Способ получения мезофазного пека

ТЕНИЯ К ПАТЕНТ ае Наито и РиО ится к способам полка и может быть исрерабатывающей и ышленности. ретение относ езофаэного пе но к нефтеп ической пром деготь мащий понен- твориргают одно- атмосия м ольэов оксохи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МЕЗОФАЗНОГО ПЕКА(57) Изобретение касается углехимии, в частности получения мезофазного пека. Цель -повышение качества последнего, Для этогоиспользуют лигроиновый деготь, каменноугольный деготь или тяжелый конденсат, полученный из каменноугольного дегтяоднократным испарением. В случае использования двух последних материалов ихпредварительно экстрагируют ксилолом вмассовом соотношении 1,0:(2 - 3) с получением продукта, содержащего 0,4-2,2 мас,;(,ксилолнерастворимых соединений. Исходный битуминозный материал подвергают Целью изобретения является повышение качества целевого продукта. гидрированию при повышенных температуре и давлении в присутствии растворителя - донора водорода с последующей термообработкой при 390-470"С в течение 5-80 мин, Термообработку битуминозного материала ведут при 470-530 С, 2-3 МПа, при необходимости в присутствии поглотитель- ного масла (интервал кипения 240-280 С, не содержит нерастворимых в ксилоле веществ), взятого в массовом соотношении с материалом (0,17 - 0,76):1, с получением продукта, содержащего 3,5 - 15,9; ксилолнерастворимых веществ, который затем обрабатывают ксилолом массовое соотношение (2-4):1) и подают на гидрогенизацию. Последнюю ведут в присутствии донора водорода - гидрированного антраценового масла или тетрагидрохинолина. Термообработку гидрогенизата проводят с получением продукта с т,разм. по Меттлеру 289 - 310 С, содержащего 0,2 - 7,9 мас.,ь хинолиннерастворимых веществ, 3,6 - 9,4 мас.0 ксилолрастворимых веществ и 95- 100 мезофазы. Этот меэофазный пек формуют в виде волокон, придают им неплавкость и науглероживают при 1000 С для получения углеродных волокон, которые имеют прочность на разрыв, напримео 297 кг/мм и модуль упругости 17,6 т/мм . 11 табл,П р и м е р 1. Каменноугольный удельным весом 1,1644 г/см и содер 4,7 мас.ксилолнерастворимых ком тов (КНК) и 0,6 мас.ф, хинолиннерас мых компонентов (ХНК), подве однократному испарению в колонне кратного испарения при 280 С, под20 1676455 Продолжение табл. 7 Таблица 8 22 20 19 21 23 500 490 470 520 510 12,9 1 1,0 7,4 15,8 20,1 68,3 69,2 65,6 66,5 68,7 0,1 0,1 0,1 0,1 0,2 Свойства материала Температура тепловой обработки (трубчатый нагреватель), С Выход высокомолекулярного битуминозного ма. териала (в пересчете на очищенное тяжелое масло), мас %Свойства высокомолекулярного битуминозного материала (нерастворимый компонент)Ксилолнерастворимыесоединения,мас 7 О Хинолиннерастворимыесое инения,мас Показатели по опытам Таблица 91676455 Таблица 1 О Свойст Показатели для пека по опытам 19 20 23 22 Гидрированный пек Выход (в пересчете на очищенное тяжелое масло), мас О,Температура размягчения по методу Кольца и шара), С Ксилолнерастворимые соединения, мас. Хинолин нерастворимые соединения, мэс.Оптически-анизотропный пек (мезофазнь й пек) Выход (в пересчете на очищенное тяжелое масло), мас.,Температура размягчения но Меттлеру. С Ксилолрастворимые соединения, мас, О Хинолин нерастворимые соединения,мас, ,ь Содержание мезофазы, 6,7 9,8 13,9 17,5 1 1,7 143 144 143 145 142 53,8 54,6 54,1 97,3 55,4 0,2 0,3 0.3 0,2 0,4 6,1 8,2 9,7 12,3 4,7 305 306 305 303 304 9,8 5,2 6,8 7,7 4,9 О,б 1,0 0,8 1,3 0,7 95 100 100 100 Таблица 11 Составитель Н КоролеваРедактор С.Патрушева Техред М.