RU2176657C2 - Method of producing high-temperature pitch for production of pitch coke - Google Patents
Method of producing high-temperature pitch for production of pitch coke Download PDFInfo
- Publication number
- RU2176657C2 RU2176657C2 RU99102941A RU99102941A RU2176657C2 RU 2176657 C2 RU2176657 C2 RU 2176657C2 RU 99102941 A RU99102941 A RU 99102941A RU 99102941 A RU99102941 A RU 99102941A RU 2176657 C2 RU2176657 C2 RU 2176657C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pitch
- coke
- temperature
- yield
- polymers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам получения высокотемпературного пека, исходного продукта для получения пекового кокса путем коксования без доступа воздуха. Пековый кокс находит широкое применение в промышленности для получения электродной продукции и в качестве восстановителя. The invention relates to methods for producing high-temperature pitch, an initial product for producing pitch coke by coking without air. Pitch coke is widely used in industry for the production of electrode products and as a reducing agent.
Высокотемпературный пек (ВТП), имеющий температуру размягчения (tp) 135-150oC, получают в промышленности из среднетемпературного пека с tр = 65-76oC - остатка от дистилляции каменноугольной смолы путем обработки воздухом при 340-375oC [В.Е.Привалов, М.А.Степаненко. Каменноугольный пек. М., 1981, 207 с.].High-temperature pitch (HTP) having a softening temperature (t p ) of 135-150 o C, is obtained in industry from medium-temperature pitch with t p = 65-76 o C - the residue from the distillation of coal tar by air treatment at 340-375 o C [ V.E. Privalov, M.A. Stepanenko. Coal tar pitch. M., 1981, 207 pp.].
Кислород воздуха инициирует реакции полимеризации и поликонденсации соединений, входящих в состав среднетемпературного пека, одновременно также происходит частичная отгонка низкомолекулярных компонентов. В результате возрастают средняя молекулярная масса пека, его температура размягчения и коксообразующие свойства. Air oxygen initiates the polymerization and polycondensation reactions of the compounds that make up the medium-temperature pitch, while partial distillation of low molecular weight components also occurs. As a result, the average molecular weight of the pitch, its softening temperature and coke-forming properties increase.
Сконденсированные из отработанного воздуха на стадии термоокисления продукты, так называемые пековые дистилляты, и образующаяся на стадии коксования высокотемпературного пека пековая смола с целью повышения выхода пекового кокса в расчете на исходный среднетемпературный пек возвращаются на стадию термоокисления, которая проводится, таким образом, на сырье, представляющем собой смесь среднетемпературного пека и добавок пековой смолы и пековых дистиллятов, в количестве до 20% и до 5 вес.% от смеси соответственно. Condensed products from the exhaust air at the thermal oxidation stage, the so-called pitch distillates, and the pitch resin formed at the coking stage of the high-temperature pitch, in order to increase the yield of pitch coke based on the initial medium-temperature pitch, are returned to the thermal oxidation stage, which is thus carried out on raw materials representing a mixture of medium-temperature pitch and additives pitch pitch and pitch distillates, in an amount up to 20% and up to 5 wt.% of the mixture, respectively.
Условия термоокисления: температура 340-375oC, количество воздуха 80-90 м3/т сырья.Thermal oxidation conditions: temperature 340-375 o C, the amount of air 80-90 m 3 / t of raw materials.
Выход высокотемпературного пека (ВТП) из смеси составляет 92,7%, характеристики ВТП: tр = 145oC, выход летучих веществ 49,8%, выход кокса 67% [Получение пека для коксования из высококипящих продуктов переработки каменноугольной смолы. Е.А.Сухорукова, Л.А.Коган, В.В.Богоявленский // Сборник статей ин-та ВУХИН "Подготовка и коксование углей", 1969, вып. 8, с. 204-214].The yield of high-temperature pitch (HTP) from the mixture is 92.7%, the characteristics of HTF: t p = 145 o C, the yield of volatiles 49.8%, the coke yield 67% [Obtaining pitch for coking from high-boiling coal tar products. E.A. Sukhorukova, L.A. Kogan, V.V. Epiphany // Collection of articles of VUKHIN institute "Preparation and coking of coal", 1969, no. 8, p. 204-214].
