SU1676455A3

SU1676455A3 - Способ получени мезофазного пека

Info

Publication number: SU1676455A3
Application number: SU874202682A
Authority: SU
Inventors: Тсучитани Масатоси; Наито Сакае; Накадзима Риоичи
Original assignee: Кодзо Иидзуко (Фирма); Марузен Петрокемикал Ко, Лтд (Фирма)
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1991-09-07
Also published as: NO872035D0; US4820401A; NO872035L; AU7315187A; CN1008444B; EP0246591A1; NO170224B; KR870011225A; CA1264692A; KR930005525B1; JPH048472B2; AU594769B2; JPS62270685A; CN87103595A; EP0246591B1; NO170224C; DE3765836D1

Abstract

Изобретение касаетс углехимии, в частности получени мезофазногопека. Цель- повышение качества последнего. Дл этого используют лигроиновый деготь, каменноугольный деготь или т желый конденсат, пол- ученный из каменноугольного дегт однократным испарением. В случае использовани двух последних материалов их предварительно экстрагируют ксилолом в массовом соотношении 1,0:(2-3)с получением продукта, содержащего 0,4-2,2 мас.% ксилолнерастворимых соединений. Исходный битуминозный материал подвергают гидрированию при повышенных температуре и давлении в присутствии растворител - донора водорода с последующей термообработкой при 390-470&deg;С в течение 5-80 мин. Термообработку битуминозного материала ведут при 470-530&deg;С, 2-3 МПа, при необходимости в присутствии поглотительного масла (интервал кипени 240-280&deg;С, не содержит нерастворимых в ксилоле веществ ), вз того в массовом соотношении с материалом (0.17-0,76): 1, с получением продукта, содержащего 3,5-15.9% ксилол- нерастворимых веществ, который затем обрабатывают ксилолом массовое соотношение (2-4):1 и подают на гидрогенизацию . Последнюю ведут в присутствии донора водорода - гидрированного антраценового масла или тетрагидрохиноли- на. Термообработку гидрогенизата провод т с получением продукта с т.разм. по Меттлеру 289-310&deg;С, содержащего 0,2-7,9 мас.% хинолиннерастворимых веществ, 3,6-9,4 мас.% ксилолрастворимых веществ и 95- 100% мезофазы. Этот мезофазный пек формуют в виде волокон, придают им неплавкость и науглероживают при 1000&deg;С дл получени углеродных волокон, которые имеют прочность на разрыв, напримео. 297 кг/мм2 и модуль упругости 17,6 т/мм . 11 табл. О 1 о 4 СЛ СП со

Description

Изобретение относитс к способам получени мезофазного пека и может быть использовано к нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленности.

Целью изобретени вл етс повышение качества целевого продукта.

Пример 1. Каменноугольный деготь удельным весом 1,1644 г/см и содержащий 4,7 мас.% ксилолнерастворимых компонентов (КНК) и 0,6 мас.% хинолиннерастворимых компонентов (ХНК), подвергают однократному испарению в колонне однократного испарени при 280°С, под атмосферным давлением с целью получени т желого компонента с содержанием КНС и ХНС 6,3 мас.% и 1.1 мас.% соответственно, при выходе 80 мас.%. Этот т желый компонент раствор ют в двойном количестве ксилола , и смесь непрерывно фильтруют при 25°С с помощью непрерывного фильтра дл удалени -нерастворимых компонентов. Фильтрат подвергают перегонке с целью выделени ксилола, с получением в результате очищенного т желого масла с выходом 69,4 мас.% по отношению к каменноугольному дегтю.

Свойства каменноугольного дегт , т желого компонента и очищенного т желого масла приведены в табл.1.

10 кг/ч очищенного т желою масла и 7,6 кг/ч поглотительного масла с интервалом кипени 240-280°С не имеющего КНК, полученный из каменноугольной смолы, отдельно насосами ввод т в трубчатый нагреватель , оснащенный нагревательной трубой с внутренним диаметром 6 мм и длиной 40 мм, погруженной в расплавленную сол ную ванну, где смесь подвергают термической обработке при 510°С при давлении 20 кгс/см2 изб. Подвергнутую термической обработке жидкость добавл ют к двойному количеству ксилола и содержимое перемешивают. Смесь затем подвергают центрифугированию при скорости вращени 2000 об/мин при температуре окружающей среды с целью получени нерастворимых компонентов, к которым добавл ют двойное количество ксилола и содержимое перемешивают, а смесь вновь подвергают центрифугированию дл промывки нерастворимых компонентов. Высокомолекул рный битуминозный материал получают в результате сушки только упом нутых нерастворимых компонентов, с выходом 12,4 мас.% по отношению к очищен ному т желому компоненту . Анализ высокомолекул рного битуминозного материала дает следующие результаты: содержание КНС 80 мас.%, и содержание ХНС - 0,3 мас.%.

К 500 г тетрагидрохинолина добавл ют 250 г битуминозного материала и подвергают гидрированию в течение 30 мин при 440°С и под автогенном давлении в автоклаве емкостью 1 л. Конечное давление обработки составл ет 111 кгс/см изб. Гидрированную жидкость отфильтровывают с помощью стекл нного фильтра и подвергают перегонке при пониженном давлении с целью удалени растворител с получением гидрированного высокомолекул рного битуминозного материала. Полученный таким путем гидрированный высокомолекул рный битуминозный материал помещают в полимеризационную колбу и подвергают

термической обработке в сол ной ванне, поддерживаемой при 450°С в течение 50-70 мин при атмосферном давлении с барботи- рованием газообразного азота при расходе

80 л/мин на 1 кг подвергаемого обработке битуминозного материала. Свойства полученного таким способом пека ггриведены в табл.2.

