DE2608466C2 - Verfahren zur Herstellung eines Petroleumpechbindemittels für die Herstellung von Kohlenstoffelektroden - Google Patents

Description

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die geklärte Bodenfraktion auf eine Temperatur von 454 bis 510° C erhitzt und während eines Zeitraumes von weniger als 15 Minuten kontinuierlich durch einen erhitzten Röhrenreaktor bei einem Druck von etwa 20 bar fließen läßt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhitzte geklärte Bodenfraktion einer Vakuum-Flashdestillation unterwirft.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Sauerstoff-aktivierte Kondensation unter Luftdruck von etwa 3 bar mit mechanischer Rührung während 3 bis 10 Stunden mit einem Luftzufluß zwischen etwa 250 und etwa 350 l/h/kg behandeltes Material durchführt.

Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Petrolpechs und insbesondere ein Verfahren zur Umwandlung einer schweren geklärten Bodenfraktion eines katalytischen Gasöl-Crack-Vorganges zu einem Petrolpech, das als Elektrodenbindemittel für die Aluminiumindustrie geeignet ist.

Es sind in der Literatur zahlreiche Verfahren zur Herstellung von Petrolpech beschrieben wordne, welches als Ersatzstoff für Kohleteerpech vorgeschlagen worden ist. Trotz der zunehmenden Kosten und der Knappheit an Kohleteerpech haben große Teile der Aluminiumschmelzindustrie bisher nur wenig oder gar keinen Gebrauch von dem früher vorgeschlagenen Petrolpech als Bindemittel für die Elektroden gemacht, die in Aluminiumschmelzgefäßen verwendet werden. Die Tatsache, daß Petrolpech bislang keine Anerkennung als annehmbare Bindemittel erlangen konnte, ist insbesondere deshalb widersinnig, weil das durch das Bindemittel zu verbindende Material in den Elektroden für den Aluminiumschmelzvorgang ein anderes Erdölprodukt nämlich Petrolkoks, darstellt Ein grundsätzliches Problem beim Ersatz des Kohleteerpechs durch Petrolpech als Elektrodenbindemittel ist die Undefinierte und variable chemische Zusammensetzung beider Materialien und insbesondere der Materialien, von denen sie abgeleitet sind. Daher sind die zur Abschätzung der Eignung von Materialien als Bindemittel für Elektroden angewandten Versuche weitgehend empirischer Art und eine endgültige Bestimmung der Eignung eines Materials als Bindemittel kann nur durch Versuche in einer im vollen Umfang arbeitenden Aluminiumgefäßkette erfolgen.

Trotz der empirischen Natur bei der Beurteilung von Petrolpech als Bindemittel für Elektroden, sind wesentliche oder sehr wünschenswerte Eigenschaften derartiger Bindemittel bekannt, weshalb es in dem Ausmaß, in dem sie bestimmbar und vergleichbar sind, notwendig oder vorteilhaft ist, diese zu optimieren. So kann der Erweichungspunkt eines Pechs leicht gernessen und durch geeignete Abänderungen in den Stufen, die bei der Herstellung des Pechs angewandt werden, variiert werden. Der Erweichungspunkt eines Petrolpechs kann somit optimiert werden, um den bestimmten Temperaturerfordernissen für Pech zu genügen, damit es bei den Temperaturen der Vermischung mit dem Koks oder beliebigem anderen Material, das verbunden werden soll, ausreichend flüssig ist, und das bei Temperaturen, bei denen die hiermit geformten Elektroden nachfolgend betrieben werden müssen, fest ist.