Указанный процесс имеет ряд недостатков. К наиболее существенным относятся ухудшение качества ВТП как сырья для получения пекового кокса по сравнению с ВТП, полученным при термоокислении одного среднетемпературного пека, а также узость сырьевой базы для получения ВТП, поскольку среднетемпературный каменноугольный пек широко используется в промышленности в других направлениях, в частности является незаменимым компонентом-связующим при производстве электродов. This process has several disadvantages. The most significant are the deterioration in the quality of HTP as a raw material for the production of pitch coke as compared to HTP obtained by thermal oxidation of one medium-temperature pitch, as well as the narrowness of the raw material base for obtaining HTP, since medium-temperature coal tar pitch is widely used in industry in other areas, in particular, is indispensable a binder component in the manufacture of electrodes.
Основными показателями, характеризующими коксообразующие свойства ВТП как сырье для получения пекового кокса, являются показатель "выход кокса" и коррелирующий с ним показатель "выход летучих". Определяемые в лабораторных условиях эти показатели, тем не менее, однозначно связаны с выходом кокса из ВТП при его коксовании в промышленных печах. The main indicators characterizing the coke-forming properties of VTP as a raw material for the production of pitch coke are the “coke yield” indicator and the “volatile yield” indicator correlating with it. Nonetheless, these indicators, determined in laboratory conditions, are unambiguously associated with the coke exit from the VTP during its coking in industrial furnaces.
Для ВТП с температурой размягчения 146,5oC, полученного термоокислением одного среднетемпературного пека без добавок, определены следующие значения показателей качества: "выход кокса" - 70,4%, "выход летучих" - 42,8%.For ECP with a softening temperature of 146.5 o C, obtained by thermal oxidation of one medium-temperature pitch without additives, the following values of quality indicators were determined: "coke yield" - 70.4%, "volatile yield" - 42.8%.
С целью расширения сырьевой базы производства высокотемпературного пека разрабатывались способы, в которых термоокисление среднетемпературного пека проводится в присутствии добавок - продуктов коксохимического или нефтехимического происхождения [Получение пека для коксования из высококипящих продуктов переработки каменноугольной смолы. Е.А.Сухорукова, Л.А.Коган, В.В. Богоявленский // Сборник статей ин-та ВУХИН "Подготовка и коксование углей", 1969, вып. 8, с. 204-213. Получение электродного кокса из окисленных смесей пека с тяжелыми нефтяными остатками. Л.В.Копелиович, М.В.Гофтман // Сборник статей ин-та ВУХИН "Подготовка и коксование углей", 1969, вып. 8, с. 167-179]. In order to expand the raw material base for the production of high-temperature pitch, methods have been developed in which thermal oxidation of medium-temperature pitch is carried out in the presence of additives - products of coke-chemical or petrochemical origin [Production of pitch for coking from high-boiling coal tar processing products. E.A. Sukhorukova, L.A. Kogan, V.V. Epiphany // Collection of articles of VUKHIN institute "Preparation and coking of coal", 1969, no. 8, p. 204-213. Obtaining electrode coke from oxidized mixtures of pitch with heavy oil residues. L.V. Kopeliovich, M.V. Hoftman // Collection of articles of the institute VUKHIN "Preparation and coking of coal", 1969, no. 8, p. 167-179].
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ, по которому термоокисление среднетемпературного пека проводят в присутствии добавки коксохимического происхождения, антраценовой фракции или сырого антрацена, количество которой составляет до 30%, при 300-340oC и подаче воздуха 15 л/кг смеси•час [Получение пека для коксования из высококипящих продуктов переработки каменноугольной смолы. Е.А.Сухорукова, Л.А.Коган, В.В. Богоявленский // Сборник статей ин-та ВУХИН "Подготовка и коксование углей", 1969, вып. 8, с. 204-213]. Выход ВТП из смеси среднетемпературного пека и антраценовой фракции составляет 88,5; свойства ВТП: tр = 142oC, "выход кокса" - 62,7%, "выход летучих веществ" - 48,5%.Closest to the proposed technical solution is a method in which thermal oxidation of medium-temperature pitch is carried out in the presence of an additive of coke chemical origin, anthracene fraction or crude anthracene, the amount of which is up to 30%, at 300-340 o C and air supply of 15 l / kg of mixture • hour [Obtaining pitch for coking from high-boiling coal tar products. E.A. Sukhorukova, L.A. Kogan, V.V. Epiphany // Collection of articles of the institute VUKHIN "Preparation and coking of coal", 1969, no. 8, p. 204-213]. The output of the ECP from a mixture of medium temperature pitch and anthracene fraction is 88.5; ECP properties: t p = 142 o C, "coke yield" - 62.7%, "volatiles yield" - 48.5%.