Моргентап Корректор О Кравцова Заказ 3017 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ферным давлением с целью получения тяжелого компонента с содержанием КНС и ХНС 6,3 мас, и 1,1 мас. соответственно, при выходе 80 мас, , Этот тяжелый компонент растворяют в двойном количестве ксилола. и смесь непрерывно фильтруют при 25 С с помощью непрерывного фильтра для удаления нерастворимых компонентов, Фильтрат подвергают перегонке с целью выделения ксилола, с получением в результате очищенного тяжелого масла с выходом 69,4 мэс,% по отношению к каменноугольному дегтю.Свойства каменноугольного дегтя, тяжелого компонента и очищенного тяжелого масла приведены в табл.1,10 кг/ч очищенного тяжелого масла и 7,6 кг/ч поглотительного масла с интервалом кипения 240-280 С не имеющего КНК, полученный из каменноугольной смолы, отдельно насосами вводят в трубчатый нагреватель, оснащенный нагревательной трубой с внутренним диаметром 6 мм и длиной 40 мм, погруженной в расплавленную соляную ванну, где смесь подвергают термической обработке при 510 С при давлении 20 кгс/см изб. Подвергнутую термической обработке жидкость добавляют к двойному количеству ксилола и содержимое перемешивают. Смесь затем подвергают центрифугировэнию при скорости вращения 2000 об/мин при температуре окружающей среды с целью получения нерастворимых компонентов, к которым добавляют двойное количество ксилола и содержимое перемешивают, а смесь вновь подвергают центрифугированию для промывки нерастворимых компонентов. Высокомолекулярный битуминозный материал получают в результате сушки только упомянутых нерастворимых компонентов, с выходом 12,4 мас,по отношению к очищен ному тяжелому компоненту, Анализ высокомолекулярного битуминозного материала дает следующие результаты; содержание КНС 80 мас, , и содержание ХНС - 0,3 масК 500 г тетрагидрохинолина добавляют 250 г битуминозного материала и подвергают гидрированию в течение 30 мин при 440 С и под автогенном давлении в автоклаве емкостью 1 л, Конечное давление обработки составляет 111 кгс/см иэб, Гидрированную жидкость отфильтровывают с помощью стеклянного фильтра и подвергают перегонке при пониженном давлении с целью удаления растворителя с получением гидрированного высокомолекулярного битуминозного материала, Полученный таким путем гидрирсзанный вь.сокомолекулярный битуминозный материал помещают в полимеризационную колбу и подвергают5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 термической обработке в соляной ванне, поддерживаемой при 450 С в течение 50-70 мин при атмосферном давлении с барботированием газообразного азота при расходе 86 л/мин на 1 кг подвергаемого обработке битуминозного материала, Свойства полученного таким способом пека гтриведены в табл.2.Мезофазный пек из опыта 3 табл,2 подвергают прядению с помощью прядильного устройства, с размером отверстия фильеры, равным диаметру 0,25 мм и длиной 0,75 мм при 335" С со скоростью вытяжки 600 м/мин с целью получения волокон из пека, Угле- родные волокна получают приданием волокнам из пека неплавкости в результате их нагрева в воздухе при 320"С в течение 20 мин и последующей карбониэации их при 1000 С в азотной атмосфере, Углеродные волокнаимеют предел прочности на растяжение 300 кгс/мм и модуль упругости 19,4гт/мм, Эти волокна далее подвергают грагфитиэациии при 2500 С. Волокна имеют предел прочности нэ растяжение 423 кгс/мм и модуль упругости 92,1 т/мм,2 2П р и м е р 2, Очищенное тяжелое масло, полученное в примере 1, в отсутствие ароматического масла подвергают термической обработке в трубчатом нагревателе с внутренним диаметром 6 мм и длиной 40 м при 510 или 530 С и давлении 20 кг/см (2,1 МРа) и при скорости потока 17,6 кг/ч, Свойства подвергнутых термической обработке материалов приведены в табл,3,Высокомолекулярные битуминозные материалы получают путем добавления двойного количества ксилола к каждому иэ подвергнутых термической обработке материалов, а их смеси подвергают обрэботке в соответствии с примером 1. Выходы битуминозных материалов составляют 14,9 и 21,3 мас,опо отношению к очищенному тяжелому маслу для каждого из материалов, подвергнутых нагреву при 510 или 530 С, соответственно, Меэофаэные пеки получены путем гидрирования и термической обработки высокомолекулярного битуминозного материала .,особом, аналогичным примеру 1. Условия тепловои обработки приведены в табл.4, а условия гидрогенизации и второй степени тепловой обработки не отличаются от условий, описанных в примере 1,Свойства пеков приведены в табл.4.