CS215714B1

CS215714B1 - Process for producing pitch coke

Info

Publication number: CS215714B1
Application number: CS53680A
Authority: CS
Inventors: Petr Buryan; Stanislav Sindler; Jiri Macak; Jiri Heisig; Jaroslav Koreny
Original assignee: Petr Buryan; Stanislav Sindler; Jiri Macak; Jiri Heisig; Jaroslav Koreny
Priority date: 1980-01-25
Filing date: 1980-01-25
Publication date: 1982-09-15

Abstract

Účelem vynálezu je zefektivnění výroby při vyloučení části zpracovatelských zařízení, pokles nákladů na údržbu a potřebné energie. Při způsobu výroby smolného koksu z černouhelného dehtu a smoly se při destilaci odvádějí destilační frakce s bodém varu do 360 °C. Poté se destilační zbytek, tvořený smolou s bodem měknutí 50 až 70 °C, vytvrzuje prfukováním vzduchem. Vytvrzená smola s bodem měknutí 130 až 150 °C se nepřímým ohřevem zpracuje na smolný koks. Podle vynálezu se foukaný olej, vzniklý při vytvrzování, a smolný dehet, vzniklý při nepřímém ohřevu, odvádí mimo výrobní cyklus.The purpose of the invention is to make production more efficient by eliminating part of the processing equipment, reducing maintenance costs and energy requirements. In the method of producing pitch coke from coal tar and pitch, distillation fractions with a boiling point of up to 360 °C are removed during distillation. Then, the distillation residue, consisting of pitch with a softening point of 50 to 70 °C, is hardened by blowing air. The hardened pitch with a softening point of 130 to 150 °C is processed into pitch coke by indirect heating. According to the invention, the blown oil formed during hardening and the pitch tar formed during indirect heating are removed outside the production cycle.

Description

Vynález se týká výroby smolného koksu z černouhelného dehtu a smoly, kdy se vysoko tepelný černouhelný dehet podrobí destilaci, při níž se odvádějí destilační frakce s bodem varu do 360 °C, načež ae destilační zbytek, tvořený smolou a bodem měknutí 50 až 70 °C vytvrzuje profukováním vzduchem a vytvrzená smola s bodem měknutí 130 až 150 °C se nepřímým ohřevem zpracuje na smolný koks.The invention relates to the production of pitch coke from coal tar and pitch, where high-temperature coal tar is subjected to distillation, during which distillation fractions with a boiling point of up to 360 °C are removed, after which the distillation residue, consisting of pitch and a softening point of 50 to 70 °C, is hardened by blowing through with air and the hardened pitch with a softening point of 130 to 150 °C is processed into pitch coke by indirect heating.

Dosud známá způsoby výroby smolného koksu využívají jako surovinu Sernouhelné dehty tvořící vedlejší produkty výroby koksu v koksových bateriích. Černouhelný dehet je nejprve podroben destilaci, při které se získávají různé destilační frakce s bodem varu do 360 °C a destilační zbytek tvoří smola. Bod měknutí této smoly je cca 50 až 70 °C, v závislosti na konečná teplotě destilace.The known methods of producing pitch coke use as raw material black coal tars, which are by-products of coke production in coke ovens. The black coal tar is first subjected to distillation, during which various distillation fractions with boiling points up to 360 °C are obtained, and the distillation residue is pitch. The softening point of this pitch is approximately 50 to 70 °C, depending on the final distillation temperature.

Před vpastním koksováním jsou vlastnosti smoly upravovány vytvrzováním. Při této operaci, které je prováděna při 320 až 380 °C, probíhá ve smole řada kondenzačních a polymerizačních reakcí. Současně dochází k oddestilování níževroucích podílů smoly a níževroucích produktů již zmíněných reakcí.Before the coking process, the properties of the pitch are modified by curing. During this operation, which is carried out at 320 to 380 °C, a number of condensation and polymerization reactions take place in the pitch. At the same time, the lower-boiling portions of the pitch and the lower-boiling products of the aforementioned reactions are distilled off.

Efektivnost a průběh vytvrzovacího procesu se řídí sledováním zvyšující se teploty bodu měknutí vytvrzená smoly, který se mění z původních 50 až 70 °C na 130 až 150 °C.The efficiency and progress of the curing process is controlled by monitoring the increasing softening point temperature of the cured resin, which changes from the original 50 to 70 °C to 130 to 150 °C.

