Способ получения углеродного материала

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) 3 аявлено 08.10.80 (21)3214433/23-26 Я 1 М Кп з с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 01 В 31/02С 09 С 1/52 Государственный квмитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Опубликовано 151182., Бюллетень Мо 42 Дата опубликования описания 15.11.82 С .П. Егина, С.М. Топлов, А.М. Цыбулйвский,П.А. Теснер,Л,И, Ефимов и И.С. Славкин(72) Авторыизобретения исследовательский и ттрвеатИыйботке газа и Всесоюзный наутттекинститут природных газовч Всесою инстит исслед ый научи по пере ательски) Заявители 54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО МАТЕР 0 2 шен соб вклю дух 0 5 ного част его ч пребы этом Изобретение относится к получению углеродных продуктов пиролиэа углеводородных газов, рекомендуемых для применения в качестве раскислителя стальных расплавов, карбюризатора при выплавке чугуна и стали, компоненты шлакообразующих смесей и электродных масс.Известен способ получения углеродного материалапри пропускании углеводородного газообразного сырья через обогреваемый снаружи трубчатый реактор с образованием сажи и пироуглерода 1.Недостатки данного способа заключаются в сравнительной сложности его аппаратурного оформления, в необходимости использования нагревательных устройств.Наиболее близким техническим реием к изобретению является спополучения углеродного материала,чающий тангенциальную подачу воза при коэффициенте избытка 0,3 в аксиальный поток углеводородпарогазового сырья, сжиганиеи сырья и разложение остальнойасти при 1100-1200 С и временивания в зоне реакции 1-4 с. Припарогаэовое сырье подают со ско" 3 ростью 1,5-3,0 м/с, а воздух - 2030 м/с, т.е, отношение линейных скоростей подачи воздуха и сырья составляет 7-20 2,Однако при этом, в основном, образуется сажа,а,пироуглерод не образуется либо образуется в незначительном количестве,Цель изобретения - повышение выхода пироуглерода.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу полученияуглеродного материала, включающему тангенциальную подачу воздуха при коэффициенте избытка 0,3-0,5 в аксиальный поток углеводородного парогазового сырья, сжигание части сырьяи разложение остальной его частипри 1100-1200 оС и времени пребыванияв зоне реакции 1-4 с, сырье подаютс линейной скоростью 5-15 м/с при отношении скоростей подачи воздуха исырья 0,8-2.Использование укаэанных режимовобеспечивает образование сложныхструктур сажевых частиц, закрепление их на стенках реактора и рост наних пироуглерода. Благодар., акрученному потоку на небольшом расстоянии от устья горелки происходит полное потребление кислорода воздуха ивзоне отложения сажевых частиц поддерживается концентрация углеводородов, достаточная для обеспеченияроста пироуглерода, Отклонение отукаэанных режимов в ту или иную сторону ведет к уменьшению выхода пироуглерода.П р и м е р 1, Опыты 1-13,прово-,дят на лабораторной установке, состоящей из горизонтального пустотелого 10реактора диаметром 300 мм, печи ожига, служащей продвижением реактора,сопел для подачи газа и воздуха идутьевого вентилятора,Опыты 14-15 проводят на пилотной 15установке диаметром 800 мм с вертикальньм реактором, печью дожига,соплами и воздуходувкой.В качестве сырья используют попутный газ с Краснодарского нефтега- Э 3 зоперерабатывающего завода.следующего состава, маС.Фг СНь 9,2 у СН 6 19,4 у С 4 Не 7,781 СН. 2,01 У 0,52 у СОа 2.,3; СН остальное.Сырье под давлением 0,1 кгс/смф подают в реактор аксиально, а воздухтангенциально, При неполном сгорании сырья на стенках реактора осаждается пироуглерод. Образующаяся нри этом сажа улавливается в циклонах или вместе с продуктами неполного сгорания сырья при 1000-1100 фС дожи" гается (в печи дожига) и выбрасывается в атмосферу. Пироуглерод периодически удаляют из реакционного объема, например, при помощи скребков. Продолжительность опыта 2,5 ч,Режимные параметры опытов и полученные результаты приведены в таблице.ССЪ с сЧ 1 мс 1 (Ч 1о 1 Э Х 1.3 О о Э СОХХ Э Рф з О Ц ОЦОЪ ооо аа О СО Л с л Ю1 1 1 б1 ОЪХо1 ЮЦ1 1 1 11 1 ОЦ 6)ХООХ 1 ДЦЦ 1 ---1Э 1 1О 3 Ок 2 оф оЕо ыЭ Э й й Оаахдээсосхааа м4 СЧ л л Ю л О Ф с СП О с Ю о с 1 о ОЪ с 1 о ласСЧ СЧ О. О М СЧ с с с мо О 1 Юсо о ол ОЪ ССЪ с с Сч йзф л 4 1"973478 Формула изобретения Составитель В. ИвановТехред М,Коштура Корректор Г. Решетник Редактор М. Дю 3 ын Тираж 509 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 8596/22 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно иэ таблицы, опыты (9 3, 6,8,10,12 и 14), соответствующие заявленным режимам, дают наибольшие результаты по выходу пироуглерода с плотностью 1,68-1,77 г/см, Опыт Р 1 обеспечивает в среднем такой же выход, однако получаемый пироуглерод низкоплотный, содержащий значитель" ное количество сажи.Испытания получаемого пироуглерода при плавке синтетического чугуна показывают 90 степень усвоения в течение 15 мин, что примерно в 2 2 выше, чем при применении каменноугольного кокса. Способ получения углеродного материала, включающий тангенциальную подачу воздуха при коэффициенте избытка 0,3-0,5 в аксиальный поток углеводородного парс-газового сырья,сжигание части сырья и разложениеостальной его части при температуре1100-1200 фС и времени пребывания взоне реакции 1-4 с с образованиемсажи и пироуглерода, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения выхода пироуглерода, сырье подают с линейной скоростью 5-15 м/с10 при соотношении скоростей подачи воздуха и сырья 0,8-2.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Теснер П.Ь. Образование угле 15 рода иэ углеводородов газовой фазы.М., Химия, 1972, с. 11-45.2, Виробянц Р,А. Исследование печного процесса производства гаэовойсажи. Сб, Пути развития газовойпромышленности СССР, М., Гостоптехиздат. 1958, с.332-345 (прототип).