Способ получения электродного пека

ЩР С 10 С 1/16, 3/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ ГО(57) И спал ь зова коксохимия, Сущ бензина нагрева подаче воздуха 15 л/кгч и окуха, 2 табл бо ние:ностют до нефтеперер смолу пи 260-350 С ичестве 10 т в присутенныи унибря и Баш" дагогичес" олизапритвин сля рниковаов возд СССР1981.СССР1982,ине вее чегомостьериаловтело яно о м с темлюиКро" с"пол соо ГОСУДАРСТЕННЦИ НОМИТЕТПО ИЗОБРИИНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ(71) Башкирский государстверситет им. 40-летия Окткирский государственный икий институт(56) ГОСТ 10200-83,Авторское свидетельствйф 846548, кл. С 10 С 1/16Авторское свидетельствй 963473, кл. С 10 С 3/04 Изобретение относится к нефтепере работке и нефтехимии, в частности к переработке смолы пиролиза углеводо" родного сырья с получением электродного пека, применяемого в качестве про" питывающего и связующего материала при производстве электродных изделий, и может быть использовано .в нефтеперерабатывающей, коксохимической и алюминиевой промышленности .Качество электродного пека опреде" ляется рядом показателей, основными из которых являются температура раз . мягчения, а также массовая доля ве" ществ, не растворимых в толуоле(М-фракция) и. хинолине (М,-фракция).Известно, что в качестве пропитывающих материалов в электродном произ" водстве применяются среднетемпературные (температура размягчения 65-90 С)о каменноугольные пеки, недостатком ко. торых является высокая массовая доля(6-124) нерастворимых в хинолществ (К,ифракция), вследствипоследние ухудшают графитируепропитывающих и связующих мати не Фильтруют через пористоезле кт рода,Известен способ получения нефтго пека путем термообработки под вакуумом тяжелой смолы пиролиза в слисходного сырья толщиной 0,001-0,1при противотоке инертного гээа и иходного сырья в условиях подъемапературы со скоростью 200 иЧ 90. С/ч д300-450 С с последующей выдержкойпри данной температуре в течение0,1-3.,0 ч.Недостаток данного способа эакчается в заниженном выходе пека.ме того, данный способ является громоздким и нетехнологичйым иэ".за иьзования двухзонного реактора стветствующими контактирующими. Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату кпредлагаемому способу является способперерэботки смолы пиролиза углеводородного сыр,ья, имеющей температурукипения выше 180 С, путем предварительного нагрева смолы пиролиза до 10170-220 С и последурцего окисленияв течение 0,5"10 ч при подаче воздухав количестве 150-1000 л накг нагретой смолы пиролиза в 1 ч с периоди-.ческим или непрерывным выводом из зоны окисления образующейся фракцииароматических конденсированных углеводородов и остаточной фракции, В результате получают пек (остаточнуюфракцию) с температурой размягчения20-107 С и выходом 19-58 масСпособ осуществляется следующим .образом,Исходное сырье, предварительно нагретое, и воздух подают в реактор для П1 окисления непрерывно или периодичес: ки, что зависит от типа применяемогореактора. Воздух приводят в тесныйконтакт с сырьем, например, путемпропускания его через сырье для. ускорения реакции окисления. Фракцию аро"мзтических конденсированных углеводородов отделяют от остаточной фракциипутем перегонки с водяным паром,Исходное сырье - смола пиролизабензина имеет следующие показатели:35плотность при 20 фС 1052,3 кг/м;. при 281 С; конец .кипения 306 С.Недостаток данного способа заключается. в заниженном выходе пека вследствие предварительного нагрева смолыпиролизд углеводородного сырья до170-220 С, в результате чего отгоняются легкие фракции исходного сырьяи не вовлекаются в процесс окисления.Кроме того, процесс окисления ведутпри большом расходе кислорода воздуха.Цель изобретения - увеличение выхо-.да пека.Поставленнав цель достигается тем,что в способе получения электродногопека путем нагрева смолы пиролиза бензина и окисления в присутствии воздуха при повышенной температуре с последующим отделением целевого продукта5нагрвв осуществляют до .260-350 С при:подаче воздуха в количествеО"15 л/кг ч.218-232 243 254 276-306 332-346 48.0 512 15, 25-18, 89 Физико-химические свойства исход 1 ного сырья - смолы пиролиза бензинаприведены ниже;Плотностью кг/м 1088-1121Фракционный состав, об.