RU2752174C1 - Method and device for producing binding electrode pitch - Google Patents
Method and device for producing binding electrode pitch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2752174C1 RU2752174C1 RU2021103299A RU2021103299A RU2752174C1 RU 2752174 C1 RU2752174 C1 RU 2752174C1 RU 2021103299 A RU2021103299 A RU 2021103299A RU 2021103299 A RU2021103299 A RU 2021103299A RU 2752174 C1 RU2752174 C1 RU 2752174C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coal
- pitch
- binder
- coil
- minutes
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
- C10B55/00—Coking mineral oils, bitumen, tar, and the like or mixtures thereof with solid carbonaceous material
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G1/00—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal
- C10G1/04—Production of liquid hydrocarbon mixtures from oil-shale, oil-sand, or non-melting solid carbonaceous or similar materials, e.g. wood, coal by extraction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
Abstract
Description
Область техникиTechnology area
Изобретение относится к области углехимии, к технологиям извлечения углеводородов из угля, а именно, к получению смеси тяжелых ароматических углеводородов, которая представляет собой аналог каменноугольного пека, получаемого по традиционной технологии коксования углей, и может быть использована при производстве анодной массы и обожженных анодов для алюминиевых электролизеров. Изобретение включает также устройство, предназначенное для реализации способа получения связующего пека для анодов методом растворения угля.The invention relates to the field of coal chemistry, to technologies for extracting hydrocarbons from coal, namely, to obtain a mixture of heavy aromatic hydrocarbons, which is an analogue of coal tar pitch obtained by the traditional technology of coking coal, and can be used in the production of anode mass and baked anodes for aluminum electrolysers. The invention also includes a device for implementing a method for producing a binder pitch for anodes by the method of coal dissolution.
Уровень техникиState of the art
Известны способы, предназначенные для получения электроугольных изделий – электродного кокса, связующего вещества анодной массы углеродных электродов («Новое связующее для термостойких материалов металлургического назначения», БазегскийА. Е., Школлер М. Б., Черная металлургия, 2014, № 6 (1374), С. 6-11, патент GB1472810(A), МПК C10B55/00, C10B57/04, C10C3/00,C10G1/04, C10L5/00; C10L9/02, опубликован 11.05.1977г., патент GB1474100(A), МПК С10G01/00, С10G01/04, опубликован 18.05.1977 г., патент DE2944689(A1), МПК C10G1/04, опубликован 07.05.1981г.). There are known methods for producing electric coal products - electrode coke, a binder for the anode mass of carbon electrodes ("New binder for heat-resistant materials for metallurgical purposes", Bazegsky A. E., Shkoller MB, Ferrous metallurgy, 2014, No. 6 (1374) , S. 6-11, patent GB1472810 (A), IPC C10B55 / 00, C10B57 / 04, C10C3 / 00, C10G1 / 04, C10L5 / 00; C10L9 / 02, published 11.05.1977, patent GB1474100 (A), IPC C10G01 / 00, C10G01 / 04, published on 05/18/1977, patent DE2944689 (A1), IPC C10G1 / 04, published on 05/07/1981).
Способы представляют собой смешивание тонко измельченного угля или угля, подверженного специальным способам активации (механоактивации), с углеводородными, преимущественно конденсированными ароматическими растворителями, например, антраценовым маслом, в соотношении 1:1-1:3, последующее растворение (терморастворение, ожижение, экстракция) при нагревании в пределах от 300 до 500°С и при повышенном давлении, дальнейшее отделение из полученного продукта утилизируемой зольной фракции и выделение целевого продукта – угольного пека – путем фильтрации или перегонки.The methods are mixing finely ground coal or coal, subject to special activation methods (mechanical activation), with hydrocarbon, mainly condensed aromatic solvents, for example, anthracene oil, in a ratio of 1: 1-1: 3, followed by dissolution (thermal dissolution, liquefaction, extraction) when heated in the range from 300 to 500 ° C and at elevated pressure, further separation from the resulting product of the utilized ash fraction and the isolation of the target product - coal pitch - by filtration or distillation.
