CS208161B2

CS208161B2 - Způsob výroby speciálních koksů

Info

Publication number: CS208161B2
Application number: CS722878A
Authority: CS
Inventors: Franz Schieber; Petar Husnjak; Frane Paro; Konrad Koziol; Baptist Zenk; Nada Lenac-Lukacevic; Dieter Zoellner; Peter Walser; Friedrich Rittmann
Original assignee: Schrieber Franz; Petar Husnjak; Frane Paro; Konrad Koziol; Baptist Zenk; Lenac Lukacevic Nada; Dieter Zoellner; Peter Walser; Friedrich Rittmann
Priority date: 1971-05-07
Filing date: 1972-04-27
Publication date: 1981-08-31
Also published as: EG10881A; TR16994A; NL170641B; YU118672A; US3930985A; RO71396A; DE2122620A1; BG20820A3; YU35158B; SU799673A3; HU163243B; DD96724A5; NL7206084A; NL170641C; IT956248B

Description

Vynález se týká způsobu výroby speciálních. koksů vhodných pro vytváření elektrod píro vyisoké zatížení koksováním, petrochemických výchozích látek zpožděným koksováním.

Na těchto grafitových elektrodách je vedle obzvlášť vysoké mechanické pevnosti požadována vysoká odolnost vůči tepelným rázům, to ]e;st elektroda musí zůstat prosta trhlin i ipři velmi vysokých rozdílech teploty vyskytujících se v .krátkých časových úsecítch. Tato odolnost proti tepelným rázům Je však velmi silně spoluurčena druhem, suroviny použité k výrobě elektrody.

je požadováno· zlepšení hospodárnosti výroby elektroocelí, například většími jednotkami obloukových pecí se zvýšeným, taveibním výkonem. Tyto· intensivně výkonné pece bylo možno použít pro· provoz, teprve tehdy, když bylo možno jednak postavením vějťších transformátorů přivádět potřebnou elektrickou energii, jednak po· delším období vývoje dát k použití vysoce zaitížitelné a vůči tepelným rázům, odolné grafitové elektirody.

Rozhodující význam, pro výrobu grafitových elektrod s nízkým koeficientem; tepelné roztaživosti, vysokou elektrickou a tepelnou vodivostí, jakož'i dobrou meichanic208161 kou pevností je použití koksů is určitými znaky jakosti.

K tornu vhodné koksy musí vedle vysoké hustoty a nízkého obsahu síry být především grafitovatelné a mít malý koeficient tepelné roztaživosti. Mívají zpravidla podélně můstk ovitou strukturu a při mi kro skopiickém pozorování velké oblasti anpotropie.

Řada způsobů výroby koksů s výše uvedenými- vlastnostmi je známa. U všech známých- způsobů je speciálně připravená surovina převedena zpožděným koksováním na koks. Účelem těchto známých způsobů je připravit ainebo vyrobit výchozí produkt obsahující co nejmenší množství asfaltických, .naftenicikých a sazím· podobných -látek, které jsou příčinou příliš rychlého -a .strukturálně neuspořádaného vytváření tělesa koksu.

U některých známých způsobů se používá též určitých součástí petroleje nelbo určitých frakcí kamenouihelného dehtu s určitými mezemi varu. Takto byly například koksovány zbytky destilace surového· oleje. Takto vyrobené koksy mají však při současných požadavcích na speciální koktey k výrobě maximálně zatížitelných elektrod příliš málo zvýšené anlsottíropieké vlastnosti.

V sioučalsné době jisou například výchozí láftiky píro výchoizí surovinu extrahovány, krakovány a destilovány nebo odstře dovány. Jde u známých způsobů prvotní výroby koksů o směs vysokých podílů krakovaných dehtů netto aromatických dekantových olejů s plynovými oleji, nebo výtažky, jakož 1 relativně malé podíly zbytků atmolsférické destilace. Tyto* známé způsoby jsou nevýhodné v tom, že jsou velmi náročné a nákladné.

Úkolem, vynálezu je vytvoření hospodárného způsobu výroby speciálních koksů vhodných ,k výrobě elektricky a tepelně vysoce zatížitelných, grafitových elektrod.

