PL76388B1 - - Google Patents

Description

Uprawniony z patentu: Rlitgerswerke Aktiengesellschaft, Frankfurt nad Menem (Republika Federalna Niemiec).Sposób wytwarzania koksu anizotropowego dajacego sie latwo grafityzowac Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia anizotropowego, dajacego sie latwo grafityzo¬ wac koksu przez wytlewanie mieszanin w znacz¬ nym stopniu aromatycznych weglowodorów.Elektrody, które stosuje sie w procesach elek¬ trochemicznych, np. do wytwarzania stali elektrycz¬ nej, do elektrolizy roztworów chlorków metali al¬ kalicznych, otrzymywania magnezu pierwotnego i wytwarzania chloranu sodu, wytwarza sie z od¬ powiedniego zmielonego koksu i odpowiedniego do danego celu srodka wiazacego. Z masy wytwo¬ rzonej przez zmieszanie obu skladników formuje sie surowa elektrode, nastepnie poddaije sie ja wstepnemu prazeniu przez dzialanie ciepla i gra- fityzuje przez ogrzewanie do wysokiej temperatury bez dostepu powietrza.Koks potrzebny do wytwarzania elektroigrafitu powinien nadawac sie do mozliwie latwej grafity- zacji jak równiez wykazywac wlasciwosci anizotro¬ powe i mozliwie niski termiczny wspólczynnik roz¬ szerzalnosci.Wiadomo, ze do wydarzania koksów specjal¬ nych o dobrej anizotropii przy jednakowym surow¬ cu korzystniejsze od koksowania w wysokiej tem¬ peraturze jest wytlewanie w temperaturze 350— 550° C. Jednak zalety wytlewania, które stosuje sie równiez w sposobie wedlug wynalazku, wystepuja w pelni dopiero wówczas., gdy stosuje sie do tego procesu optymalnie nadajacy sie material wyj¬ sciowy 10 15 25 W opisie patentowym USA nr 3.326.796 opisano sposób wytwarzania koksu o igielkowatej struk¬ turze, polegajacy na tym, ze produkt uboczny o temperaturze mieknienia 40—65° C, otrzymany przy wytwarzaniu nienasyconych weglowodorów przez krakowanie lekkich produktów ropnych, pod¬ grzewa sie równomiernie do temperatury kokso¬ wania i przeprowadza sie koksowanie w warunkach termicznej jednorodnosci i w stanie spokoju, z wy¬ jatkiem ruchów wywolywanych przez wznoszenie wywiazujacych sie gazów. Koksowanie prowadzi sie przy tym wedlug uciazliwego sposobu podwyz¬ szania temperatury przedstawionego w przykla¬ dzie 1, tj. ogrzewanie do temperatury 435° C, utrzy¬ mywanie w tej temperaturze w ciagu 15 godzin, nastepnie ogrzewanie do temperatury 460° C, i to o 2,5° C na godzine i wreszcie ogrzewanie dlo tem¬ peratury 560° C, o 33° C na goidzine. Z otrzymanego koksu mozna wytwarzac elektrody grafitowe o ter¬ micznym wspólczynniku rozszerzalnosci 8,8 X 10~7 stopien-1.Zadaniem wynalazku jest ulepszenie sposobu wy¬ twarzania anizotropowego i dajacego sie latwo grafityzowac koksu o lepszych wlasciwosciach, przez wytlewanie mieszanin aromatycznych weglo¬ wodorów.Zadanie wedlug wynalazku rozwiazano w ten sposób, ze mieszaniny weglowodorów aromatycz¬ nych zawierajace zwiazki nienasycone poddaje sie krótkotrwalej polimeryzacji termicznej pod zwiek- 76 38876 388 szonym cisnieniem w temperaturze 300—400° C, bezposrednio potem obrobiony w ten sposób ter¬ micznie material doprowadza sie do odparowania przez rozprezenie, nastepnie przez rozdzielanie na drodze destylacji oddziela sie utworzone ze zwiaz- 5 ków nienasyconych polimery z produktem blotnym od frakcji wrzacych w