Недостаток известных способов в том, что они направлены на получение продуктов, принципиально отличающихся по функциональному назначению, а именно, жидких углеводородных продуктов различного состава, использующихся в качестве различных топлив, леточной массы для доменных печей, сырье для электродного кокса, коксующейся добавки и прочих.The disadvantage of the known methods is that they are aimed at obtaining products that are fundamentally different in their functional purpose, namely, liquid hydrocarbon products of various compositions used as various fuels, taphole mass for blast furnaces, raw materials for electrode coke, coking additives, and others.
Известно, что органическая масса угля является нерегулярным полимером, которая в условиях высоких температур и давления деполимеризуется с образованием большого числа разнообразных по структуре и свойствам фрагментов. Роль водорода, используемого в процессах гидрогенизации, заключается в стабилизации фрагментов, получаемых при термодеструкции исходного угольного вещества и в снижении содержания кислорода, азота и серы [Липович В.Г., Калабин Г.А., Калечиц И.В. и др. Химия и переработка угля. М., Химия, 1988 - 336 с.] Стабилизация фрагментов необходима для увеличения выхода продуктов ожижения и снижения образования твердых остатков. В качестве стабилизаторов могут быть применены молекулярный водород, растворители с высокой донорной активностью. It is known that the organic mass of coal is an irregular polymer, which depolymerizes under conditions of high temperatures and pressures with the formation of a large number of fragments of various structures and properties. The role of hydrogen used in hydrogenation processes is to stabilize the fragments obtained during the thermal destruction of the original coal matter and to reduce the content of oxygen, nitrogen and sulfur [Lipovich V.G., Kalabin G.A., Kalechits I.V. and other Chemistry and coal processing. M., Chemistry, 1988 - 336 S.] Stabilization of fragments is necessary to increase the yield of liquefaction products and reduce the formation of solid residues. Molecular hydrogen and solvents with high donor activity can be used as stabilizers.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ растворения угля с использованием резинового материала (заявка US 2012/0091043 A1, МПК C10G1/04, опубликована 19.04.2012 г.). Способ представляет собой растворение угля в растворителях, содержащих гидрогенизированное растительное масло и растворитель, полученный из угля. Гидрогенизированное растительное масло является донором водорода в реакциях расщепления крупных молекул угля. В суспензию угля и растворителя также добавляют измельченный резиновый материал, который может являться донором водорода и формировать пековые вещества, нерастворимые в хинолине.Closest to the claimed invention is a method for dissolving coal using a rubber material (application US 2012/0091043 A1, IPC C10G1 / 04, published on April 19, 2012). The method is the dissolution of coal in solvents containing hydrogenated vegetable oil and a solvent derived from coal. Hydrogenated vegetable oil is a hydrogen donor in the decomposition reactions of large coal molecules. A crushed rubber material is also added to the slurry of coal and solvent, which can act as a hydrogen donor and form pitch substances insoluble in quinoline.
Недостатком прототипа является использование гидрогенизированного растительного масла, что требует наличия установки гидрогенизации и больших объемов растительного масла, что в масштабах крупного промышленного производства экономически невыгодно. The disadvantage of the prototype is the use of hydrogenated vegetable oil, which requires a hydrogenation unit and large volumes of vegetable oil, which is economically unprofitable on the scale of large-scale industrial production.
Т.к. в опубликованной печатной литературе близких источников к заявляемому устройству найдено не было, заявителем ниже приведены ссылки из Интернета на наиболее близкие аналоги и прототип устройства.Because in the published printed literature close sources to the claimed device were not found, the applicant below provides links from the Internet to the closest analogs and the prototype of the device.
