-
Verfahren zur Herstellung von nadelförmigem Kohlenpech-Koks.
-
Zur Herstellung kunstlicher Graphitelektroden für die Verwendung bei
elektrischen Oberflächen mit außerordentlich hoher Leistung verwendet man in weitem
Umfang anisotropen Nadelkoks bzw.
-
stäbchenförmigen Koks, der rasch graphitisiert werden kann.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen
Nadelkokses. Insbesondere betrifft sie ein Verfahren zur Herstellung von Nadelkoks
durch Entfernung von unslöslichen Substanzen, die Chinolin-unlöslische Materialien
enthalten, aus Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech.
-
Es wurden in letzter Zeit verschiedene Empfehlungen zur Herstellung
von Nadelkoks aus einem Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech,wie Chinolin-unlösliche
Materialien enthaltende ,die für diesen Zweck als ungeeigne angesehen wurden, unter
Entfernung unerwinschter unlöslicher Komponenten gegeben. Beispielsweise umraßt
ein derartiges bekanntes Verfahren die Wärmebehandlung von Kohlenteerpech unter
einem Druck zwischen 0 und 10 kg/cm2 und bei einer Temperatur zwischen 350 und 3900C.
Dann werden Chinolin-unlösliche Materialien durch ein 5 bis 10 /um Filter bei einer
Temperatur zwischen dem Erweichungspunkt des Peches und 3500C abfiltriert. Das erhaltene
Filtrat wird in einen rasch graphitisierbaren Nadelkoks verarbeitet. Gemäß einem
weiteren bekannten Verfahren werden 100 Teile Kohlenteerpech
mit
50 Teilen Waschöl (wash oil),auf das Gewicht bezogen, verdünn. Chinolin-unlösliche
Materialien, die in dem verdünnten Kohlenteerpech enthalten sind, werden bei 1400C
durch einen Vakuum-Rotationsfilter abfiltriert. Dann wird das Waschöl aus dem rafrinierten
Pech durch Vakuumdestillation abgetrennt.
-
Das erhaltene raffinierte Pech wird in nadelförmigen oder linearen
trocken-destillierten Koks übergeführt. Jedoch beinhalten diese herkömmlichen Verfahren
große Schwierigkeiten bei der Verarbeitung großer Materialmengen.
-
Beispielsweise kann die Abtrennung von unlöslichen Substanzen aus
einer hochviskosen Mischung nicht erreicht werden, wenn nicht eine große Menge eines
Lösungsmittels,wie eines solchen mit hohem Lösevermögen,verwendet wird. Selbst dann
wird keine große Wirkung erzielt, da Chinolin-unlösliche Materialien aus sehr kleinen
Körnern bestehen, die in dem Pech dispergiert oder suspendiert sind. Umgekehrt trifft
man beim Bereitstellen der verwendeten großen Lösungsmittelmenge auf Schwierigkeiten.
-
Weiterhin bestehen zahlreiche Probleme, die eine wirksame Abtrennung
verhindern, wie ein Verstopren des Filters, Schwierigkeiten beim Fortsetzen des
Zentrifugenarbeitsganges und bei der Apparatureninstandhaltung aufgrund des Verspritzens
und der Adhäsion von klebrigen Substanzen. Zusätzlich führt die Bereitstellung einer
Zentrifuge und weiterer großer Vorrichtungen zu nachteilig hohen Kosten. Aus diesem
Grund können die empfohlenen herkömmlichen Verfahren in der Praxis im Laboratoriumsmaßstab
durchgeführt werden, jedoch nicht mit Vorteil im Industriemaßstab.
-
Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Entfernung Chinolin unlöslicher
Materialien aus Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech für die Herstellung von Nadelkoks
zur Verfügung zu stellen.
-
Zur Verwirklichung dieses Verfahrens wurden zahlreiche Untersuchungen
unternommen. Als Ergebnis hiervon wurde gefunden, daß unlösliche Substanzen in der
Mischung ausfallen, wenn Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech mit aromatischen und
aliphatischen Lösungsmitteln gemischt werden,und daß die ausgefallenen unlöslichen
Substanzen Chinolin-unlösliche Materialien und andere Bestandteile enthalten, die
rasch in Chinolin-unlösliche Materialien, die bei der Herstellung von nadelförmigem
Kohlenpech-Koks unerwünscht sind, übetührbar sind.
