SE433085B - Forfarande for framstellning av bindemedelsbeck for kolelektroder - Google Patents

Description

7703225-8 2 455-594°C med ett utloppstryck av från 24,5 till 42 atö, varefter man kyler och sänker trycket hos oljan till ett tryck av 0,7-7 atö vid en temperatur av 260-400°C och destillerar vätska från pyrolys- brännoljan, så att man erhåller en bindemedelsbeckåterstod.

Uppfinningen innefattar även, såsom en ytterligare aspekt på uppfinningen, införlivandet av ett störtkylningssteg för stört- kylning eller snabbkylning av den trycksänkta pyrolysbrännoljan för att minska eller förhindra ytterligare polymerisering.

Bindemedelsbeck användes för framställning av elektroder av kalcinerad koks. Dessa elektroder användes vid metallurgiska processer, exempelvis reduktion i kolugnar och aluminiumreduktion.

För detta ändamål kombineras bindebeck med kalcinerad koks för att binda kokspartiklarna och för formning av dessa till önskad elekt- rodform. De kan därefter bakas, varvid becket omvandlas till koks.

Det är_därför önskvärt att bindemedelsbeck har följande egenskaper: Il. Tillräcklig fluiditet för att väta och penetrera kokspar- tiklarna vid temperaturer som lätt kan uppnås med vattenånga erhål- len från kraftstationer. 2. " Förhållandevis högt koksutbyte när bindemedelsbecket pyro- lyseras eller när elektroden bakas. 3. 7 Hög aromaticitet som ger koks av nåltyp.

Föreliggande uppfinning avser i synnerhet framställning av bindemedelsbeck utgående från en petroleumbas, som hittills icke kunnat framställas på ett tillfredsställande sätt. Det är en fördel med förfarandet enligt uppfinningen att detta tillåter framställning av bindemedelsbeck utgående från en petroleumbas, så att man uppfyl- ler de stränga krav som ställes i stålugnar och vid aluminiumreduk- tion. 7 Uppfinningen beskrives i det följande närmare under hän- visning till fig. 1 på ritningarna.

På fig. l visas hur en pyrolysbrännolja, exempelvis den tunga högkokande fraktion som erhålles vid spaltning av petroleum- destillat i närvaro av vattenånga till bildning av olefiner, införes i enheten genom en ledning 101. En avgrenad ström av utgångsmate- rialet föres genom en behållare 102 innehållande elementärt svavel varvid tillräcklig mängd svavel upplöses i denna avgrenade ström för 7703225-8 3 att vid blandning med huvudströmmen svavelhalten kommer att uppgå till från ca 30 till ca 200 ppm. Den svavelhaltiga pyrolysbränn- oljan föres därefter genom en värmeväxlare 103 för'åstadkommande av upphettning och den upphettade oljan föres genom en ledning 104 in i en genomvärmningstrumma 105 i vilken pyrolysbrännoljan behandlas under de i det föregående angivna betingelserna. Ãnga från genom- värmningstrumman 105 föres in i fraktioneringsanordningen 106 genom en ledning 107.

Vätskan från genomvärmningstrumman 105 avtappas genom en ledning 108 och införes under tryck (exempelvis med en pump som icke visas på figuren) i en upphettningsanordning 109 i vilken vätskan upphettas till de i det föregående angivna temperaturerna och tryc- ken, så att man erhåller en behandlad pyrolysbrännolja med de i det föregående angivna egenskaperna.

Den behandlade brännoljan avtappas från upphettnings- anordningen 109 genom en ledning lll och kyles till en temperatur av storleksordningen från ca 260 till ca 400°C, företrädesvis från ca 288 till ca 370°C, genom direkt snabbkylning med en under tryck stående ström i en ledning 112, i synnerhet bensin som erhållits från fraktioneringsanordningen 110. Den kylda kombinerade strömmen underkastas därefter trycksänkning till ett tryck av storleksord- ningen från ca 0,7 till ca 7 atö, företrädesvis från ca 1,8 till ca 2,8 atö (ett tryck som i huvudsak råder i fraktioneringstornet), genom passage genom en riktledningsventil 114 och införing i frak- tioneringstornet 110 genom en ledning 115.

Fraktioneringsanordningen 106 drives för tillvaratagande av bindemedelsbeck såsom bottenprodukt genom en ledning 116, en des- tillat-olja-sidoström genom en ledning 117 och bensin samt gas som bortgâr från toppen genom en ledning 118. En del av den bensin som tillvaratagits från topprodukten sättes under tryck och användes i en ledning 112 för snabbkylning av effluenten från upphettnings- anordningen 109.

