RU2487919C1 - Method for production of mesophase semi-coke - Google Patents

Method for production of mesophase semi-coke Download PDF

Info

Publication number
RU2487919C1
RU2487919C1 RU2012101956/05A RU2012101956A RU2487919C1 RU 2487919 C1 RU2487919 C1 RU 2487919C1 RU 2012101956/05 A RU2012101956/05 A RU 2012101956/05A RU 2012101956 A RU2012101956 A RU 2012101956A RU 2487919 C1 RU2487919 C1 RU 2487919C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mesophase
temperature
coke
pitch
rate
Prior art date
Application number
RU2012101956/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Наталия Юрьевна Бейлина
Леонид Залманович Богод
Виктория Анатольевна Новак
Людмила Владимировна Хорошилова
Алексей Сергеевич Макаров
Елена Валерьевна Уйбоад
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Графиты и углеродные материалы"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Графиты и углеродные материалы" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Графиты и углеродные материалы"
Priority to RU2012101956/05A priority Critical patent/RU2487919C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2487919C1 publication Critical patent/RU2487919C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: new coke represents replacement of oil coke of KNPS brand taken out of production. Mesophase semi-coke is produced of coal-tar pitch with softening temperature from 65°C up to 145°C by starting softening of coal-tar pitch up to thinly fluid status and by subsequent carbonisation of the melt; at that temperature of the melt is increased preliminary up to the onset temperature of distillation of 300°C with rate of 120-180°C/h, then within the range of distillation and formation of mesophase grains from 360°C up to 420°C with rate of 20-30°C/h and within the range of growth of mesophase grains not less than 30 mcm at temperature of 420-450°C with rate of 6°C/h at least.
EFFECT: invention allows production of semi-coke with different size of mesophase grain with the lease power costs.
5 dwg, 5 ex

Description

Предлагаемое изобретение относится к технологии получения коксового сырья для производства углеродсодержащих материалов и может найти дальнейшее применение в производстве конструкционных графитированных материалов и изделий, работающих в условиях высоких температур, нейтронного облучения, эрозии, агрессивных сред и режимного трения, в частности в технологии получения реакторных и тигельных графитов. Новое коксовое сырье является заменой ранее использованного нефтяного кокса марки КНПС, снятого с производства.The present invention relates to a technology for the production of coke raw materials for the production of carbon-containing materials and may find further application in the production of structural graphite materials and products operating in conditions of high temperatures, neutron irradiation, erosion, aggressive environments and regime friction, in particular in the technology for producing reactor and crucible graphite. The new coke feed is a replacement for previously discontinued petroleum coke of the KNPS brand.

Традиционно конструкционные графиты в СССР изготавливали на основе нефтяных пиролизных коксов марок КНПС (кокс нефтяной пиролизный специальный) и КНПЭ (кокс нефтяной пиролизный электродный). Кокс КНПС обладал уникальными для производства углеродных конструкционных материалов (УКМ) свойствами - малой зольностью и малой серностостью, имел квазиизотропную структуру, обладал высокой структурной прочностью и усадкой при графитации, в отличии от всех других видов коксов, претерпевающих при графитации расширение.Traditionally, structural graphites in the USSR were made on the basis of petroleum pyrolysis coke grades KNPS (special petroleum pyrolysis coke) and KNPE (petroleum pyrolysis electrode coke). KNPS coke possessed unique properties for the production of carbon structural materials (UKM) - low ash content and low sulfur content, had a quasi-isotropic structure, had high structural strength and shrinkage during graphitization, in contrast to all other types of cokes undergoing expansion during graphitization.

Однако в период 1992-94 г.г. выпуск этого кокса был прекращен, и были проведены работы по исследованию и внедрению в промышленность в качестве углеродного наполнителя пекового кокса, кубовых смоляного сланцевого кокса и нефтяного кокса марки КНГ. Указанные коксы отличаются по свойствам, как между собой, так и от кокса марки КНПС.However, in the period 1992-94 the production of this coke was discontinued, and work was carried out to research and introduce into the industry as a carbon filler pitch coke, vat resin shale coke and petroleum coke of the KNG brand. These cokes differ in properties, both among themselves and from coke of the KNPS brand.