-
Erfindungsgemäß wurde auch gefunden, daß, wenn Kohlenteer und/ oder
Kohlenteerpech mit aromatischen und aliphatischen Lösungsmitteln gemischt werden,
die unlöslichen Substanzen auf viererlei Weise, d.h. in einer Aurschlämmungs-, Kristall-,
Pech- und blzone wie nachfolgend beschrieben, in Abhängigkeit vom Mischungsverhältnis
unter den vorgenannten drei Bestandteilen ausfallen.
-
Demgemäß wurde gefunden, daß die unlöslichen Substanzen entweder in
der Aufschlämmungs-, Kristall- oder Pechzone durch Kontrolle des Mischungsverhältnisses
zwischen dem Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech, den aromatischen und aliphatischen
Lösungsmitteln ausgefällt werden können.
-
Die in der Aufschlämmungszone auftretenden unlöslichen Substanzen
setzen sich infolge der Schwerkraft mit einer durchschnittlichen Absetzgeschwindigkeit
von 1/10 bis 10 mm je Min. (bei 400C) ab, wohingegen sich die in der Kristallzone
auftretenden bei einer durchschnittlichen Absetzgeschwindigkeit von 1/100 bis 5
mm je Min. (bei 400C) absetzen.
-
Die in der Kristallzone ausrallenden unlöslichen Substanzen sind plättchen-
bzw. tafel- oder flocken- bzw. sohuppenförmige Materialien, wie Kristalle mit einer
Länge von mehreren Millimetern; diejenigen in der Aufschlämmungszone sind Teilchen
mit einer Größe im Bereich von ca. 0,5 bis 1 mm und diejenigen in der Pechzone nehmen
die Form von Pech an. In der öligen bzw. ozone fallen keine unlöslichen Substanzen
aus, jedoch setzt sich zuweilen ein öliges Sediment ab.
-
Durch eine geeignete Kontrolle der Typen und der Mengen des zu mischenden
Kohlenteers und/oder Kohlenteerpeches,der aromatischen und aliphatischen Lösungsmittel
wird die Abtrennung der unlöslichen Substanzen in der Aufschlämmungs- oder Kristallzone
nicht durch die Verwendung derart komplexer Mittel wie ein Druckfilter und eine
Zentrifuge erreicht, sondern durch die Verwendung derart einfacher Mittel wie ein
Absetzen durch Schwerkraft, ein Flüssigkeitszyklon und die Filtration. Erfindungsgemäß
kann das Rohmaterial für die Herstellung von Nadelkoks sehr vorteilhaft im Industriemaßstab
erhalten werden.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, die Absetzgeschwindigkeit
der ausgefallenen unlöslichen Substanzen oder deren Partikelgröße zu erhöhen, was
demzufolge ihre Abtrennung sehr einfach macht.
-
Da die in der Aurschlämmungs- oder Kristallzone ausfallenden unlöslichen
Substanzen sich rasch absetzen und rasch entfernbar sind, muß die Temperatur für
deren Abtrennungsverfahren nicht in den Bereich hoher Temperaturen erhöht werden
und liegt im Bereich von 15 bis 14000. Dies stellt einen großen industriellen Vorteil
dar.
-
Kurz gesagt sind die Merkmale der Erfindung die folgenden: A) Man
mischt Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech, ein aromatisches Lösungsmittel und ein
aliphatisches Lösungsmittel unter Atmosphärendruck bei einer Temperatur zwischen
15 und 14000.
-
B) Das Mischungsverhältnis zwischen dem Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech,
den aromatischen und aliphatischen Lösungsmitteln wird derart eingestellt, daß unlösliche
Substanzen in der Aufschlämmungs- oder Kristallzone ausfallen.
-
C) Durch Destillieren der überstehenden Flüssigkeit, die durch Abtrennen
der unlöslichen Substanzen erhalten wurde, gewinnt man Kohlenwasserstoffe, die im
wesentlichen aus aromatischen Verbindungen bestehen und von Chinolin-unlöslichen
Materialien befreit sind. Die erhaltenen Kohlenwasserstoffe werden in Nadelkoks
verarbeitet.
-
Im folgenden soll die Erfindung eingehender beschrieben werden.
-
Gewöhnlicher Kohlenteer, der als Nebenprodukt bei der trockenen Destillation
von Kohle anfällt, dient für den Zweck der Erfindung.