Der Erweichungspunkt wird gemäß ASTM D 36 bestimmt. Ein weiterer, mehr empirisches Beurteilungskriterium für Bindemittelpech stellt der sogenannte »Beta-Harz«-Gehalt oder der Gehalt an Material dar, der in Benzol unlöslich in Chinolin jedoch löslich ist, was durch sukzessive Extraktionen von Pechproben mit diesen Lösungsmitteln bestimmt wird. Es wird angenommen, daß die »Beta-Harze« erwünschte Bestandteile in Elektroden-Bindemittelpech sind, weshalb es wünschenswert ist, den Anteil dieser Materialen in Pech zu optimieren. Jedoch die Bestimmung des Anteils stellt im allgemeinen einen zeitraubenden Vorgang dar, der ausgedehnte Lösungsmittelextraktionen umfaßt, weshalb der Beta-Harz-Gehalt im allgemeinen keinen geeigneten Parameter für die Zwecke der Verfahrenskontrolle, insbesondere bei kontinuierlichen Verfahren, darstellt Ein weiterer empirischer Beurteilungswert ist der Verkokungswert, welcher einen Hinweis auf den Anteil des Peches gibt, der in der Elektrode als Kohlenstoff verbleibt, nachdem die Elektrode gesintert worden ist. Die Verkokungswertbestimmungen, durchgeführt in herkömmlicher Weise für alle kohlenstoffhaltigen Materialien, sind ebenfalls zeitaufwendig und somit nicht für die Verfahrenskontrolle geeignet.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von annehmbaren Elektroden-Bindemittelpech aus der geklärten Bodenfraktion eines katalytischen Gasöl-Crack-Vorganges, die nachfolgend als Dekantieröl bezeichnet wird, umfassen

(1) eine Wärmebehandlung zum Einleiten der Crakkung und anderer Reaktionen, die die Eigenschaften der Produkte für den Gebrauch als Elektroden-Bindemittel verbessert, und

(2) Oxidation durch Verblasung des erhitzten Dekan-

tieröis mit Gas, welches freien Sauerstoff enthält, wiederum mit dem Ziel, Reaktionen einzuleiten, die die Eigenschaften der Produkte für die Verwendung als Elektrodenbindemittel verbessern. Eine Kombination der thermischen Behandlung und des nachfolgenden Oxidationsverfahrens ist ebenfalls vorgeschlagen worden, wobei jedoch die bislang für diese Folge vorgeschriebenen Bedingungen anscheinend kein Produkt ergeben haben, das für die Aluminiumschmelzindustrie als Elektrodenbindemittel geeignet ist

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Petroleumpechbindemittels für die Herstellung von Kohlenstoffelektroden aufzuzeigen, bei dem man, ausgehend von einer Erdölfraktion, die als geklärte Bodenfraktion eines kalalytischen Gasöl-Crack-Vorganges erhalten worden ist (nachfolgend als Dekantieröl bezeichnet), ein Petroleumpechbindemittel erhält, welches den Erfordernissen für die Aluminiumschmelzindustrie, bei der Kohlenstoffelektroden eingesetzt werden, entspricht.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

In der Beschreibung und in den Ansprüchen sind die Prozentsätze in Gewichten angegeben, sofern dies nicht in anderer Weise angegeben ist.

Vorstehend wurde angegeben, daß die Zusammensetzungen der Dekantieröle über einen breiten Bereich schwanken. Wie leicht durch eine Gradienten-Elutionschromatografie festgestellt werden kann, umfassen die Komponenten von Dekantieröl gesättigte Stoffe (normal-, iso- und cyclo-Paraffine), aromatische Substanzen (Alkylbenzole, Benzocyclo-Paraffine und polynucleare Aromaten unter Einschluß von Alkyl- und Cycloalkylsubstituierten Verbindungen), und polare Substanzen (heterocyclische Stickstoff- oder Sauerstoff enthaltende Aromaten); die Schwefelverbindungen in den Zusammensetzungen sind zumeist in den Aromaten enthalten.