Меэофазный пек из опыта 6(табл,5) подвергают прядению при 377 С в соответствии с технологией. использованной в примере 1, а после этого полученным таким путем волокнам из гека придают неплавкость и лодэергают карбонизации при 1000 С, Углеродные волокна имеют пределпрочности на растяжение 294 кгс/мм и модуль упругости 18,0 т/мм.П р и м е р 3 (сравнительный). Тот же каменноугольный деготь, который используют в примере 1, подвергают однократному испарению при 280 С с получением тяжелого масла, которое смешивают с ксилолом и отфильтровывают. Полученные таким путем КНС добавляют к двойному количеству тетрагидрохинолина и подвергают гидрированию таким же способом, как в примере 1. После фильтрования раствори- тель удаляют иэ гидрированного продукта, а продукт подвергают термической обработке в соляной ванне при 450 С в течение 90 мин под атмосферным давлением с получением мезофаэного пека, Температура размягчения пека составляет 320 С, содержание в нем соединений, нерастворимых в хинолине, составляет 12,6 мас.о , содержание соединений, растворимых в ксилоле, составляет 5,1 мас.%, а содержание мезофазы 85, Этот пек подвергают прядению при 355 С. Волокнам пека придают неплавкость и их подвергают карбонизации при 1000 С, Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 228 кгс/мм и модуль упругости 16,2 т/мм .П р и м е р 4 (сравнительный). Очищенное тяжелое масло, полученное таким же способом. как в примере 1, подвергают термической обработке в трубчатом нагревателе при тех же самых условиях, которые используют в примере 1. Подвергнутую термической обработке жидкость направляют без охлаждения в испарительную колонну при 480 С, где удаляют легкие фракции с целью получения пека с высокой температурой размягчения, с выходом 28,6 мас.по отношению к очищенному тяжелому маслу, С целью гидрирования пека при тех же самых условиях, которые были использованы в примере 1, к пеку добавляют двойное количество тетрагидрохинолина, и гидрированный пек подвергают термической обработке, с получением в результате мезофазного пека. Продолжительность тепловой обработки отражена в табл,5, а другие условия термообработки, как в примере Свойства пека приведены в табл, Меэофазный пек из опыта 10 (табл,5) подвергают прядению при 342 С по соособу, аналогичному способу, описанному в примере 1, и затем полученнь,м таким путем волокнам пека придают неплавкость и они подвергнуты карбонизации при 1000 С. Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 242 кгс/мм и модуль упругости 14,2 тl мм. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 П р и м е р 5. Очищенное тяжелое масло,как в примере 1. подвергают термообработке в соответствии с примером 1. при 510 Св трубчатом нагревателе. Подвер;нутый термообработке материал направляют в испарительную колонну и подвергаютоднократному испарению при 280 ОС под атмосферным давлением с целью удаленияиспользованного поглотительного масла,Термообработанный материал, полученныйиз кубовой части колонны, охлаждают в холодильнике до 100 С этот продукт имеет 3,5мас,% КНС. После непрерывного введениядвойного количества ксилола в подвергчутый термообработке материал внутри трубопровода смесь охлаждают до 25 ОС. Смесьнаправляют в центрифугу непрерыеногсдействия и полученный нерастворимый компонент отделяют и выводят. После диспергирования нерастворимого компонента здвойном количество ксилола дисперсиювновь направляют в ту же самую центрифугу непрерывного действия с целью вымьеания нерастворимого компонента.