Uppfinningen beskrives i det följande närmare med ut- föringsexempel. I Exempel En pyrolysbrännolja innehållande 20-50 milliondelar ele- mentärt svavel tillsatt till oljan infördes i en varmhållningstank och hölls vid en temperatur av ca 260°C under en tidrymd av ca 15 minuter. Den lättkokande vätskan avtappades såsom ånga och den hög- kokande vätskan pumpades efter varmhållning under 15 minuter till en 7703225-8 4 ugn samt upphettades till en temperatur av ca 480°C under en tidrymd av 17 sekunder med ett utloppstryck av 25 atö. Efter kylning och K trycksänkning, följt av snabbavdrivning av de lättare materialen, underkastades den kvarvarande vätskan, innefattande ett utbyte av 99,6 %, beräknat på den ursprungliga beskickningen, en destillation med kvarlämnande av en återstod av 31,4 viktprocent med följande egenskaper: Densitet OAPI - 9,43 Mjukningspunkt OC 106 Viskositet, seybeif Furei, eek. vid 1a2°c 311 7 " " " " 2o4°c 61,5 Destillation av en pyrolysbrännolja utan behandling på i det föregående angivet sätt, vilket ger en återstod eller beck i en mängd av 34,7 viktprocent, medförde att becket hade följande egenskaper: _ 7 Densitet °API ~ _ - 6,68 Mjukningspunkt °C lll Viskositet, seyboit Furei, sek. vid 149°c 2122 " " " “' 141°c 440 " " “ “ 2o4°c los (extrapolerat) En jämförelse av beckprodukterna visar att det beck, som framställdes enligt uppfinningen, har ökad aromaticitet, vilket framgår av en lägre API-densitet och lägre viskositet.

Effekten av upphettningen i närvaro av svavel i kombination med värmebehandling vid förfarandet enligt uppfinningen har jämförts med effekten av den upphettning i närvaro av svavel, som beskrives i den amerikanska patentskriften 3 687 840, och den värmebehandling, som beskrives i den amerikanska patentskríften 3 SÉ7 976.

Identiskt lika utgångsmaterial av pyrolysbrännolja användes vid vart och ett av de i det följande beskrivna försöken och frak- tionen med kokpunkt över 3l6°C i utgångsmaterialet hade en täthet av -9,00 API och ett BMCI-värde av 152.

Jämförelseförsök A. . _ Värmebehandling med svavel (amerikanska patentskriften 3 687 840).

Värmebehandlingen genomfördes med 100 ppm svavel vid en tem- peratur av 260°C och en uppehållstid i värmebehandlingstrumman av 7703225-*8 15 minuter.

Den erhållna fraktionen med kokpunkt över 3l6°C hade en täthet av -9,6° API och ett BMCI-värde av 156.

Jämförelseförsök B.

Värmebehandling (amerikanska patentskriften 3 537 976).

Pyrolysbrännoljan, som icke underkastats föregående värme- behanáling med svavel, underkastades värmebehandling satsvis vid en temperatur av 360°C, totalt tryck av 14,7 atö och en uppehålls- tid av 180 sekunder.

Fraktionen med kokpunkt över 3l6°C hos produkten hade den- siteten -9,60 API och ett BMCI-värde av 156.

Värmebehandling i ett rör, såsom beskrives i patentskriften (utloppstemperatur 492°C, utloppstryck 24,5 atö, uppehållstid 146 sekunder), provades även och röret blev igensatt efter tvâ timmar.

Jämförelseförsök C.

Enligt uppfinningen.

Pyrolysbrännoljan värmebehandlades i närvaro av 25-50 ppm elementärt svavel vid ca 260°C under en tidrymd av ca 15 minuter och den värmebehandlade pyrolysbrännoljan upphettades i en rör- formig upphettningsanordning till en utloppstemperatur från slingan av 492°C, utloppstryck av 24,5 atö och en uppehâllstid av 63,3 sekunder. I Fraktionen med kokpunkt över 3l6°C av produkten från den kombinerade värmebehandlingen med svavel och efterföljande värme- behandling hade en densitet av 10,80 API och ett BMCI-värde av 161.

Processen upprepades med undantag av att uppehållstiden vid värmebehandlingen var 94,6 sekunder.

Fraktionen med kokpunkt över 3l6°C hos den erhållna produkten hade en densitet av 11,80 API och ett BMCI-värde av 166.

Dessa jämförelseförsök visar att behandlingen enligt före- liggande uppfinning medför en ökad aromaticitet, vilket visas av det lägre API-täthetsvärdet och högre BMCI-värdet, som är högre än det som erhålles med enbart värmebehandling med svavel, exempelvis såsom anges i den amerikanska patentskriften 3 687 840, eller värme- behandling enbart, såsom anges i den amerikanska patentskriften 3 537 976. Till följd av den ökade aromaticiteten är den pyrolys- brännolja, som framställes med förfarandet enligt uppfinningen, mer lämpad såsom utgångsmaterial för framställning av kolsvart.

Claims (2)

1. 77Ü5225~=ë PATENTKRAV l. Förfarande för framställning av bindemedelsbeck för kolelektroder, k ä n n e t e c k n a t därav, att man behandlar pyrolysbrännolja genom tillsats av svavel till brännoljan i en upplöst mängd av minst 30 milliondelar, håller pyrolysbrännoljan vid en temperatur överstigande 232°C för polymerisering av starkt omättade föreningar i oljan, upphettar därefter pyrolysbrännoljan i en upphettningszon till en temperatur av 455-594°C med ett utloppstryck av från 24,5 till 42 atö, varefter man kyler och sänker trycket hos oljan till ett tryck av 0,7-7 atö vid en temperatur av 260-400°C och destillerar vätska från pyrolysbrännoljan, så att man erhåller en bindemedelsbeckåterstod.

2. Förfarande enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k - n a t därav, att man genomför snabbkylning av pyrolysbränn- oljan efter trycksänkningen för att minska fortsatt polymeri~ sering.