Es ist bekannt, daß die erwünschten Beta-Harze in Elektrodenbindemittelpech hoch aromatischen Charakter aufweisen, weshalb erwartet werden kann, daß der Aromatengehalt der Dekantieröle erheblich zur Bildung der Beta-Harze bei der Herstellung von Elektrodenpech aus Dekantieröle beiträgt. Es ist jedoch nicht erwartet worden, daß der Gehalt der Dekantieröle an gesättigten Stoffen in bedeutsamer Weise zur Bildung nützlicher Komponenten von hoch aromatischen Elektrodenbindemittelpech beiträgt. Aus diesem Grund ist es häufiger Praxis gewesen, beim Versuch der Herstellung geeigneten Elektrodenbindemittelpechs aus Dekantieröl die gesättigten Stoffe aus den ölen zu extrahieren und Pech aus den extrahierten Dekantierölen zu erzeugen, welche in Folge der Entfernung der gesättigten Stoffe einen viel höheren Anteil an Aromaten in ihrer Zusammensetzung aufweisen. In der Literatur ist ebenfalls angegeben worden, daß es bei Behandlung eines Dekantieröls mit Sauerstoff bei erhöhten Temperaturen zur Herstellung eines Elektrodenbindemittelpechs wesentlich ist, daß das Dekantieröl ein extrahiertes Material darstellt, dessen Großteil an gesättigten Stoffen durch Extraktion entfernt worden ist. Offensichtlich erhöht die zusätzliche Extraktionsstufe die Produktionskosten des Elektrodenbindemittelpeches aus Dekantieröl und verringert die Ausbeute an Pech, die aus dem Dekantieröl potentiell erhältlich ist, durch Entfernung des Materials, das sonst in günstiger Weise in dem Pech erscheinen könnte. Es ist daher völlig unerwartet, daß ein nicht extrahiertes Dekantieröl in ein annehmbares Elektrodenbindemitteipech durch eine Methodik übergeführt werden kann, welche die Behandlung eines derartigen Dekantieröls mit Sauerstoff bei erhöhter Temperatur umfaßt

In der Sufe (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens muß unter Druck gearbeitet werden, um sicherzustellen, daß das erhitzte Material überwiegend in der flüssigen Phase verbleibt Die Temperatur muß bei 413 bis 524°C

ίο liegen, wobei im wesentlichen keine bedeutsame Reaktion unterhalb 413"C eintritt Im oberen Teil des Temperaturbereiches kann etwas Dekantieröl zu Produkten niedrigeren Molekulargewichtes gecrackt werden und es ist mehr Energie erforderlich, um diesen Teil des Betriebsbereiches zu erreichen; daher ist es bevorzugt im Bereich von 454 bis 5iO°C zu arbeiten, wobei insbesondere der Bereich 468 bis 496° C günstig ist Die Zeitdauer, während der das Öl im Bereich oberhalb 413° C gehalten wird, liegt im Bereich von 3 bis 300 Minuten, wobei die längeren Zeiten dieses Bereiches für die niedrigeren Temperaturen des Betriebsbereiches erforderlich sind. Beispielsweise kann 300 Minuten eine geeignete Zeit für die Reaktion bei Betriebstemperaturen unterhalb 427° C darstellen, während 15 Minuten eine ge-

eignete Zeit für die Reaktion bei 482° C sein kann. Wenn die Temperaturen im Betriebsbereich länger als geeignet aufrechterhalten werden, so schreitet die Reaktion soweit fort, daß der Erweichungspunkt des resultierenden Zwischenproduktmaterials so hoch wird, so daß kein Raum für den Anstieg des Erweichungspunktes mehr ist, der während der nachfolgenden sauerstoffaktivierten Kondensationsstufe erfolgt. Da die Dekantierölfraktionen aus katalytischen Gasöl-Crack-Vorgängen erhalten sind, weisen sie im wesentlichen keinen Gehalt an benzolunlöslichen Stoffen auf (im allgemeinen weniger als 1 %). Während der ersten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens nimmt der Anteil an benzolunlöslichem Material mit dem Fortschreiten der Reaktion zu, wobei ein Ausbleiben einer Zunahme dieses Anteils angibt, daß die Reaktion nicht erfolgt ist, und daß die Temperatur zu niedrig oder die Reaktionszeit zu kurz war, oder beides. Es ist erwünscht, daß der Anteil auf mehr als 5%, vorzugsweise mehr als 10% ansteigt, wenngleich, wie vorstehend angegeben wurde, die Reaktion nicht bis zu einem derartigen Fortschreiten gebracht werden sollte, daß unter dem Einfluß von Zeit und Temperatur der Erweichungspunkt des Zwischenproduktes einen Wert überschreitet, der keinen ausreichenden Spielraum für den anschließenden Anstieg des Erweichungspunktes läßt, der während des nachfolgenden sauerstoffaktivierten Kondensationsschrittes erfolgt. Die erste Stufe kann entweder ansatzweise oder kontinuierlich durchgeführt werden. Der kontinuierliche Betrieb ist bevorzugt, da er u. a. eine wirksamere Zeitausnutzung, insbesondere dann, wenn kurze Reaktionszeiten vorliegen, erlaubt. Darüber hinaus wird der kontinuierliche Betrieb vorzugsweise unter turbulenten Bedingungen anstelle bei laminaren Fluß durchgeführt, da ersterer die Koksbildung minimiert und dazu beträgt, jeglichen Koks, der gebildet wird, in Suspension zu halten, wodurch die Koksabscheidung auf Reaktorwänden verringert wird. Außerdem stellt eine wirksamere Vermischung des Materials sicher, und vermindert die Zeit- und/oder Temperaturbedingungen, die sonst zum Erhalt des gewünschten Reaktionsausmaßes erforderlich wären.