После сушки нерастворимого компонента в вакууме получают высокомолекулярный битуминозный материал с выходом8,8 мас.по отношению к очищенному тяжелому маслу сырья, Полученный таким путем высокомолекулярный битуминозныйматериал имеет КНС 70,5 мас,ои ХНС 0,1мас о Высокомолекулярный битуминозныйматериал растворяют в трехкратном количестве гидрированного антраценового маслаи раствор подвергают непрерывной -ермообработке в трубчатом нагревателе, содержащем нагревательную трубку внутреннимдиаметром 10 мм и длиной 100 м, погруженную в расплавленную соляную ванну, прирасходе 6,5 кг/ч, 440 С, давлении 50 кгс/смизб. Затем подвергнутый обработке раствор непосредственно направляю в,1 спарительную колонну и подвергают тамоднократному испарению при атмосферномдавлении при 400 С. Таким образом,гидрированный битуминоэный матеоиалполучают из кубовой части колонны, Гидри.рованный битуминозный материал имееттемпературу размягчения по методу КЫ132"С, КНС 51,6 мас.и ХНС 0,1 мас.%Гидрированный битуминозный материал подвергают термической обработке еполимеризационной колбе при атмосферном давлении, как в примере 1 и 11 о. учаюмезофазный пек,Свойства пека приведены а таб.1.6Прядильный пек из опьта 1 Иаса 6подвергают поядению с споьз. а,;., т,го Же самого П.,Я 11 аЬНо й 1 С Т , ,Г Ь .,Гпримере 1, при скорости вытяжки 850 м/мин при 325"С. Зкструдированным волокнам придают неплавкость и подвергают карбонизации при 1000 С, как в примере 1, и в результате получают углеродные волокна, Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 298 кгс/мм и модуль2упругости 15,9 т/мм . Графитные волокна,2полученные иэ углеродных волокон графитиэацией при 2500"С, имеют предел прочности на растяжение 405 кгс/мм и модуль2упругости 67,9 т/мм,2П р и м е р 6, Деготь (удельный вес 1,0751 г/см, содержание асфальтенов 15,1 мас., КНС 0 мас. , содержание углерода по Конрадсону 12,3 мас. , вязкость при 100 С 6,3 сст) подвергают термообработке в том же трубчатом нагревателе, как в примере 1, при 500 С и давлении 20 кг/см при расходе 17,5 кг/ч Лигроиновый деготь, использованный в качестве исходного сырья, является остатком смолы, получаемой при пиролизе нафты для получения олефинов, например этилена, пропилена и т,д, Высокомолекулярный битуминоэный материал получают смешением термообработан ного материала с двойным количеством ксилола, центрифугированием, промывкой и сушкой как в примере 1. Выход битуминозного материала соста вл я ет 8,9 ма с,, Э тот битуминозный материал с большим молекулярн ым весом содержит 76,9 мас. нерастворимого в ксилоле компонента и менее 0,2 мас,нерастворимого в хинолине компонента, 125 г высокомолекулярного битуминоэного материала растворяют в 250 г тетрагидрохинолина, и раствор загружают в автоклав емкостью 1 л и осуществляют термообработку при 460 С под автогенным давлением в течение 80 мин, Конечное давление обработки составляет 116 кгс/см изб. После фильтрования обработанной жидкости с помощью стеклянного фильтра использованный растворитель удаляют перегонкой и получают гидрированный биту инозный материал, Гидрированный битуминоэный материал подвергают термической обработке как в примере 1 при температуре соляной бани 450 С при атмосферном давлении в течение 30 мин, Полученный таким путем пек имеет темпе,ратуру размягчения 310 С, содержание ХНС 0,8 мас., содержание соединений, растворимых в ксилоле 8,5 мас.фсодержание мезофазы 100 6,Пек подвергают прядению с использованием того же самого прядильного устройства, которое используют в примере 1, при 341 С, при скорости вытяжки 500 м/мин, Волокнам пека придают неплавкость и они10 15 20 25 30 35 обработкой при 530 С, содержит ксилолне 40 растворимые соединения в количестве 49,3 45 50 55 подвергнуты карбонизации при 1000 С. Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 279 кгс/мм и модуль упруго 2сти 15,5 т/мм .П р и м е р 7. Гидрированный пек, полученный как в примере 1, подвергают тепловой обработке так, как в примере 1, используя колбу для полимеризации, при 470 С в течение 25 мин, Свойства полученного таким путем мезофазного пека: темпе. - ратура размягчения по Меттлеру 300 С, содержание хинолиннерастворимых соединений 1,9 мас,, содержание ксилолрастворимых соединений 7,2 мас, , содержаниемеэофазы 100 ,Мезофазный пек формуют таким же образом и при таких же условиях посредством использования такой же машины для формования волокна, которую применяют в примере 1 при 335 С. Пековые волокна делают неплавкими и науглероживают при 1000 С таким же образом и при тех же условиях, что применены в примере 1, Полученные таким образом углеродные волокна имеют прочность на разрыв 305 кг/мм и модуль упругости 18,9 т/мм,2П р и м е р 8. 2 образца (первый получен: тепловой обработкой при 510 С, а другой получен тепловой обработкой при 530 С) гидрированного пека, полученного по примеру 2 (250 г каждого), соответственно помещают в 500 мл реакторы иэ нержавеющей стали. Гидрированный пек, полученный тепловой обработкой при 510 С, содержит ксилолнерастворимые соединения в количестве 50,1 мас,и хинолиннерастворимые соединения в количестве 0,2 мас Гидрированный пек, полученный тепловой мас.и хинолиннерастворимые соединения в количестве 0,2 вес, . Реакторы продувают газообразным азотом, после чего их содержимое расплавляют нагреванием до 300 С. Далее реакторы постепенно эвакуируют вакуум-насосами до достижения абсолютного давления, соответственно равного 3 мм ртутного столба, Затем температуры повышают до достижения абсолютного давления, соответственно равного 3 мм ртутного столба. Затем температуры повышают до достижения заранее предусмотренных температур. Реакторы выдерживают 5 мин при заранее определенной температуре, после чего нагревание прекращают. Вакуум-насосы также выключают, Давление в реакторах восстанавливают дЬ атмосферного давления путем введения газообразного азота. Затем реакторы охлаждают. Свойства пеков приведены в табл,1, Полученные таким об 1676455 105 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 разом мезофазные пеки формуют таким же образом и при таких же условиях, которые применены в примере 1 при 340 С, Пековым волокнам придают неплавкость и науглероживают при 1000 С тем же способом и при тех же условиях, что в примере 1, Характеристики углеродных волокон, полученных таким путем, показаны в табл.7,П р и м е р 9. Каменноугольный вбегать, имеющий удельный вес 1.213 г/см и содержащий 7,2 мас,% ксилолнерастворимых соединений и 1,0 мас,0 хинолиннерастворимых соединений, перегоняют при 300 С для удаления более легких компонентов, Полученный таким путем тяжелый компонент растворяют в двойном количестве ксилола и образованные при этом нерастворимые материалы отфильтровывают. Полученный фильтрат перегоняют для удаления ксилола, получая таким образом очищенное тяжелое масло. Выход очищенного тяжелого масла составляет 76,3 мас.