-
Kohlenteerpech, der erfindungsgemäß verwendet wird, ist ein solcher,
der durch Abtrennung von Leichtölen (cutting down light oils) in Kohlenteer durch
Destillation erhalten wird. Ein in geeigneter Weise mit Leichtölen gemischter Cutback-Teer
bzw.
-
Verschnitteer kann ebenfalls verwendet werden. Unter diesen Materialien
ist Kohlenteerpech bevorzugter, insbesondere ein weicher Kohlenteerpech, dessen
Erweichungspunkt (gemäß der R & B Methode) im Bereich von 20 bis 400C liegt,
und dessen Conradson's Kohlenstoffrückstand zwischen 25 und 40 Gew.-beträgt.
-
Bei der Erfindung verwendete aromatische Lösungsmittel bestehen im
wesentlichen aus aromatischen Kohlenwasserstoffen, besitzen Anfangs siedepunkte
von nicht niedriger als 800C und erreichen eine Destillation von 95 Vol.-% bei Temperaturen
von nicht höher als 40000.
-
Aromatische Lösungsmittel, die Anfangssiedepunkte von nicht niedriger
als 1400C besitzen und eine 95 Vol.-%ige Destillation bei Temperaturen von nichthöher
als 300°C erreichen, sind bevorzugt.Diejenigen mit Anfangssiedepunkten von nicht
niedriger als 1400C, die eine zumindest 60 Vol.-kige oder vorzugsweise zumindest
70 Vol.-%ige Destillation bei Temperaturen zwischen 200 und 2300C und eine 95 Vol.-ige
Destillation bei Temperaturen von nicht höher als 300°C erreichen, sind am besten
geeignet.
-
Diese Lösungsmittel bestehen im wesentlichen aus aromatischen Kohlenwasserstoffen
wie Benzol, Toluol, Xylol oder deren Mischunen,und man kann die Fraktion, die in
diese Siedepunktbereiche rällt, erhalten aus Kreosotöl, Waschöl, Anthracenöl und
PechUlen,erhalten durch gewöhnliche Kohlenteer-Destillation und verzögertes Verkokungsöl
(delayed coker oil), erhalten bei der Herstellung von Rohkohlenpechkoks gemäß dem
verzögerten Verkokungsverfahren und eine Mischung derselben verwenden.
-
Für die Erfindung verwendete aliphatische Lösungsmittel sind aliphatische
Kohlenwasserstoffe mit Anfangssiedepunkten von nicht höher als 30°C, die eine 90
Vol.-%ige Destillation bel Temperaturen von nicht höher als 3500C erreichen. Beispiele
hierfür sind n-Hexan, Industrie-Gasolin, Petrolnaphtha bzw. Petroläther, Petrolkerosin
und Gasöl. Bevorzugte aliphatische Lösungsmittel besitzen Anfangssiedepunkte von
nicht niedriger als 1500C und erreichen eine 95 Vol.-kige Destillation bei Temperaturen
von nicht höher als 3200C. Diejenigen, deren Anfangssiedepunkte nicht niedriger
als 150° C sind und eine 95 Vol.-%ige Destillation bei Temperaturen von nicht höher
als 2500C erreichen, wie Industrle-Gasolln, Petrolnaphtha und Petrolkerosin, die
in den vorgenannten Siedepunktbereich fallen» sind am bevorzugsten.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Stufen des Mischens dieser
aromatischen und aliphatischen Lösungsmittel mit Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech
bei Temperaturen zwischen 15 und 14000, des Abtrennens von unlöslichen Substanzen,wie
später beschrieben, der Destillation der überstehenden KomponenteJ erhalten durch
Entfernen von unlöslichen Substanzensund das Verkoken des Destillationsrückstands.
-
Beim Mischen von Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech und der beiden
Lösungsmittel können zuerst der Kohlenteer und/oder das Kohlenteerpech mit dem aromatischen
Lösungsmittel bei einer Temperatur zwischen 15 und 1400C, vorzugsweise zwischen
70 und 1400C und dann mit dem aliphatischen Lösungsmittel versetzt werden. Oder
die beiden Lösungsmittel können zu dem Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech gleichzeitig
zugegeben werden. In beiden Fällen ist im allgemeinen ein eventuelles Ausfallen
von unlöslichen Substanzen nicht ungewöhnlich. Bei der Zugabe der Lösungsmittel
muß eine vorbestimmte Temperatur aufrechterhalten werden.