Vytvrzování smol se provádí různými způsoby, a to destilací s vodní parou, profukováním vzduchem, profukováním inertními plyny nebo dlouhodobým záhřevem. Nejobvyklejší způsob je profukování vzduchem.Resin curing is carried out in various ways, namely by steam distillation, air blowing, inert gas blowing or long-term heating. The most common method is air blowing.

Vzduch po průchodu vytvrzovacími reaktory je veden do chladičů, kde jsou zachycovány v něm obsažené látky oddělené z vytvrzované smoly. Zachycená směs látek, převážně uhlovodíkového charakteru, je nazývána foukaný olej.After passing through the curing reactors, the air is led to coolers, where the substances contained in it, separated from the cured pitch, are captured. The captured mixture of substances, mainly of hydrocarbon nature, is called blown oil.

Vytvrzováním vzniklý foukaný olej se přidává dosud k surovému černouhelnému dehtu před destilační zpracování, a spolu s ním se podrobuje destilaci. Při destilaci tedy látky foukaného oleje vroucí do 360 °C přecházejí do destilátů a zbytek je zachycován ve smole.The blow oil resulting from the hardening is still added to the raw coal tar before distillation processing, and is distilled together with it. During distillation, the substances in the blow oil boiling up to 360 °C pass into the distillates, and the rest is captured in the pitch.

Takto provozované vytvrzování má řadu nevýhod. Minimální doba potřebná ke zvýšení bodu měknutí smoly z cca 60 °G na 150 °C při teplotě vytvrzování 375 °0 je asi 5 hodin. Úrychlení vytvrzovacího procesu zvýšením teploty na 390 °C a výše není možné, neboť za těchto teplot vzniká nebezpečí místního zvýšeného okysličení a přehřátí, což vede ke vzniku nežádoucích látek s vysokým obsahe® uhlíku. Proto je naopak nutné zabezpečit vytvrzovací Rroces proti nežádoucímu zvýšení teploty.Curing in this manner has a number of disadvantages. The minimum time required to raise the softening point of the pitch from approximately 60 °C to 150 °C at a curing temperature of 375 °C is approximately 5 hours. Accelerating the curing process by increasing the temperature to 390 °C and above is not possible, as at these temperatures there is a risk of local increased oxidation and overheating, which leads to the formation of undesirable substances with a high carbon content. Therefore, it is necessary to secure the curing process against undesirable temperature increases.

Při urychlení vytvrzovacího procesu zvýšením průtoku vzduchu dochází k nežádoucímu strhávání smoly z reaktoru, a tím ke snížení celkového výtěžku vytvrzované smoly.When accelerating the curing process by increasing the air flow, unwanted entrainment of pitch from the reactor occurs, thereby reducing the overall yield of cured pitch.

Regulace bodu měknutí vytvrzené smoly rychlostí průtoku smoly reaktory snožuje celkovou kapacitu zařízení a tedy je velmi nevýhodná.Controlling the softening point of the cured pitch by the pitch flow rate through the reactors increases the overall capacity of the device and is therefore very disadvantageous.

Vytvrzená smola je déle za tepla dopravována do komor. Zde vzniká z vytvrzené smoly koks a jako jeden z vedlejších produktů smolný dehet.The hardened pitch is transported to the chambers while still hot for a longer period of time. Here, coke is produced from the hardened pitch and pitch tar is produced as a by-product.

Smolný dehet je stejně jako foukaný olej přidáván k surovému dehtu a spolu 8 ním destilován.Pitch tar, like blown oil, is added to raw tar and distilled with it.

Přidávání foukaného oleje či smolného dehtu k surovému černouhelnému dehtu k společné destilaci a následnému zpravování na smolný koks má řadu nevýhod. I když se takto zpracovávají dva vedlejší produkty získaná smola obsahuje velké množství látek, které již jednou celým procesem přešly β vůči vytvrzování jsou prakticky inertní. Svou přítomností ovlivňují nežádoucím směrem jak vytvrzovací proces, tak celý koksotvorný proces, jeho ekonomiku a též kvalitu vyrobeného smolného koksu. Bod měknutí destilačního zbytku po destilaci jak foukaného oleje, tak smolného dehtu se během vytvrzování vzduchem prakticky nemění.Adding blown oil or pitch tar to raw coal tar for co-distillation and subsequent treatment to pitch coke has a number of disadvantages. Even though two by-products are processed in this way, the pitch obtained contains a large amount of substances that have already passed through the entire process and are practically inert to curing. Their presence adversely affects both the curing process and the entire coke-forming process, its economics and also the quality of the produced pitch coke. The softening point of the distillation residue after distillation of both blown oil and pitch tar practically does not change during air curing.

