RU2119448C1 - Method and apparatus for producing fluorinated carbon - Google Patents
Method and apparatus for producing fluorinated carbon Download PDFInfo
- Publication number
- RU2119448C1 RU2119448C1 RU96109107/25A RU96109107A RU2119448C1 RU 2119448 C1 RU2119448 C1 RU 2119448C1 RU 96109107/25 A RU96109107/25 A RU 96109107/25A RU 96109107 A RU96109107 A RU 96109107A RU 2119448 C1 RU2119448 C1 RU 2119448C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- fluorine
- carbon
- gas
- carbon material
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области химической технологии, а конкретно к получению твердых фторидов углерода (поликарбонофторидов), которые находят применение в качестве катодного материала литиевых химических источников тока, добавок и смазок, в качестве смазывающих веществ, в электронике - для изготовления диэлектрических подложек и др. The invention relates to the field of chemical technology, and specifically to the production of solid carbon fluorides (polycarbonofluorides), which are used as cathode material of lithium chemical current sources, additives and lubricants, as lubricants, in electronics - for the manufacture of dielectric substrates, etc.
Известны способы получения фторированного углерода путем обработки углеродного материала смесью фтора с инертным газом при температуре 200-600oC (см. J. of Fluorine Chem., 46 (1990), 461-477; Schmierungstechnir, Berlin, 1988, 19, N 4 114-117).Known methods for producing fluorinated carbon by treating a carbon material with a mixture of fluorine with an inert gas at a temperature of 200-600 o C (see J. of Fluorine Chem., 46 (1990), 461-477; Schmierungstechnir, Berlin, 1988, 19, N 4 114-117).
Способы позволяют получать в зависимости от исходного материала и температуры, фторуглерод от черного до белого цвета с содержанием фтора от 11 до 66% мас., насыпной плотностью 0,1-1,0 г/см3.The methods allow to obtain, depending on the starting material and temperature, fluorocarbon from black to white with a fluorine content of from 11 to 66 wt.%, Bulk density of 0.1-1.0 g / cm 3 .
Основной задачей при осуществлении этих способов является предотвращение термодеструкции образующегося фторуглерода по уравнению
4(CF)n __→ nCF4 + 3nC*,
где
C* - активный углерод.The main objective in the implementation of these methods is to prevent thermal degradation of the resulting fluorocarbon according to the equation
4 (CF) n __ → nCF 4 + 3nC * ,
Where
C * is active carbon.
Процесс термодеструкции идет с большим выделением тепла и может привести к потери конечного продукта и к разрушению оборудования. The process of thermal degradation proceeds with a large heat release and can lead to loss of the final product and to destruction of equipment.
Одним из типичных способов предотвращения термодеструкции является отвод тепла экзотермической реакции фтора с углеродом путем принудительной циркуляции фторирующей смеси через исходный материал, загруженный в сетчатые ячейки (см. ИК Patent Application GB 2104884A, 1982). Этот способ используется в основном при фторировании графита. One typical way to prevent thermal degradation is to remove the heat of the exothermic reaction of fluorine with carbon by forcing the fluorinating mixture through the feed material loaded into the mesh cells (see IR Patent Application GB 2104884A, 1982). This method is mainly used for fluorination of graphite.
Другой способ предотвращения термодеструкции (а значит, и предотвращения потери массы полученного фторуглерода) заключается в добавке к используемому фтору фтористого водорода в количестве не более 5% об. При обработке углеродного материала в интервале температур 300-450oC таким фтором потери фторированного углерода не наблюдается. Если фтористого водорода будет содержаться более 5 об%. , то имеет место снижение массы готового продукта - фторированного углерода с соотношением C : F = 1 : 1 (см. заявку ФРГ N 2306737, 1978 г.).Another way to prevent thermal degradation (and, therefore, to prevent the loss of mass of the obtained fluorocarbon) is to add to the used fluorine hydrogen fluoride in an amount of not more than 5% vol. When processing carbon material in the temperature range 300-450 o C such fluorine fluorinated carbon loss is not observed. If hydrogen fluoride will contain more than 5% vol. , then there is a decrease in the mass of the finished product - fluorinated carbon with a ratio of C: F = 1: 1 (see the application of Germany N 2306737, 1978).
