PL115364B2 - Process for manufacturing electrode coke from the coal - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania koksu elektrodowego z wegla, przez jego roz¬ puszczalnikowa ekstrakcje, separacje czesci stalych i spowolnione koksowanie ekstraktu weglowego.Znany jest sposób otrzymywania koksu elektrodowego przez rozpuszczalnikowa ekstrakcje wegla i koksowanie ekstraktu, polegajacy na tym, ze ekstrakcje wegla prowadzi sie w temperaturach 380-450°C, pod cisnieniem 10-30 MPa, rozpuszczalnikiem oddestylowanym calkowicie od ekstraktu w operacji destylacji prózniowej filtratu, wzbogaconym w zwiazki wodoronosne olejem srednim z uwodornienia paku. Uzyskany ekstrakt o wysokiej temperaturze mieknienia poddaje sie koksowaniu w tradycyjnych komorach koksowniczych.Sposób ten jest bardzo skomplikowany, gdyz wymaga oddzielnej instalcji do uwodornienia paku, instalacji do destylacji prózniowej filtratu, a koks otrzymany w tradycyjnych komorach koksowniczych nie spelnia wspólczesnych wymagan jakosciowych, szczególnie strukturalnych.Znany jest równiez sposób polegajacy na prowadzeniu ekstrakcji wegla w temperaturach 380-450°C pod cisnieniem 10-30 MPa wodoru otrzymywanego ze zgazowania wegla lub pozostalosci stalych po ekstrakcji wegla, w czasie 20-180 minut rozpuszczalnikiem oddestylowanym calkowicie od ekstraktu (w operacji destylacji prózniowej filtratu otrzymywanego w wyniku separacji czesci stalych w temperaturze 120-350°C), zmieszanym z olejem z koksowania ekstraktu. Ekstrakt o wysokiej temperaturze mieknie¬ nia poddaje sie zwolnionemu koksowaniu w temperaturach 480-580°C pod cisnieniem do 1 MPfc. Wada tego sposobu jest to, ze wymaga oddzielnej instalacji do zgazowania wegla lub pozostalosci stalych po ekstrakcji wegla i instalacji do destylacji prózniowej filtratu. Ponadto spowolnione koksowanie eks¬ traktu o wysokiej temperaturze mieknienia, powoduje duze trudnosci ruchowe (zaburzenia pracy pomp, zakoksowywanie podgrzewaczy i tym podobne) i dostarcza koksu o niskim stopniu uporzadkowania struktury.Niski stopien uporzadkowania struktury koksu otrzymanego z koksowania ekstraktu o wysokiej temperaturze mieknienia wynika z wysokiej zawartosci w nim skladników nierozpuszczalnych w benze¬ nie i z jego wysokiej lepkosci w stanie tak zwanej mezofazy (faza tworzenia sie cieklych krysztalów ich wzrostu i porzadkowania sie w stanie plastycznym), poprzedzajacej utworzenie sie fazy stalej, co utrud¬ nia ruchliwosc podstawowych jednostek strukturalnych ekstraktu, ich laczenie sie i porzadkowanie w kierunku tworzenia pozadanej dla koksu elektrodowego struktury wlóknistej i iglowej. Ponadto stan mezofazy trwa zbyt krótko w przypadku koksowania ekstraktu o wysokiej temperaturze mieknienia i zanim zdazy sie utworzyc wlasciwa i uporzadkowana struktura, nastepuje skoksowanie calej masy.2 115 364 Celem wynalazku jest wyeliminowanie przytoczonych wyzej wad i trudnosci przez opracowanie nowego sposobu prowadzenia ekstrakcji i przygotowania roztworu ekstraktu do procesu spowolnionego koksowania.