-
Es besteht keine Notwendigkeit für eine Druckanwendung und sie können
unter Atmosphärendruck zugegeben werden. Das Mischen von Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech
mit den Lösungsmitteln erfordert kein spezielles Verfahren insoweit als eine gleichförmige
Mischung erhalten wird. Die Mischdauer liegt im allgemeinen im
Bereich
zwischen ca. 0,5 Min. bis 5 Stdn., obgleich sie mit der Wirksamkeit des Rührens
und anderen Faktoren variiert.
-
Wird ein Cutback-Teer verwendet, so können die Mengen der Lösungsmittel
in geeigneter Weise eingestellt werden, da er mehr aromatisches Öl als gewönnlicher
Teer enthält.
-
Um ein gleichförmiges Mischen und eine gute Ausfällung von unlöslichen
Substanzen zu gewährleisten, wird das Kohlenteerpech und/oder der Kohlenteer mit
den Lösungsmitteln bei einer Temperatur zwischen 15 und 140C und vorzugsweise zwischen
70 und 1400C gemischt. Es ist möglich, bei höheren Temperaturen zu mischen, jedoch
werden keine speziellen nutzbringenden Ergebnisse erhalten.
-
Umgekehrt führt ein Hochtemperaturmischen zur Bildung von viel bldampf.
-
Fig. 1 stellt ein Zusar.,3ensetzungsdlagramm dar, das die Ausfällung
unlöslicher Substanzen aufgrund des Mischens von Kohlenteer und/ oder Kohlenteerpech
mit den Lösungsmitteln zeigt. Die Mengen an Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech und
die Lösungsmittel beeinflussen das Ausfällen von unlöslichen Substanzen aus ihrer
Mischung.
-
Die Beziehung wird unter Bezugnahme auf das Zusammensetzungsdiagramm
in Fig. erläutert. Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Bezugskennzeicnen
entsprecOn den jeweiligen Zusammensetzungspunkten in Fig. 1.
-
Der Kohlenteer und/oder das Kohlenteerpech und ein aromatisches Lösungsmittel
werden bei einer gegebenen Temperatur gemischt (Punkt A). Wenn ein ali-natisches
Lösungsmittel langsam zu der Mischung zugegeben wird, beginnen plättchen- oder schuppenförmige
kristalline unlösliche Substanzen bei Punkt B auszufallen. Bei weiterer Zugabe des
alisnatischen Lösungsmittels werden die ausgefallenen unlöslichen Substanzen bei
Punkt C viskos. Dann setzen sich schwarze, pechartige Substanzen, auf dem Geräßboden
bei Punkt D ab. Jenseits von Punkt D bleibt der Zustand der unlöslichen Substanzen
unverändert, selbst wenn man die Zugabe des aliphatischen Lösunvs-ittels fortsetzt.
Beim Zugeben des aromatischen Lösungsmittels zu der Zusammensetzung bei Punkt D
beginnen
viskose plättchenartig kristalline unlösliche Substanzen wiederum bei Punkt E auszufallen.
Bei weiterer Zugabe von aromatischem Lösungsmittel gehen sie in nicht viskose plättchenartig
kristalline unlösliche Substanzen (Punkt F) Über. Wechselt man das Lösungsmittel
in ein aliphatisches, so beginnen die unlöslichen Substanzen bei Punkt G granular
zu werden und sind bei Punkt H und danach vollständig granuliert.
-
Bei einer minderung der zugegebenen Lösungsmittel fallen die unlöslichen
Substanzen wie vorstehend beschrieben in verschiedenen Zuständen bzw. Zustandsformen
aus. Der Bereich zwischen den Punkten A und B ist als ölige Zone definiert, da sich
zuweilen ölige Substanzen absetzen. Der Bereich zwischen den Punkten B und C ist
als Kristallzone definiert, da plättchenartig kristalline Substanzen ausfallen.
Der den Punkt D enthaltende Bereich ist als Pechzone definiert, da dort schwarze,pechartige
Substanzen auftreten.Wie vorstehend erwähnt wird der Bereich von Punkt E Über Punkt
F bis G wiederum eine Kristallzone. Der den Punkt H enthaltende Bereich wird als
Aufschlämmungszone bezeichnet, da in diesem Bereich Aufschlämmungs-unlösliche Substanzen
ausfallen.
