RU2241016C2 - Method of preparing binding ditch for electrode materials - Google Patents
Method of preparing binding ditch for electrode materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2241016C2 RU2241016C2 RU2002132059/04A RU2002132059A RU2241016C2 RU 2241016 C2 RU2241016 C2 RU 2241016C2 RU 2002132059/04 A RU2002132059/04 A RU 2002132059/04A RU 2002132059 A RU2002132059 A RU 2002132059A RU 2241016 C2 RU2241016 C2 RU 2241016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pitch
- temperature
- air
- fraction
- hours
- Prior art date
Links
Landscapes
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения каменноугольного электродного пека, предназначенного для производства анодной массы, угольной и графитированной продукции, конструкционных углеграфитовых материалов, и может найти применение в коксохимической промышленности.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to methods for producing a coal-tar electrode pitch, intended for the production of anode paste, coal and graphite products, structural carbon-graphite materials, and can find application in the coke industry.
Требования потребителей отражает действующий стандарт на пек (табл.1).Consumer requirements are reflected in the current standard for pitch (Table 1).
Основной потребитель электродного пека - алюминиевая промышленность - применяет преимущественно пеки марок Б1 и В.The main consumer of electrode pitch - the aluminum industry - mainly uses B1 and B grade sands.
Используемая в отечественной промышленности технология получения электродного пека путем однократного испарения каменноугольной смолы, нагретой в трубчатой печи до температуры 390-410°С, не позволяет существенно влиять на такие показатели качества пека, как содержание α- и α1-фракций и выход летучих веществ, которые сильно зависят от характеристик каменноугольной смолы [1. В.Е.Привалов, М.А.Степаненко. Каменноугольный пек. - М.: Металлургия, 1981, с.78-88].The technology used in the domestic industry for producing electrode pitch by a single evaporation of coal tar, heated in a tube furnace to a temperature of 390-410 ° C, does not significantly affect such quality indicators of the pitch as the content of α and α 1 fractions and the yield of volatile substances, which are highly dependent on the characteristics of coal tar [1. V.E. Privalov, M.A. Stepanenko. Coal tar pitch. - M .: Metallurgy, 1981, pp. 78-88].
В последнее время наблюдается четкая тенденция к снижению степени пиролизованности каменноугольной смолы, оцениваемой по содержанию высокомолекулярных α- и α1-фракций [2. Г.С.Ухмылова. Новости черной металлургии за рубежом. 1999, №1, с.115-126]. Это видно из данных табл. 2, где приведены сравнительные характеристики смолы одного из предприятий России.Recently, there has been a clear tendency toward a decrease in the degree of pyrolysis of coal tar, estimated by the content of high molecular weight α and α 1 fractions [2. G.S. Ukhmylova. Ferrous metallurgy news abroad. 1999, No. 1, pp. 115-126]. This can be seen from the data table. 2, which shows the comparative characteristics of the resin of one of the enterprises of Russia.
Для получения из слабопиролизованной смолы пека марок Б1 и В с высоким содержанием α-фракции и пониженным выходом летучих веществ необходима дополнительная обработка пека, полученного путем однократного испарения.In order to obtain grade B1 and B pitch from a weakly pyrolyzed resin with a high α-fraction and a low yield of volatile substances, additional treatment of the pitch obtained by a single evaporation is necessary.
Известны способы дополнительной обработки пека с целью улучшения его свойств как пека-связующего.Known methods for the additional processing of pitch in order to improve its properties as a pitch binder.
По способу [3] среднетемпературный пек разбавляют антраценовой фракцией и смесь подвергают термообработке в течение 5-7 часов при 360-380°С, непрерывно прокачивая ее через трубчатую печь. При этом содержание α-фракции в пеке увеличивается до 30-35%, α1-фракции до 15%, температура размягчения составляет 80-104°С [3. SU, А.с. №166300, С 10 С 55/00, 1964].According to the method [3], the medium temperature pitch is diluted with an anthracene fraction and the mixture is subjected to heat treatment for 5-7 hours at 360-380 ° C, continuously pumping it through a tube furnace. The content of the α-fraction in the pitch increases to 30-35%, α 1 -fraction to 15%, the softening temperature is 80-104 ° C [3. SU, A.S. No. 166300, C 10 C 55/00, 1964].