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze ekstrakcje wegla prowadzi sie w temperaturach 380-450°C, pod cisnieniem 10-30 MPa gazów zawierajacych co najmniej 45% objetosciowych wodoru, odzyskiwanych z procesu ekstrakcji wegla, wytlewania placka filtracyjnego i koksowania roztworu eks¬ traktu oraz oczyszczonych od siarkowodoru, amoniaku i dwutlenku wegla lub pod cisnieniem wodoru otrzymywanego z tych gazów, w czasie 20-180 minut rozpuszczalnikiem odzyskiwanym w procesie spo¬ wolnionego koksowania roztworu ekstraktu i wytlewania placka filtracyjnego. Surowy ekstrakt po jego rozprezeniu poddaje sie separacji w temperaturze 120-350°C celem oddzielenia substancji mineralnej, a filtrat, w postaci roztworu o stezeniu 10-50% masowych ekstraktu, kieruje sie wprost do procesu spo¬ wolnionego koksowania w temperaturach 480-580°C.Sposób ten eliminuje operacje zgazowania wegla lub pozostalosci stalych po ekstrakcji wegla, ope¬ racje prózniowej destylacji filtratu i trudnosci ruchowe zwiazane z pompowaniem ekstraktu pozbawio¬ nego rozpuszczalnika oraz zapewnia uzyskiwanie koksu elektrodowego o wysokim stopniu uporzadkowania struktury, gdyz lepkosc osrodka w stanie mezofazy i czasokres jej trwania przy kokso¬ waniu roztworu ekstraktu jest znacznie dluzszy niz przy koksowaniu ekstraktu pozbawionego rozpuszczalnika.Sposób wedlug wynalazku zostanie blizej objasniony na podstawie schematycznego rysunku pro¬ cesu ekstrakcji wegla i spowolnionego koksowania roztworu ekstraktu oraz przykladu.Rozdrobniony do uziarnienia ponizej 0,5 mm wegiel 1 zmieszany z rozpuszczalnikiem startowym 2, albo powrotnym 3, w stosunku wagowym 1:1 - 1:3 poddaje sie ekstrakcji w temperaturach 380-450°C\ pod cisnieniem 10-30 MPa gazu procesowego 4 o zawartosci co najmniej 45% objetosciowych wodoru lub wodoru otrzymanego z tego gazu, w czasie 20-180 minut. Surowy ekstrakt 5, po oddzieleniu gazów i par lekkich weglowodorów 6, poddawany jest procesowi dokladnej separacji czesci stalych metoda filtracji cisnieniowej lub wirowania w temperaturach 120-350°C, albo metoda ekstrakcji weglowodorami lekkimi w stanie nadkrytycznym. Oczyszczony roztwór o stezeniu 10-50% masowych ekstraktu 7, pod¬ daje sie spowolnionemu koksowaniu w temperaturach 480-580°C, pod cisnieniem do 1 MPa otrzymujac koks elektrodowy 8, o wymaganych wlasnosciach fizykochemicznych i strukturalnych. Oddzielone czesci stale 9 wytlewane sa w temperaturze 500-800°C celem odzyskania rozpuszczalnika i gazu wodorowego 11. Pólkoks 10, moze stanowic bezdymne paliwo kotlowe. Gazy surowe i pary olejów z procesów: eks¬ trakcji 6, wytlewania pozostalosci stalych 11 i spowolnionego koksowania roztworu ekstraktu 12, pro¬ wadzone sa przez uklad kondensacji, skad olej lekki 13 odprowadzany jest jako jeden z produktów, zas olej ciezki zawracany jest jako rozpuszczalnik powrotny 3. Gazy procesowe 14 poddawane sa oczyszcza¬ niu i przeróbce w celu uzyskania czystego gazu wodorowego lub wodoru 4 potrzebnego do procesu ekstrakcji oraz uzyskania produktów ubocznych: siarki 15, amoniaku 16 i gazu weglodowodorowego 17.Przyklad. 