Недостатком способа является необходимость добавлять к фтору фтористый водород, не исключается возможность термодеструкция фторированного углерода. The disadvantage of this method is the need to add hydrogen fluoride to fluorine, the possibility of thermal degradation of fluorinated carbon is not excluded.
Вариантом этого способа является известный способ получения фторированного углерода, включающий обработку углеродного материала смесью азота с фтором, полученным при электролизере расплава кислых фторидов калия, в частности KF • 2HF (заявка Великобритании 2104883, кл. C 01 B 31/00, 1983). Этот способ является прототипом предлагаемого изобретения. A variant of this method is a known method for producing fluorinated carbon, comprising treating the carbon material with a mixture of nitrogen and fluorine obtained by electrolysis of a melt of potassium acid fluorides, in particular KF • 2HF (application UK 2104883, class C 01 B 31/00, 1983). This method is a prototype of the invention.
Недостатком способа по прототипу является необходимость просеивания через сито полученного продукта для отделения фторированного графита от непрореагировавшего углеродного материала (если реакция фторирования прекращается до ее завершения), отсутствие критерия завершения процесса. Способ не позволяет получать фторированный углерод с заданным содержанием фтора, однородный по качеству продукт, а также не исключает термодеструкции фторированного углерода. The disadvantage of the prototype method is the need to sieve the product obtained through a sieve to separate fluorinated graphite from unreacted carbon material (if the fluorination reaction is terminated before it is completed), there is no criterion for completing the process. The method does not allow to obtain fluorinated carbon with a given fluorine content, a product of uniform quality, and also does not exclude thermal degradation of fluorinated carbon.
Технической задачей изобретения является получение фторированного углерода с заданным содержанием в нем фтора, получение однородного по качеству фторуглеродного материала, повышение производительности. An object of the invention is to obtain fluorinated carbon with a given fluorine content therein, to obtain a fluorocarbon material of uniform quality, increasing productivity.
Техническая задача решается тем, что при обработке углеродного материала смесью анодного газа фторного электролизера с инертным газом, в частности азотом, обеспечивают содержание фтора в исходной газовой смеси 12-21 об.%, обработку ведут при температуре 320-500oC при непрерывном анализе газов на входе и выходе из реакционной зоны, а процесс заканчивают при достижении содержания компонентов в отходящем реакционном газе до значений, соответствующих их содержанию в исходной смеси анодного газа фторного электролизера с инертным газом.The technical problem is solved in that when the carbon material is treated with a mixture of an anode gas of a fluorine electrolyzer with an inert gas, in particular nitrogen, the fluorine content in the initial gas mixture is 12-21 vol.%, Processing is carried out at a temperature of 320-500 o C with continuous gas analysis at the entrance and exit of the reaction zone, and the process ends when the content of the components in the exhaust reaction gas reaches values corresponding to their content in the initial mixture of the anode gas of the fluorine electrolyzer with an inert gas.
Для осуществления способа предложено устройство, прототипом которого является устройство для получения фторированного графита, описанное в заявке Великобритании (N 2104884, 1993 г.). Устройство по прототипу включает реактор, подогреватель реактора, смеситель фтора и азота, газопроницаемую оснастку для углеродного материала, узел ввода газа в реактор и патрубок вывода газа из реактора. Используется для получения фторированного графита при прохождении фторирующей смеси через углеродный материал, загруженный в сетчатые ячейки. Данное устройство не исключает термодеструкции получаемого фторуглеродного материала. To implement the method, a device is proposed, the prototype of which is a device for producing fluorinated graphite, described in the application of the United Kingdom (N 2104884, 1993). The prototype device includes a reactor, a reactor heater, a fluorine and nitrogen mixer, a gas-permeable tooling for carbon material, a gas inlet to the reactor, and a gas outlet pipe from the reactor. Used to produce fluorinated graphite during the passage of a fluorinating mixture through carbon material loaded into mesh cells. This device does not exclude thermal degradation of the resulting fluorocarbon material.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются:
соотношение объема реактора (м3) к геометрической поверхности оснастки (м2) для углеродного материала равно 0,3-0,4;
реакционный газ подается в реактор подогретым и дополнительно прогревается при прохождении его по распределительной гребенке, смонтированной внутри реактора.Distinctive features of the proposed device are:
the ratio of the volume of the reactor (m 3 ) to the geometric surface of the tool (m 2 ) for the carbon material is 0.3-0.4;
the reaction gas is fed into the reactor heated and additionally warmed up as it passes through a distribution comb mounted inside the reactor.