Известны устройства, к примеру трубчатые печи типа ГН, ГН2 для высокотемпературного нагрева нефтепродуктов в процессе их переработки (http://www.splyse.ru/offer/offer_55598.html). При необходимости могут нагреваться углеводородные газы, вода, инертный газ. Недостатком трубчатых печей являются риски неравномерности нагрева поверхности труб и их закоксовывание в процессе эксплуатации, как следствие длительный ремонт оборудования при выходе из строя. (М.А. Берлин. «Износ основных элементов трубчатых пече.» стр. 6, п.п. 3 и 4. Издательство «Недра», Москва, 1964 г).Known devices, for example tubular furnaces such as GN, GN2 for high-temperature heating of oil products in the process of their processing (http://www.splyse.ru/offer/offer_55598.html). If necessary, hydrocarbon gases, water, inert gas can be heated. The disadvantage of tubular furnaces is the risk of uneven heating of the surface of the pipes and their coking during operation, as a result of long-term equipment repair in case of failure. (MA Berlin. "Wear of the main elements of tubular furnaces." P. 6,
В качестве ближайшего аналога (прототипа) предлагаемого устройства можно рассмотреть технологическую печь АНУ-0,8 (ООО НПП «НОУпром» nouprom-npz.ru, (http://nouprom-npz.ru/katalog-produktsii/pechi-nagreva-nefti-nefteproduktov-masla/anu-0-8/) для нагрева жидких углеводородов, состоящей из корпуса с радиантной камерой, однофакельным нагревом, расположенного в камере трубчатого змеевика и вентилятора охлаждения корпуса. Конструкция печи позволяет осуществлять нагрев рабочей среды до 400°С с созданием давления в змеевике до 18 атм. Основным недостатком, как и всех трубчатых печей с факельным нагревом, является неравномерный нагрев труб и их закоксовывание, с выходом из строя и длительным ремонтом. As the closest analogue (prototype) of the proposed device, it is possible to consider a technological furnace ANU-0.8 (NPP NOUprom LLC nouprom-npz.ru, (http://nouprom-npz.ru/katalog-produktsii/pechi-nagreva-nefti -nefteproduktov-masla / anu-0-8 /) for heating liquid hydrocarbons, consisting of a casing with a radiant chamber, single-flame heating, a tubular coil located in the chamber and a casing cooling fan. pressure in the coil up to 18 atm The main disadvantage, like all tube furnaces with flare heating, is the uneven heating of pipes and their coking, with failure and long-term repair.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задачей изобретения является расширение сырьевой базы и расширения технологических возможностей для получения связующего электродного пека для анодов и снижение стоимости его производства.The objective of the invention is to expand the raw material base and expand the technological capabilities for obtaining a binder electrode pitch for anodes and reducing the cost of its production.
Техническим результатом является получение более экологичного и экономичного связующего электродного пека для анодов с характеристиками, близкими к характеристикам каменноугольного электродного пека, а также повышение производительности при его получении. Получаемый по описываемому способу связующий электродный пек для анодов может заменить каменноугольный пек, получаемый по традиционной технологии коксования углей, при производстве анодной массы для алюминиевых электролизеров. The technical result is to obtain a more environmentally friendly and economical binder electrode pitch for anodes with characteristics close to the characteristics of coal electrode pitch, as well as to increase productivity during its production. Obtained by the described method, the binder electrode pitch for anodes can replace coal tar pitch obtained by the traditional technology of coking coal, in the production of anode mass for aluminum electrolyzers.
К характеристикам связующего каменноугольного электродного пека относятся:The characteristics of the binder for coal tar pitch include:
- температура размягчения по Меттлеру 110- 130°С,- softening temperature according to Mettler 110-130 ° С,
- содержание веществ, нерастворимых в толуоле 25-45 %, веществ, не растворимых в хинолине 3-15 %,- the content of substances insoluble in toluene 25-45%, substances insoluble in quinoline 3-15%,
- коксовый остаток при 550°С не менее 45%. - coke residue at 550 ° С not less than 45%.
Технический результат достигается тем, что способ получения связующего электродного пека включает смешение измельченного угля с растворителем, растворение полученной смеси с выделением экстракта угля, последующую дистилляцию экстракта угля с получением конечного продукта – связующего пека, согласно заявляемому изобретению растворение угля ведут в течение 45-90 минут при температуре 380-450°С, а в качестве растворителя используют смесь каменноугольной смолы и тяжелого газойля каталитического крекинга, при этом дистилляцию ведут в течение 20-40 минут при температуре 270-300°С. The technical result is achieved in that the method for producing a binder electrode pitch includes mixing crushed coal with a solvent, dissolving the resulting mixture with the release of coal extract, subsequent distillation of the coal extract to obtain the final product - a binder pitch, according to the claimed invention, the dissolution of coal is carried out for 45-90 minutes at a temperature of 380-450 ° C, and a mixture of coal tar and heavy gas oil of catalytic cracking is used as a solvent, while distillation is carried out for 20-40 minutes at a temperature of 270-300 ° C.
