Способ получения смолистого пека

Ос,О,Озян ИА 1 ." .Ойб бубни, ;на 1 мбА описдниеИЗОЬЕЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Союз Советских Социалистических Республик1323453 у 23. 1 Ч.1969 М. Кл, С 10 д 9 аявле21948/688, Япония Приоритет 04.1 Ч,196 20.1 Ч.1968,26351 Опубликовано 20.111. Комитет по аепам зобретеиий и открыти при Совете Министров СССРетень15 ДК 665.531(088.8) 3. Б Дата опубликован описания 29.Ч 1.1973 Лвгорыизобретения Иностранцыаки, Кацухиро Ватанабе, Реичи Такахасииромицу Макита и Нобуо Хатацава(Япония)Иностранная фирмагаку Когио Кабусики Кайша(Япония) сио Каваи, Тадаси Кацуо Ногути явител Курех СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМОЛИСТО ЕКА по предложенит из ароматиалифатических и связующими рафинового рятемпература о даже при жна коньерродукту раз С, Это ловой обраазложение и предпочтительна гше 900 С. Одна температуре возмо эквивалентный п емпературе вышепри помощи теп орой имеет место р При этом разложения вь более низкой сия в продукт ложения при т осуществляетст ботки, при кот деалкилпрован Зависимый от патентаИзобретение относится к получению продуктов из углеводородов нефти, в частности кполучению новых смолистых пековых соединений, содержащих в качестве составляющихко понентов ароматические или ароматические и алифатические кольца.Известен способ получения смолистого пека крекингом углеводородов нефти при 720 -800 С и подачей углеводородов со скоростью19 -20 т(мин. 10Однако качество полученного смолистогопека недостаточно высокое.Цель изобретения - получение смолистогопек в виде порошка, по своим свойствам превосходящим известные смолистые пеки, 15Для этого процесс получения смолистогопека ведут при 700 в 25 С и времени контакта 0,001 - 2 сею с последующей тепловойобработкой полученной смеси при атмосферном или пониженном давлении и 250 - 450 С, 20либо перед тепловой обработкой смеси продуктов подвергают гидрированию. В результате этого получают продукт с точкой размягчения 70 - 400"С; с частью (40 - 90 вес, % ),нерастворимой в бензоле; уд, в. 1,2 - 1,5; степенью измельчения 4 - 200 меш. и отношениемводород; углерод равным 0,4 - 0,65,Смолистый пек, полученныйому способу, в основном состоеских, или ароматических иолец с небольшими боковымиепями на основе углерода па На первой стадии реакции при высокой температуре разлагаются углеводороды нефти, 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 конденсированных ароматических колец, Во время этого процесса такие вещества, как азот и кислород, являющиеся причиной полярного строения, почти полностью удаляются вместе с газами.Номер пробы Атомное хдел ьный отношение вес, г/с,яь 70 65 50 1,38 1,35 1,25 0,51 0,53 0,65 40 - 90 Точка плавления,СНомер пробы ф 230 - 250 160 в 1 130 в 1 1,00,950,8 603 ф Частицы, проходящие через сито, имеют размер65 100 меш, а оставшиеся иа нем - 200 мес,На второй стадии реакции происходит удаление маслянистых веществ из дегтеобразного вещества, полученного па первой стадии, в результате чего получают пек. Этот процесс лучше осуществлять при атмосферном нли пониженном давлении н 20 - 420"С. Г 1 ри более низкой температуре остается некоторое количество легкого масла, которое ухудшает свойства пековой композиции, тогда как при температуре выше 40 С свойства пека ухуд 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. 20Дегтеобразное 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 пекаЦвет коричневый -коричнево-черныйИстинный удельный вес 1,200 - 1,00 40 Точка размягчения, С 70 - 400 Вещество, нерастворимоев бензоле, вес, %(измерено в соответствиис японскими промышлен ными стандартами, обозначенными К 2421).