Этими признаками обеспечивается стабилизация процесса, исключается возможность термодеструкции фторированного углерода. These features provide stabilization of the process, eliminates the possibility of thermal degradation of fluorinated carbon.
Предлагаемое устройство представлено на чертеже. Устройство включает реактор фторирования 1, газопроницаемую оснастку 2 для углеродного материала, люк загрузки 3, узел ввода исходного газа, патрубок отвода 4 газа, смеситель 5 и подогреватель 6. Узел подачи исходного реакционного газа снабжен термокамерой 7 в распределительной гребенкой 8, расположенной внутри реактора, соотношение объема реактора (м3) к геометрической поверхности (м2) газопроницаемой оснастки для углеродного материала выполнено равным 0,3-0,4.The proposed device is presented in the drawing. The device includes a fluorination reactor 1, gas-permeable snap-in 2 for carbon material, a
Таким образом, сущность изобретения заключается в обработке углеродного материала смесью анодного газа фторного электролизера и азота концентрации фтора в смеси 12-21% об. при непрерывном контроле состава газа на входе и выходе из реакционной зоны в устройстве с соотношением объема реактора (м3) к геометрической поверхности оснастки (м2) для углеродного материала равным 0,3-0,4, с обогревом исходной газовой смеси перед подачей его в реакционную зону и в распределительной гребенке, смонтированной внутри реактора, что позволяет увеличить производительность, получать фторуглеродный материал с заданным содержанием в нем фтора, получать однородный по качеству продукт при более низкой температуре, использовать в качестве исходного углеродный материал любой марки и кристалличности (сажу, графит, сибунит, кокс), исключить возможность термодеструкции фторированного углерода.Thus, the invention consists in processing a carbon material with a mixture of the anode gas of a fluorine electrolyzer and nitrogen with a fluorine concentration in the mixture of 12-21% vol. with continuous monitoring of the gas composition at the inlet and outlet of the reaction zone in the device with the ratio of the reactor volume (m 3 ) to the geometric surface of the tool (m 2 ) for the carbon material equal to 0.3-0.4, with the heating of the initial gas mixture before feeding it into the reaction zone and in the distribution comb mounted inside the reactor, which allows to increase productivity, obtain fluorocarbon material with a given fluorine content, obtain a product of uniform quality at a lower temperature, use as the starting carbon material and any grade of crystallinity (carbon black, graphite, sibunite, coke) to exclude the possibility of thermal degradation of fluorinated carbon.
При температуре 320oC и содержании фтора в исходной смеси меньше 12 об.% снижается производительность.At a temperature of 320 o C and a fluorine content in the initial mixture of less than 12 vol.% Decreases productivity.
При температуре выше 500oC и при содержании фтора в исходной смеси более 21 об. % имеет место также снижение производительности вследствие выгорания углерода до летучих веществ.At a temperature above 500 o C and with a fluorine content in the initial mixture of more than 21 vol. % there is also a decrease in productivity due to the burning of carbon to volatile substances.