Большинство, применяемых в настоящее время в производстве графитированной продукции, коксов имеет не изотропный характер, обладает достаточно высокой истинной плотностью, низкой прессовой добротностью из-за высоких коэффициентов упругого расширения и низкой релаксацией, расширением при термообработке в области графитации, имеют низкую структурную прочность.Most cokes currently used in the production of graphitized products are non-isotropic in nature, have a sufficiently high true density, low press-merit due to high elastic expansion coefficients and low relaxation, expansion during heat treatment in the field of graphitization, and have low structural strength.

Наиболее близким, по совокупности физико-химических свойств, к коксу КНПС показал себя кокс из каменноугольного пека, который при определенном диапазоне температурно-временных режимов процесса его получения, может обретать сходные с коксом КНПС структурные характеристики. Преобладающий вид структурных составляющих - сферолитовые, что обеспечивает высокую структурную прочность и невысокую действительную плотность кокса.The closest, in terms of physicochemical properties, to KNPS coke was shown to be coke from coal tar pitch, which, with a certain range of temperature-time regimes for its production, can acquire structural characteristics similar to KNPS coke. The predominant type of structural components is spherulitic, which provides high structural strength and low actual density of coke.

Известен способ переработки каменноугольного пека (1), так называемым, методом замедленного коксования: подъем температуры со скоростью не более 3 градусов в минуту до 740°C с выдержкой при конечной температуре 1 час.A known method of processing coal tar pitch (1), the so-called delayed coking method: temperature rise at a speed of not more than 3 degrees per minute to 740 ° C with exposure at a final temperature of 1 hour.

В качестве исходного сырья в этом способе использован каменноугольный немезофазный высокотемпературный пек с температурой размягчения 135-145°С.As a feedstock in this method, coal-tar non-mesophase high-temperature pitch with a softening temperature of 135-145 ° C is used.

Данным способом получен кокс со значениями структурных характеристик, близкими к таковым кокса марки КНПС, кроме структурной прочности: микроструктура - 2,2 и 2,0 балла, действительная плотность 2,07 и 2,06 г/см3 структурная прочность 165 и 182 кг/м2 соответственно. Однако известно, что структура и состав пеков зависят от качества поступающего на коксование каменного угля и, вследствие этого, сильно различаются. Регламентировать структуру пеков, в том числе по содержанию сфероидных мезофазных частиц, в производственных условиях чрезвычайно сложно и дорого. Поэтому необходима разработка способа получения пекового кокса с квазиизотропной структурой практически из любого каменноугольного пека.Using this method, coke was obtained with structural characteristics close to those of KNPS coke, except structural strength: microstructure - 2.2 and 2.0 points, actual density 2.07 and 2.06 g / cm 3, structural strength 165 and 182 kg / m 2, respectively. However, it is known that the structure and composition of the pitch depends on the quality of coal coming into coking and, as a result, vary greatly. To regulate the structure of the pitch, including the content of spheroidal mesophase particles, in production conditions is extremely difficult and expensive. Therefore, it is necessary to develop a method for producing pitch coke with a quasi-isotropic structure from almost any coal tar pitch.

Наиболее близким по технической сущности является способ (2) (прототип).The closest in technical essence is the method (2) (prototype).

Способ включает стартовый разогрев высокотемпературного пека до жидкотекучего состояния и последующую карбонизацию расплава пека поднятием температуры до 550°С. температуру расплава пека поднимают со скоростью не более 20°С в час от температуры жидкотекучего состояния при 300°С до температуры начала карбонизации и фомирования мезофазных зерен в изотропной карбонизируемой массе пека при 400°С. По достижении этой температуры поддерживают условия, стимулирующие рост количества и размеров зерен мезофазы путем медленного повышения температуры со скоростью не более 8 градусов в час до температуры 480°С, при которой завершается формирование мезофазной матрицы. Поднятием температуры до 550°С, которое ведут со скоростью не менее 50 градусов в час, производят фиксацию сформированной мезофазной матрицы путем перевода ее в твердое состояние полукокса. После фиксации мезофазной матрицы, сопровождающейся образованием пирога полукокса, его структуру нормализуют путем последующего поднятия температуры до 570-575°С со скоростью не более 2 градусов в час.The method includes starting heating the high-temperature pitch to a liquid state and subsequent carbonization of the pitch melt by raising the temperature to 550 ° C. the temperature of the molten pitch is raised at a speed of not more than 20 ° C per hour from the temperature of the fluid state at 300 ° C to the temperature of the onset of carbonization and formation of mesophase grains in an isotropic carbonized mass of the pitch at 400 ° C. Upon reaching this temperature, conditions are maintained that stimulate the growth of the number and size of mesophase grains by slowly increasing the temperature at a rate of not more than 8 degrees per hour to a temperature of 480 ° C, at which the formation of the mesophase matrix is completed. By raising the temperature to 550 ° C, which is conducted at a speed of at least 50 degrees per hour, the formed mesophase matrix is fixed by transferring it to the solid state of semicoke. After fixing the mesophase matrix, accompanied by the formation of a semi-coke cake, its structure is normalized by a subsequent increase in temperature to 570-575 ° C at a speed of no more than 2 degrees per hour.