Podle vynálezu je úkol vyřešen tím, že se směs 50 až 90 hmotnostních % zbytků po atmosférické destilaci iropy o hustotě 0,935 až 0,965 g. cm,'³, o viskositě od 19,2. . 1O“⁶ do 31,5.10“⁶ m² . s“¹ při 100°C, s obsahem; síry od 0,85 do 1,10 hmotnostního proic., s Conradisomovýim karbonizačnílm číslem od 5 do 7 hmotnostních ®/o, s obsahem aromátů od 40 do 60 hmotnostních %, s obsahem asfaltu od stopttvého množství do 1,8 hmotnostního' %, s podílem varu od stopového množství do 20 hmotnostních % v oblasti teplot od 250 do 350 °C a s obsahem popelotyorných prvků od stopového množství do 0,05 hmotnostního % a 10 až 50 hmotnostních % olejů z katalytického krakování, s hustotou 0,90 až 0,95 g. cm“³, viskositou od 16,3.10“⁶ do· 22,5.10“⁹ m²s¹při 50 °C, s obsahem síry od stopového •množství do 0,6· hmotnostního %, s Coniraďsonovým kar honí začníni číslem od 3,5 do 4,5 hmotnostního °/o a obsahem aromátů od 35 do 62 hmotnostních %, s obsahem asfaltu od stopového· množství do 0,6 hmotnost-, ního '% a podílu ,varu od 8 do 12 hmotnostních o/_o pro oblast teplot od 250 do· 300 °C a 30 až 40 hmotnostních % meizi 300 a 350° Celsia zfcoksuje ve 24 až 48hodinovém cyklu při teplotách od 475 do 515 °C, tlaku od 0,2942 do 0,6865 MPa a při vracení těžkého kondenzátu k novému průchodu koksovacím zařízením.

Výroba výchozích látek potřebných k provádění způsobu podle vynálezu, totiž zbytků po atmosférické destilaci a katalytického zbytku prostého katalysátorů, se provádí běžným způsobem.

Dosud vyráběné koksy jsou, pokud mají •píro pozdější použití výhodné vlastnosti, vyráběny s převládajícím podílem katalytické složky.

Bylo shledáno, že již s podstatně nižšími podíly od 10 do 50 °/o, s výhodou 20 až 40 proč. katalysátorů prostého katalytického· zbytku ve směsi se zbytkem po· atmosférické destilaci při přesném dodržení ukazatelů podle vynálezu tohoto zbytku po atmosférické destilaci a vysokém recyiklu se získají koksy s velmi nízkou tepelnou roiztažností.

Zbytek po atmosférické destilaci použitý pro· výrobu speciálního koksu má u (různých vsázek tyto ukazatele:

Příklad 1 Příklad 2

Hustota ,	g. cm“
Obsah síry	o/o
Viskozita při 100 ^QC	111¾^-1
ConradsooQvo· karbonizační
ČfSlO:	O/o
Obsah aromátů	%
Obsah asfaltu	°/o
Podíl varu (250 — 350 °C)	O/o
Popelotvorné prívky	%

0,935 0,98 17,9 . 10“⁶	0,936 0,95 26,9.10“⁶
5,10	6,56
44	57
0,9	1,6 16,5
15,6
0,05	0,02

Katalysátorů prostý kataly	tlcký	zbyit	ek,
který je vměšován zejména v	podí	lu 20	až
40 %, má tyto ukazatele:
Hustota	0,93	g . cm: ³
Viskosita při 50 °C 19,	2.10’	'⁹ an²:	S“¹
Obsah síry		0,5	%
Cohiradsonovo· karbonizační
číslo		4,1	O/o
Obsah asfaltu		0,5	o/o
Ottsah aromátů		39	%
Podíl varu (250 — 350 °CJ		8,45	%
•Popelotvolrné prvky		0,01	%

Ke zpožděnému koksování bylo vsazeno 800 t směsi, a to v poměru 60 o/o zbytku po· atmosférické destilaci ,ke 40 % katalysátorů prostého katalytického zbytku.

Vstupní teplota koksování byla 487 °C, tlak 0,46 MPa a doba prodlení 36 hodin. Jako recykl byl volen poměr 1:2,13. Dosažený výtěžek surového koksu byl 26 %. U špičkových destilátů se v porovnání k běžným vsázkám zvyšuje podíl plynového oleje, zatímco množství benzinu po(kle!slo. Obsah C3 a Cd byl menší než normální.

Zjištěné ukazatele pro suirový koks byly tyto·:

Prchavé sl Skutečná hustota Zdánlivá hustota Obsah síry Obsah popela

6,5-8,5 % 1,37—1,39 g. cm“³0,98 g . cm·“³1,11-1,15 o/o

0,06

Struktura: podélně můstková, anisotiropická.

Koks se potom fcalclnuje běžným způsobem v rotační peci při teplotě 1250 °^!C.

