PL140202B1 - Method of preliminary purifying crude coal tars - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wstepnego oczyszczania surowych smól weglowych, umoz¬ liwiajacy uzyskanie z nich surowca, który moze miec zastosowanie do produkcji wysokojako- sciowego koksu elektrodowego. Otrzymywanie koksu elektrodowego o najwyzszej jakosci, to jest o wysokiej podatnosci do grafityzacji i niskiej rozszerzalnosci termicznej, wymaga stosowa¬ nia surowca zawierajacego glównie wielopierscieniowe weglowodory aromatyczne o masach cza¬ steczkowych w zakresie 200 - 400. Warunkom tym odpowiada miedzy innymi ciezki olej z olefi- nowej pirolizy benzyn lub nafty oraz ciezka frakcja z krakingu termicznego destylatów atmo¬ sferycznych lub prózniowych, jednakze frakcje te zawieraja dosc znaczne ilosci takich zanie¬ czyszczen jak na przyklad metale ciezkie. Obecnosc tych zanieczyszczen znacznie ogranicza mozliwosc zastosowan wiekszosci frakcji petrochemicznych do produkcji koksu iglowego.Smoly i paki koksownicze, zawieraja wprawdzie znikome ilosci zanieczyszczen w postaci metali ciezkich, lecz obok wymienionych wielopierscieniowych zwiazków aromatycznych zawiera¬ ja równiez substancje o znaoznie wiekszych masach czasteczkowych, substancje polimeryczne usieciowane, a takze stale czastki wegla, koksu i pylów ceramicznych, uniesione z komory kok¬ sowniczej przez strumien gazów i rozproszone w fazie smolowej. Skladniki te, nazywane lacznie frakcja o£ ^ lub skladnikami nierozpuszczalnymi w chinolinie, gromadza sie w paku weglowym w trakcie destylacyjnego rozdzialu smoly i zaklócaja swobodny rozwój sfer mezofazy w trakcie koksowania paku. W konsekwencji uzyskuje sie koks pakowy o zdecydowanie niekorzystnych wla¬ sciwosciach. Podstawowym zatem warunkiem do otrzymywania ze smól weglowych wysokojakosciowe- go koksu elektrodowego jest usuniecie substancji nierozpuszczalnych w chinolinie ze smól su¬ rowych lub z paków weglowych przed ich koksowaniem.W literaturze patentowej opisano wiele sposobów usuwania substancji wielo czasteczkowych i inertnych ze smoly lub z paku weglowego• Wiekszosc z nich oparta jest na mieszaniu surowej smoly lub paku smolowego z rozpuszczalnikiem typu benzolu, oleju lekkiego lub benzyny lub z rozpuszczalnikiem typu oleju antraoenowego, chinoliny lub frakcji pirydynowej, a nastepnie2 140 202 oddzieleniu substancji nierozpuszczalnych przez sedymentacje, wirowanie lub filtraoje.Na przyklad w opisie patentowym USA nr 3 799 865 omówiony jest sposób otrzymywania koksu elektrodowego polegajacy na zmieszaniu surowej smoly z frakcja nafty lub oleju smolowego (olej lekki, karbolowy, naftalenowy lub pluczkowy), ogrzaniu mieszaniny do temperatury 343 - 473K, a nastepnie oddzieleniu skladników nierozpuszczalnych w chinolinie na wirów- oe. Przy stosowaniu oleju lekkiego jako rozcienczalnika smoly uzyskano wprawdzie produk¬ ty zawierajace zaledwie 0,4% skladników nierozpuszczalnych w chinolinie, jednakze pozo* stalosc odbierana z wirówki zawierala tylko 36,2% skladników nierozpuszczalnych w chino¬ linie, 00 swiadczy o znacznyoh stratach cennych skladników smolowych unoszonych z tym strumieniem. Przy tym przedstawiony powyzej sposób oddzielania ze smoly skladników nie¬ rozpuszczalnych w chinolinie wymagal zastosowania wirówki pracujaoej w ekstremalnie trud¬ nych warunkach (przyspieszenie do 1900 G, czae wirowania 5 min., temperatura 100 C) .Nieoczekiwanie okazalo sie, ze jezeli surowa smole weglowa podda sie wygrzewaniu w temperaturze 373 - 453 K, a otrzymana zdyspergowana faze wodna oddzieli sie od fazy smo¬ lowej prze? destylacje polaczona ewentualnie z grawitacyjnym rozdzialem faz i nastepnie faze smolowa rozcienczy sie weglopoohodnymi rozpuszczalnikami aromatycznymi dodanymi w ilosci od 30 do 100% wagowych w stosunku do ilosci smoly, po czym otrzymana mieszanine podda sie filtracji w temperaturze powyzej 333 K to uzyskuje sie zdeoydowana poprawe wa¬ runków filtracji i produkt zawierajacy sladowe ilosci skladników nierozpuszczalnych w chinolinie. Jako rozpuszczalniki aromatyczne mozna stosowac benzole koksownicze, solwent- nafte