Оначало кипения,104 выкипает при50 о90 ф ффконец кипеФя,Коксуемость, мас.4Элементный состав,мас. ФС 90,4-91,9Н 6,8-7,88+0 0,26-2, 74Б 0,04-0,06,мас. 4Ы -фракция 0,15-0, 20Р -фракция 31,20"28,рО-фракция 68,6 О,35Электродный пек получают следующим образом,Смолу пиролиэа бензина .в количестве400 кг загружают в реактор. Затем вниэ реактора подают воздух в количестве 10 л на 1 кг сырья в 1 ч и одновременно начинают нагревать доФ260 С со скоростью нагрева сырья неболее 25 С/ч. После достижения температуры 260 С реакционную массу выдерживают в течение 3 ч до получения пека с температурой, размягчения 60 С.Выход целевого продукта составляет304 кг (76 мас.).вывод пека при достижении им заданных свойств осуществляется из зоны окисления .периодически или непрерывно в зависимости от аппаратурногооформления процесса.Примеры иллюстрации получения электродного пека приведены в табл, 1и 2,Расход воздуха меньше 10 л на1 кг сырья в 1 ч не позволяет получать требуемую температуру размягчения пека. Например, при расходе воздуха 8 л на 1 кг сырья в 1 ч (по с,примеру 16) температура размягчениясоставляет 35 С, что приводит к полу-.чению некондиционного пека.Расход воздуха больше 15 л на 1 кгсырья в 1 ч приводит к сильной вспе"ниваемости сырья, к уменьшению выхода целевого продукта (пример 17).Температурареакции,С Времяизотер"мииес"кой выдержки,ч Расход воз"духа,л/кгпв ц Пример 260 300 350 260 300 350 260 300 350 3 1 3 2 3 2 1 10 10 1 а 2 12 12 15 .15 15 40,50,50,531 1 О 1 О 12 12 15 15 8 ,20 О, 5"1 О 150-1000ив В качестве сырья в предлагаемом способе используется смола пиролиза бензина с температурой начала кипения 218 С, Процесс нагрева и окисления проводят одновременно. Поэтому основная часть сырья вовлекается в процесс окислительной конденсации, что является прициной более высокого выхода целевого продукта - электродного пе, ка. Температура нагрева смолы пиролиза бензина ниже 260 С не позволяет дос"отиць необходимого качества пека, Так, в условиях примера 1 О при .температуреонагрева сырья до 220 г и расходе воздуха 10 л накг сырья в 1 ч температура размягчения пека, составляет ,37 С, Повышение температуры нагрева сырья более 350 С не благоприятствует увеличению выхода целевого продукта, поскольку увеличивается выход легких фракций, так как над процессом термоокислительной конденсации начинают преобладать деструктивные процессы. . Так, в условиях примера 15 при нагре" ве сырья до 400 С выход пека составляет 54 мас.й. 123456789Конт"рольные10 220 11 400 , 12 220 13 400 14 22015 400 16 26017 350 Прототип 180-270 44093Температура не более 350 С и расход воздуха в пределах от 1 О до 15 лна 1 кг сырья в 1 ч достаточны дляпроведения окисления смолы пиролиза5 -бензина с целью получения электродно 1 го пека с большим выходом по сравнениюс прототипом и более высокого качества(по содержанию О -фракции) по сравне-.10 нию с базовым объектом - каменноугольным электродным пеком.Кроме того,. предлагаемый способупрощает технологию известного процесса (прототипа): искпючает.разделение 15 Фракций путем перегонки с водяным паром Предлагаемый способ в сравнениис известным позволяет осуществить процесс окисления при значительно меньшемРасходе кислорода воздуха (в 10100 раз).фо р м у л аи.з об.р е т е н и яСпособ получения электродного пекапутем нагрева смолы пиролиза бензинаи. окисления в присутствии воздуха сПоследующим отделенйем целевого про"дукта, о т л и ч а ю щ и й с я тем,1744093 Таблица 2 е ееуеЙф вПример Коксуе- Зольностьмость, мас.4мас,Ж Массовая доля, Ф Температура размягнения ФС Выход, мас.3 асфальтенов нера ст воримых вхинолинеф еюфр В в е ю В ФМ Еф в В ее е пеавеве ЯФФОЮ767472757170,737067 66,12 72,00 77,62 64,43 74,60 81,59 63,57 75,00 86,45 31,81 35, 14 42,65 32,05 35,39 43,90 32 54 35,91 44,47 0,04 0,07 0,17 О,Ь 4 0,07 0,17 0,04 9,07 0,19 60 88 119 64 90 120 67 94 121 Отсутствует вм24-40 37-41 Не более 0,343-47е 65-70 67-73 85 90 Не более 7 Не .более 8 Не более 12 е Йее Редактор. Н. Киштулинецф е иЗаказ 2168ВНИИПИ Государственного113035,Производственно-издательский колбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 12356789Контрольные1011121314151617ПрототипГОСТ .10200"83марка Амарка Ьмарка В Составитель Т. ВедерниковаТехред М.Моргентал Корректор А. Обручар Тираж .Подписноекомитета по изобретениям и открытиям при ГКГТ СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5