100 kg wegla koksowego o zawartosci 1,2% wilgoci, 5,8% popiolu i 0,7% siarki, roz¬ drobnionego do uziarnienia ponizej 0,5 mm miesza sie z 200 kg oleju powrotnego otrzymanego w pro¬ cesie spowolnionego koksowania roztworu ekstraktu i wytlewania pozostalosci stalych po ekstrakcji tego wegla w próbach poprzednich. Mieszanine poddaje sie ekstrakcji w temperaturze 420°C w czasie 60 minut, przy przeplywie wodoru pod cisnieniem 25 MPa. Surowy ekstrakt filtruje sie w temperaturze 270°C pod cisnieniem 0,4 MPa. Otrzymany filtrat poddaje sie spowolnionemu koksowaniu w tempera¬ turze 550°C, pod cisnieniem 0,5 MPa, zas placek filtracyjny wytlewaniu do temperatury 600°C. Ze 100 kg wegla wsadowego, po zawróceniu 200 kg rozpuszczalnika uzyskano: 60,5 kg niskopopiolowego i niskosiarkowego koksu elektrodowego o wymaganej strukturze 21,4 kg pólkoksu energetycznego, 4,7 kg oleju lekkiego i 7,0 kg gazu weglowodorowego o zawartosci 50% objetosciowego wodoru i 30% objetos¬ ciowych metanu.Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania koksu elektrodowego z wegla, przez jego rozpuszczalnikowa ekstrakcje w temperaturach 380-450°C, pod cisnieniem 10-30 MPa w czasie 20-180 minut, separacje czesci stalych w temperaturze 120-350°C i spowolnione koksowanie ekstraktu weglowego w temperaturach 480-580°C pod cisnieniem do 1 MPa, znamienny tym, ze ekstrakcje wegla prowadzi sie pod cisnieniem gazów zawie¬ rajacych co najmniej 45% objetosciowych wodoru, odzyskiwanych z procesu ekstrakcji wegla, wytlewa¬ nia placka filtracyjnego i koksowania roztworu ekstraktu weglowego oraz oczyszczonych od115 364 3 siarkowodoru, amoniaku i dwutlenku wegla lub pod cisnieniem wodoru otrzymanego z tych gazów, rozpuszczalnikiem odzyskiwanym w procesie spowolnionego koksowania roztworu ekstraktu i wytlewa- nia placka filtracyjnego, przy czym surowy ekstrakt po rozprezeniu poddaje sie separacji dla oddzielenia substancji mineralnej, a filtrat w postaci roztworu o stezeniu 10-50% masowych ekstaktu kieruje sie wprost do procesu spowolnionego koksowania.Oczyszczanie < przeróbka gazów Kondensacja n 15 16 17 13 J Separacja | 9 WytLewnniP —^ 7 11 Spowolnione koksowanie 1 8 10 PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób otrzymywania koksu elektrodowego z wegla, przez jego rozpuszczalnikowa ekstrakcje w temperaturach 380-450°C, pod cisnieniem 10-30 MPa w czasie 20-180 minut, separacje czesci stalych w temperaturze 120-350°C i spowolnione koksowanie ekstraktu weglowego w temperaturach 480-580°C pod cisnieniem do 1 MPa, znamienny tym, ze ekstrakcje wegla prowadzi sie pod cisnieniem gazów zawie¬ rajacych co najmniej 45% objetosciowych wodoru, odzyskiwanych z procesu ekstrakcji wegla, wytlewa¬ nia placka filtracyjnego i koksowania roztworu ekstraktu weglowego oraz oczyszczonych od115 364 3 siarkowodoru, amoniaku i dwutlenku wegla lub pod cisnieniem wodoru otrzymanego z tych gazów, rozpuszczalnikiem odzyskiwanym w procesie spowolnionego koksowania roztworu ekstraktu i wytlewa- nia placka filtracyjnego, przy czym surowy ekstrakt po rozprezeniu poddaje sie separacji dla oddzielenia substancji mineralnej, a filtrat w postaci roztworu o stezeniu 10-50% masowych ekstaktu kieruje sie wprost do procesu spowolnionego koksowania. Oczyszczanie < przeróbka gazów Kondensacja n 15 16 17 13 J Separacja | 9 WytLewnniP —^ 7 11 Spowolnione koksowanie 1 8 10 PL