Достижению заявленного технического результата способствуют следующие признаки: The achievement of the claimed technical result is facilitated by the following features:
- тяжелый газойль каталитического крекинга могут подвергать предварительной термообработке в течение 15-30 минут при температуре 360-420°С, и дистилляции при 270-300°С в течение 15-30 минут. - heavy catalytic cracking gas oil can be subjected to preliminary heat treatment for 15-30 minutes at a temperature of 360-420 ° C, and distillation at 270-300 ° C for 15-30 minutes.
- могут использовать каменный уголь марки «ГЖ» или «Ж», измельченный до крупности частиц размером не более 0,25 мм, а его доля в смеси с растворителем может составлять 30-35% масс.- can use coal grade "GZh" or "Zh", crushed to a particle size of no more than 0.25 mm, and its share in the mixture with the solvent can be 30-35% of the mass.
- доля каменноугольной смолы в растворителе может составлять 50-100 % масс, остальное тяжелый газойль каталитического крекинга. - the proportion of coal tar in the solvent can be 50-100% of the mass, the rest is heavy catalytic cracking gas oil.
Технический результат также достигается тем, что в устройстве для получения связующего электродного пека, содержащем корпус, в нижней части которого расположены нагревательные элементы, а в средней части которого последовательно расположены трубчатый змеевик и дистиллятор, согласно заявляемому изобретению нагревательные элементы выполнены из электронагревательных спиралей, а диаметр змеевика составляет 30-50 мм, при этом длина змеевика составляет 20-40 м.The technical result is also achieved by the fact that in a device for producing a binder electrode pitch, containing a housing, in the lower part of which there are heating elements, and in the middle part of which a tubular coil and a distiller are sequentially located, according to the claimed invention, the heating elements are made of electric heating coils, and the diameter the coil is 30-50 mm, while the length of the coil is 20-40 m.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
На фиг. представлено заявляемое устройство для получения связующего пека.FIG. presents the inventive device for producing a binder pitch.
Осуществление изобретенияImplementation of the invention
Растворение угля ведут в течение 45-90 минут при температуре 380-450°С, а в качестве растворителя используют смесь каменноугольной смолы и тяжелого газойля каталитического крекинга, при этом дистилляцию ведут в течение 20-40 минут при температуре 270-300°С.Dissolution of coal is carried out for 45-90 minutes at a temperature of 380-450 ° C, and a mixture of coal tar and catalytic cracking heavy gas oil is used as a solvent, while distillation is carried out for 20-40 minutes at a temperature of 270-300 ° C.
Использование смеси каменноугольной смолы и тяжелого газойля каталитического крекинга обеспечивает растворение органической массы угля. Каменноугольная смола имеет в составе большое количество водороддонорных органических соединений. Радикалы угля, образующиеся в результате термического крекинга, стабилизируются подвижным водородом из каменноугольной смолы, предотвращая рекомбинацию радикалов друг с другом. Тяжелый газойль каталитического крекинга выполняет роль разбавителя и дисперсионной среды для угля и продуктов его сольволиза. The use of a mixture of coal tar and catalytically cracked heavy gas oil dissolves the organic matter of the coal. Coal tar contains a large amount of hydrogen-donating organic compounds. The coal radicals from thermal cracking are stabilized by mobile hydrogen from the coal tar, preventing the radicals from recombining with each other. Heavy catalytic cracking gas oil acts as a diluent and dispersion medium for coal and its solvolysis products.