Da in der Stufe (2) des erfindungsgemäßen Verfahrens (Flash-Destillation) flüchtige Materialien verdamp-

fen und auch während der Verfahrensstufe (1) entwikkelte Gase austreten, erfährt das Material einen geringfügigen Anstieg des Erweichungspunktes während der zweiten Stufe. Da die Erweichungspunkte lediglich bei Normaldruck gemessen werden, i$i der Erweichungspunkt des Materials nach der Stufe (2) bedeutsam und dieser sollte in Betracht gezogen werden, wenn der zuzugestehende Spielraum für den Anstieg des Erweichungspunktes abgeschätzt wird, der während der Stufe (3) erfolgt Wenngleich der Erweichungspunkt des End- ίο Produktes nicht das einzige Kriterium für dessen Qualität darstellt, so ist er doch ein bequemer Parameter, der leicht gemessen und als Kriterium für den Status der anderen wesentlichen Parameter herangezogen werden kann. Das Petroleumpechbindemittel muß, um den Anforderungen der Aluminiumindustrie zu genügen, einen Erweichungspunkt im Bereich von 79 bis 135°C aufweisen. Der Rückstand aus der Stufe (2) weist vorzugsweise einen Erweichungspunkt im Bereich von 66 bis 93° C auf. In Stufe (3) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Zwischenprodukt aus Stufe (2) einer Sauerstoffaktivierung bei Temperaturen im Bereich von 204 bis 260°C, bei einem Druck bis zu 4 bar unterworfen, wobei die Luft in das flüssige Zwischenprodukt injiziert wird, vorzugsweise in Verbindung mit mechanischer Bewegung, wie Rühren da die Bewegung zur besseren Dispersion der Luft und der anschließenden Aktivierung der erfolgenden Reaktionen beiträgt. Wenngleich bekannt ist, daß der Sauerstoff in der Luft für die Aktivierung der Reaktionen, wesentlich ist, so zeigt die Analyse der aus der Endstufe des Verfahrens abgezogenen Gase, daß lediglich ein relativ kleiner Anteil des Sauerstoffes in der dem Verfahren zugeführten Luft verbraucht wird, woraus sich ergibt, daß die Reaktionen die eintreten, zwar durch Sauerstoff aktiviert werden, aber nicht alle Sauerstoff verbrauchende Reaktionen sind. Es wird angenommen, daß sie primär Kondensationsreaktionen sind, in denen Verbindungen höheren Molekulargewichtes durch Kondensation von zwei oder mehr Verbindungen niedrigen Molekulargewichtes unter der Aktivierung von Sauerstoff bei der vorherrschenden höheren Temperatur gebildet werden. Es wird weiterhin angenommen, daß der Sauerstoff die Kondensationsreaktionen dadurch fördert, daß er als Wasserstoffänger dient, wodurch Wasser als Nebenprodukt gebildet wird. Wenn keine mechanische Rührung als Hilfsmittel zur Dispergierung der Luft in dem behandelten Material angewandt wird, so kann ein höherer Luftanteil zur Verbesserung der Dispergierung eingesetzt werden, wodurch eine größere Turbulenz beim Durchtritt durch das Material hervorgerufen wird. So können beispielsweise 500 l/h pro kg behandelten Materials angewandt werden. Wenn mechanische Rührung verwendet wird, können niedrige Luftanteile verwendet werden, beispielsweise weniger als 100 l/h pro kg behandeltes Material. Ein Bereich für die Menge an Luft bei der Anwendung mit oder ohne Rühren liegt bei 250 bis 350 l/h/kg Material. Es muß jedoch darauf geachtet werden, daß die Luft nicht im öl bei einer Temperatur dispergiert wird, die so hoch liegt, daß unkontrollierte oder exotherme Oxidationsreaktionen ablaufen. Aus diesem Grund muß die Temperatur während der Aktivierung gemessen und innerhalb des angegebenen Bereiches eingeregelt werden. Die Aktivierung kann ansatzweise oder im kontinuierlichen Betrieb erfolgen, wobei in jedem Fall darauf geachtet werden muß, daß ausreichend Zeit für den Ablauf der aktivierten Reaktionen in der gewählten Ausrüstung bei der gewünschten Temperatur, die aus dem angegebenen Bereich ausgewählt ist, zur Verfugung steht Das Andauern der sauerstoffaktivierten Kondensation für einen Zeitraum von 1 bis 24 Stunden, vorzugsweise zwischen 3 und 10 Stunden, bewirkt einen Anstieg des Erweichungspunktes des Zwischenproduktes, wobei die Kondensation vorzugsweise fortgesetzt wird, bis der Erweichungspunkt des Materials zumindest um 14°C angestiegen ist, jedoch nicht bis auf einen Wert oberhalb des gewünschten Endwertes im Bereich von 79 bis 135°C. Die flüchtigen Produkte, die während der letzten Verfahrensstufe abgetrennt werden, können in beliebiger Weise verwendet werden. Beispielsweise weisen einen ausreichenden Heizwert auf, um die Verbrennung als Treibstoff zu gewährleisten. Das Rückstandsmaterial verfestigt sich bei Abkühlung auf Raumtemperatur zu einem brüchigen Petrolpechprodukt