в пересчете на каменноугольный деготь, т,е. на исходное сырье, Очищенное тяжелое масло содержит ксилолнерастворимые соединения в количестве 2,2 мас, и хинолиннерастворимые содинения в количестве менее 0.1 мас. ,Очищенное тяжелое масло подвергают тепловой обрабо-ке при 510 С таким же образом и при таких условиях, которые применяют в опыте 4 примера 1. После тепловой обработки материал подвергают однократной равновесной перегонке при 285 С при атмосферном давлении в колонне однократной перегонки. Иэ нижней части колон н ы получают тяжелое масло, содержание которого составляет 6,9 мас.7 ь, Тяжелое масло растворяют в двукратном количестве ксилола и смесь центрифугируют для удаления нерастворимого компонента, Нерастворимый компонент снова диспергируют в двукратном количестве ксилола и дисперсию фильтруют для извлечения нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент высушивают в вакууме для получения высокомолекулярного битуминоэного материала, Выход высокомолекулярного битуминоэного материала составит 7,3 мас,в пересчете на очищенное тяжелое масло,Высокомолекулярный битуми пэный материал растворяют в тройном количестве гидрированного антраценового масла и высокомолекулярный битуминозный материал гидрируют и подвергают однократной гере- гонке так, как в примере 5 для получения гидрированного битуминозного материала. Гидрированный битуминозный материал подвергают тепловой обработке при 430 С в течение 70 мин, как указано в примере 1, Мезофазный пек, полученный таким путем,имеет температуру размягчения по Меттлеру, равную 300 С, содержание хинолиннерастворимых соединений 0,3 мас, ,содержание ксилолрастворимых соединений 5,3 мас.ф, и содержание мезофазы100%.Мезофаэный пек формуют таким же образом и при таких же условиях, которыеприменены в примере 1. Пековым волокнампридают неплавкость и науглероживаютпри 1000 С таким же образом и при тех жеусловиях. которые применены в примере 1.Углеродные волокна имеют прочность наразрыв 301 кг/мм и модуль упругости 17,0т/мм .П р и м е р 10, Каменноугольныи деготь,имеющий удельный вес 1,266 г/см и содерзжащий 10,2 мас,% ксилолнерастворимыхкомпонентов и 2,0 мас,% хинолиннерастворимых компонентов, растворяют в тройномколичестве ксилола. Образующиеся приэтом нерастворимые материалы отфильтровывают, затем фильтрат перегоняют дляудаления ксилола и получают очищенное тяжелое масло. Выход очищенного тяжелогомасла составляет 31,2 мас.в пересчете накаменноугольный деготь, т.е, на исходноесырье, Очищенное тяжелое масло содержитксилолнерастворимые компоненты в количестве 0,4 мас.и хинолиннсрастворимыекомпоненты в количестве менее 0,1 мас,%.Очищенное тяжелое масло подвергаюттепловой обработке в трубчатом нагревателе по примеру 2 при 480 С под давлением30 кг/см . Материал после тепловой обрагботки сразу же охлаждают, в результате чего .получают тяжелое масло, в количестве 7,9мас,%, Тяжелое масло растворяют в двойном количестве ксилола и смесь центрифугируют для удаления нерастворимогокомпонента, Нерастворимый компонентснова диспергируют в двойном количествекксилола и дисперсию фильтруют для удаления нерастворимого компонента, Нерастворимый компонент высушивают в вакуумедля получения высокомолекулярного битуминоэного материала, Выход высокомолекулярного битуминозного материаласоставляет 8,6 мас,в пересчете на очищенное тяжелое масло.Высокомолекулярный битуминоэныйматериал растворяют в тройном количествегидрированного антраценового масла, Битуминозный материал гидрируют и подвергают однократной перегонке, как показанов примере 5,Гидрированный битуминоэный материал подвергают тепловой обработке при450 С в течение 35 мин, как указано в примере 1.Полученный таким обраэол мезо 1676455 12фаэный пек имеет температуру размягчения 307 С по Меттлеру, Содержание хинолиннерастворимых компонентов 0,8 мас, , содержание ксилолрастворимых соединений 3,6 мас Содержание меэофазы 100"-,ь,Мезофаэный пек формуют таким же образом и при тех же условиях, которые применены впримере 1. Волокнам из пека придают неплавкость и науглероживают при 1000 С таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1, Углеродные волокна имеют прочность на разрыв 293 кг/мм и модуль упругости 17,4гт/ммП р и м е р 11. В качестве сырья используют тяжелый каменноугольный деготь, имеющий свойства, показанные в табл.8. Одну часть тяжелого каменноугольного дегтя смешивают и растворяют в 2 ч, ксилола, затем отделяют образовавшиеся нерастворимые компоненты на непрерывно действующем фильтре, Ксилол удаляют иэ фильтрата перегонкой и таким путем получают очищаемое тяжелое масло, свойства которого показаны в табл.8, Выход очищенного тяжелого масла составляет 92,1 мас.