Предварительная термообработка тяжелого газойля каталитического крекинга в течение 15-30 минут при температуре 360-420°С способствуют протеканию реакций укрупнения молекул углеводородов в составе газойля, а дистилляция при 270-300°С в течение 15-30 минут способствует удалению наиболее легких углеводородов. Процесс термообработки газойля можно проводить с использованием устройства, описываемого в данной заявке.Preliminary heat treatment of heavy catalytic cracking gas oil for 15-30 minutes at a temperature of 360-420 ° C promotes the processes of enlargement of hydrocarbon molecules in the gas oil, and distillation at 270-300 ° C for 15-30 minutes helps to remove the lightest hydrocarbons. The gas oil heat treatment process can be carried out using the apparatus described in this application.
Каменный уголь марок «ГЖ» и «Ж» обладает оптимальным уровнем летучих веществ, это способствует достижению требуемых качеств связующего пека. Измельчение угля до крупности частиц не более 0,25 мм способствует более полному протеканию реакций деполимеризации угля с участием растворителя за счет образования большой удельной поверхности угля. Использование в смеси 30-35 % угля способствует получению связующего пека с требуемыми температурой размягчения и вязкостью. Coal of grades "GZh" and "Zh" has an optimal level of volatile substances, which contributes to the achievement of the required qualities of the binder pitch. Grinding coal to a particle size of no more than 0.25 mm contributes to a more complete course of coal depolymerization reactions with the participation of a solvent due to the formation of a large specific surface area of coal. The use of 30-35% coal in the mixture contributes to the production of a binder pitch with the required softening temperature and viscosity.
Использование доли каменноугольной смолы 50-100 % в смеси с тяжелым каталитическим газойлем способствует получению связующего пека с требуемыми температурой размягчения и вязкостью.The use of a share of coal tar 50-100% in a mixture with heavy catalytic gas oil contributes to the production of a binder pitch with the required softening temperature and viscosity.
Предлагается устройство для получения связующего пека заявленным способом, состоящее из корпуса 1 с теплоизоляцией 2, в средней части которого последовательно расположены трубчатый змеевик 3 и дистиллятор 4, в нижней части корпуса 1 расположены нагревательные элементы 5. A device for producing a binder pitch by the claimed method is proposed, consisting of a
Согласно заявляемому изобретению, нагревательные элементы 5 выполнены из электронагревательных спиралей, а диаметр змеевика 3 составляет 30-50 мм, при этом длина змеевика 3 составляет 20-40 м. According to the claimed invention, the
Указанные размеры змеевика 3 позволяют обеспечить постоянство давления и температуры смеси угля и растворителя по всей длине и по радиальному сечению. Применение методов математического моделирования показало, что при диаметре змеевика менее 30 мм и длине змеевика более 40 м, общее время нахождения смеси в змеевике составит более 90 минут, произойдет прикоксовывание смеси у стенок и на изгибах змеевика, что приведет к остановке устройства. При диаметре змеевика более 50 мм и длине змеевика менее 20 м увеличится разница температур между смесью, которая расположена у стенок змеевика и смесью, которая находится в центре. В этом случае она составит 25°С. Данная неравномерность распределения температур может существенно сказаться на стабильности термического растворения и качестве связующего пека, поскольку допустимое отклонение от требуемой температуры для протекания реакции терморастворения угля составляет 5°С. При длине змеевика менее 20 м общее время нахождения смеси в трубчатом змеевике составит менее 45 минут, конверсия угля в жидкие продукты будет неполной и качество связующего пека будет низким.The indicated dimensions of the
Плавный, по сравнению с факельным, электрический нагрев посредством нагревательных элементов 5, выполненных в виде электронагревательных спиралей, позволяет снизить риски закоксовывания змеевика в процессе эксплуатации, обеспечить повышенный нагрев до 380-450°С. Дистиллятор 4, расположенный на выходе трубчатого змеевика 3 и сопряженный с ним, позволяет получить связующий пек требуемого качества. Конструкция заявляемого устройства обеспечивает «мягкий» режим нагрева рабочей смеси в змеевике, исключая местные перегревы и коксование, с последующим стабильным по времени и объему перетоком угольного экстракта из змеевика для последующей дистилляции.Smooth, in comparison with flare, electric heating by means of
Устройство для получения связующего электродного пека заявленным способом работает следующим образом.A device for producing a binder electrode pitch by the claimed method operates as follows.