В качестве объекта исследования по прототипу был взят каменноугольный пек с температурой размягчения 180°С рядовой поставки ОАО «Северсталь» (г.Череповец).Coal tar pitch with a softening temperature of 180 ° C of an ordinary supply of Severstal OJSC (Cherepovets) was taken as an object of research on the prototype.

Данный способ требует большего времени выпечки, а следовательно и больших затрат электроэнергии. А так же в данном способе нет четко задаваемого температурно-временного режима с выдержкой на каждой ступени.This method requires a longer baking time, and hence greater energy consumption. And also in this method there is no clearly defined temperature-time regime with exposure at each stage.

В основу предполагаемого изобретения положена задача проведения процесса полукоксования каменноугольного пека с температурой размягчения от 65°С до 145°С, достижения преимущественного размера зерна менее 30 мкм, путем управляемого температурно-временного режима полукоксования, снижения времени ведения процесса и, как следствие, уменьшения потребления электроэнергии.The basis of the proposed invention is the task of carrying out a semi-coking process of coal tar pitch with a softening temperature of 65 ° C to 145 ° C, achieving an advantageous grain size of less than 30 microns, by controlling the temperature-time regime of semi-coking, reducing the process time and, as a result, reducing consumption electricity.

Решение поставленной задачи в способе получения мезофазного полукокса, включающем стартовый разогрев каменноугольного пека до жидкотекучего состояния и последующую карбонизацию расплава пека по температурно-временным параметрам в несколько этапов образования мезофазы, обеспечивается тем, что предварительно температуру пека поднимают до 300°C со скоростью 120-180 градусов в час, затем до 400°C со скоростью 20-30°C в час и до окончания процесса 420-450°C со скоростью не менее 6 градусов в час.The solution of this problem in a method for producing a mesophase semicoke, including starting heating of coal tar pitch to a liquid state and subsequent carbonization of the tar melt according to the temperature-time parameters in several stages of mesophase formation, is ensured by first raising the pitch temperature to 300 ° C at a speed of 120-180 degrees per hour, then up to 400 ° C at a speed of 20-30 ° C per hour and until the end of the process 420-450 ° C at a speed of at least 6 degrees per hour.

В начальной стадии термического разложения, до температуры 300°C, сырьевой материал расплавляется и превращается в термопластичную массу. Стадия расплавления считается подготовительной, потому как на начальном этапе (после размягчения пека) не происходит перераспределения компонентного состава пека. Выше 300°C наблюдается увеличение содержания β-фракции за счет частичного отгона (дистилляции) до 360°C из пека части γ-фракции и, соответственно, ее уменьшения. При дальнейшем увеличении температуры выше 360°C происходит переход γ-фракции в β-фракцию, а β-фракции - в α-фракцию и увеличение последней. Процессы термоконденсации, развивающиеся в пеке на стадии 360-400°C, приводят к образованию будущих зародышей мезофазы.In the initial stage of thermal decomposition, to a temperature of 300 ° C, the raw material is melted and converted into a thermoplastic mass. The melting stage is considered preparatory, because at the initial stage (after softening the pitch) there is no redistribution of the component composition of the pitch. Above 300 ° C, there is an increase in the content of β-fraction due to partial distillation (distillation) to 360 ° C from the pitch of a portion of the γ-fraction and, accordingly, its decrease. With a further increase in temperature above 360 ° C, the γ fraction transfers to the β fraction, and the β fraction to the α fraction and the latter increases. Thermal condensation processes developing in pitch at the stage of 360-400 ° C lead to the formation of future mesophase embryos.