Если закончить процесс при содержании компонентов в отходящих газах меньше их содержания в исходном реакционном газе, то получается фторированный углерод с содержанием фтора ниже 59-61 мас.%. При достижении содержания компонентов (фтор, летучие фторуглероды) в отходящих газах до их значений в исходной газовой смеси, поступающей на фторирование, получают однородный фторированный углерод с содержанием фтора в интервале 59-61 мас.%. If you finish the process when the content of the components in the exhaust gas is less than their content in the original reaction gas, then we get fluorinated carbon with a fluorine content below 59-61 wt.%. Upon reaching the content of components (fluorine, volatile fluorocarbons) in the exhaust gases to their values in the initial gas mixture supplied to fluorination, a uniform fluorinated carbon with a fluorine content in the range of 59-61 wt.% Is obtained.
Снабжение заявленного устройства термокамерой для подогрева исходного реакционного газа и распределительной гребенкой, расположенной внутри реактора, позволяет избежать в реакционной зоне реактора перепадов температур, стабилизировать процесс фторирования. Providing the claimed device with a heat chamber for heating the initial reaction gas and a distribution comb located inside the reactor allows avoiding temperature differences in the reactor reaction zone and stabilizing the fluorination process.
Соотношение объема реактора (м3) к геометрической поверхности газопроницаемой оснастки (м2) фактически определяет количество фтора в газовой фазе, приходящееся на 1 м2 углеродного материала, что очень важно при неизбежных флюктуациях параметров и условий проведения реального процесса фторирования, в ходе которого фтор из реакционной смеси непрерывно потребляется углеродным материалом. Слишком малый объем реактора по отношению к поверхности углеродного материала обеспечивает быстрое поглощение фтора из этого объема углеродным материалом (вплоть до нуля), что неизбежно приведет к деструкции, частичной или полной, фторированного углерода. Слишком большой объем реактора относительно поверхности углеродного материала, с этой точки зрения, для процесса не вреден, но не оправдывается экономически. Нами найдено оптимальное соотношение 0,3-0,4 м3/м2, обеспечивающее достаточное количество фтора в газовой фазе над углеродным материалом при любых флуктуациях параметров и условий ведения процесса в нормальном режиме.The ratio of the reactor volume (m 3 ) to the geometric surface of the gas-permeable tooling (m 2 ) actually determines the amount of fluorine in the gas phase per 1 m 2 of carbon material, which is very important in the event of inevitable fluctuations in the parameters and conditions of the actual fluorination process, during which fluorine from the reaction mixture is continuously consumed by carbon material. Too small a volume of the reactor with respect to the surface of the carbon material ensures rapid absorption of fluorine from this volume by the carbon material (up to zero), which will inevitably lead to destruction, partial or complete, of fluorinated carbon. Too large a reactor volume relative to the surface of the carbon material, from this point of view, is not harmful to the process, but is not economically justified. We found the optimum ratio of 0.3-0.4 m 3 / m 2 , providing a sufficient amount of fluorine in the gas phase over the carbon material under any fluctuations in the parameters and conditions of the process in normal mode.
Процесс фторирования проводят следующим образом. Через люк 3 в реактор 1 загружают газопроницаемую оснастку 2, заполненную исходным углеродным материалом (сажа, сибунит, графит и др.) слоем 5-10 мм. Реактор герметизируют, включают подогреватель 6 реактора и обогрев термокамеры 7 и через смеситель 5 и узел ввода (термокамера 7 и распределительная гребенка 8) в реактор подают азот в течение времени, необходимого для вывода реактора на заданный температурный режим. Расход азота 1 м3/час.The fluorination process is carried out as follows. Through the
В этот период происходит удаление влаги и легколетучих примесей из углеродного материала, удаление воздуха из объема реактора. During this period, moisture and volatile impurities are removed from the carbon material, and air is removed from the reactor volume.