Смесь, состоящую из 30-35 % угля, измельченного до класса крупности менее 0,25 мм, и 65-70 % растворителя непрерывно при помощи насоса подают в змеевик 3 и растворяют посредством воздействия нагревательных элементов 5. Растворение угля ведут при температуре от 380 до 450°С, давлении от 12 до 20 атмосфер, создаваемом парами реакционной массы. После выхода из змеевика 3 прореагировавшая смесь напрямую поступает в дистиллятор 4, где за счет резкого сброса давления происходит отделение дистиллятов с температурой конца кипения 270-300°С и выделением связующего пека в виде высококипящей фракции, легкие компоненты смеси испаряются, а на дне дистиллятора 4 накапливается связующий электродный пек, который выгружают периодически через нижний клапан. Легкие продукты дистилляции поступают в охлаждаемый приемник и конденсируются. A mixture consisting of 30-35% coal, crushed to a fineness class of less than 0.25 mm, and 65-70% of the solvent is continuously fed by means of a pump into
Дистилляцию проводят непрерывно, а скопившийся на дне связующий электродный пек выгружают каждые 20-40 минут. Distillation is carried out continuously, and the binding electrode pitch accumulated at the bottom is discharged every 20-40 minutes.
Посредством предложенного способа получают связующий электродный пек, который имеет температуру размягчения по Меттлеру 110-130°С, содержащий вещества, нерастворимые в толуоле 25-38 %, вещества, не растворимые в хинолине 3-12%, коксовый остаток при 550°С не менее 45 %, и который может быть использован при производстве анодной массы для алюминиевых электролизеров.Using the proposed method, a binder electrode pitch is obtained, which has a softening temperature according to Mettler of 110-130 ° C, containing substances insoluble in toluene 25-38%, substances insoluble in quinoline 3-12%, coke residue at 550 ° C not less 45%, and which can be used in the production of anode paste for aluminum electrolyzers.
Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблицах 1 и 2.The invention is illustrated by the examples given in tables 1 and 2.
Примеры 1-9 выполнены экспериментальным методом с использованием описываемого устройства, включающего трубчатый змеевик диаметром 40 мм и длиной 30 м.Examples 1-9 were performed experimentally using the described device, including a tubular coil with a diameter of 40 mm and a length of 30 m.
Примеры 10-17 выполнены на основе созданной математической модели описываемого устройства, включающего трубчатый змеевик, модель позволяет менять сечение и длину змеевика.Examples 10-17 are made on the basis of the created mathematical model of the described device, including a tubular coil, the model allows you to change the section and length of the coil.
Таблица 1*Table 1*
Таблица 2*Table 2*
*расшифровка:* decoding:
КУС – каменноугольная смола; ТГКК – тяжелый газойль каталитического крекинга; без ТО – ТГКК использовали без термообработки; Треак, - температура в змеевике; Р- давление в змеевике; tреак, - время нахождения реакционной смеси в змеевике; Тдист, - температура в дистилляторе; tдист, - время нахождения в дистилляторе; Тметт, - температура размягчения по Меттлеру; К.О. – коксовый остаток при 550°С; Н/Т – массовая доля веществ, нерастворимых в толуоле; Н/Х – массовая доля веществ, нерастворимых в хинолине.KUS - coal tar; TGKK - Catalytic Cracked Heavy Gas Oil; without TO - TGCC was used without heat treatment; T reaction , is the temperature in the coil; P is the pressure in the coil; t reaction , is the residence time of the reaction mixture in the coil; T dist , is the temperature in the distiller; t dist , is the residence time in the distiller; T mett , is the Mettler softening point; NS. - coke residue at 550 ° C; Н / Т - mass fraction of substances insoluble in toluene; Н / Х - mass fraction of substances insoluble in quinoline.