temperaturze do okolo 350° C i ten produkt blotny, ewentualnie w mie¬ szaninie z wrzacymi w temperaturze powyzej 220° C frakcjami smoly z wegla kamiennego albo 10 wysokoaromatycznjrmi produktami ropnymi, pod¬ daje sie wytlewaniu w temperaturze 450—550° C i pod cisnieniem 1—6,5 atn w „delayed coker".Wedlug szczególnie korzystnej odmiany prze¬ prowadzenia sposobu wedlug wynalazku zamiast 15 wrzacych w temperaturze powyzej 220° C frakcji smoly z wegla kamiennego lub wysokoaromatycz- nych produktów ropnych stosuje sie uwolniona jedynie od olejów lekkich pozostalosc podestyla¬ cyjna za zawierajacych zwiazki nienasycone mie- 2o szanin weglowodorów aromatycznych.Stosujac sposób wedlug wynalazku, w przeci¬ wienstwie do dlugich igielkowatych, uksztaltowa¬ nych wiazkami krystalitów znanego koksu iglowe¬ go, otrzymuje sie pólkoks o korzystnych duzych 35 jednostkach krystalicznych o zmiennym kierunku wzrostu w ukladzie plomienistym. Sa to pólkoksy, dajace sie latwo grafityzowac, z których po kalcy¬ nowaniu i grafityzacji otrzymuje sie elektrody gra¬ fitowe o termicznych wspólczynnikach rozszerzal- 30 nosci 4,8—5,6 X 10-7 stopien-1. Koksy te mozna stosowac do wytwarzania elektrod grafitowych o najwiekszej srednicy, tak zwanych elektrod Ultra-High Power.W przeciwienstwie do znanych sposobów wytwa- 35 rzania koksu igielkowatego wedlug opisu patento¬ wego USA nr 3.326.796 sposób wedlug wynalazku charakteryzuje sie znacznym uproszczeniem — nie ma uciazliwego harmonogramu wzrostu temperatu¬ ry przy wytlewaniu, i poza tym z koksu otrzyma- 40 nego sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie elektrody grafitowe o znacznie nizszych termicz¬ nych wspólczynnikach rozszerzalnosci, niz w przy¬ padku znanego koksu.Z niemieckiego opisu patentowego Aus legeschrift 45 nr 1.243.140 znany jest sposób wytwarzania nadaja¬ cego sie na elektrody koksu o wspólczynniku rozszerzalnosci nie wiekszym niz okolo 5 X10-7 stopien-1, polegajacy na tym, ze mieszanine otrzy¬ manych z ropy naftowej, np. przez krakowanie smól wysokoaromatycznych i pozostalosci pode¬ stylacyjnych z ropy naftowej poddaje sie kokso¬ waniu. Jesli nawet wspólczynniki rozszerzalnosci elektrod grafitowych wytworzonych z obydwóch koksów sa w przyblizeniu podobne, to jednak wy¬ dajnosc koksu, w przeliczeniu na material wyjscio- M wy, w przypadku sposobu wedlug wynalazku jest znacznie lepsza niz w znanym sposobie; wydaj¬ nosc wedlug wynalazku wynosi 40—55°/o, w znanej propozycji 20—24°/o.Wynalazek wyjasniaja blizej przyklady korzyst- 60 nego przeprowadzenia procesu.Przyklad I. Olej aax»natyczny o wysokiej za¬ wartosci nienasyconych zwiazków aromatycznych przeprowadza sie pod cisnieniem 4—10 atn przez 65 piec rurowy, tam ogrzewa sie w ciagu 45 minut do temperatury koncowej 380° C i nastepnie roz¬ preza do kolumny destylacyjnej, w której panuje cisnienie fazy blotnej 100 torów. Produkt blotny * ma nastepujacy sklad: styren i homologi inden i homologi naftalen i homologi acenaften i homologi fluoren homologi fluorenu fenantren i antracen homologi fenantrenu i antracenu fluor anten piren benzofluoreny chryzen wyzej skondensowane weglowodory do temperatury wrzenia 600° C kopolimer indenu i jego homologów 0,2% 0,3% 1,4% 0,7%) 0,6% 1,4% 2,4% 1,0% 1,0% 