Die Erfindung wird nachstehend in den Beispielen beschrieben.

Beispiel 1

In der Stufe (1) des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde eine geklärte Bodenfraktion eines katalytischer) Gasöl-Crack-Vorganges (Dekantieröl) kontinuierlich in einen Röhrenreaktor eingeführt, der durch Eintauchen in ein Sandbett erhitzt wurde, das durch einen stetigen Stickstoffstrom in Bewegung gehalten und mittels elektrischer Widerstandsheizgeräte auf der gewünschten erhöhten Temperatur gehalten wurde. Ein Vorerhitzungsabschnitt des Reaktors diente zur raschen Anhebung der Temperatur des Dekantieröls auf etwa 482°C. Das Dekantieröl besaß einen anfänglichen Siedepunkt von etwa 210°C und im wesentlichen siedeten 99% im Bereich oberhalb von 593⁰C; es enthielt weniger als 1 % an Material, welches in Benzol unlöslich war. Das öl wurde dem Reaktor in einer Menge von 1090 g/h zugeführt, wodurch sich eine Verweilzeit bei einer Temperatur oberhalb von 482⁰C von 11,6 Minuten ergab: Die Durchschnittstemperatur im Reaktor betrug während dieses Zeitraumes 504°C. Der Druck in dem Reaktor wurde auf etwa 20 bar gehalten. Bei kontinuierlicher Führung aus dem Reaktor durch ein Druckverminderungsventil floß das hitzebehandelte Material in ein Vakuum-Flash-Gefäß und wurde hierin gesammelt, welches bei einem absoluten Druck von 200 mbar gehalten wurde. Das akkumulierte Material wurde periodisch zur Lagerung bei Normaldruck abgezogen. Dieses flüssige Zwischenprodukt, welches in einer Ausbeute von 56,3 Gew.-°/o der Beschickung erhalten wurde, besaß einen Erweichungspunkt von 73°C, sowie einen Gehalt an benzolunlöslichen Stoffen von 12,7%, an in Chinolin unlöslichen Stoffen von 0,9% und einen Verkokungswert von 40,5. Weitere 31,2% der Beschickung wurden als Destillationsöl wiedergewonnen, welches aus den Dämpfen kondensiert wurde, die sich im Fla.ihgefäß entwickelten, und die verbleibenden 12,5% der Beschikkung wurden als unkondensierte Gase aus dem Flashgefäß abgezogen. Vier Ansätze des flüssigen Materials wurden in einen 5-Liter-Rühr-Autoklaven eingeführt. Er war mit Beschickungs- und Produktentfernungsleitungen, einem Flügelrührer, einem Zerstäuber zur Zerteih'ng der Luft im Sumpf, einer Abzugsleitung mit einem Kühler für die flüssigen Destillationsprodukte, einem Gegendruckregler zur Aufrechterhaltung des Luftdrucks auf dem eingestellten Wert, und einem Prüfgerät zur Messung des Volumens des abgezogenen Gases versehen. Es wurde Luft in jeden Ansatz in abgemessener Menge eingestäubt, während das Material bei einer