По достижении заданной температуры начинают непрерывный анализ газов в смесителе 5 и на выходе из реактора (патрубок 4), в смеситель 5 подают анодный газ фторного электролизера (0,7-0,8 м3/час) так, чтобы содержание фтора в смеси с азотом было равно 12-21 об.%, как правило, содержание летучих фторидов углерода в исходной смеси находится на уровне 0,01% об. (масс-спектрометрический анализ). Из смесителя 5 реакционный газ подают в реактор через термокамеру 7, нагретую до 300oC, и через распределительную гребенку 8. Газ, проходя распределительную гребенку, дополнительно нагревается до температуры реакционной зоны и вступает в реакцию с углеродным материалом. Начинается поверхностное фторирование углерода - I стадия процесса, что видно по составу отходящих через патрубок вывода 4 из реактора газов: содержание фтора в первые 0,5 часа снижается до 5-10 об.%, возрастает до 1 об.% и выше - содержание летучих фторуглеродов. Эта стадия длится 10-20 часов. В конце ее содержание фтора в газах на выходе из реактора поднимается до исходного, содержание летучих фторуглеродов снижается до 0,02-0,09 об.%. На этой стадии происходит поверхностная обработка углеродного материала, выжигается фтором основная часть легколетучих углеродных примесей.Upon reaching the set temperature, a continuous analysis of the gases begins in the mixer 5 and at the outlet of the reactor (pipe 4), the anode gas of the fluorine electrolyzer (0.7-0.8 m 3 / h) is supplied to the mixer 5 so that the fluorine content in the mixture with nitrogen was equal to 12-21 vol.%, as a rule, the content of volatile carbon fluorides in the initial mixture is at the level of 0.01% vol. (mass spectrometric analysis). From the mixer 5, the reaction gas is supplied to the reactor through a heat chamber 7 heated to 300 ° C. and through a distribution comb 8. The gas passing through the distribution comb is additionally heated to the temperature of the reaction zone and reacts with the carbon material. The surface fluorination of carbon begins - stage I of the process, which is evident from the composition of the gases leaving the reactor outlet 4 from the reactor: the fluorine content in the first 0.5 hours decreases to 5-10 vol.%, Increases to 1 vol.% And higher - the volatile content fluorocarbons. This stage lasts 10-20 hours. At the end, its fluorine content in the gases at the outlet of the reactor rises to the initial one, the content of volatile fluorocarbons decreases to 0.02-0.09 vol.%. At this stage, surface treatment of the carbon material occurs, the bulk of the volatile carbon impurities is burned by fluorine.
Затем наступает II стадия фторирования. Она длится 20-40 часов. В начальный период содержание легколетучих примесей в отходящих газах резко возрастает до 0,8-0,9 об. % и затем плавно снижается до 0,02-0,03 об.%, содержание фтора снижается до 5-6 об.%. На этой стадии происходит внедрение фтора в межслоевое пространство углеродного материала, фтор реагирует с вторичными и третичными углеродными атомами с образованием связей C-F. Then comes the second stage of fluorination. It lasts 20-40 hours. In the initial period, the content of volatile impurities in the exhaust gases increases sharply to 0.8-0.9 vol. % and then gradually decreases to 0.02-0.03 vol.%, the fluorine content decreases to 5-6 vol.%. At this stage, fluorine is introduced into the interlayer space of carbon material, fluorine reacts with secondary and tertiary carbon atoms to form C-F bonds.
Следующая - III стадия фторирования. Фтор реагирует с наименее реакционноспособными атомами углерода - первичными с образованием связей . Хотя общее количество концевых (первичных) атомов углерода относительно меньше, чем вторичных и третичных, но потребляют фтора они практически такое же количество. Содержание летучих фторуглеродов на этой стадии плавно снижается до уровня 0,02-0,03 об.%, содержание фтора достигает минимума 2-5 об.%. Эта стадия длится 20-40 часов.The next is stage III fluorination. Fluorine reacts with the least reactive carbon atoms - primary with the formation of bonds . Although the total number of terminal (primary) carbon atoms is relatively less than secondary and tertiary, they consume almost the same amount of fluorine. The content of volatile fluorocarbons at this stage gradually decreases to the level of 0.02-0.03 vol.%, The fluorine content reaches a minimum of 2-5 vol.%. This stage lasts 20-40 hours.