Опытным путем установлено, что на стадии до 300°С до начала дистилляции температурный интервал скорости нагрева 120-180°С/час является оптимальным, т.к. позволяет температуре равномерно распределиться по всей массе пека. После 300-360°C необходимо провести полный отгон легких фракций и плавно подойти ко второй стадии.It has been experimentally established that at the stage up to 300 ° С before the start of distillation, the temperature range of the heating rate of 120-180 ° С / h is optimal, because Allows temperature to be evenly distributed over the entire mass of the pitch. After 300-360 ° C it is necessary to carry out a complete distillation of light fractions and smoothly approach the second stage.

Чем больше скорость нагрева, тем больше градиент температуры от стенок печи к ее середине, что приводит к неравномерности образования полукокса, который у обогреваемой стенки образуется быстрее. А низкая скорость нагрева приводит к замедлению отгона легких фракций, не участвующих в коксообразовании, увеличению времени первой стадии и увеличению электропотребления при тех же процессах.The higher the heating rate, the greater the temperature gradient from the walls of the furnace to its middle, which leads to uneven formation of semicoke, which forms faster at the heated wall. A low heating rate leads to a slowdown in the distillation of light fractions that are not involved in coke formation, an increase in the time of the first stage and an increase in power consumption during the same processes.

Вторая стадия карбонизации характеризуется уменьшением содержания γ и β-фракций и увеличением роста α-фракции. Процесс в температурном интервале 360-400°C проводится со скоростью нагрева 30°C в час, что создает поддерживающие условия, стимулирующие рост количества и размеров зерен мезофазы. Опытным путем установлено, что при больших скоростях нагрева образующиеся сферы мезофазы обладают высокой изотропностью и практически не способны к деформации. При замедленном нагревании зерна мезофазы достигают относительно больших размеров. А это в свою очередь приводит к коалесценции и возникновению пор полукокса. Количество мезофазных зерен при малых скоростях не увеличивается.The second stage of carbonization is characterized by a decrease in the content of γ and β fractions and an increase in the growth of the α fraction. The process in the temperature range 360-400 ° C is carried out with a heating rate of 30 ° C per hour, which creates supporting conditions that stimulate the growth of the number and size of mesophase grains. It has been experimentally established that at high heating rates, the resulting mesophase spheres are highly isotropic and practically not capable of deformation. With delayed heating, the mesophase grains reach relatively large sizes. And this in turn leads to coalescence and the appearance of pores of semicoke. The number of mesophase grains at low speeds does not increase.

До окончания процесса, а именно 420-450°C, скорость температуры задается не менее 6°C в час, для того чтобы структура материала не деформировалась, и размер мезофазного зерна составлял менее 30 мкм. Именно при этой скорости подъема температуры создаются все условия для роста количества мезофазных зерен, но при этом их размер не превышает 30 мкм.Before the end of the process, namely 420-450 ° C, the temperature rate is set at least 6 ° C per hour, so that the structure of the material does not deform, and the size of the mesophase grain is less than 30 microns. It is at this rate of temperature rise that all conditions are created for the increase in the number of mesophase grains, but their size does not exceed 30 microns.

Управление температурно-временными режимами на каждом этапе карбонизации пека осуществляется с помощью АСУ для регламентации количества и размеров образующихся жидких кристаллов, в которых высокомолекулярные ароматические вещества ориентируются в виде слоев (мезофаза). В температурном интервале до 360°С происходит дистилляция жидких легколетучих продуктов, а также частичное выделение СО2, выше этой температуры начинается термическое разложение с выделением большого количества газовых продуктов, в основном метана. Часть из них вовлекается в пековую массу для образования мезофазных зерен, а часть легких углеводородов улетают и образуют легкий дистиллят. Каменноугольный пек, до температуры 300°С выдерживается в течение 2-2,5 часов. От 300°С и до окончании процесса проходит 2-3 часа. В результате общее время выпекания полукокса составляет 4,5-6 часов, что на много меньше, чем при выпекании мезофазного кокса, по прототипу, в следствии чего энергозатраты минимальны.The temperature-time regimes at each stage of pitch carbonization are controlled by means of an automated control system for regulating the number and sizes of formed liquid crystals in which high-molecular aromatic substances are oriented in the form of layers (mesophase). In the temperature range up to 360 ° С, distillation of liquid volatile products occurs, as well as partial release of CO 2 ; above this temperature, thermal decomposition begins with the release of a large amount of gas products, mainly methane. Some of them are involved in the pitch mass to form mesophase grains, and some of the light hydrocarbons fly away and form a light distillate. Coal tar pitch, up to a temperature of 300 ° C, is aged for 2-2.5 hours. From 300 ° C until the end of the process takes 2-3 hours. As a result, the total baking time of semi-coke is 4.5-6 hours, which is much less than when baking mesophase coke, according to the prototype, as a result of which the energy consumption is minimal.

