PL83708B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza- nia lepiszcza z surowców petrochemicznych do produkcji brykietów z wegla kamiennego.

Znanych jest wiele typów lepiszcza do produk¬ cji brykietów, jednakze przemyslowe zastosowa¬ nie znalazl tylko pak koksochemiczny z wegla ka¬ miennego oraz asfalty naftowe — destylacyjne, utlenione.

Paik koksowniczy spelnia wymagania, stawiane lepiszczom dzieki swoim korzystnym wlasnosciom fizyko-chemicznym. Jego temperatura mieknienia oznaczana metoda „pierscien-kula" wynosi dO— 90°C, a liczba koksowania 33—43% wagowych.

Otrzymane brykiety z zastosowaniem w charak¬ terze lepiszcza paku koksowniczego, posiadaja du¬ za wytrzymalosc na scinanie oraz dobra wytrzy¬ malosc ogniowa.

Mimo jego korzystnych wlasnosci, zastosowanie paku koksowniczego jako lepiszcza do produkcji brykietów jest ograniczone ze wzgledu na defi¬ cyt tego surowca w swiecie.

Do produkcji brykietów z wegla kamiennego stosuje sie równiez asfalty naftowe — destylacyj¬ ne, utlenione. Surowcem wyjsciowym do produk¬ cji takiego typu lepiszcza sa pozostalosci destyla¬ cyjne uzyskiwane z procesu zachowawczej prze¬ róbki rop bezparafinowyeh lub parafinowych. Po¬ zostalosci te otrzymuje sie po oddestylowaniu z ro¬ py ciezkich frakcji olejowych w temperaturze 360—390°C i pod cisnieniem rzedu 30—60 tor.

Tak wydzielone pozostalosci ropne charakteryzuja sie tym, ze posiadaja granice wrzenia powyzej 490—520°C, a poza tym maja podstawowe wlas¬ nosci fizyko-chemiczne; — temperatura mieknienia oznaczona metoda „ku- la-pierseien" w granicach 35—50°C, — zawartosc weglowodorów aromatycznych w czesci olejowej w granicach 40—55% wagowych, — liczbe koksowania w granicach 17 do 21% wa¬ gowych.

Nastepnie pozostalosci ropne poddaje sie proce¬ sowi 'Utleniania, metoda periodyczna, za poimoca powietrza lub tlenu. Proces utleniania przebiega bezkaitalitycznie, w temperaturze 230—270°C, w czasie 24—72 godzin, do momentu osiagniecia przez utleniana pozostalosc ropna temperatury mieknie¬ nia, oznaczona metoda „pierscien-kula" w wyso¬ kosci 80—90°C.

Asfalty destylacyjne, utlenione z rop bezpara¬ finowych wykazuja podobne wlasnosci fizyko- -chemiczne jak pak koksochemiczny, jednak za¬ stosowanie ich do procesu bryikietowania jest bardzo ograniczone, bowiem ropy bezparafinowe stanowia minimalny procent swiatowego wydoby¬ cia ropy naftowej. Oprócz asfaltów destylacyj¬ nych z rop bezpairafinowych, jako lepiszcza zna¬ lazly zastosowanie asfalty destylacyjne z rop pa¬ rafinowych.

Wada tego typu lepiszcza sa niezadowalajace wlasnosci reologiczne oraz niska liczba koksowa- 83 70883 3 nia, wynoszaca %6—25% wagowych, które nie za¬ bezpieczaja wymagainych wlasnosci fizykonche- micznych i eksploatacyjnych w procesie wytwa¬ rzania brykietów z wegla kamiennego. Otrzyma¬ ne brykiety wykazuja niska wytrzymalosc na sciskanie, wynoszaca po 15 kg/cm2. Ponadto bry¬ kiety, otrzymane z zastosowaniem jako lepiszcza asfaltów destylacyjnych z rop parafinowych, zle¬ piaja sie i rozpadaja w czasie magazynowania, posiadaja wskaznik wytrzymalosci ogniowej „J" ponizej 40, jak równiez nie ulegaja calkowitemu spaleniu. Asfalty destylacyjnie, utlenione z rop parafinowych nie mieszaja sie z pakiem koksow¬ niczym i w zwiazku z tym nie moga nawet cze¬ sciowo byc zastosowane jako skladnik lepiszcza pakowego.