К недостаткам данного способа относятся низкий выход ВТП из смеси, а также низкие коксообразующие свойства ВТП. The disadvantages of this method include the low yield of VTP from the mixture, as well as low coke-forming properties of VTP.
Задачей изобретения является увеличение выхода ВТП при термоокислении среднетемпературного пека с добавками и повышение качества получаемого ВТП как сырья для получения пекового кокса. The objective of the invention is to increase the yield of ECP during thermal oxidation of medium-temperature pitch with additives and to improve the quality of the obtained ECP as a raw material for the production of pitch coke.
Задача решается за счет того, что на стадии термоокисления в качестве добавки к среднетемпературному пеку используются полимеры бензольного отделения в количестве 5-10 вес.% от пека. The problem is solved due to the fact that at the stage of thermal oxidation, polymers of the benzene compartment in the amount of 5-10 wt.% Of the pitch are used as additives to the medium temperature pitch.
Полимеры бензольного отделения представляют собой технический продукт, получаемый на коксохимических предприятиях при регенерации путем дистилляции поглотительного масла, используемого при улавливании бензольных углеводородов из коксового газа. В состав полимеров бензольного отделения кроме высококипящих компонентов поглотительного масла входят также высокомолекулярные продукты реакций уплотнения непредельных соединений, входящих в состав бензольных углеводородов, и реакционноспособных компонентов поглотительного масла. The polymers of the benzene compartment are a technical product obtained at coke plants during regeneration by distillation of the absorption oil used in the recovery of benzene hydrocarbons from coke oven gas. The composition of the polymers of the benzene compartment, in addition to the high-boiling components of the absorption oil, also includes high molecular weight reaction products of the compaction of unsaturated compounds that are part of the benzene hydrocarbons, and the reactive components of the absorption oil.
Основные компоненты полимеров бензольного отделения [В.З.Соколов. Инденкумароновые смолы. М., 1978, 214 с.], %:
Метилнафталин - 6,8
Аценафтен - 17,5
Дифениленоксид - 21
Флуорен - 21
Высокомолекулярные соединения (смолы) - ~30
На практике для характеристики полимеров бензольного отделения используют следующие показатели: плотность, зольность, содержание соединений, нерастворимых в толуоле (α-фракция), выход твердой смолы.The main components of the polymers of the benzene department [V.Z.Sokolov. Indencumarone resins. M., 1978, 214 pp.],%:
Methylnaphthalene - 6.8
Acenaften - 17.5
Diphenylene oxide - 21
Fluoren - 21
High molecular weight compounds (resins) - ~ 30
In practice, the following indicators are used to characterize the polymers of the benzene compartment: density, ash content, content of compounds insoluble in toluene (α-fraction), yield of solid resin.
Эти показатели относительно стабильны и изменяются для различных предприятий в следующих интервалах:
Плотность при 20oC (г/см3) - 1,10-1,20
Зольность, % - 0,12-2,4
α-Фракция, % - 3,6-4,5
Выход твердой смолы, % - 20-60
Полимеры бензольного отделения не находят квалифицированного применения: основное количество полимеров сжигается или используется на утилизационных установках для подачи в качестве добавки в угольную шихту.These indicators are relatively stable and vary for different enterprises in the following intervals:
Density at 20 o C (g / cm 3 ) - 1.10-1.20
Ash content,% - 0.12-2.4
α-Fraction,% - 3.6-4.5
The yield of solid resin,% - 20-60
The polymers of the benzene compartment do not find qualified use: the bulk of the polymers are burned or used in recycling plants for feeding as an additive to the coal charge.
Авторы установили, что при термоокислении среднетемпературного пека в смеси с полимерами бензольного отделения может быть достигнуто повышенное качество ВТП при сохранении высокого выхода ВТП из смеси. The authors found that during thermal oxidation of the medium-temperature pitch in a mixture with polymers of the benzene compartment, an improved quality of high-temperature conductivity can be achieved while maintaining a high yield of high-temperature resistance from the mixture.
Было установлено также, что при совместном окислении среднетемпературного пека и полимеров бензольного отделения увеличивается выход ВТП в расчете на полимеры, а при дальнейшем получении кокса из ВТП - выход кокса в расчете также на полимеры бензольного отделения. Это показано в опытах, в которых отношение пек/полимеры бензольного отделения варьировалось в широких пределах (табл. 1). It was also found that with the joint oxidation of medium-temperature pitch and polymers of the benzene compartment, the yield of HTPs based on polymers increases, and with the further production of coke from HTPs, the yield of coke calculated also for polymers of the benzene department increases. This is shown in experiments in which the pitch / polymer ratio of the benzene separation varied widely (Table 1).