о в пересчете на тяжелый каменноугольный деготь.Очищенное тяжелое масло подвергают непрерывной термической обработке при скорости загрузки 17 5 кг/ч, при 470 - 520 С и давлении 20 кг/см в трубчатом нагревателе, с внутренним диаметром трубы 6 мм и длину трубы 40 м, погруженном в солевую ванну. Материал, выходящий из нагревателя, направляют в колонну однократной перегонки при температуре головной части колонны 250 С при атмосферном давлении с целью удаления более легких компонентов из головной части и извлечения тяжелого масла после термокрекинга на нижней части колонны. Содержание тяжелого масла после термического крекинга следующее: опыт 19: 6,9 мас.;, опыт 20: - 8,8 мас,о, опыт 21; 9,8 мас.о/ опыт 22: 11,1 мас,о, опыт 23: 12,4 мас.о 2 вес,ч. ксилола добавляют к одной части тяжелого масла, находящегося при 100 С. Тяжелое масло растворяют в ксилоле при перемешивании, затем раствор охлаждают до комнатной температуры, Раствор, содержащий нерастворимый компонент, обрабатывают на центрифуге непрерывного действия для отделения и получения нерастворимого компонента. Две весовых части ксилола добавляют к одной части нерастворимого компонента и смесь перемешивают. Затем смесь фильтруют под давлением для отделения нерастворимого компонента от раствора растворимого компонента в растворителе. Нерастворимый5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 компонент нагревают в вакууме для удаления ксилола Полученный таким образом очищенный нерастворимый компонент представляет высокомолекулярный битуминоэный материал, Выход и свойства высокомолекулярного битуминозного материала показаны в табл,9,Затем одну весовую часть высокомолекулярного битуминозного материала растворяют в 3 мас,ч, гидрированного антраценового масла и смесь гидрируют непрерывно при скорости подачи загрузки 65 кг/ч, при 400 С, под давлением 50 кг/см в трубчатом нагревателе, имеющем обогревающую трубку с внутренним диаметром 10 мм и длиной 100 м, погруженную в ванну из расплавленной соли, Затем гидрированный смешанный раствор подают в колонну однократной перегонки и подвергают однократной перегонке при температуре в головной части 400 С при атмосферном давлении с тем, чтобы удалить отработанный раствори- тель и более легкие компоненть материала в головной части колонны. В итоге из нижней части колонны получают гидрированныи пек.Далее 100 г гидрированного пека помещают в колбу для полимеризации, погруженную в ванну из расплавленной соли с температурой 450 С, Тепловую обработку проводят в течение 30 мин при атмосферном давлении путем барботирования газообразного азота при скорости потока 8 л/м, Таким образом получают мезофазный пек, Выход и свойства гидрированного пека и мезофазного пека показаны соответственно в табл,10,Оптически-аниэотропные пеки, т,е, мезофазные пеки, полученные по опытам 20, 21, 22, формуют с применением машины для формования волокна, имеющей полую прядильную фильеру с внутренним диаметром 0,25 мм и длиной 0,75 мм, Температура формования 340 С при скорости формования 700 м/мин,Волокнам из пека придают неплавкость путем повышения температуры со скоростью 1 С/мин до 320 С и выдерживании волокон при 320 С в течение 20 мин, Волокна науглероживают при 1000 С в атмосфере газообразного азота. Таким образом получают углеродные волокна, Характеристики углеродных волокон показаны в табл,11.15 кг/ч очищенного тяжелого масла, полученного по примеру 1, и 2,6 кг/ч поглотительного масла смешивают и направляют в трубчатый нагреватель, оборудованный обогревающей трубой, имеющей внутренний диаметр б мм и длину 40 мм, В нагревателе смесь подвергают термической13 1676455 14 Таблица 1 Тяжелый комп чище лольный вес р 1кость, сСт прное соотношесфальтены, моримые в ксизримые в хиноние углеродану, мас.