Celem wynalazku bylo znalezienie lepiszcza o wlasnosciach przyblizonych do wlasnosci paku koksowniczego lob co najmniej asfaltów destyla- cyjmych, utlenionych z rop bezparafimowych, fetó- re byloby w stanie pokryc obecny deficyt na te surowce, a jednoczesnie wytworzone z takiego lepiszcza brykiety posiadaly odpowiednie wlasno¬ sci zwiazane z ich przeznaczeniem.

Stwierdzono, ze dobry surowiec dla produkcji lepiszcza stanowia ekstrakty otrzymywane w pro¬ cesie selektywnej rafinacji destylatów próznio¬ wych, jako produkty uboczne przy wytwarzaniu wysokojakosciowych bazowych olejów silnikowych, przekladniowych i innych olejów smarowych.

Sposobem wedlug wynalazku do otrzymywania lepiszcza stosuje sie ekstrakty, uzyskiwane przez zastosowanie takich rozpuszczalników jak: furfu¬ rol, krezol, fenol w procesie selektywnej rafinacji destylatów atmosferycznych lufo prózniowych, przy przerobie rop naftowych parafinowych lub bez- parafinowych.

Ekstrakty pochodzic moga z rafinacji selektyw¬ nej kazdego destylatu, którego granice wrzenia wynosza powyzej 250°C i nie przekraczaja górnej granicy wynoszacej 520°C. Ekstrakty stosowane do otrzymywania lepiszcza zawieraja powyzej 60% wagowych weglowodorów aromatycznych, oznacza¬ nych metodami chromatograficznymi i maja ge¬ stosc w temperaturze 20° powyzej 0,980.

Tak otrzymane ekstrakty poddaje sie utlenie¬ niu za pomoca powietrza lub tlenu, przy czym proces prowadzi sie w temperaturze 220^340°C, metoda ciagla, z szybkoscia 3 do 20 ton ekstrak¬ tu na godzine. Utleniony . ekstrakt posiada tempe¬ rature mieknienia od 70 do 100°C, w zaleznosci od technologii brykietowania, stosowanej przy wyrobie brykietów.

W zaleznosci od granic wrzenia i wlasnosci fi¬ zyko-chemicznych destylatów, jak równiez w za¬ leznosci od uzytego do rafinacji selektywnej roz¬ puszczalnika; furfurolu, fenolu, krezolu zmienia¬ ja sie wlasnosci ekstraktu, a przede wszystkim zawartosc weglowodorów aromatycznych w gra¬ nicach od 50—85% wagowych. Jednakze dla otrzy¬ mania lepiszcza do produkcji brykietów zawar¬ tosc weglowodorów aromatycznych powinna wy¬ nosic powyzej 60% wagowych. Poza tym ekstrak¬ ty posiadaja; 708 4 — lepkosc umowna przy temperaturze 100°C w granicach 1,5—12°E, — zawartosc asfaltenów ponizej 1% wagowego, — liczbe koksowania ponizej 4*5% wagowych.

Najkorzystniejsze warunki procesu dla poszcze¬ gólnych ekstraktów dobiera sie, zmieniajac tempe¬ rature procesu utleniania oraz ilosc wprowadzone¬ go czynnika utleniajacego, a tym samym czas reakcji.

Proces prowadzi sie w „sposób ciagly w reakto¬ rze przeplywowym, do którego od góry wprowa¬ dza sie ekstrakt przeznaczony do utleniania, a od dolu helkotka czynnik utleniania. Jednoczesnie od¬ prowadza sie w sposób ciagly utleniony ekstrakt rura syfonowa wprowadzona ponizej belkotki.