Для расчета выхода ВТП и кокса из полимеров бензольного отделения значения выхода ВТП и кокса из среднетемпературного пека были взяты из табл. 2, пример N 6, и сделано предположение, что они оставались такими же для смеси с полимерами. Данные, представленные в табл. 1, иллюстрируют неаддитивность процессов, происходящих при совместном термоокислении пека и полимеров бензольного отделения, которая, по-видимому, связана с особенностями химического состава полимеров бензольного отделения. To calculate the yield of ECP and coke from the polymers of the benzene compartment, the values of the output of ECP and coke from the medium-temperature pitch were taken from Table. 2, example No. 6, and the assumption was made that they remained the same for the mixture with polymers. The data presented in table. 1, illustrate the non-additivity of the processes occurring during the joint thermal oxidation of pitch and polymers of the benzene compartment, which, apparently, is associated with the chemical composition of the polymers of the benzene compartment.
Авторы установили, что максимальное увеличение выхода ВТП и улучшение его качества (т.е. увеличение выхода кокса из ВТП) достигается при содержании полимеров в смеси с СТП в количестве 5-10% от веса пека (табл. 1). Снижение количества полимеров в смеси нецелесообразно из-за уменьшения количества привлекаемого для получения ВТП дополнительного сырья. При увеличении количества добавки полимеров выше 10% снижается выход ВТП из полимеров и выход кокса из полимеров, т.е. ухудшается качество полученного ВТП. Кроме того, необходимо существенное изменение технологического режима термоокисления для получения ВТП с температурой размягчения 135-150oC.The authors found that the maximum increase in the yield of HTP and an improvement in its quality (ie, an increase in the yield of coke from HTP) is achieved when the polymer content in the mixture with STP is 5-10% of the pitch weight (Table 1). The decrease in the number of polymers in the mixture is impractical due to a decrease in the amount of additional raw materials used to obtain HTP. With an increase in the amount of polymer addition above 10%, the yield of VTP from polymers and the yield of coke from polymers decrease, i.e. the quality of the obtained ECP is deteriorating. In addition, a significant change in the technological mode of thermal oxidation is necessary to obtain an ECP with a softening temperature of 135-150 o C.
Осуществление предлагаемого способа поясняется примерами. The implementation of the proposed method is illustrated by examples.
Пример (табл. 2). К 95 г среднетемпературного пека с температурой размягчения 68oC добавляют 5 г полимеров бензольного отделения, что составляет 5,2% от веса пека.An example (table. 2). To 95 g of medium-temperature pitch with a softening point of 68 ° C., 5 g of polymers of the benzene compartment are added, which is 5.2% of the weight of the pitch.
Смесь обрабатывают воздухом в барботажном реакторе при 370oC в течение 2,5 ч. Расход воздуха 50 л/кг пека•ч. Получают пек с tр = 146,5oC. Выход пека составляет 91,4%. Свойства ВТП: выход кокса - 70,2%, выход летучих - 43,1%.The mixture is treated with air in a bubbler reactor at 370 ° C. for 2.5 hours. Air consumption 50 l / kg pitch • h. Get pitch with t p = 146.5 o C. The yield of pitch is 91.4%. Properties of VTP: coke yield - 70.2%, volatile yield - 43.1%.
Аналогично выполнены другие опыты, результаты которых представлены в таблице 2 (опыты 1-4). В опыте 4 полимеры бензольного отделения добавлены к смеси, состоящей из среднетемпературного пека, пековой смолы и пековых дистиллятов, т.к. в промышленных условиях ВТП получают, в основном, не из среднетемпературного пека, а из указанной смеси. Similarly, other experiments were performed, the results of which are presented in table 2 (experiments 1-4). In experiment 4, the polymers of the benzene compartment were added to a mixture consisting of medium temperature pitch, pitch pitch and pitch distillates, because in industrial conditions, ECPs are obtained, mainly, not from medium-temperature pitch, but from this mixture.
Опыт 5 иллюстрирует выход и свойства ВТП, получаемые в соответствии с прототипом.