При температурах от 400°С и выше нарастают процессы структурных преобразований (термополиконденсация), образуются сферические зерна мезофазы, представляющие собой на начальной стадии жидкие кристаллы размером в сотые-десятые доли микрона. При дальнейшем увеличении температуры до 450°С, за счет уменьшения подвижности пековой массы (в которой низкомолекулярные γ- и β-фракции превращаются в нерастворимую в толуоле α-фракцию) и окончания газовыделения, при скорости 6-8°С в час создаются условия для роста количества и размеров частиц мезофазы за счет их коалесценции. Далее процесс останавливается для предотвращения увеличения размера мезофазных зерен.At temperatures from 400 ° C and higher, structural transformation processes increase (thermal polycondensation), spherical mesophase grains are formed, which at the initial stage are liquid crystals the size of hundreds-tenths of a micron. With a further increase in temperature to 450 ° C, due to a decrease in the mobility of the pitch mass (in which low molecular weight γ and β fractions turn into the α fraction insoluble in toluene) and gas evolution ends, at a speed of 6-8 ° C per hour, conditions are created for growth in the number and size of mesophase particles due to their coalescence. Next, the process stops to prevent an increase in the size of mesophase grains.

Сущность предлагаемого изобретения иллюстрируется примерами №1-5. Во всех примерах осуществляется использование нестандартного (опытного) оборудования, разработанного специально для реализации предлагаемого способа.The essence of the invention is illustrated by examples No. 1-5. In all examples, the use of non-standard (experienced) equipment developed specifically for the implementation of the proposed method.

Примеры конкретного выполнения:Examples of specific performance:

ПРИМЕР 1. Рисунок 1 - Шлиф образца полукокса с коалесцированной мезофазойEXAMPLE 1. Figure 1 - A thin section of a sample of semi-coke with a coalesced mesophase

Каменноугольный пек по ГОСТ 10200 с температурой размягчения 67-75°С разогревали в печь-стакане с помощью полукольцевых электронагревателей до 451°C с 7 ступенями температурного режима. Печь-стакан является нестандартным оборудованием. Управление процессом термообработки пека осуществляется с помощью АСУ ТП. Сначала вели нагрев до 300°C со скоростью 200°С в час, после чего температуру расплава повышали до 400°C со скоростью 74°C в час; от 400°C до 451°C нагрев вели со скоростью 6°C в час.Coal tar pitch according to GOST 10200 with a softening temperature of 67-75 ° C was heated in a glass oven with the help of half-ring electric heaters to 451 ° C with 7 temperature levels. The tumbler is non-standard equipment. The control of the heat treatment process of the pitch is carried out with the help of industrial control system. First, heating was carried out to 300 ° C at a rate of 200 ° C per hour, after which the melt temperature was raised to 400 ° C at a rate of 74 ° C per hour; From 400 ° C to 451 ° C, heating was carried out at a rate of 6 ° C per hour.

Получили полукокс с коалесцированной мезофазой (рис.1).A semi-coke with a coalesced mesophase was obtained (Fig. 1).

Потребляемое количество электроэнергии 1,56 кВт на 1 кг пека.The consumed amount of electricity is 1.56 kW per 1 kg of pitch.

Преимущественный размер мезофазного зерна достигает от 30 и более мкм.The predominant size of mesophase grains reaches 30 and more microns.

ПРИМЕР 2. Рисунок 2 - Шлиф образца полукокса с размером мезофазного зерна 10-30 мкмEXAMPLE 2. Figure 2 - A thin section of a semi-coke sample with a mesophase grain size of 10-30 μm

Каменноугольный пек с температурой размягчения 67-75°C разогревали в печь-стакане с полукольцевыми электронагревателями до температуры 430°C с 9 ступенями. Сначала вели нагрев до 300°C со скоростью 180°C в час, после чего температуру расплава повышали до 400°C со скоростью 18°С в час. От 400°C до 430°C нагрев вели со скоростью 20°C в час.Coal tar pitch with a softening temperature of 67-75 ° C was heated in a beaker with half-ring electric heaters to a temperature of 430 ° C with 9 steps. First, heating was carried out to 300 ° C at a rate of 180 ° C per hour, after which the melt temperature was raised to 400 ° C at a rate of 18 ° C per hour. From 400 ° C to 430 ° C, heating was carried out at a rate of 20 ° C per hour.