-
Die Umgebung zwischen diesen Zonen kann klar durch sorgfältige Beobachtung
des Zustands der unlöslichen Substanzen bestimmt werden. Die plättchenartig kristallinen
unlöslichen Substanzen, die in der Kristallzone ausfallen, erreichen mehrere Millimeter
Länge. Die in der Aufschlämmungszone auftretenden Teilchen besitzen einen Durchmesser
im Bereich von ca. 0,5 und 1 mm. Die Niederschläge in der Pechzone sind viskose
schwarze pechartige Substanzen, die sich gemeinsam am Gefäßboden absetzen. Ihre
Erweichungspunkte sind gewöhnlich höher als diejenigen von Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech
(nach der R & B Methode).
-
Die Bereiche der einzelnen Zonen, in denen die unlöslichen Substanzen
in verschiedenen Formen gemäß den Mischungsverhältnissen zwischen Kohlenteer und/oder
Kohlenteerpech und den Lösungsmitteln ausfallen, wechseln mit der Kombination der
Lösungsmittel wie in Tabelle 1 veranschaulicht.
-
Tabelle 1 Xnderungen beim Ausfällen der unlöslichen Substanzen aufgrund
der Lösungsmittel-Mischkombinationen und -verhältnisse (Gew. -%) Beispiel 1 Zusammensetzungspunkt
weiches Kohlenteerpech Benzol n-Hexan A 40 60 0 B 37 56 7 c 31 47 22 D 28 42 30
F 12 76 12 G 9 59 32 Bemerkung: Die Zusammensetzungspunkte A, B, C, .... und G entsprechen
den Zusammensetzungspunkten A, B, C, .... und G in der erläuternden Beschreibung
von Fig. 1.
-
Beispiel 2 Zusammensetzungs- weiches Waschöl Industrie-Gasolin punkt
Kohlenteerpech Nr. 4 A 60 40 0 B 43 29 28 C 41 27 32 D 25 16 59 F 14 54 32 G 11
42 47 Bemerkung 1: Die Zusammensetzungspunkte A, B, C, .... und G entsprechen den
Zusammensetzungspunkten A, B, C und G in der erläuternden Beschreibung von Fig.
1.
-
Bemerkung 2: Waschöl (erhalten durch Destillation von Kohlenteer)
Anfangs siedepunkt 19100 60 Vol.-ige Destillation 2200C 95 Vol.-%ige Destillation
2900C Werden derartige aromatische und aliphatische Lösungsmittel mit Benzol bzw.
n-Hexan kombiniert, so nähert sich die Kristallzone in Fig. 1 dem Zentrum, während
sich die Aufschlämmungs- und Pechzonen ausdehnen.
-
Tabelle 2 Beispiele für kombinierte Lösungsmittel Aromatisches Lösungsmittel
aliphatisches Lösungsmittel Naphthalinöl n-Hexan Naphthalinöl Industrie-Gasolin
Naphthalinöl Kerosin Anthracenöl n-Hexan Anthracenöl Industrie-Gasolin Anthracenöl
Kerosin Waschöl n-Hexan Waschöl Industrie-Gasolin Waschöl Kerosin Die unlöslichen
Substanzen können auf verschiedenartige Weise ausgefällt werden, indem man zu dem
Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech die aromatischen und aliphatischen Lösungsmlttelkomblniert
wie in Tabelle 2 gezeigt,zugibt und ihre Mischungsverhältnisse wie in Tabelle 1
gezeigt einstellt, wobei jedoch das erfindungsgemäße Mischungsverhältnis nicht auf
die in Tabelle 1 gezeigten beschränkt ist.
-
Indem man auf diese Weise die Kombinationen und Verhältnisse der Lösungsmittel
in Verbindung mit dem Verhältnis von Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech auswählt,
kann die Ausfällung in der AuSschlämmungs-oder Kristallzone erreicht werden. Zur
Erreichung dieses Ziels ist die Verwendung von aromatischen und aliphatischen Lösungsmitteln
wesentlich. Es kann nicht unter Verwendung von lediglich einem aliphatischen Lösungsmittel
oder einem aromatischen Lösungsmittel erreicht werden.
-
Die unlöslichen Substanzen in diesen Zonen besitzen im allgemeinen
große Abmessungen. In der Aufschlämmungszone setzen sie sich mit einer durchschnittlichen
Geschwindigkeit im Bereich von 1/10 und 10 mm Je Min. (bei 400c) ab. In der Kristallzone
setzen sie sich mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit im Bereich von 1/100
bis 5 mm je Min. (bei 400C) ab.