Kalcináit koksu má ve více vzorcích tyto údaje analysy:

Obsah vody 0,1-0,3 %

Prchavé složky 0,2—0,5 %

Otoisah popela 0,05—0,2 %

Obsah síry 0,8-1,0 %

Skutečná hustota po vyžíhání při 1300 °C 2,11—2,13 g . Cffl-3

Objemový koeficient tepelné roztažnosti a_v grafitových výlisků po zpracování při 2700 ^CC 3,5.10-6-4,0.10-^{6 ο}0^_1

Koeficient tepelné roztažnosti a_L koksu zpracovaného na grafitové tyče 0,7.10-⁶—0,8 . IO^-6 C¹

Tvar zrna: podélně můstkovitý

Vzhled: kovově lesklý, krystalický Skladba: hustá, chudá na průduchy, silnostěnná

Struktura: vysoký stupeň aniisotropie, dobrá strukturální předorientace, přítomnost velkoplošných, homogenně vytvořených, podélně směrovaných oblastí anisotropie

Grafitovatelnoist: velmi dobrá

Je pozoruhodné, že se vlastnosti vyrobeného¹ koksu zhoršují, když se ve výchozí látce podle vynálezu s ukazateli podle vynálezu pro· zbytky po atmosférické destilaci zvýší podíl katalysátoru prostého katalytického zbytku. Tak například poklesne skutečná hustota koksu z 2,11 — 2,13 g.

. cm.-³ pří 20 až 40 % (podílu katalysátoru prostého katalytického zbytku na 2,09 g.

. cm^-3 při podílu katalysátoru prostého katalytického zbytku přes 50 %.

Ppůdušnost koksu je u výchozí látky s •podílem, 20 až 40 o/_o katalysátoru prostého katalytického zbytku nejvýhotínější. Průduchy jsou střední velikosti. Již při podílu katalysátoíru prostého· katalytického zbytku, který je přes 50 %, se mění průduchy koksu a mají velký průřez. Oblasti anizotropie se naproti tomu při podílu katalysátoru prostého katalytického· zbytku, který je přes 50 %, stávají plošně menšími. Tato· tendence pokračuje až ke koksům, které jsou vyrobeny z čistého katalysátoru proístého katalytického* zbytku.

Pozoruhodné by mohlo být zjištění, že výtěžek surového koksu je při 20 až 30 % katalysátoru prostého katalytického zbytku maximální. To ukazuje na zvláštní chemické děje, které jsou podle doimíněnky zdůvodnitelné speciálním složením složeik výchozí látky.

Popsaný vynález umožňuje hospodárnější výrobu speciálních koksů, jakých je třeba pro vysoce zaitížitelné grafitové elektrody v ocelářských elektrických pecích, jelikož jednak odpadají dosud nezbytné nákladhé předchozí postupy pro zpracování výchozí látky, jednak postačí již podstatně menší podíl katalysátoru prostého· katalytického zbytku, aby byly běžnými způsoby vyráběny speciální koksy pro elektrody z olejů, které mají ve výchozí látce ukazatele podle vynálezu.

Claims

PREDMET

Způsob výroby speciálních koksů vhodných pro· vytváření elektrod pro vysoké zatížení koksováním petrochemických výchozích látek zpožděným koksováním, vyznačený tím, že se směs 50 až 90' hlmdtnostníích piroc. zbytků po atmosférické destilaci ropy •o hustotě 0,935 až 0,965 g. cnr³, o> viskositě od 19,2.10-θ do 31,5 . IQ-θ m.%-¹ při 100’ Celsia, s obsahem síry od 0,85 do 1,10 hmotnostního o/o,.s Gonradsonovým karbolnizačmím číslem od 5 do 7 hmotnostních °/o, s obsahem aromátů od 40 do 60 hmotnostních %, s obsahem asfaltu od stepového množství do 1,8 hmotnostního %, s podílem; varu od stopového množství do 20 hmotnostních % v oblasti teplot od 250 do 350 °C a s obsahem popelotvorných prvků od stopového množství do 0,05 htaiotmojstVYNÁLEZU niho % a 10 až 50 hmotnostních % olejů z katalytického krakování, s hustotou 0,90 až 0,95 g . cm”³, viskositou od 16,3 . 10~⁶ do 22,5.10“⁶ mV¹ při 50 °C, s obsahem· síry od stopového množství do 0,6 hmotnostního %, s Comradsonovým karbonizačním číslem od 3,5 do 4,5 hmotnostního o/_o a obsahem aromátů od 35 do 62 hmotnostních %, obsahem asfaltu od stopového množství do 0,6 hmotnostního' % a podíly varu od 8 do 12 hmotnostních % pro, oblast teplot od 250 do 300 °C a 30 až 40 hmotnostních % •mezi ,300 a 350 “C zkoksuje ve 24 až 48hpdimovém cyklu při teplotách od 475 do· 515° Celsia, tlaku od 0,2942 do 0,6865 MPa a při vracení těžkého kondenzátu k novému průchodu koiksovaicím zařízením.