Получили полукокс с размером мезофазного зерна 10-30 мкм (рис.2).A semi-coke with a mesophase grain size of 10-30 μm was obtained (Fig. 2).

Преимущественный размер мезофазного зерна достигает менее 10 мкм.The predominant size of the mesophase grain reaches less than 10 microns.

Потребляемое количество электроэнергии 1,72 кВт на 1 кг пека.The consumed amount of electricity is 1.72 kW per 1 kg of pitch.

ПРИМЕР 3. Рисунок 3 - Шлиф образца полукокса с размером мезофазного зерна 10-25 мкмEXAMPLE 3. Figure 3 - A thin section of a semi-coke sample with a mesophase grain size of 10-25 μm

Каменноугольный пек с температурой размягчения 135-145°C разогревали в печь-стакане с полукольцевыми электронагревателями до температуры 440°C с 8 ступенями. Сначала вели нагрев до 300°C со скоростью 170°C в час, после чего температуру расплава повышали до 400°C со скоростью 28°C в час. От 400°C до 440°C нагрев вели со скоростью 42°C в час.Coal tar pitch with a softening temperature of 135-145 ° C was heated in a beaker with half-ring electric heaters to a temperature of 440 ° C with 8 steps. First, heating was carried out to 300 ° C at a rate of 170 ° C per hour, after which the melt temperature was raised to 400 ° C at a rate of 28 ° C per hour. From 400 ° C to 440 ° C, heating was carried out at a rate of 42 ° C per hour.

Получили полукокс с размером мезофазного зерна 10-25 мкм (рис.3).A semi-coke with a mesophase grain size of 10–25 μm was obtained (Fig. 3).

Преимущественный размер мезофазного зерна достигает 20 мкм.The predominant size of the mesophase grain reaches 20 microns.

Потребляемое количество электроэнергии 1,75 кВт на 1 кг пека.The consumed amount of electricity is 1.75 kW per 1 kg of pitch.

ПРИМЕР 4. Рисунок 4 - Шлиф образца со структурой коксаEXAMPLE 4. Figure 4 - Sample thin section with coke structure

Каменноугольный пек с температурой размягчения 67-75°C разогревали в печь-стакане с полукольцевыми электронагревателями до температуры 460°C включая 13 ступеней. Сначала вели нагрев до 300°C со скоростью 110°C в час, после чего температуру расплава повышали до 400°C со скоростью 40°C в час. От 400°C до 460°C нагрев вели со скоростью 1°C в час.Coal tar pitch with a softening temperature of 67-75 ° C was heated in a beaker with half-ring electric heaters to a temperature of 460 ° C including 13 steps. First, heating was carried out to 300 ° C at a rate of 110 ° C per hour, after which the melt temperature was raised to 400 ° C at a rate of 40 ° C per hour. From 400 ° C to 460 ° C, heating was carried out at a rate of 1 ° C per hour.

Получили материал со структурой кокса (рис.4). Потребляемое количество электроэнергии 3,09 кВт на 1 кг пека.A material with a coke structure was obtained (Fig. 4). The consumed amount of electricity is 3.09 kW per 1 kg of pitch.

ПРИМЕР 5. Рисунок 5 - Шлиф образца полукокса с размером мезофазного зерна 10-23 мкмEXAMPLE 5. Figure 5 - A thin section of a semi-coke sample with a mesophase grain size of 10-23 microns

Каменноугольный пек с температурой размягчения 67-75°C разогревали в печь-стакане с полукольцевыми электронагревателями до температуры 450°C с 11 ступенями технологического режима. Сначала вели нагрев до 300°C со скоростью 120°C в час, после чего температуру расплава повышали до 400°C со скоростью 24°C в час. От 400°C до 450°C нагрев вели со скоростью 24°C в час.Coal tar pitch with a softening temperature of 67-75 ° C was heated in a beaker with half-ring electric heaters to a temperature of 450 ° C with 11 stages of technological mode. First, heating was carried out to 300 ° C at a rate of 120 ° C per hour, after which the melt temperature was raised to 400 ° C at a rate of 24 ° C per hour. From 400 ° C to 450 ° C, heating was carried out at a rate of 24 ° C per hour.