Для всех примеров использовали каменноугольную смолу с плотностью 1,18 г/см3 при 20°С, содержанием веществ, нерастворимых в толуоле 7,5 %, содержанием веществ, нерастворимых в хинолине 4 %. Исходный тяжелый газойль каталитического крекинга имел плотность 1,031 г/см3. Провели его термообработку последовательно в трубчатом змеевике в течении 15-60 минут при температуре 360-420°С, и в дистилляторе при 270-300°С в течение 15-30 минут. После термообработки плотность газойля стала равной 1,07 г/см3 при 20°С. Уголь марок «ГЖ», «Ж» измельчали в дробилке и мельнице и выделяли ситовым методом фракцию -0,25 мм. Измельченный уголь смешивали с компонентами растворителя в соотношениях, как показано для примеров 1-9 в таблице 1. Приготовленную смесь угля и растворителя подавали при помощи насоса в змеевик, предварительно нагретый до температур, указанных для примеров 1-9 в таблице Время нахождения смеси в трубчатом реакторе диаметром 30-50 мм и длиной 20-40 м составляло 45-90 минут. После реактора смесь поступала в дистиллятор, где под действием резкого падения давления, происходило испарение легких углеводородов, на дне дистиллятора накапливался связующий электродный пек, который выгружали через 20-40 минут. For all examples used coal tar with a density of 1.18 g / cm 3 at 20 ° C, the content of substances insoluble in toluene 7.5%, the content of substances insoluble in
В таблицах 1 и 2 приведены качественные характеристики полученных связующих электродных пеков по каждому примеру 1-17.Tables 1 and 2 show the quality characteristics of the obtained binder electrode pitches for each example 1-17.
Анализ полученных результатов по примерам 1-4 и 9, в таблице 1 и примерам 10-13 в таблице 2, свидетельствует, что связующий пек, полученный по заявляемому способу и с использованием заявляемого устройства, имеет качественные характеристики, позволяющие его применять в качестве связующего пека для анодной массы алюминиевых электролизеров. An analysis of the results obtained for examples 1-4 and 9, in table 1 and examples 10-13 in table 2, indicates that the binder pitch obtained by the claimed method and using the inventive device has qualitative characteristics that allow it to be used as a binder pitch for anode mass of aluminum electrolyzers.
Пример 5 свидетельствует, что при дистилляции при температуре менее 270°С образуется связующий пек с низкой температурой размягчения и низким коксовым остатком.Example 5 shows that distillation at temperatures below 270 ° C produces a binder pitch with a low softening point and low coke residue.
Пример 6 свидетельствует, что при дистилляции менее 20 минут образуется связующий пек с низким коксовым остатком.Example 6 shows that distillation of less than 20 minutes results in a low coke binder pitch.
Пример 7 свидетельствует, что при дистилляции в течение более 40 минут образуется связующий пек с высокой температурой размягчения.Example 7 shows that a binder pitch with a high softening point is formed upon distillation for more than 40 minutes.
Пример 8 свидетельствует, что при терморастворении угля в реакторе с температурой более 450°С образуется связующий пек с высокой температурой размягчения.Example 8 shows that when coal is thermally dissolved in a reactor with a temperature of more than 450 ° C, a binder pitch with a high softening point is formed.
Примеры 10-13 свидетельствуют, что, связующий пек, полученный по заявляемому способу и с использованием заявляемого устройства, имеет качественные характеристики, позволяющие его использовать в качестве связующего пека для анодной массы алюминиевых электролизеров. Examples 10-13 indicate that the binder pitch obtained by the inventive method and using the inventive device has quality characteristics that allow it to be used as a binder pitch for the anode mass of aluminum electrolyzers.
Примеры 14 и 15 свидетельствуют, что при диаметре змеевика менее 30 мм и длине более 40 м, происходит прикоксовывание смеси у стенок и на изгибах змеевика, что приводит к остановке устройства. Examples 14 and 15 show that when the diameter of the coil is less than 30 mm and the length is more than 40 m, coking of the mixture occurs at the walls and on the bends of the coil, which leads to the device stopping.