По способу [4] в среднетемпературный пек добавляют фракции смолы, выкипающие при 210-230°С или 230-290°С, в соотношении 9:1-1:1 и обрабатывают при 380-390°С в течение 6-8 часов. При этом из пека с температурой размягчения 60°С, содержанием α-фракции 21% и содержанием α1-фракции 6% получают пеки с температурой размягчения 93-104°С, содержанием α-фракции 30-36% и α1-фракции 15% [4. GB, Патент №1249569, кл. С 5 Е, 1971].According to the method [4], resin fractions boiling at 210-230 ° C or 230-290 ° C in a ratio of 9: 1-1: 1 are added to the medium temperature pitch and treated at 380-390 ° C for 6-8 hours. At the same time, from pitch with a softening temperature of 60 ° C, an α-fraction content of 21% and an α 1 fraction of 6%, pitches with a softening temperature of 93-104 ° C, an α fraction of 30-36% and α 1 fraction 15 are obtained % [4. GB, Patent No. 1249569, cl. C 5 E, 1971].
Существенными признаками этих изобретений [3, 4], общими с признаками предлагаемого изобретения, является обработка воздухом при повышенных температурах, а также использование исходного сырья, состоящего из смеси пека и фракций смолы.The essential features of these inventions [3, 4], common with the features of the present invention, are air treatment at elevated temperatures, as well as the use of feedstock consisting of a mixture of pitch and resin fractions.
К недостаткам этих способов относятся их длительность (6-8 часов), так как термические превращения в пеках протекают с низкой скоростью, и сложность аппаратурного оформления, которая диктуется необходимостью осуществлять процесс термообработки под давлением, поскольку используемые фракции смолы имеют температуру кипения ниже температуры термообработки.The disadvantages of these methods include their duration (6-8 hours), since thermal transformations in the pitch occur at a low speed, and the complexity of the hardware, which is dictated by the need to carry out the heat treatment process under pressure, since the used resin fractions have a boiling point below the heat treatment temperature.
Известно, что скорость термических реакций в пеке может быть существенно увеличена при термообработке его в присутствии кислорода воздуха [1, с.95].It is known that the rate of thermal reactions in the pitch can be significantly increased by heat treatment in the presence of atmospheric oxygen [1, p. 95].
Известен способ [5], согласно которому смесь среднетемпературного пека с поглотительной или антраценовой фракциями в соотношении (9,9:0,1)-(9,1:0,9) при 280-350°С обрабатывают воздухом, что обеспечивает повышение содержания α-фракции и уменьшение выхода летучих веществ в пеке без существенного повышения температуры размягчения и увеличения содержания α1-фракции. [5. RU, Патент №2119522, МПК 6 С 10 С 3/04, 1996]. Этот способ принят за прототип.The known method [5], according to which a mixture of medium-temperature pitch with absorption or anthracene fractions in the ratio (9.9: 0.1) - (9.1: 0.9) at 280-350 ° C is treated with air, which provides an increase in the content α-fractions and a decrease in the yield of volatile substances in the pitch without a significant increase in the softening temperature and an increase in the content of α 1 fraction. [5. RU, Patent No. 2119522, IPC 6 C 10 C 3/04, 1996]. This method is adopted as a prototype.
Существенным признаком этого способа, общим с предлагаемым изобретением, является обработка исходного сырья воздухом при повышенной температуре.An essential feature of this method, common with the invention, is the processing of feedstock with air at elevated temperatures.
Недостатком известного способа (прототипа) является трудность получения наиболее востребованного в настоящее время пека марок Б1 и В (см. табл. 1).The disadvantage of this method (prototype) is the difficulty of obtaining the most popular at the present time pitch brands B1 and B (see table. 1).
Задачей предлагаемого изобретения является получение из слабопиролизованных каменноугольных смол электродного пека марок Б1 и В со следующими характеристиками соответственно: температура размягчения 72-76 и 85-90°С; массовая доля α-фракции 26-31 и не менее 31%; массовая доля α1-фракции не более 10 и 12%; выход летучих не более 59 и 53-57% (табл.1).The objective of the invention is to obtain from weakly pyrolyzed coal tar resins of electrode pitch grades B1 and B with the following characteristics, respectively: softening temperature 72-76 and 85-90 ° C; mass fraction of α-fraction 26-31 and not less than 31%; mass fraction of α 1 fraction not more than 10 and 12%; the yield of volatiles is not more than 59 and 53-57% (Table 1).
С целью увеличения выхода пека без повышения его температуры размягчения в предлагаемом изобретении в качестве исходного продукта может быть использована смесь среднетемпературного пека с фракциями каменноугольной смолы или с пековыми дистиллятами.In order to increase the pitch yield without increasing its softening temperature, a mixture of medium-temperature pitch with coal tar fractions or with pitch distillates can be used as a starting product in the present invention.