Получили полукокс с размером мезофазного зерна 10-23 мкм (рис. 5).A semi-coke with a mesophase grain size of 10-23 μm was obtained (Fig. 5).

Потребляемое количество электроэнергии 1,7 кВт на 1 кг пека.The consumed amount of electricity is 1.7 kW per 1 kg of pitch.

Приведенные примеры показывают, что предложенный способ позволяет получить полукокс с различным размером мезофазного зерна из каменноугольного пека с температурой размягчения 67-145°C для изготовления конструкционных материалов с наименьшими затратами электроэнергии.The above examples show that the proposed method allows to obtain semi-coke with different sizes of mesophase grains from coal tar pitch with a softening temperature of 67-145 ° C for the manufacture of structural materials with the lowest energy costs.

Таблица 1Table 1 Сравнительная характеристика технологических показателей, управляя процессом карбонизации с помощью АСУ ТП.Comparative characteristics of technological indicators, controlling the process of carbonization using process control systems. № примераExample No. 1-ая стадия карбонизации1st stage of carbonization 2-ая стадия карбонизации2nd stage of carbonization 3-яя стадия карбонизации3rd stage of carbonization Размер зерна в продукте, мкмThe grain size in the product, microns Кол-во потребляемой электроэнергии, кВт/1 кг пекаAmount of consumed electricity, kW / 1 kg pitch до 300°Cup to 300 ° C Скорость подъема, °С/часRise rate, ° С / hour 300-400°C300-400 ° C Скорость подъема, °C/часRise speed, ° C / hour Конечная тем-ра, °СThe final temperature, ° C Скорость подъема, °С/часRise rate, ° С / hour 1one 200200 7474 451451 66 Более 30Over 30 1,561,56 22 180180 18eighteen 430430 20twenty 10-3010-30 1,721.72 33 170170 2828 440440 4242 10-2510-25 1,751.75 4four 110110 4040 460460 1one коксcoke 3,093.09 55 120120 2424 450450 2424 10-2310-23 1,71.7

Источники информацииInformation sources

1. Патент РФ №2230770 кл. C10C 3/10 от 20.06.2004 г. 3 №2002127437 от 14.10.2002.1. RF patent No. 2230770 class. C10C 3/10 dated 06/20/2004; 3 No. 2002127437 dated 10/14/2002.

2. В.Е.Привалов, М.А.Степаненко Каменноугольный пек. М., «Металлургия» 1981 г.2. V.E. Privalov, M.A. Stepanenko Coal tar pitch. M., "Metallurgy" 1981

3. Е.Ф.Чалых Технология углеграфитовых материалов. М., «Металургиздат» 1963 г.3. EF Chalykh Technology of carbon-graphite materials. M., "Metallurgizdat" 1963

4. ГОСТ 10200-83 «Пек каменноугольный электродный».4. GOST 10200-83 “Coal tar pitch”.

Claims (1)

Способ получения мезофазного полукокса из каменноугольного пека с температурой размягчения от 65°C до 145°C, включающий стартовый разогрев пека до жидкотекучего состояния и последующую карбонизацию расплава пека, отличающийся тем, что предварительно температуру расплава пека поднимают до температуры начала дистилляции при 300°C со скоростью 120-180°C/ч, затем в интервале дистилляции и формирования мезофазных зерен от 360°C до 420°C со скоростью 20-30°C/ч и в интервале роста мезофазных зерен менее 30 мкм при температуре 420-450°C со скоростью не менее 6°C/ч. A method of producing a mesophase semicoke from coal tar pitch with a softening temperature of 65 ° C to 145 ° C, including starting heating the pitch to a liquid state and subsequent carbonization of the pitch melt, characterized in that the pitch of the pitch melt is first raised to the temperature of the start of distillation at 300 ° C with at a rate of 120-180 ° C / h, then in the range of distillation and formation of mesophase grains from 360 ° C to 420 ° C at a speed of 20-30 ° C / h and in the growth interval of mesophase grains of less than 30 μm at a temperature of 420-450 ° C at a rate of at least 6 ° C / h.
RU2012101956/05A 2012-01-20 2012-01-20 Method for production of mesophase semi-coke RU2487919C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101956/05A RU2487919C1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 Method for production of mesophase semi-coke