-
Wie vorstehend beschrieben fallen die unlöslichen Substanzen in der
Aufschlämmungs- und Kristallzone in materiell verschiedenartiger Weise im Vergleich
zu denjenigen in anderen Zonen aus.
-
Daher können sie mit großer Leichtigkeit abgetrennt werden. Die ausgefallenen
unlöslichen Substanzen können mit Hilfe eines Absetzens infolge der ScQwerkraftjeines
FlUssigkeitszyklons,einer Filtration, einer Zentrifugalabtrennung oder deren Kombinationen
abgetrennt werden. Insbesondere sind der Flüssigkeitszyklon,die Filtration und das
Absetzen durch Schwerkraft bevorzugt. Die Abtrennverfahren erfordern keine hohe
Temperatur. Sie können bei Niedrigtemperaturbereichen wie 15 bis 600C und vorzugsweise
zwischen 20 und 500C durchgeführt werden. In herkömmlicher Weise wurden Chinolin-unlösliche
Materialien, die in Kohlenteer und/ oder Kohlenteerpech suspendiert sind und gewöhnlich
einen kleinen Durchmesser als 10 lum besitzen, im Industriemaßstab nach den vorgenannten
Abtrennmethoden nicht wirksam entfernt werden.
-
Beim erfindungsgemäßen Verfahren bestehen die ausgefallenen unlöslichen
Substanzen nicht nur aus Chinolin-unlöslichen Materialien, sondern aus Komponenten
mit höherem Molekulargewicht, die im Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech vorliegen.
Diese unlöslichen Substanzen können leicht abgetrennt werden, da sie sich rasch
absetzen und weitaus größer sind als in Chinolin-unlösliche
Teilchen.
-
Die Erfindung bietet einen großen industriellen Vorteil infolge der
Abtrennung der unlöslichen Substanzen in der Kristall- oder Aufschlämmungszone,
vorzugsweise in der ersteren. Die abgetrennten unlöslichen Substanzen sind schwärzlich-braune
plättchenförmige Kristalle oder Teilchen. Bei der Abtrennung können sich etwas überschüssige
Lösungsmittel mit den unlöslichen Substanzen in Form der überstehenden Komponente
mischen. Erforderlichenfalls können sie nach üblichen Methoden entfernt werden.
-
Es ist bevorzugt, daß die verwendeten Lösungsmittel unabhängig oder
in Kombination von der überstehenden Komponente nach dem vorgenannten Abtrennverfahren
durch Destillation bei Atmosphären-oder reduziertem Druck abgetrennt werden. Die
abdestillierten Lösungsmittel können wiederverwendet werden. Bei diesem Destillationsverfahren
werden etwas leichte Bestandteile, die in dem Kohlenteer und/oder Kohlenpechteer
enthalten sind, mit den Lösungsmitteln abdestilliert. Zur Vereinfachung dieses Verfahrens
ist es bevorzugt, die Temperaturen, bei denen die aromatischen und aliphatischen
Lösungsmittel eine 95 Vol.-%ige Destillation erreichen, auf nicht höher als 300
bzw. 2500C zu beschränken.
-
Diese Destillation kann unterbleiben. Die überstehende Komponente,
die von dem Abtrennverfahren der unlöslichen Substanzen herrührt, kann als Material
für das verzögerte Verkokungsverfahren verwendet werden. Die Lösungsmittel werden
in dem Destillationsturm, der stets bei dem verzögerten Verkokungsverfahren verwendet
wird, zurückgewonnen.
-
Man gewinnt (aus dem erhaltenen Kohlenteer und/oder Kohlenteerpech)
durch das gewöhnliche Verkokungsverfahren und vorzugsweise durch das verzögerte
Verkokungsverfahren Rohkoks. Durch Calcinieren des erhaltenen Rohkokses wird ein
rasch graphitisierbarer Nadelkoks hergestellt.
-
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern.