Destilaění zbytek po destilaci smolného dehtu vykazuje během koksotvorného procesu silnou dilataci s nedostatečnou následnou kontrakcí, což způsobuje vzpříčení koksu v koksovací komoře. Koks z komory nelze v těchto případech vytlačit, ale musí být z komory vykopáá jeětě za tepla. Nehledě na zhoršené pracovní prostředí dochází v těchto případech ke snížení produkce smolného koksu, poklesu efektivnosti výroby a snížení životnosti vyzdívky koksové baterie.The distillation residue after the distillation of pitch tar shows strong dilatation during the coke-forming process with insufficient subsequent contraction, which causes coke blockage in the coking chamber. In these cases, the coke cannot be pushed out of the chamber, but must be dug out of the chamber while still hot. Apart from the deteriorated working environment, in these cases there is a decrease in the production of pitch coke, a decrease in production efficiency and a reduction in the service life of the coke battery lining.

Uvedené nedostatky odstraňuje podle vynálezu způsob výroby smolného koksu z černouhelného dehtu a smoly, kdy se vysokotepelný černouhelný dehet podrobí destilaci, při níž se odvádějí destilaění frakce s bodem varu do 360 °C, načež se destilaění zbytek tvořený smolou s bodem měknutí 50 až 70 °C vytvrzuje profukováním vzduchem a vytvrzené smola s bodem měknutí 130 až 150 °C se nepřímým ohřevem zpracuje na smolný koks. Podstata způsobu spočívá v tom, že foukaný olej, vzniklý při vytvrzování a smolný dehet, vzniklý při nepřímém ohřevu, se odvádí mimo výrobní cyklus.The above-mentioned shortcomings are eliminated according to the invention by a method for producing pitch coke from coal tar and pitch, where high-temperature coal tar is subjected to distillation, during which the distillation fractions with a boiling point of up to 360 °C are removed, after which the distillation residue formed by pitch with a softening point of 50 to 70 °C is hardened by blowing through air and the hardened pitch with a softening point of 130 to 150 °C is processed into pitch coke by indirect heating. The essence of the method lies in the fact that the blown oil formed during hardening and the pitch tar formed during indirect heating are removed outside the production cycle.

Podle dalšího význaku vynálezu se smolný dehet, vzniklý při nepřímém ohřevu vytvrzené smoly, přidává ke smole vytvrzované profukováním vzduchem. Popřípadě je ho možno přidávat k vysokotepelnému černouhelnému dehtu.According to another feature of the invention, pitch tar formed by indirect heating of the cured pitch is added to the air-cured pitch. Optionally, it can be added to the high-temperature coal tar.

Způsob podle vynálezu zvyšuje efektivnost výroby. V odpovídajícím poměru se zvýší kapacita destilace, vytvrzování smoly i koksování. Vznikne úspora na provoz destilace nežádoucího materiálu, na vytvrzovací proces, dopravu obou médií za zvýšené teploty.V případě stejného množství vyráběného smolného koksu je možné vyloučit z provozu část zpracovatelských zařízení, klesnou náklady na údržbu, potřebnou energii, provoz atd.The method according to the invention increases the efficiency of production. The capacity of distillation, pitch curing and coking will increase in the corresponding proportion. There will be savings on the operation of distillation of unwanted material, on the curing process, transport of both media at elevated temperatures. In the case of the same amount of pitch coke produced, it is possible to exclude part of the processing equipment from operation, the costs of maintenance, the required energy, operation, etc. will decrease.