Измельчаемость, меш. 4 - 200 Атомное соотношение водород;углерод 0,4 - 0,6 50 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). П р и м е р 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 перегонкиПрооа1. Сухая перегонка при 40"С Проба М 2. при 30 С Проба М 3, Гидрогенизация в течение12 час при 20 С с начальныл давлением водорода 100 атм в присутствии катализатора гидрогенизации, приготовленного путем осаждения 1% никеля на диатомовую землю. Затем сухая перегонка при 30 С. Характеристика каждой пробы приведена в табл. 1. Каждую таким образом приготовленную про бу помещали в трубу внутренним диаметром 3 сл на глубинусм и в нее на расстоянии 1 си 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 водоотталкиваюшего свойства пробы, Результаты измерения этих свойств пробы приведены в табл. 2.П р и м е р 2. Нафту разлагали при 120 С со временем контакта 0,002 сек для получения пека, который измельчали после удале. ния из него компонентов, кипящих при температуре ниже 450 С, Этот пек имел атомное отношение 0,3, нерастворимый в бензоле компонент (6 вес. %), точку размягчения 230 -Таблица 2374837 Таблица 3 Генетрация (ло У 15-К 2207) Соотношение в смеси Номер пробы пековый состав, вес, ч,ароматическоеуглеводородноемасло, вес, ч,непосредственнопосле смешивания после двух дней20 50 100 200 20 45 75 115 13 35 60 98 10 25 50 70 Таблица 4 Пенетрация (ло У 13 - К 2207) Размерчастиц,меш непосредственно после леремешива- ния после двух дней400 - 60 60 - 100 100 - 250 5240 С и уд, в. 1,35 г/см, Измельченный пек имел частицы размером 100- - 250 меш. В этот пек добавляли ароматическое углеводородное масло, которое представляет собой фракцию 250 - 450 С (атомное отношение 0,85, уд, в.1,15 г/см и содержание ароматических веществ 75% по ЯМРф), полученную путем перегонки дегтеобразного вещества, образовавшегося при описанных условиях разложения," ЯМР - ядерный магнитнгяй резонанс,П р и м е р 3. При нагревании и затвердении пробы Уа 1 по примеру 2 пеиетрация только за один час при 80 С понизилась ниже 20, при 120 С потребовалось менее 5 мин. При снижении пенетрации пробы Мв 3 дозначения менее 20 потребовалось 7 - 8 час при80 С и один час или менее при 120 С. П р и м е р 4, Пек, полученный по примеру 2, разделяли на три партии по размерам частиц: 4 - 60 меш, 60 в 1 меш, и 100 - 250 кеш. К 100 вес. ч. пека каждой партии доОавляли 20 вес. ч. ароматического углеводо. родного 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,П р и м е р 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 смешшзали и оставлялипрп комнатной температуре. Постеле шое затвердевание каждой пробы 5 измеряли по величине пенетрации согласно японским стандартам, обозначенным У 15 -К 2207. Полученные результаты представлены в табл. 3.удаляли более легкие компоненты (легколе тучие), кипящие при температуре ниже 450 С.Приготовленный пековый состав имел атомное отношение 0,51, нерастворимый в бепзоле компонент (70 вес. %), точку размягчения 250 С и уд, в, 1,4. Этот пек измельчали в по рошок, затем 80 ч, этого порошка, 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 впримере 2 для полуения шлакма. Последний вручную перекеппвали. затем выдерживали в течение двух дней, после чего получали материал, пригодный в строительстве с уд, в. 1,6 40 и прочностГио на сжатие 240 кг/см-, Этот материал имеет близкую к нулю способность адсорбировать воду по сравнению с 10 "/, цемента и бетона и поэтому пригоден в качестве материала для строительства колод цев (котлованов). Г 1 ри мер 6, Нафту разлагали при 1300 Си 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 Х 10 ХЗО см, который оставляли в течение двух дней при комнатной температуре. Была измерена прочность на сжатие таким образом сформированных блоков. Полученные результаты приведе ны в табл. 5,374837 Таблица 5 Предмет изобретения Ароматическое уг- леводородное масло,вес. ч. Прочность на сжатие, кг/смз ЗаполнительРедактор Н. Джарагетти Корректор Л. Бадылама Заказ 1667/15 Изд,362 Тираж 551 Подписьое ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж.35, Раушская наб., д. 4/5Типография, 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 - 10 450 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 крекингапредварительно подвергают гидрированию.