Proces jest egzotermiczny, a stala temperature reakcji utrzymuje sie, schladzajac zawartosc reak¬ tora bezposrednim wtryskiem wody. Produkt utle¬ niania cechuje temperatura mieknienia od 70 do 100°C oraz liczba koksowania od 28 do 35% wa¬ gowych. Takie wlasnosci otrzymanego lepiszcza pozwalaja na zaszeregowanie go do lepiszcza wy¬ sokiej jakosci.

Utleniony ekstrakt moze byc wykorzystany sam jako lepiszcze, lub moze byc stosowany do sporza¬ dzania mieszanek o dowolnym stosunku wagowym utlenionego ekstraktu z pakiem koksowniczym.

Mieszanki do brykietowania sporzadza sie sto¬ sujac 2 do 12 czesci wagowych lepiszcza lub mie¬ szaniny lepiszcza z pakiem koksowniczym na 100 czesci wagowych mialu weglowego. Do sporzadza¬ nia mieszanek stosuje sie wegle kamienne, nie- koksujace typu 31 do 32, jak i wegle koksujace zmielone i wysuszone, które po zmieszaniu z utle- nionym ekstraktem poddawane sa obróbce ter¬ micznej w malaikserze, a nastepnie wychodzaca z malaksera mase brykietowa prasuje sie i formu¬ je na brykiety o odpowiednim ksztalcie, Utworzone sposobem wedlug wynalazku lepisz¬ cze pozwalaja na zagospodarowanie duzej ilosci ekstraktów, otrzymanych w procesie selektywnej rafinacji olejów silnikowych, jak: oleju Lux 10, Suiperol 11, Superol 14, Extra 10, Selektol Specjal IOW/30, 20W/40, oleju bazowego II nydrorafino- wanegó, o lepkosci wedlug klasyfikacji reólogicz- nej SAE 30 lub ekstraktów z produkcji olejów ma¬ szynowych i specjalnych o nizszej lepkosci.- Otrzymane wedlug wynalazku lepiszcze moga konkurowac pod wzgledem jakosci z pakiem kok- sowiniczym oraz asfaltami pozostalosciowymi, po¬ chodzacymi z destylacji ropy naftowej — bezpara- finowej. Moga one pokryc istniejace braki rynko¬ we na tego rodzaju surowce. Utlenione ekstrakty otrzymane sposobem wedlug wynalazku moga byc wykorzystane bezposrednio do sporzadzenia mie¬ szanek w brykietowniach, a wyprodukowane bry¬ kiety posiadaja wysoka wytrzymalosc na sciska¬ nie, wynoszaca po 15 minutach po opuszczeniu w pras 60—80 kg/cm2, jak równiez wskaznik wytrzy¬ malosci ogniowej 20—25.

Przyklad I. W czasie rozruchu procesu do reaktora o pojemnosci 40 ms zaopatrzonego w bel- kotke doprowadzajaca powietrze, miernik pozio- 65 mu oraz wskaznik temperatury, wprowadza sie w8? TOS 6 sposób ciagly ze zbiornika magazynowego poprzez odgrzewacz ekstrakt furfurolowy o lepkosci 3,6°E w temperaturze 100°C, gestosc przy 20°C — 1,00 g/ml oraz liczba koksowania 3,6% wagowych, pochodzacy z procesu selektywnej rafinacji oleju 5 Lux 10 z destylatów ropy bezparafinowej.

Ekstrakt zawiera 63% wag. weglowodorów aro¬ matycznych. Surowiec utrzymuje sie w obiegu zamknietym w instalacji; reaktor, pompa, podgrze¬ wacz i reaktor, do czasu osiagniecia w reaktorze io temperatury 180°C. Po osiagnieciu tej temperatu¬ ry otrzymuje sie cyrkulacje surowca i wprowadza belkotka powietrze w ilosci 700 Nm8/godz.