Temperatur von 229 bis 232°C bei einem Druck von etwa 4 bar gehalten wurde; die Reaktionsbedingungen wurden während 2,8 Stunden für den ersten Ansatz und während 4,0 Stunden während der anderen 3 Ansätze beibehalten. Nach der Lufteinstäubung bei der angegebenen Temperatur, wodurch die sauerstoffaktivierte Kondensation eingeleitet wurde, wurde das Material aus dem Autoklaven abgezogen und der Erweichungspunkt bestimmt. In der folgenden Tabelle 1 sind das Gewicht (in kg) der vier Ansätze (a bis d) die Zuflußgeschwindigkeit der Luft zu jedem Ansatz (in l/h/kg Ansatz), das Gewicht (g) der kondensierten Flüssigkeit, die aus den abgezogenen Gasen gewonnen wurde, sowie der Erweichungspunkt ("C) des Ansatzpunktes zusammengefaßt.

Tabelle I

10

15

Ansatz Gewicht Luftmenge Destillat E. P.

(kg) (l/h/kg) Konds.(g) ⁰C

3967
4254
4072
4351

347
295
293
268

0 27 13 22

97 93 94 93 stimmten Zeitraumes unter einem Druck von 4 bis 4,5 bar gehalten. Nach der sauerstoffaktiviertcn Reaktion wurde das Material jedes Ansatzes aus dem Autoklaven entnommen und der Erweichungspunkt bestimmt. Die Petrolpechprodukte, die aus den Ansätzen erhalten wurden, wurden zusammengeführt und die zusätzlichen Eigenschaften des zusammengeführten Stoffes wurden festgestellt. In der folgenden Tabelle 2 sind für die vier Ansätze (a—d) jeweils die Menge der in den Ansatz eingestäubten Luft in l/h/kg Ansatz, die Dauer des Zerstäubungsvorganges in h, das Gewicht der kondensierten Flüssigkeit, die aus den abgezogenen Gasen rückgewonnen wurde in g, sowie der Erweichungspunkt in ⁰C des Pechproduktes angegeben.

Tabelle

Ansatz

Die vier Produktansätze wurden susammengeführt und zusätzliche Messungen der Eigenschaften des zusammengeführten Materials wurden mit den folgenden Resultaten durchgeführt:

Erweichungspunkt: 92°C
in Benzol unlösliches Material 21,3% in Chinolin unlösliches Material 0,6% Verkokungswert 44,6.

Beispiel 2

25

30

35 Luftmenge
(l/h/kg)

Zeit
(Stunden)

20 Destillat

Konds.

(gm)

