 (Мб К 2201). Смесь. охлаждают до . 40 фС. Черные нерастворимые смолистые вещества осаждаются со скоростью 33 ю/мин. Нерастворймые веществаотделяют путем осаждения их под действием собственной силы тяжести. Полученный в результате всплывший слойотгоняют при пониженном давлении,равном 100 мм рт.ст. Образующийся 5 таким образом продукт имеет точку. размягчения 27 С (определяемую методом кольца и шара) и содержит5,2 вес.% нерастворимых с толуолевеществ и следы нерастворимых в хи- О нолине веществ. В результате коксования в условиях примера 1 получаютсырой кокс с хорошо проявляемойФлюидальной структурой с выходом.;1 вес.В в расчете от исходного низкотемпературного пека. Продукт, .полученный после графитации при2800 С, имеет коэФФициент термического расширения ,9 х 10 /град и параметр СО=6,720 Й, где С - длинаэлементарной ячейки кристаллическойрешетки, измеренная методом дифракции рентгеновских лучей. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получить сырьевой материал для изготовления игольчатого кокса,1

Смотреть

Заявка

2547452, 25.11.1977

Ниттецу Кемикал Иидастриал Ко, ЛТД

ВАТАРУ МИГИТАКА, ХИРОФУМИ СУНАГО, ЮКИЕСИ ОГАВА, ТАКАНОРИ НИСИХАТА

МПК / Метки

МПК: C10C 3/02

Метки: кокса, игольчатого, сырьевого

Опубликовано: 30.10.1983

Код ссылки

<a href="http://patents.su/7-1052163-sposob-polucheniya-syrevogo-materiala-dlya-izgotovleniya-igolchatogo-koksa.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения сырьевого материала для изготовления игольчатого кокса</a>

Похожие патенты