Wypelnienie reaktora w czasie rozruchu wyno¬ si 50% jego pojemnosci ze wzgledu na silne pie- 15 nienie surowca w pierwszej fazie procesu. Reak¬ cja utleniania jest egzotermiczna, a temperature utleniania 220°C utrzymuje sie przez wprowadze¬ nie za pomoca wtryskiwacza do wnetrza reaktora mgly wodnej. Stopien utleniania surowca w trak- 20 cie trwania procesu okresla sie na podstawie tem¬ peratury mieknienia. Po czasie okolo 8 godzin osiagnieto temperature mieknienia produktu 45°C oznaczona metoda „pierscien4eula".

Pólprodukt, gdy przekroczy temperature miejkr 25 nienia 45°C, przestaje pienie w reaktorze i od te¬ go momentu zaczyna sie wlasciwy proces utlenia¬ nia. Wówczas wprowadza sie w sposób ciagly, z szybkoscia 3 m8/godz., surowy ekstrakt. Jedno¬ czesnie reguluje sie ilosc doprowadzonego do reak¬ tora powietrza w granicach 700 do 900 Nims/godz. w zaleznosci od stopnia utleniania surowca, kon¬ trolowanego w sposób ciagly poprzez oznaczenie temperatury mieknienia. Surowy ekstrakt dopro¬ wadza sie do reaktora od góry, w przeciwpradzie do wprowadzonego czynnika utleniajacego, a od dolu reaktora rura syfonowa odprowadza sie w sposób ciagly utleniony ekstrakt. Przy tej szyb¬ kosci doplywu surowca, czas reakcji utleniania trwa 12 godzin.

Otrzymamy produkt utleniania charakteryzuje sie temperatura miejknienia 88°C i liczba kokso¬ wania 30% wagowych. 9,0% wagowych tak wy¬ tworzonego lepiszcza miesza sie z 91% wagowy¬ mi mialu weglowego. Jako surowiec stosuje sie rozdrobniony wegiel kamienny typu 31, poddajac go uprzednio suszeniu nie dopuszczajac do pro¬ cesu odgazowania. Temperatura lepiszcza przed wymieszaniem wynosi 175°C, przy czym miesza¬ nie skladników przeprowadza sie w malakserze, a gotowa mase brykietowa prasuje sie i formuje.

Otrzymane brykiety wykazuja wytrzymalosc na sciskanie wynoszaca po 15 minutach 60 kg/cm2 i wskaznik próby ogniowej 20.

Przyklad II. Proces utleniania przeprowa¬ dza sie analogicznie jak wedlug przykladu I, sto¬ sujac jako surowiec ekstrakt krezolowy, zawiera¬ jacy 61% wagowych weglowodorów, pochodzacy z procesu selektywnej rafinacji oleju silnikowego Superol 11. Ekstrakt pochodzi z destylatów z ropy parafinowej. Charakteryzuje go lepkosc 5,0°E w temperaturze 100°C i gestosc przy 20°C 1,02 g/ml oraz liczba koksowa 2,5% wagowych. Utlenienie przeprowadza sie w temperaturze 250°C, doprowa- fl5 50 55 60 dzajac do reaktora surowiec z szybkoscia 6,0 m8/godz. Surowiec wprowadza sie w sposób ciagly, kontrolujac przebieg procesu pomiarem temperatury mieknienia produktu metoda pier- scien^kula. Przy szybkosci doplywu surowca 6,0 mtygodz. i przestrzeni roboczej reaktora 30 m» czas reakcji wynosi 7,5 godz. Utleniony ekstrakt wykazuje temperature mieknienia 96°C oraz licz¬ be koksowania 32% wagowych.

Do sporzadzenia mieszanki brykietowej stosuje sie 9% wagowych lepiszcza oraz 92% wagowych mialu weglowego otrzymanego z wegla kamien¬ nego typ 31. Temperatura lepiszcza wprowadzo¬ nego do wysuszonego mialu pod malakserem wy¬ nosi 185°C. Brykiety gotowe cechuje wytrzyma¬ losc na sciskanie 70 kg/om2 po czasie 15 minut.