После чего наступает заключительная, IV стадия фторирования. Содержание фтора в отходящих газах плавно нарастает до исходного значения (12-21 об.%), а содержание летучих фторуглеродов снижается до исходного - 0,01 об.%. Длительность стадии 10-20 часов, в конце ее заканчивается блокировка концевых групп углерода фтором, что существенно повышает термическую устойчивость образующегося твердого фторуглерода. Then comes the final, IV stage of fluorination. The fluorine content in the exhaust gases gradually increases to the initial value (12-21 vol.%), And the content of volatile fluorocarbons decreases to the initial value - 0.01 vol.%. The duration of the stage is 10-20 hours, at the end of it the blocking of the carbon end groups by fluorine ends, which significantly increases the thermal stability of the formed solid fluorocarbon.
Но в то же время, пока не закончилась блокировка фтором концевых групп углеродного материала, эта стадия является наиболее опасной и неустойчивой. Именно на этой стадии следует ожидать обвальной термодеструкции полученного фторуглерода, которая может привести даже к разрушению оборудования. Термодеструкция, например, на III стадии фторирования не так опасна вследствие малого содержания во фторуглероде концевых групп И здесь важную роль играет найденное нами эмпирическое соотношение объема реактора к геометрической поверхности оснастки для углеродного материала, равное 0,3-0,4. При меньшем соотношении более резко сказываются неизбежные флуктуации параметров и условий ведения процесса или нештатное их отклонение (нарушение герметичности оборудования, температура, соотношение: фтор - инертный газ).But at the same time, until the fluorine blocking of the end groups of the carbon material has ended, this stage is the most dangerous and unstable. It is at this stage that one should expect a landslide thermal decomposition of the obtained fluorocarbon, which can even lead to the destruction of equipment. Thermal degradation, for example, at stage III of fluorination is not so dangerous due to the low content of end groups in fluorocarbon And here the important role is played by the empirical ratio of the reactor volume to the geometric surface of the tooling for the carbon material, which is 0.3-0.4. With a lower ratio, the inevitable fluctuations in the parameters and conditions of the process or their abnormal deviation (violation of equipment tightness, temperature, ratio: fluorine - inert gas) are more sharply affected.
Следует отметить, что процесс фторирования может продолжаться и дальше (V стадия), но он будет связан с выгоранием углеродного материала по уравнению:
4(CF)n __→ nCF4 + 3nC*
Обвальный термодеструкции (при соблюдении технологических параметров) может не быть, но, продолжая процесс, можно перевести в летучие фториды весь исходный углеродный материал. Содержание фтора в отходящих газах снижается незначительно, но резко, до 1 об.% и выше возрастает содержание в них летучих фторуглеродов.It should be noted that the fluorination process can continue further (stage V), but it will be associated with the burnout of the carbon material according to the equation:
4 (CF) n __ → nCF 4 + 3nC *
There can be no collapse of thermal decomposition (subject to technological parameters), but, continuing the process, it is possible to transfer all of the carbon source material into volatile fluorides. The fluorine content in the exhaust gases decreases slightly, but sharply, up to 1 vol.% And higher, the content of volatile fluorocarbons in them increases.
По окончании процесса прекращают подачу анодного газа в смеситель, в реактор подают только азот (1 м3/час), отключают обогрев термокамеры и реактора. При снижении температуры реактора до комнатной прекращают подачу азота, реактор вскрывают, извлекают полученный фторированный углерод.At the end of the process, the anode gas supply to the mixer is stopped, only nitrogen (1 m 3 / h) is supplied to the reactor, and the heating of the heat chamber and reactor is turned off. When the temperature of the reactor decreases to room temperature, the nitrogen supply is stopped, the reactor is opened, and the resulting fluorinated carbon is recovered.