-
Beispiel 1 Man mischte 1 Gew,-Teil weiches Kohlenteerpech mit einem
Erweichungspunkt von 23°C (nach der R & B Methode), das 7,9 Gew.-% Toluol-unlösliche
Materialien und 2,2 Gew.-% Chinolin-unlösliche Materialien enthielt,mit 4 Gew.-Teilen
Benzol und 5 Gew.-Teilen n-Hexan, Man rührte die Mischung bei 100°C und ließ auf
40°C abkühlen, worauf in der Aufschlämmungszone eine unlösliche Substanz ausfiel,
Die ausgefallene unlösliche Substanz besaß eine Größe im Bereich von ca, 0,5 und
1 mm und war braun gefärbt, Die unlösliche Substanz wurde durch Absetzen.infolge
der Schwerkraft abgetrennt, Die erhaltene überstehende Komponente wurde unter einem
verminderten Druck von 100 Torr destilliert, Das so erhaltene Material besaß einen
Erweichungspunkt von 230.0 und enthielt 2,6 Gew.-% Toluol-unlösliche Materialien
und Spuren von Chinolin-unlöslichen Materialien. Durch Verkoken des eingestellten
Materials in einem Autoklaven bei ?»5 kg/cm2 Wurde Rohkoks mit einer gut entwickelten
Fließstruktur in einer Ausbeute von 46 Gew.- bezogen auf das weiche Kohlenteerpech-Ausgangsmaterial
erhalten. Das durch Graphitisieren bei 2800°C nach dem Calcinieren des Rohkoks erhaltene
Koksprodukt besaß einen Wärmeexpansions-Koeffizienten von 0,8 x 10 6/Grad und eine
Oo von 6,716 Å.
-
Anmerkung: Co = mittlere Länge der Elementarzelle, gemessen durch
Röntgenbeugung.
-
Beispiel 2 Man mischte 3 Gew.-Teile es gleichen weichen Kohlenteerpeches,
wie in dem yorangegangenen Beispiel verwendet wurde, mit einem Gew,--Tei.l Waschöl
(vom in Beispiel 2 von Tabelle 1 gezeigten Typ), Die Mischung wurde bei 80°C gerührt
und dann mit einem Gew,-Teil Industrie-Gasolin Nr, 4 (JIS K2201) gemischt und auf
4900 abkühlen gelassen, Die ausgefallene unlösliche Substanz bestand aus plättehenformigen
Kristallen mit einer Länge im Bereich von 2 bis 3 mm, Die unlösliche Substanz wurde
mit einem Q,149 mm Blieb filtriert, Das erhaltene Filtrat wurde bei einem verminderten
Druck von 100 Torr destilliert. Man erhielt ein eingestelltes Material mit einem
Erweichungspunkt von 230C (nach der R & p Methode)» das 5,2 Gew.-% Toluol-unlösliche
Materialien
und Spuren von Chinolin-unlöslichen Materialien enthielt. Durch Carbonierung unter
den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 erhielt man einen Rohkoks mit entwickelter
FlieB-struktur in einer Ausbeute von 51 Gew.- bezogen auf das weiche Kohlenteerpech-Ausgangsmaterial.
Der Rohkoks wurde calciniert und dann bei 28000C graphitisiert; der graphitisierte
Koks zeigte einen Wärmeexpansions-Koeffizienten von 0,9 x 10 /Grad und eine Co von
6,720 lt.
-
Anmerkung: Co = mittlere Länge der Elementarzelle, gemessen durch
Rdntgenbeugung.
-
Vergleichsbeispiel Man stellte Rohkoks her, indem man das gleiche
weiche Kohlenteerpech wie es in den vorstehenden Beispielen verwendet wurde,unter
den gleichen Bedingungen mit Ausnahme der erfindungsgemäßen Lösungsmittelbehandlung
verkokte. Das weiche Kohlenteerpech, das in diesem Fall verwendet wurde, wurde nicht
mit einem aromatischen und einem aliphatischen Lösungsmittel behandelt. Die Ausbeute
bezogen auf das Rohmaterial betrug 56 Gew.-%. Es wurde jedoch keine Fließstruktur
beobachtet. Das bei 28000C graphitisierte Produkt zelgte elnen zeigte einen Wärmeexpansions-Koeffizienten
von 1,9 x 10 / Grad und eine Co von 6,738 lt.
-
Anmerkung: Co = mittlere Länge der Elementarzelle, gemessen durch
Röntgenbeugung.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnung Fig. 1 zeigt die Beziehung zwischen
dem Mischungsverhältnis der Lösungsmittel und dem Ausfallen der unlöslichen Substanzen.
-
L e e r s e i t e