294,0
334,3
275,7
285,7

10,3
8,3
9,0

10,0

274	120
3	118
21	119
6	121

Die Stufe (1) des Verfahrens wurde in einem Röhrenreaktor wie in Beispiel 1 durchgeführt Das für die Be-Schickung des Reaktors verwendete Dekantieröl besaß einen anfänglichen Siedepunkt von 200°C und einen Endsiedepunkt von 575°C und 95% hiervon siedeten oberhalb 242° C Das Öl wurde im Reaktor in einer Menge von 1640 g/h zugeführt, wodurch sich eine Verweilzeit für die Beschickung in dem Rohr bei einer Temperatur oberhalb 482°C von 13,5 Minuten ergab. Der Druck in dem Reaktor wurde bei etwa 20 bar gehalten und die Temperatur in dem Rohr betrug durchschnittlich 499°C Bei kontinuierlicher Führung des hitzebehandelten materials aus dem Reaktor floS dieses in ein Vakuum-Flashgefäß und wurde hierin gesammelt, welches bei einem absoluten Druck von 133 mbar gehalten und aus dem angesammelte Flüssigkeit bei Normaldruck periodisch abgezogen wurde. Das angesammelte flüssige Zwischenprodukt wurde in einer Ausbeute von 57,6 Gew.-% der Beschickung erhalten, wobei 36,0Gew.-% der Beschickung als Öl aus den in dem Flashgefäß entwickelten Dämpfen gewonnen wurden, und die verbleibenden 6,4% der Beschickung als unkondensierte Gase abgezogen wurden. Es wurde festgestellt, daß das Zwischenprodukt einen Erweichungspunkt 78° C. einen Gehalt an benzolunlöslichen Stoffen von 93%, an in Chinolin unlöslichen Stoffen von 0,4% und einem Verkokungswert von 42,6 aufwies. Wie in Beispiel 1 wurden vier Ansätze des Zwischenproduktes in den gleichen Rührautoklaven beschickt und jeder Ansatz wurde gerührt und bei 232°C während eines be-Aus einer Gesamtbeschickung von 16,22 kg Beschikkung in den vier Ansätzen wurde ein zusammengeführtes Petrolpechprodukt in einer Menge von 15,86 kg, entsprechend einer Ausbeute von 97,8% erhalten. Das zusammengeführte Pech besaß einen Erweichungspunkt von U 7° C, einen Gehalt an benzolunlöslichen Stoffen von 26,8%, einen Gehalt von in Chinolin unlöslichen Stoffen von 0,3% und einen Verkokungswert von 49,7.

Es wurden zahlreiche Eigenschaften der Elektroden, die aus jedem der Petrolpechprodukte der vorstehenden zwei Beispiele hergestellt worden waren, sowohl für Soderberg-Elektroden als auch für vorgesinterte Elektrodentypen bestimmt. Hinsichtlich solcher Eigenschaften, wie Bindemittelgehalt, Pastenausdehnung, thermische Stabilität der Paste, Grün-Schüttgewicht, Sinterschüttgewicht, Volumenveränderung bei Sinterung, Luftpermeabilität, elektrische Widerstandsfähigkeit, Druckfestigkeit, Biegefestigkeit, Pseudo-Zugfestigkeit, Youn-Modul, thermische Leitfähigkeit, Wärmeausdehnungskoeffizient, Luftoxidationsgeschwindigkeit und Anodenverbrauch wurden die ermittelten Werte in einem Aluminiumschmelzwerk für die Verwendung als Pech in Elektroden für das Schmelzen von Aluminiumoxid als geeignet gefunden.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Petroleumpechbindemittels für die Herstellung von Kohlenstoffelektroden, dadurch gekennzeichnet, daß man

(1) eine Erdölfraktion, die als geklärte Bodenfraktion eines katalytischen Gasöl-Crack-Vorganges erhalten worden ist und einen Siedebereich bei Atmosphärendruck aufweist, von dem zumindest 95% oberhalb 232° C liegen, einer strengen Hitzebehandlung durch rasche Temperaturerhöhung von 413 bis 524°C unter einem Druck im Bereich von 15 bis 30 bar unterwirft und die Temperatur in diesem Bereich während eines Zeitraumes von 3 bis 300 Minuten aufrechterhält;

(2) die hitzebehandelte Fraktion bei einem niedrigeren Druck im Bereich von weniger als 1 bar bis 4 bar unter Abtrennung von flüchtigem Material mit einem Erweichungspunkt von 66 bis 121°C von der hitzebehandelten flüssigen Fraktion einer Flashdestillation unterwirft, und

(3) die flüssige Fraktion einer Sauerstoff-aktivierten Kondensation bei einer Temperatur im Bereich von 204 bis 260° C bei einem Druck von 1 bar bis 4 bar unter gleichzeitiger Einführung von Luft in die Fraktion während 1 bis 24 Stunden unterwirft, bis die flüssige Fraktion einen Erweichungspunkt von 79 bis 135° C aufweist.