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012101956/05A RU2487919C1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 Method for production of mesophase semi-coke

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2487919C1 true RU2487919C1 (en) 2013-07-20

Family

ID=48791183

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012101956/05A RU2487919C1 (en) 2012-01-20 2012-01-20 Method for production of mesophase semi-coke

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2487919C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734685C1 (en) * 2019-09-17 2020-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method of making articles from carbon-carbon composite material
CN114684817A (en) * 2021-11-12 2022-07-01 中国神华煤制油化工有限公司 Method and apparatus for preparing spherical negative active material, negative electrode for lithium battery, and lithium battery

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2230770C1 (en) * 2002-10-14 2004-06-20 Зао "Технографит" Method for reprocessing of coal-tar pitch for constructional materials
RU2006138411A (en) * 2006-10-31 2008-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВИКОС-ГРУПП" (RU) METHOD FOR PRODUCING SELF-SINTERING MESOPHASE POWDER FOR CONSTRUCTIONAL MATERIALS

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2230770C1 (en) * 2002-10-14 2004-06-20 Зао "Технографит" Method for reprocessing of coal-tar pitch for constructional materials
RU2006138411A (en) * 2006-10-31 2008-05-10 Общество с ограниченной ответственностью "ВИКОС-ГРУПП" (RU) METHOD FOR PRODUCING SELF-SINTERING MESOPHASE POWDER FOR CONSTRUCTIONAL MATERIALS
RU2400521C2 (en) * 2006-10-31 2010-09-27 Открытое акционерное общество "Управляющая Компания "Национальная Инновационная Корпорация "НИКОР" Procedure for production of self-sintered mesophase powder for structural materials

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2734685C1 (en) * 2019-09-17 2020-10-22 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) Method of making articles from carbon-carbon composite material
CN114684817A (en) * 2021-11-12 2022-07-01 中国神华煤制油化工有限公司 Method and apparatus for preparing spherical negative active material, negative electrode for lithium battery, and lithium battery
CN114684817B (en) * 2021-11-12 2023-08-25 中国神华煤制油化工有限公司 Method and device for preparing spherical anode active material, lithium battery anode and lithium battery

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10253264B2 (en) Method of producing needle coke for low CTE graphite electrodes
US3787541A (en) Graphitization of mesophase pitch fibers
RU2343133C2 (en) Coke reinforced with carbon fibre, obtained on retarded coking installation
US3035308A (en) Production of graphitizable pitch coke and graphite products
JPWO2009001610A1 (en) Method for producing petroleum coke
RU2716791C2 (en) New type of coke with additives
RU2487919C1 (en) Method for production of mesophase semi-coke
CN103740400A (en) Method for preparing high-quality needle coke raw material by removing QI (Quinoline Insolubles) in coal tar
JP4809676B2 (en) Petroleum coke and method for producing the same
US4100265A (en) Process for preparation of high quality coke
JP4809675B2 (en) Petroleum coke and method for producing the same
CN110066676A (en) A kind of continuous processing producing high-quality needle coke
RU2230770C1 (en) Method for reprocessing of coal-tar pitch for constructional materials
JP2010248502A (en) Coal-based stock oil for producing needle coke, method for producing the same and method for producing needle coke
US2789085A (en) Preparation and desulfurization of petroleum coke
RU2085571C1 (en) Method of producing petroleum electrode pitch
SU1138034A3 (en) Method of coking high-boiling aromatic hydrocarbons
RU2119522C1 (en) Method of preparing pitch binder for electrode materials
MX2011002442A (en) Process for producing needle coke for graphite electrode and stock oil composition for use in the process.
CN104673341A (en) Method for preparing needle coke
CN106635101B (en) Delayed coking tower and method for preparing needle coke
US3510328A (en) Asphaltic compositions
JP2021503026A (en) Coke system and coke method
JP2018127611A (en) Method for manufacturing coal tar pitch
JP2015030841A (en) Method for manufacturing binder pitch

Legal Events

Date Code Title Description
TK4A Correction to the publication in the bulletin (patent)

Free format text: AMENDMENT TO CHAPTER -FG4A- IN JOURNAL: 20-2013 FOR TAG: (72)

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170121

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20180702

PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20181129