При своевременном окончании процесса (на стадии IV) получают мелкодисперсный фторуглерод белого или серого цвета с содержанием фтора 59-63%, насыпной плотностью 0,6-0,7 г/см3 для фторированной сажи и 0,4-0,5 г/м3 для фторированного сибунита с соотношением групп CF2 : CF равным 1 : (15-42) для сажи и 1 : (94-15) для сибунита, с размером частиц от 10 до 150 мкм с температурой разложения на воздухе 630-660oC (при скорости нагрева на дериватографе 10o/мин). Содержание примесей тяжелых металлов (Ni, Cu, Fe, Cr, Mn, Ti, Al) в сумме не превышает 0,1% вес (все детали устройства выполняют из никеля).With the timely completion of the process (in stage IV), finely dispersed fluorocarbon of white or gray color is obtained with a fluorine content of 59-63%, bulk density of 0.6-0.7 g / cm 3 for fluorinated carbon black and 0.4-0.5 g / m 3 for fluorinated sibunit with a group ratio of CF 2 : CF equal to 1: (15-42) for carbon black and 1: (94-15) for sibunit, with a particle size of 10 to 150 microns and a decomposition temperature in air of 630-660 o C (at a heating rate on a derivatograph of 10 o / min). The content of heavy metal impurities (Ni, Cu, Fe, Cr, Mn, Ti, Al) in total does not exceed 0.1% by weight (all parts of the device are made of nickel).
Вместе с тем, способ позволяет получить также фторированный углерод с любым заданным содержанием фтора ниже 61 мас.%, если закончить процесс фторирования на I, II или III стадии. However, the method also allows you to get fluorinated carbon with any given fluorine content below 61 wt.%, If you finish the fluorination process at stage I, II or III.
Пример 1. Example 1
В опытный никелевый реактор объемом 2,25 м3 загружали никелевую газопроницаемую оснастку (лотки), заполненные сажей Т-900 или сибунитом, слоем толщиной 5-10 мм. Геометрическая поверхность оснастки 6,8 м2. Соотношение V : S = 0,33. В реактор подавали смесь анодного газа (0,8 м3/час) среднетемпературного фторного электролизера с азотом (см. таблицу 1).A 2.25 m 3 experimental nickel reactor was charged with gas-permeable nickel equipment (trays) filled with T-900 carbon black or sibunite, a layer 5-10 mm thick. The geometric surface of the snap is 6.8 m 2 . The ratio V: S = 0.33. A mixture of anode gas (0.8 m 3 / h) of a medium temperature fluorine electrolyzer with nitrogen was fed into the reactor (see table 1).
Пример 2. Example 2
В опытный никелевый реактор объемом 0,5 м3 загружали оснастку, заполненную углеродным материалом толщиной слоя 5-10 мм. Геометрическая поверхность оснастки 2,5 м2. Соотношение V : S = 0,20. В реактор подавали смесь анодного газа фторного электролизера (0,5 м3/час) и азота (см. таблицу 2).In the experimental Nickel reactor with a volume of 0.5 m 3 loaded snap filled with carbon material with a layer thickness of 5-10 mm The geometric surface of the tool is 2.5 m 2 . The ratio V: S = 0.20. A mixture of an anode gas of a fluorine electrolyzer (0.5 m 3 / h) and nitrogen was fed into the reactor (see table 2).