Задача решается за счет того, что в способе получения электродного пека обработку воздухом пека, его смеси с фракциями каменноугольной смолы или с пековыми дистиллятами проводят в интервале температур 350-380°С (преимущественно 360-370°С) при расходе воздуха менее 10 м3/т·час, а затем обработанный продукт подвергают термовыдержке при температуре 350-380°С в течение 5-12 часов.The problem is solved due to the fact that in the method for producing electrode pitch, the air is treated with pitch, its mixture with coal tar fractions or with pitch distillates in the temperature range 350-380 ° C (mainly 360-370 ° C) with an air flow rate of less than 10 m 3 / t · hour, and then the processed product is subjected to thermal aging at a temperature of 350-380 ° C for 5-12 hours.
Авторы установили, что термовыдержка предварительно обработанного небольшим количеством воздуха при повышенной температуре пека, его смеси с фракциями смолы или его смеси с пековыми дистиллятами позволяет получить пек марок Б1 и В, отвечающий всем требованиям стандарта.The authors found that thermal exposure of pre-treated with a small amount of air at elevated temperature of the pitch, its mixture with resin fractions or its mixture with pitch distillates allows to obtain pitch grades B1 and B that meets all the requirements of the standard.
При температуре термовыдержки выше 350°С процесс поликонденсации в пеке интенсифицируется и в интервале выдержки в течение 5-12 часов при температуре 350-380°С получается пек, физико-химические свойства и групповой состав которого соответствует требованиям ГОСТ 10200 на пек марок Б1 и В.At a temperature exposure temperature above 350 ° C, the polycondensation process in the pitch is intensified and, in the holding interval for 5-12 hours at a temperature of 350-380 ° C, a pitch is obtained whose physicochemical properties and group composition meet the requirements of GOST 10200 for grade B1 and B pitch .
При температуре термовыдержки ниже 350°С в пеке, предварительно обработанном в присутствии воздуха, не происходит дальнейшее накопление продуктов конденсации, вследствие чего не изменяется его групповой состав и физико-химические свойства, что не позволяет получить продукт, соответствующий нормам ГОСТ 10200.At a temperature exposure temperature below 350 ° C in the pitch pre-treated in the presence of air, no further accumulation of condensation products occurs, as a result of which its group composition and physicochemical properties do not change, which does not allow to obtain a product that complies with GOST 10200.
При температуре термовыдержки выше 380°С процесс уплотнения пека интенсифицируется настолько, что характеристики готового продукта превышают норму ГОСТ 10200.At a temperature exposure temperature above 380 ° С, the pitch compaction process is intensified so much that the characteristics of the finished product exceed the GOST 10200 norm.
Заявляемый способ поясняется примерами, приведенными в табл.3.The inventive method is illustrated by the examples given in table.3.
Слабопиролизованную каменноугольную смолу, имеющую следующие характеристики: плотность 1174 кг/м3, содержание α-фракции 6% и содержание α1-фракции 3%, нагревают в трубчатой печи в интервале температур 390-410°С и подают на стадию однократного испарения. Свойства получаемого при однократном испарении пека в зависимости от температуры нагрева смолы приведены в табл. 3, графы 7-10. Видно, что полученный по данной технологии пек не соответствует требованиям стандарта на пек марок Б1 и В и необходима его дополнительная обработка.A weakly pyrolyzed coal tar having the following characteristics: density 1174 kg / m 3 , content of α-fraction 6% and content of α 1 -fraction 3%, is heated in a tube furnace in the temperature range 390-410 ° C and fed to the stage of single evaporation. The properties obtained by a single evaporation of the pitch depending on the temperature of the resin heating are given in table. 3, columns 7-10. It can be seen that the pitch obtained by this technology does not meet the requirements of the standard for pitch grades B1 and B and its additional processing is necessary.
Пример 1. Пек, полученный при однократном испарении смолы, подвергают обработке воздухом при температуре 370°С и удельном расходе воздуха 6 м3/т·час в течение 4 часов. Полученный после обработки воздухом пек не соответствует требованиям к пеку марки В (по ГОСТ 10200) по выходу летучих (выше нормы) и содержанию α-фракции (ниже нормы).Example 1. The pitch obtained by a single evaporation of the resin, is subjected to air treatment at a temperature of 370 ° C and a specific air flow rate of 6 m 3 / t · hour for 4 hours. The pitch obtained after air treatment does not meet the requirements for grade B pitch (according to GOST 10200) for the yield of volatiles (above the norm) and the content of the α-fraction (below the norm).