Przyklad III. Proces przeprowadza sie ana¬ logicznie jak w przykladzie I, stosujac do utle¬ niania ekstrakt furfurolowy pochodzacy z desty¬ latów z ropy parafinowej na olej Superol 11, zawierajacy 80% wagowych weglowodorów aro¬ matycznych. Charakteryzuje go lepkosc 7,0°E w temperaturze 100°C i gestosc przy 20°C — 1,06 g7ml oraz liczba koksowa 1,9% wagowych.

Proces prowadzi sie w temperaturze 300°C, do¬ prowadzajac ekstrakt z szybkoscia 10,0 m8/godz. i dozujac powietrze w ilosci 1200—1400 m8/godz., przy czym czas reakcji wynosi 5 godzin. Produkt utleniania osiaga temperature mieknienia 95°C oraz liczbe koksowania 35% wagowych.

Do sporzadzenia mieszanki brykietowej stosuje sie 9% wagowych lepiszcza oraz 91% wagowych wysuszonego mialu weglowego, otrzymanego z we¬ gla typ 31. Temperatura lepiszcza wprowadzone¬ go do mialu przed malakserem wynosi 185°C.

Wytworzone po uformowaniu i sprasowaniu bry¬ kiety cechuje wytrzymalosc na sciskanie 80 kg/cm2 po czasie 15 minut.

Przyklad IV. Uzyskanie lepiszcza prowadzi sie jak w przykladzie I, stosujac do utlenienia ekstrakt furfurolowy, pochodzacy z procesu rafi¬ nacji selektywnej furfurolem, destylatów z ropy parafinowej, przeznaczonych na olej Selektol Specjal 10W/30. Ekstrakt ten charakteryzuje sie lepkoscia 1,8°E przy 100°C, gestosc przy 20°C — 1,001 g/ml, zawartosc weglowodorów aromatycz¬ nych 77% wagowych oraz liczbe koksowa 0,85% wagowych. Proces utlenienia prowadzi sie w tem¬ peraturze 320°C, doprowadzajac ekstrakt z szyb¬ koscia 14 m8/godz. i dozujac powietrze w ilosci 1200—1500 m8/godz.

Przyklad V. Proces prowadzi sie jak w przykladzie I, stosujac do utlenienia ekstrakt, uzyskany z procesu rafinacji selektywnej feno¬ lami destylatów z ropy parafinowej, przeznaczo¬ nych do otrzymania oleju silnikowego bazowego Superol 14. Ekstrakt ten charakteryzuje sie lep¬ koscia 5,8°E przy 100°C, liczba koksowa 2,5% wa¬ gowych, gestoscia przy 20°C w wysokosci 1,01 g/ml, zawartoscia weglowodorów aromatycz¬ nych 63% wagowych. Proces utlenienia prowadzi sie w temperaturze 320°C, doprowadzajac ekstrakt z szybkoscia 14 mtygodz. i dozujac powietrze w ilosci 1000 m8/godz.7 ? 83 708 8

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe nowych, o granicach wrzenia 250°C od 520°C, za¬ wierajace powyzej 60% wagowych weglowodorów Sposób wytwarzania lepiszcza do produkcji bry- aromatycznych, gestosc przy 20°C powyzej 0,980, kietów z wegla kamiennego, znamienny tym, ze liczbe koksowa ponizej 4,5% wagowych, utlenia ekstrakty, uzyskiwane z procesu rafinacji selek- 5 sie w sposób ciagly w temperaturze 220—340° za tywnej za pomoca furfurolu, krezolu, fenolu desty- pomoca powietrza lub tlenu, z szybkoscia 3—20 latów rop naftowych, parafinowych lub bezparafi- ton ekstraktu na godzine. Cena 10 zl PZG Koszalin. Zam. D-617. Naklad 125 egz.