В примере 1 соотношение объема к геометрической поверхности оснастки 0,33. В каждом из опытов получен однородный по цвету (белый) и содержанию фтора фторуглерод. В опыте 3 получено относительно меньше фторуглерода из-за продолжающегося фторирования (выгорания) на стадии V. In example 1, the ratio of volume to geometric surface snap 0.33. In each of the experiments, fluorocarbon is uniform in color (white) and fluorine content. In
В примере 2 соотношение объема к геометрической поверхности оснастки 0,2. В опыте 1 практически весь углерод выгорел, в опыте 2 произошла термодеструкция фторуглерода на IV стадии фторирования, в опыте 3 фторуглерод получен, на выход его гораздо ниже, чем в примере 1. In example 2, the ratio of volume to geometric surface snap 0.2. In experiment 1, almost all of the carbon burned out, in
Пример 3. Example 3
В опытный никелевый реактор объемом 0,1 м3 загружали оснастку, заполненную порошкообразным графитом (Ботогольского месторождения) толщиной слоя 5-10 мм. Геометрическая поверхность оснастки 0,25 м2. Соотношение V : S = 0,4. При температуре 480-500oC процесс вели 38 часов. Расход фтора 39 л/час, расход азота 260 л/час (содержание фтора в смеси 13 об.%). Загружено 700 г графита. Выгружено 1400 г фторированного графита белого цвета с содержанием фтора 61,3 мас.%.A snap filled with powdered graphite (Botogolsky deposit) with a layer thickness of 5-10 mm was loaded into an experimental 0.1 m 3 nickel reactor. The geometric surface of the snap is 0.25 m 2 . The ratio of V: S = 0.4. At a temperature of 480-500 o C the process was 38 hours. Fluorine consumption 39 l / h, nitrogen consumption 260 l / h (fluorine content in the
Полученный в примере 1 фторированный углерод был опробован в качестве катодной массы литиевых химических источников тока. При использовании электролита - 1 М раствор ZiClO4 в полипропиленкарбонате - удельная емкость химического источника тока составила 500 - 700 мА • час • г-1, удельная энергия 1500 - 1800 Вт • час • кг-1.The fluorinated carbon obtained in Example 1 was tested as the cathode mass of lithium chemical current sources. When using an electrolyte - 1 M solution of ZiClO 4 in polypropylene carbonate - the specific capacity of the chemical current source was 500 - 700 mA • hour • g -1 , specific energy 1500 - 1800 W • hour • kg -1 .
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109107/25A RU2119448C1 (en) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | Method and apparatus for producing fluorinated carbon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96109107/25A RU2119448C1 (en) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | Method and apparatus for producing fluorinated carbon |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96109107A RU96109107A (en) | 1998-07-27 |
RU2119448C1 true RU2119448C1 (en) | 1998-09-27 |
Family
ID=20180279
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96109107/25A RU2119448C1 (en) | 1996-04-30 | 1996-04-30 | Method and apparatus for producing fluorinated carbon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2119448C1 (en) |
-
1996
- 1996-04-30 RU RU96109107/25A patent/RU2119448C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2163247C2 (en) | Heat treatment of carbon materials | |
DE60224394T2 (en) | METALLURGICAL SILICON OF MEDIUM PURITY AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
US4601887A (en) | Apparatus for improving the degree of graphitization of carbon black, and its use | |
US8920680B2 (en) | Methods of preparing carbonaceous material | |
DE1696546A1 (en) | Electrode and electrical storage device | |
BG99142A (en) | Method for reducing the consumption of electrodes in plasma torches | |
US3369871A (en) | Preparation of metallurgical carbon | |
RU2119448C1 (en) | Method and apparatus for producing fluorinated carbon | |
DE2807034A1 (en) | METALLIC CHROME MANUFACTURING PROCESS | |
Zhu et al. | High‐purity graphitic carbon for energy storage: sustainable electrochemical conversion from petroleum coke | |
CN109019587A (en) | A kind of method of novel purification graphite | |
US765001A (en) | Process of manufacturing vanadium and its alloys. | |
JPH02236292A (en) | Production of carbonaceous electrode plate for electrolytic production of fluorine | |
RU2170701C2 (en) | Method of preparing fluorinated caron | |
RU2350554C1 (en) | Method of fluorinated carbon-base material production and related device | |
JPH0214805A (en) | Production of expanded graphite and heating furnace for producing expanded graphite | |
RU2175156C1 (en) | Carbon fluoride and method of preparation thereof | |
RU2241664C1 (en) | Fluorinated carbon production process | |
RU2339122C1 (en) | Method for battery fluorocarbon production | |
WO2020046229A2 (en) | Production of boron carbide, metal carbide and/or metal boride at high temperature and in continuous production line | |
WO2001025147A1 (en) | Method of preparing phosphorus | |
DE1079608B (en) | Process for the production of solid, disproportionated silicon monoxide | |
SU577175A1 (en) | Method of preparing carbon fluoride | |
RU96109107A (en) | METHOD FOR PRODUCING FLORORATED CARBON AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
US886607A (en) | Process of making barium oxid. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050501 |