Пример 2. Пек, полученный при однократном испарении смолы, обрабатывают воздухом в количестве 5 м3/т·час при температуре 370°С в течение 4 часов, после чего подвергают выдержке при температуре 355°С в течение 11 часов. Пек после термовыдержки полностью соответствует требованиям ГОСТ 10200 к пеку марки В.Example 2. The pitch obtained by a single evaporation of the resin, treated with air in an amount of 5 m 3 / t · hour at a temperature of 370 ° C for 4 hours, and then subjected to exposure at a temperature of 355 ° C for 11 hours. The pitch after thermal exposure fully complies with the requirements of GOST 10200 for brand B pitch.
Пример 3. Пек после стадии однократного испарения смолы обрабатывают воздухом в количестве 6 м3/т·час при температуре 355°С в течение 5 часов, подвергают выдержке при температуре 380°С в течение 9 часов и получают пек, полностью соответствующий требованиям ГОСТ 10200 для марки В.Example 3. The pitch after the stage of a single evaporation of the resin is treated with air in an amount of 6 m 3 / t · hour at a temperature of 355 ° C for 5 hours, subjected to aging at a temperature of 380 ° C for 9 hours and get a pitch that fully meets the requirements of GOST 10200 for brand B.
Пример 4. Пек после стадии однократного испарения смолы обрабатывают воздухом при температуре 365°С в количестве 7 м3/т·час в течение 3 часов и подвергают термовыдержке при температуре 390°С в течение 2 часов. Готовый пек не соответствует по показателям температура размягчения (выше нормы) и выход летучих веществ (ниже нормы) пеку марки В по ГОСТ 10200.Example 4. The pitch after the stage of a single evaporation of the resin is treated with air at a temperature of 365 ° C in an amount of 7 m 3 / t · hour for 3 hours and subjected to thermal aging at a temperature of 390 ° C for 2 hours. Ready pitch does not correspond in terms of softening temperature (above normal) and the yield of volatile substances (below normal) grade B pitch according to GOST 10200.
Пример 5. Пек после стадии однократного испарения смолы обрабатывают воздухом при тех же условиях, что и в примере 4, и подвергают термовыдержке при температуре 340°С в течение 12 часов. Пек после термовыдержки не отличается по характеристикам от пека после обработки воздухом и не соответствует нормам ГОСТ 10200 для пека марки В по показателям выход летучих веществ (выше нормы) и массовая доля α-фракции (ниже нормы).Example 5. The pitch after the stage of a single evaporation of the resin is treated with air under the same conditions as in example 4, and subjected to thermal aging at a temperature of 340 ° C for 12 hours. The pitch after thermal exposure does not differ in characteristics from the pitch after air treatment and does not meet the standards of GOST 10200 for grade B pitch in terms of yield of volatile substances (above the norm) and mass fraction of the α-fraction (below the norm).
Пример 6. К пеку, полученному после стадии однократного испарения каменноугольной смолы, добавляют антраценовую фракцию в соотношении пек: антраценовая фракция 9:1. Смесь обрабатывают воздухом при температуре 370°С и удельном расходе 8 м3/т·час воздуха в течение 4 час, а затем подвергают термовыдержке при 370°С в течение 8 часов. Получается пек, соответствующий нормам, установленным для пека марки Б1 по ГОСТ 10200.Example 6. To the pitch obtained after the stage of a single evaporation of coal tar, add anthracene fraction in the ratio of pitch: anthracene fraction 9: 1. The mixture is treated with air at a temperature of 370 ° C and a specific flow rate of 8 m 3 / t · hour of air for 4 hours, and then subjected to thermal aging at 370 ° C for 8 hours. It turns out the pitch corresponding to the standards established for pitch brand B1 according to GOST 10200.
Пример 7. К пеку, полученному после стадии однократного испарения каменноугольной смолы, добавляют пековые дистилляты в соотношении пек: пековые дистилляты 9:1. Полученную смесь обрабатывают воздухом при 375°С и удельном расходе 8 м3/т·час воздуха в течение 4 часов, а затем подвергают термовыдержке при 370°С в течение 8 ч.Example 7. To the pitch obtained after the stage of a single evaporation of coal tar, add pitch distillates in the ratio of pitch: pitch distillates of 9: 1. The resulting mixture is treated with air at 375 ° C and a specific flow rate of 8 m 3 / t · hour of air for 4 hours, and then subjected to thermal aging at 370 ° C for 8 hours
Полученный пек соответствует нормам, установленным для пека марки Б1 по ГОСТ 10200.The resulting pitch complies with the standards established for grade B1 pitch according to GOST 10200.