0,7% 1,8% 0,6% 1,9% 86,0% Przeprowadza sie w znany sposób wytlewanie w temperaturze okolo 470° C i pod cisnieniem 5 atn w „delayed coker". Otrzymuje sie z wydajnoscia 55% pólkoks, który poddaje sie kalcynowaniu w znany sposób. Wytworzona z kalcynowanego koksu elektroda grafitowa ma liniowy termiczny wspólczynnik rozszerzalnosci 5,2 X10-7 stopien-1, Przyklad II. 70 czesci produktu blotnego, otrzymanego wedlug przykladu I, miesza sie z 30 czesciami oleju antracenowego o temperaturze wrzenia 300—380° C i mieszanine poddaje sie w znany sposób wytlewaniu w temperaturze okolo 470° C i pod cisnieniem 4,5 atn. Otrzymuje sie z wydajnoscia 45% pólkoks^ który poddaje sie w znany sposób kalcynowaniu. Wytworzona z kal¬ cynowanego koksu elektroda grafitowa ma liniowy termiczny wspólczynnik rozszerzalnosci 4,8 X 10~7 stopien-1.Przyklad III. 50 czesci produktu blotnego, otrzymanego wedlug przykladu I, miesza sie z 50 czesciami frakcji z destylacji oleju aKMnatycznego wedlug przykladu I o zakresie temperatur wrzenia 220—350° C i mieszanine wytlewa sie w znany sposób w temperaturze okolo 470° C i pod cis¬ nieniem 6 atn. Otrzymuje sie z wydajnoscia 40% pólkoks, który poddaje sie w znany sposób kalcy¬ nowaniu. Wytworzona z kalcynowanego koksu elek¬ troda grafitowa ma liniowy termiczny wspólczyn¬ nik rozszerzalnosci 5,0 X 10~7 stopien-1.Przyklad IV. 50 czesci produktu blotnego, otrzymanego wedlug przykladu I, miesza sie z 50 czesciami uwolnionego jedynie od olejów lekkich materialu wsadowego do polimeryzacji termicznej pod zwiekszonym cisnieniem wedlug przykladu I i mieszanine wytlewa sie w znany sposób w tern* peraturze okolo 470° C i pod cisnieniem 6 atn.Otrzymuje sie z wydajnoscia 50% pólkoks, który poddaje sie w znany sposób kalcynowaniu. Wytwo¬ rzona z kalcynowanego koksu elektroda grafitowa ma liniowy termiczny wspólczynnik rozszerzalnosci 4,9 X10~7 stopien-1.76 388 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania aiiizotropowych i daja¬ cych sie latwo gratfityzowac koksów przez wytle- wanie mieszanin w znacznym stopniu aromatycz¬ nych weglowodorów, znamienny tym, ze zawiera¬ jace nienasycone zwiazki mieszaniny weglowodo¬ rów aromatycznych poddaje sie krótkotrwalej ter¬ micznej polimeryzacji pod zwiekszonym cisnieniem w temperaturze 300—400° C, po czym poddany w ten sposób wstepnej obróbce termicznej ma¬ terial doprowadza sie do odparowania przez rozpre¬ zanie, a nastepnie przez rozdzielenie na drodze destylacji oddziela sie utworzone z nienasyconych zwiazków polimery z produktem blotnym od frak- 10 cji wrzacych w temperaturze do okolo 350° C i ten produkt blotny, ewentualnie w mieszaninie z wrza¬ cymi w temperaturze powyzej 220° C fakcjalmi smoly z wegla kamiennego albo wysokoaromatycz- nymi produktami ropnymi, poddaje sie wytlewa- niu w temperaturze 450—550° C i pod cisnieniem 1—6,5 atn w „delayed coker".

2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zamiast wrzacych w temperaturze (powyzej 220° C frakcji smoly z wegla kamiennego albo wysokoaromatycznych produktów ropnych stosu¬ je sie uwolniona od olejów lekkich pozostalosc podestylacyjna z zawierajacych zwiazki nienasy¬ cone mieszanin weglowodorów aromatycznych. CZY I LLiNl A Urzedu Pntento\\*--n" Polskie| ImiT^- '-: ' PL PL