lub frakcje olejów smolowych. Okazalo sie, ze po przeprowadzeniu obróbki surowej smoly weglowej sposobem wedlug wynalazku opory filtracyjne osadu wydzielanego z mieszani¬ ny smolowo-olejowej na filtrze tkaninowym sa wielokrotnie mniejsze, niz w przypadku fil¬ tracji smoly surowej zmieszanej z analogiczna frakcja oiejowa bez wstepnej obróbki, co umozliwia prowadzenie procesu filtracji na filtrze obrotowym o dzialaniu ciaglym.Sposób wedlug wynalazku polega na ogrzaniu surowej smoly do temperatury 373 - 453 K, a nastepnie wprowadzeniu tej mieszaniny do oisnieniowego zbiornika - separatora faz, gdzie grawitacyjnie oddzielana jest czesc wody zawartej w smole. Pozostala czesc wody usu¬ wa sie destylacyjnie na przyklad przez destylacje ekspansyjna. Do tak przygotowanego su¬ rowca wprowadza sie weglopoohodny rozpuszozalnik organiczny, korzystnie benzol surowy, solwentnafte lub frakcje olejów smolowych, w stosunku od 30 do 100% wagowych w przelicze¬ niu na smole. Mieszanine te nastepnie sie filtruje na obrotowym filtrze bebnowym, w tem¬ peraturze powyzej 333 K. Przefiitrowana mieszanina smoly z rozpuszczalnikiem jest nastep¬ nie poddawana destylacyjnemu rozdzialowi, przy czym lekka frakcja olejowa po ewentualnym wydzieleniu wlasciwej frakcji jest zawracana do procesu, a oczyszczona smola jest podda¬ wana dalszemu przerobowi na frakcje olejowe i pak wedlug znanych metod. Pak uzyskiwany z tak przygotowanej smoly w pelni nadaje sie do dalszego przerobu na koks elektrodowy dla przemyslu metalurgicznego.Przyklad I. Próbke 1 kg smoly weglowej ogrzewano w autoklawie w temperatu¬ rze 423 K przez okree 2 godzin. Bezposrednio po operacji wygrzewania smola zostala odwod¬ niona przez ekspansyjne odparowanie, przy ozym odebrano 38,8 g wody i 8,5 g oleju* Smole rozcienczono lekkim olejem smolowym w stosunku wagowym 1 : 1, a nastepnie po ogrzaniu do temperatury 350 K przefiitrowano pod stalym cisnieniem w 670 hPa, uzyskano 53,3 placka i 1804,2 g przesaczu. Przesacz byl calkowicie pozbawiony skladników nierozpuszczalnych w chinolinie (ponizej 0,1%).Przyklad II. Próbke smoly jak w przykladzie I ogrzano do temperatury 423 K i wygrzewano przez 2 godziny. Nastepnie po rozprezeniu odebrano przez destylacje 33,5 g wody, po czym smole rozoienczono lekkim olejem smolowym w stosunku wagowym 1 : 0,7. Mie¬ szanine ogrzano do temperatury 350 K przy jednoczesnym mieszaniu i wprowadzono te miesza¬ nine do prózniowego filtra tkaninowego pracujacego pod stalym olsnieniem 670 hPa. Uzyska¬ no 23 g placka i 1161 g przesacza. Przesacz byl calkowicie wolny od skladników nierozpusz¬ czalnych w chinolinie 1140 202 3 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wstepnego oczyszczania surowych smól weglowych, znamienny tym, ze oczyszczane smoly weglowe poddaje sie wygrzewaniu w temperaturze 373 - 453 Kt a na¬ stepnie zdyspergowana faze wodna oddziela sie od fazy smolowej przez destylacje polaczona ewentualnie z grawitacyjnym rozdzialem fazf po czym faze smolowa rozciencza sie weglopo- chodnymi rozpuszczalnikami aromatycznymi dodanymi w ilosci od 30 do 100% wagowych w sto¬ sunku do smoly, a nastepnie otrzymana mieszanine poddaje sie filtracji w temperaturze po¬ wyzej 333 *? 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozpuszczalniki aro¬ matyczne stosuje sie benzole koksownicze, solwentnafte lub frakcje olejów smolowych. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wstepnego oczyszczania surowych smól weglowych, znamienny tym, ze oczyszczane smoly weglowe poddaje sie wygrzewaniu w temperaturze 373 - 453 Kt a na¬ stepnie zdyspergowana faze wodna oddziela sie od fazy smolowej przez destylacje polaczona ewentualnie z grawitacyjnym rozdzialem fazf po czym faze smolowa rozciencza sie weglopo- chodnymi rozpuszczalnikami aromatycznymi dodanymi w ilosci od 30 do 100% wagowych w sto¬ sunku do smoly, a nastepnie otrzymana mieszanine poddaje sie filtracji w temperaturze po¬ wyzej 333 *?
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozpuszczalniki aro¬ matyczne stosuje sie benzole koksownicze, solwentnafte lub frakcje olejów smolowych. PL