Использование предлагаемого изобретения позволяет получить из слабопиролизованной каменноугольной смолы пексвязующее для электродных материалов марок Б1 и В с содержанием веществ, не растворимых в толуоле и низким выходом летучих веществ, соответствующих требованиям ГОСТ 10200.Using the invention, it is possible to obtain pexa binder for electrode materials of grades B1 and B from a slightly pyrolyzed coal tar with the content of substances insoluble in toluene and a low yield of volatile substances that meet the requirements of GOST 10200.
Предлагаемый способ получения пекасвязующего для электродных материалов испытан на ОАО “Алтай-кокс” при получении пеков марок Б1 и В.The proposed method for the production of pekazvyazyva for electrode materials tested at OJSC Altai-Koks upon receipt of pitch grades B1 and B.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132059/04A RU2241016C2 (en) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | Method of preparing binding ditch for electrode materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002132059/04A RU2241016C2 (en) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | Method of preparing binding ditch for electrode materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002132059A RU2002132059A (en) | 2004-05-20 |
| RU2241016C2 true RU2241016C2 (en) | 2004-11-27 |
Family
ID=34310113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002132059/04A RU2241016C2 (en) | 2002-11-28 | 2002-11-28 | Method of preparing binding ditch for electrode materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2241016C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571152C2 (en) * | 2014-02-25 | 2015-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Радиационно химические технологии" | Radiation-thermal production of binder-pitch for fabrication of electrodes |
| RU2582411C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom |
| RU2586135C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of producing binder pitch |
-
2002
- 2002-11-28 RU RU2002132059/04A patent/RU2241016C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2571152C2 (en) * | 2014-02-25 | 2015-12-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Радиационно химические технологии" | Radiation-thermal production of binder-pitch for fabrication of electrodes |
| RU2582411C1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of producing binder for making carbon materials and articles therefrom |
| RU2586135C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Объединенная Компания РУСАЛ Инженерно-технологический центр" | Method of producing binder pitch |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Katyal et al. | Carbonisation of bagasse in a fixed bed reactor: influence of process variables on char yield and characteristics | |
| US4778585A (en) | Two-stage pyrolysis of coal for producing liquid hydrocarbon fuels | |
| CN109250713A (en) | Desulphurization denitration process for preparing activated carbon method | |
| US3928169A (en) | Production of pitch substantially soluble in quinoline | |
| RU2241016C2 (en) | Method of preparing binding ditch for electrode materials | |
| US4100265A (en) | Process for preparation of high quality coke | |
| US20240026225A1 (en) | Using stimulus to convert coal to mesophase pitch and carbon fibers | |
| JPS63128096A (en) | Premium coking method | |
| RU2288938C1 (en) | Method of preparing binding pitch for electrode materials | |
| JPS63227692A (en) | Premium coking method | |
| Moskalev et al. | Production of isotropic coke in industrial trials | |
| RU2119522C1 (en) | Method of preparing pitch binder for electrode materials | |
| NL8602062A (en) | PROCESS FOR PREPARING ADDITIONAL QUALITY KOOKS FROM PYROLYSETER. | |
| JPH09100473A (en) | Production of coke for blast furnace | |
| US4061600A (en) | Graphite electrode and method of making | |
| ZHANG et al. | Comparative study of the modification of coal tar pitch for higher carbonization yield and better properties | |
| RU2571152C2 (en) | Radiation-thermal production of binder-pitch for fabrication of electrodes | |
| US4737261A (en) | Process for the production of premium grade needle coke from a hydrotreated SRC material | |
| Wu et al. | Effects of Boron Carbide on Coking Behavior and Chemical Structure of High Volatile Coking Coal during Carbonization. Materials 2021, 14, 302 | |
| US3930985A (en) | Method of producing special cokes | |
| US1864720A (en) | Method of distilling hydrocarbons and producing coke and product thereof | |
| SU448650A3 (en) | Method for producing needle coke | |
| CS231181B2 (en) | Method of cokeing of aromatic hydrocarbon mixtures with high boiling point | |
| SU920066A1 (en) | Method of producing lump coke from unsintering or weakly sintering coal | |
| US1793014A (en) | Fuel and method of making same |
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: 20171129 |