Как видно из результатов, представленных в табл. 2, выход ВТП по предлагаемому способу выше, чем по прототипу. Показатель "выход кокса" для ВТП, полученного по предлагаемому способу, на 7-8% выше, чем для прототипа и на 3% выше, чем по способу, используемому в промышленности (окисление среднетемпературного пека в смеси с пековой смолой и пековыми дистиллятами). Показатель "выход летучих" по предлагаемому способу на ~5,4-4,6% ниже, чем по прототипу. As can be seen from the results presented in table. 2, the output of the ECP according to the proposed method is higher than the prototype. The indicator "coke yield" for VTP obtained by the proposed method is 7-8% higher than for the prototype and 3% higher than the method used in industry (oxidation of medium-temperature pitch mixed with pitch resin and pitch distillates). The indicator "yield of volatiles" by the proposed method is ~ 5.4-4.6% lower than by the prototype.
Таким образом, использование предлагаемого способа позволит увеличить ресурсы сырья для получения ВТП и, следовательно, производства пекового кокса за счет использования дешевого недефицитного сырья, полимеров бензольного отделения. Переработка по предлагаемому способу одной тонны полимеров позволит дополнительно получить ~0,55 т ВТП и ~0,38 т пекового кокса. Thus, the use of the proposed method will increase the resources of raw materials for the production of HTP and, consequently, the production of pitch coke through the use of cheap non-deficient raw materials, polymers of the benzene compartment. Processing by the proposed method of one ton of polymers will additionally provide ~ 0.55 tons of ECP and ~ 0.38 tons of pitch coke.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102941A RU2176657C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method of producing high-temperature pitch for production of pitch coke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU99102941A RU2176657C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method of producing high-temperature pitch for production of pitch coke |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU99102941A RU99102941A (en) | 2000-12-27 |
| RU2176657C2 true RU2176657C2 (en) | 2001-12-10 |
Family
ID=20215929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU99102941A RU2176657C2 (en) | 1999-02-15 | 1999-02-15 | Method of producing high-temperature pitch for production of pitch coke |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2176657C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671354C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for producing a binder pitch with a reduced content of benzopyrene |
-
1999
- 1999-02-15 RU RU99102941A patent/RU2176657C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| СУХОРУКОВА Е.А. и др. Подготовка и коксование углей. Сборник. 1969, вып. 8, с. 204-213. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2671354C1 (en) * | 2017-11-20 | 2018-10-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method for producing a binder pitch with a reduced content of benzopyrene |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Raman et al. | Gasification of waste tires in a fluid bed reactor | |
| US4429172A (en) | Process for the production of modified pitches and low boiling aromatics and olefins and use of said pitches | |
| JP2007525578A (en) | Method of producing pitch with coal tar and its distillate by oxidative heat treatment | |
| US3692663A (en) | Process for treating tars | |
| EP2209753B1 (en) | Method for the production of calcium carbide on an industrial scale in an electric low-shaft furnace | |
| US3970542A (en) | Method of preparing electrode pitches | |
| JP3376071B2 (en) | Coke production method | |
| RU2176657C2 (en) | Method of producing high-temperature pitch for production of pitch coke | |
| Marsh et al. | Pyrolysis of waste polystyrene in heavy oil | |
| US3355377A (en) | Activated carbon in the preparation of binder pitch | |
| JP3260436B2 (en) | Processing method of polymer material | |
| RU2186823C2 (en) | Method of preparation of coal charge for coking | |
| US4031189A (en) | Process for preparing composition containing carbon and low sulfur, nitrogen and ash content | |
| CA1268438A (en) | Process for the continuous coking of pitches and use of the coke obtained | |
| JPH09100473A (en) | Production of coke for blast furnace | |
| RU2397276C1 (en) | Anode mass for forming self-calcinating anode of aluminium electrolytic cell | |
| CN111635775A (en) | Method for coking by using phthalic anhydride rectification residues | |
| CN1019309B (en) | Low solid content, coal tar based imppregnating pitch | |
| US3035932A (en) | Electrode binder pitch | |
| CA1151094A (en) | Distillate yields by catalytically co-coking shale oil and petroleum residua | |
| US2851397A (en) | Process for the manufacture of coal-tar pitch | |
| RU2601766C1 (en) | Method of compound electrode pitch producing for carbon materials and articles therefrom making | |
| US4755276A (en) | Nitro-substituted pitch and process for the production thereof | |
| US3510328A (en) | Asphaltic compositions | |
| US4065296A (en) | Process for preparing composition containing carbon and low sulfur, nitrogen and ash content |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20130205 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170216 |