Jistým řešením je i přidávání smolného dehtu místo k dehtu před destilací ke smole před vytvrzováním. Teplota, za které je vytvrzovací proces provozován, i doba zdržení je natolik dostatečná, že během vytvrzování budou procházejícím vzduchem strženy všechny látky oddělované ze smolného dehtu destilací.A certain solution is to add pitch tar instead of tar before distillation to the pitch before curing. The temperature at which the curing process is carried out and the residence time are sufficient so that during curing all substances separated from the pitch tar by distillation will be carried away by the passing air.

Efektivnost celého procesu se i zvýší tím, že foukaný olej obsahuje velké množství látek vroucích do 360 °C a je tedy cenově výhodnější pro zpracovatele jej prodávat a místo něj nakupovat černouhelnou smolu.The efficiency of the entire process is also increased by the fact that blown oil contains a large amount of substances boiling up to 360 °C, making it more cost-effective for processors to sell it and buy coal pitch instead.

Způsob podle vynálezu je dále blíže vysvětlen podle příkladu provedení.The method according to the invention is further explained in more detail by way of an exemplary embodiment.

PříkladExample

Z foukaného oleje a smolného dehtu, o parametrem uvedených v tabulce 1, byla destilačně* připravena smola o bodu měknutí 54 °C, resp. 59 °C. 0,5 kg takto získané smoly bylo vždy samostatně vytvrzováno vzduchem při 375 °C. Vytvrzování probíhalo po dobu 0 až 6 hodin za průtoku vzduchu 15 1. Změny bodů měknutí vytvrzených smol jsou shrnuty v tabulce 2.From blown oil and pitch tar, with the parameters listed in Table 1, a pitch with a softening point of 54 °C and 59 °C, respectively, was prepared by distillation*. 0.5 kg of the pitch thus obtained was each separately air-cured at 375 °C. Curing took place for 0 to 6 hours at an air flow rate of 15 1. Changes in the softening points of the cured pitches are summarized in Table 2.

Tabulka 1 Table 1 Parametry Parameters foukaného oleje blown oil a smolného dehtu and pitch tar Destilační křivka Distillation curve foukaný olej blown oil smolný dehet pit tar ml/°C ml/°C °C °C °C °C 1 1 100 100 100 - 100 - voda water 3 3 225 225 100 - 100 - voda water 5 5 279 279 100 )- 100 )- voda water 10 10 314 314 100 - 100 - voda water 13 13 - - 270 270 15 15 328 328 338 338 20 20 335 335 358 358 25 25 344 344 368 368 30 30 347 347 35 35 353 353 40 40 358 358 42 42 360 360 elementární analýza elementary analysis C C 91,64 91.64 91,54^d 91.54 ^days H H 5,53 5.53 4,20^d 4.20 ^days konečná teplota destilace final distillation temperature bod měknutí softening point °C °C °C °C 320 320 54 54 - - 360 360 - - 59 59 Poznámka: d... přepočet na Note: d... conversion to bezvodý vzorek anhydrous sample

Tabulka 2Table 2

Změny bodů měknutí vytvrzených smolChanges in softening points of cured resins

smola z bad luck from foukaného oleje blown oil smola ze bad luck smolného dehtu pit tar doba foukání blowing time bod měknutí softening point doba foukání blowing time bod měknutí softening point hod. hours °C (KS) °C (K.S.) hod. hours °c (KS) °c (KS) \ '·,· 0 \ '·,· 0 54 54 0 0 59 59 2 2 59 59 2 2 63 63 4 4 62 62 4 4 69 69 6 6 ⁶3 ⁶ 3 6 6 76 76 PŘEDMĚT OBJECT VYNÁLEZU INVENTION

1. Způsob výroby smolného koksu z černouhelného dehtu s smoly, kdy se vysokotepelný čer-1. A method of producing pitch coke from coal tar with pitch, where a high-temperature pitch is

Claims

A process for the production of pitch coke from coal tar pitch, in which high-temperature coal tar is subjected to distillation in which distillation fractions having a boiling point of up to 360 ^° C are removed, followed by a distillation residue consisting of pitch having a softening point of 50 to 70 ° C. by air purification and the hardened pitch with a softening point of 130 to 150 ° C is treated indirectly by heating to pitch coke, characterized in that the blown oil produced by curing and the pitch tar produced by indirect heating are removed outside the production cycle.

2. The method for producing pitch coke according to claim 1, characterized in that pitch tar formed by indirect heating of the hardened pitch is added to the air-hardened pitch.