% 0,74 19,4 63 оле, мэс.% лине, мэс.% по Конрэдсо О,28 обработке при 510 С и давлении 20 кг/см,Содержание термообработэнного масла неопоеделяют, так как оно содержит поглотительное масло и поэтому нельзя провестипрямое сравнение с другими примерами.Полученное таким образом масло обрабатывают ксилолом таким же образом и притех же условиях, которые применены в примере 1, в результате чего получают высокомолекулярный битуминозный материал,Выход высокомолекулярного битуминоэного материала составляет 14,1 мас.%, в пересчете на очищенное тяжелое масло, т.е, наисходное сырье,Битуминозный материал (250 г) добавляют к 500 г тетрагидрохинолина. смесь помещают в 1 л автоклав и проводятгидрирование таким же образом и при техже условиях, которые применены в примере1. Затем получают гидрированный пек путем удаления растворителя вакуумной перегонкой.Меэофэзный пек получают термическойобработкой гидрированного пека таким жеобразом и при тех же условиях, которыеприменены в опыте 2 примера 1 при 450 Св течение 60 мин, Мезофазный пек имеетследующие свойства: температура размягчения по Меттлеру 303 С, содержание ксилолрастворимых соединений 5,8 мэс,%,содержание хинолин нерастворимых соединений 1,5 мас, и содержание мезофазы100%,Мезофазный пек формуют таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1. Волокнам из пекапридают неплавкость и науглероживаютпри 1000 С с целью получения углеродныхволокон, Характеристики углеродных волокон: прочность на разрыв 297 кг/мм, модуль упругости 17.6 т/мм 2.Таким образом в предложенном способе получают мезофазный пек, имеющийтемпературу размягчения по Меттлеру 289310" С и содержащий 95-100% мезофазы,ва каменноугольного пека Формула изобретения Способ получения мезофазного пека путем гидрирования высокомолекулярного ис ходного битуминозного материала приповышенных температуре и давлении в присутствии растворителя - донора водорода с последующей термообработкой гидрогениэата при 390-470 С в течение 5-80 мин с 10 получением целевого продукта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве исходного битуминозного материала используют лигроиновый деготь или 15 каменноугольный деготь, или тяжелый компонент, полученный из каменноугольного дегтя однократным испарением, при этом в случае использования двух последних битуминозных материалов их предварительно экстраги руют ксилолом в массовом соотношении1:2 - 3 с получением продукта, содержащего 0,4 - 2,2 мэс.% ксилолнерастворимых соединений, битуминозный материал подвергают термообработке в трубчатом нагревателе 25 при 470 - 530 С и 2-3 МПа при необходимости в присутствии поглотительного масла, имеющего интервал кипения 240 - 280 С, не содержащего соединений, не растворимых в ксилоле, взятого в массовом соотношении 30 с материалом 0,17-0,76:1 с получением продукта, содержащего 3,5-15,9 мас,% ксилолнерастворимых соединений, который затем обрабатывают ксилолом, взятым в массовом отношении 2-4:1 и подают на гидроге низацию, осуществляемую в присутствиидонора водорода - гидрированного антраценового масла или тетрагидрохинолина, термообработку гидрогенизата проводят с получением целевого продукта, имеющего 40 температуру размягчения по Меттлеру 289310 С и содержащего 0,2 - 7,9 мас.% хинолиннерастворимых соединений; 3,6 - 9,4 мас.% ксилолрастворимых соединений и 95-100% мезофазы.4517 167 б 455 18 дойс блица ржлк нерас нолин ржан нерас Силол Продолжение табл, 4 Таблица аблица 7