Примеры 16 и 17 свидетельствуют, что при диаметре змеевика более 50 мм и длине менее 20 метров, образуется связующий пек с низким коксовым остатком.Examples 16 and 17 show that with a coil diameter greater than 50 mm and a length less than 20 meters, a binder pitch with a low coke residue is formed.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103299A RU2752174C1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Method and device for producing binding electrode pitch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021103299A RU2752174C1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Method and device for producing binding electrode pitch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2752174C1 true RU2752174C1 (en) | 2021-07-23 |
Family
ID=76989443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021103299A RU2752174C1 (en) | 2021-02-11 | 2021-02-11 | Method and device for producing binding electrode pitch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2752174C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB375928A (en) * | 1931-04-28 | 1932-07-07 | Teerverwertung Gmbh | Process and apparatus for the coking of pitch and similar bituminous substances |
FR2347429B2 (en) * | 1976-04-05 | 1981-10-09 | British Petroleum Co | |
US4369171A (en) * | 1981-03-06 | 1983-01-18 | Great Lakes Carbon Corporation | Production of pitch and coke from raw petroleum coke |
US20120160744A1 (en) * | 2006-05-24 | 2012-06-28 | West Virginia University | Method of Producing Synthetic Pitch |
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 |
-
2021
- 2021-02-11 RU RU2021103299A patent/RU2752174C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB375928A (en) * | 1931-04-28 | 1932-07-07 | Teerverwertung Gmbh | Process and apparatus for the coking of pitch and similar bituminous substances |
FR2347429B2 (en) * | 1976-04-05 | 1981-10-09 | British Petroleum Co | |
US4369171A (en) * | 1981-03-06 | 1983-01-18 | Great Lakes Carbon Corporation | Production of pitch and coke from raw petroleum coke |
US20120160744A1 (en) * | 2006-05-24 | 2012-06-28 | West Virginia University | Method of Producing Synthetic Pitch |
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 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Е.Н. Маркушина, Получение и промышленные испытания компаундного нефтекаменноугольного связующего в ОАО "РУСАЛ КРАСНОЯРСК", Металлургия цветных металлов, N 4, 2016. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Wang et al. | Nitrogen transformation during pyrolysis of oilfield sludge with high polymer content | |
CN107531487B (en) | Method and system for producing solid carbon material | |
JP2002338967A (en) | Coal tar using high efficiency evaporative distillation method and hydrocarbon mixed pitch product | |
EP1739153B1 (en) | Method for the production of brea from tar and the distillates thereof arising from coal tar by oxidative thermal treatment | |
US1925005A (en) | Coal treatment process | |
Rofiqul et al. | Limonene-rich liquids from pyrolysis of heavy automotive tire wastes | |
US4356077A (en) | Pyrolysis process | |
Ma et al. | Interactions of cellulose-and lignin-derived radicals during pyrolysis: an in-situ Electron Paramagnetic Resonance (EPR) study | |
RU2752174C1 (en) | Method and device for producing binding electrode pitch | |
US1639417A (en) | Method of carbonizing fuel | |
CN105950227A (en) | Treatment system and method for pyrolyzed oil gas | |
RU2668444C1 (en) | Method for obtaining anisotropic petroleum pitch | |
JP2013523942A (en) | Method for producing coking additives by delayed coking | |
WO2013091451A1 (en) | Improver for visbreaking and process for co-visbreaking to coal tar or bio-oil containing the same and heavy oil | |
RU2668870C1 (en) | Method of obtaining anisotropic petroleum pitch | |
RU2614445C1 (en) | Method for obtaining coal pitch-bonding agent for production of anode mass of carbon electrodes | |
RU2502783C1 (en) | Thermochemical processing method of oil slurries or acid tars in mixtures with solid natural fuel to obtain liquid products and solid residues | |
Rianda et al. | Characterization approach to develop distillation process for production of anode-grade coal tar pitch | |
CN113614207A (en) | Process for pyrolysis of hydrocarbon feedstock and apparatus for carrying out the process | |
RU2780256C1 (en) | Method for obtaining liquid products during thermal decomposition of solid carbon-containing raw materials | |
RU2750991C1 (en) | Method for producing oil pitch | |
JP3187547B2 (en) | Pyrolysis of heavy oil | |
JP2018123322A (en) | Production method of hydrogenated coal tar pitch | |
JP3551958B2 (en) | Waste plastic decomposition treatment method and apparatus and fuel | |
CS274289B2 (en) | Method of pitch continuous coking |