Мезофазный пек из опыта 3 табл,2 под0 вергают пр дению с помощью пр дильного устройства, с размером отверсти фильеры, равным диаметру 0.25 мм и длиной 0,75 мм при 335°С со скоростью выт жки 600 м/мин с целью получени волокон из пека. Угле5 родные волокна получают приданием волокнам из пека неплавкости в результате их нагрева в воздухе при 320°С в течение 20 мин и последующей карбонизации их при 1000°С в азотной атмосфере. Углеродные

0 волокна имеют предел прочности на раст жение 300 кгс/мм и модуль упругости 19,4 т/мм . Эти волокна далее подвергают гра- фитизациии при 2500°С. Воло кн имеют предел прочности на раст жение 423

5 кгс/мм2 и модуль упругости 92,1 т/мм2.

Пример 2. Очищенное т желое масло, полученное в примере 1, в отсутствие ароматического масла подвергают термической обработке в трубчатом нагревателе с внут0 ренним диаметром 6 мм и длиной 40 м при 510 или 530°С и давлении 20 кг/см (2,1 МРа) и при скорости потока 17,6 кг/ч. Свойства подвергнутых термической обработке материалов приведены в табл.3.

5Высокомолекул рные битуминозные

материалы получают путем добавлени двойного количества ксилола к каждому из подвергнутых термической обработке материалов , а их смеси подвергают обрабо тке в

0 соответствии с примером 1. Выходы битуминозных материалов составл ют 14,9 и 21,3 мас.% по отношению к очищенному т желому маслу дл каждого из материалов, подвергнутых нагреву при 510 или 530°С,

5 соответственно. Мезофазные пеки получены путем гидрировани и термической обработки высокомолекул рного битуминозного материала . юсобом, аналогичным примеру 1.Услови тепловой обработки приведены в

0 табл.4, а услови гидрогенизации и второй степени тепловой обработки не отличаютс от условий, описанных в примере 1, Свойства пеков приведены в табл.4. Меэофазный пек из опыта 6 (табл.5) под5 вергают пр дению при 377°С Р. соответствии с технологией использованной в примере 1, а после этого полученным таким путем вопокнзм из пека придают неплавкость и лсдаергают карбонизации при 1000°С. Углеродные волокна имеют предел

rj

прочности на раст жение 294 кгс/мм и модуль упругости 18,0 т/мм2.

Пример 3 (сравнительный). Тот же каменноугольный деготь, который используют в примере 1, подвергают однократному испарению при 280°С с получением т желого масла, которое смешивают с ксилолом и отфильтровывают. Полученные таким путем КНС добавл ют к двойному количеству тетрагидрохинолина и подвергают гидрированию таким же способом, как в примере 1. После фильтровани растворитель удал ют из гидрированного продукта, а продукт подвергают термической обработке в сол ной ванне при 450°С в течение 90 мин под атмосферным давлением с получением мезофазного пека. Температура разм гчени пека составл ет 320°С, содержание в нем соединений, нерастворимых в хинолине, составл ет 12,6 мас.%, содержание соединений, растворимых в ксилоле, со- ставл ет5,1 мас.%, а содержание мезофазы 85%. Этот пек подвергают пр дению при 355°С. Волокнам пека придают неплавкость и их подвергают карбонизации при 1000°С. Углеродные волокна имеют предел прочности на раст жение 228 кгс/мм и модуль упругости 16,2 т/мм .

Пример 4 (сравнительный). Очищенное т желое масло, полученное таким же способом, как в примере 1, подвергают термической обработке в трубчатом нагревателе при тех же самых услови х, которые используют в примере 1. Подвергнутую термической обработке жидкость направл ют без охлаждени в испарительную колонну при 480°С, где удал ют легкие фракции с целью получени пека с высокой температурой разм гчени , с выходом 28,6 мас.% по отношению к очищенному т желому маслу. С целью гидрировани пека при тех же самых услови х, которые были использованы в примере 1, к пеку добавл ют двойное количество тетрагидрохинолина, и гидрированный пек подвергают термической обработке, с получением в результате мезофазного пека. Продолжительность тепловой обработки отражена в табл.5, а другие услови термообработки, как в примере

Свойства пека приведены в табл Мезофазный пек из опыта 10 (табл 5) подвергают пр дению при 342°С по способу , аналогичному способу, описанному в примере 1, и затем полученным таким путем волокнам пека придают неплавкость и они подвергнуты карбонизации при 1000°С. Углеродные волокна имеют предел прочности на раст жение 242 кгс/мм и модуль упругости 14,2 т/мм.

Пример 5. Очищенное т желое масло, как в примере f, подвергают термообработке в соответствии с примером 1. при 510°С в трубчатом нагревателе. Подвергнутый тер

мообработке материал направл ют в испарительную колонну и подвергают однократному испарению при 280°С под атмосферным давлением с целью удалени использованного поглотительного масла,

0 Термообработанный материал, полученный из кубовой части колонны, охлаждают в холодильнике до 100°С этот продукт имеет 3,5 мас.% КНС. После непрерывного введени двойного количества ксилола в псдвергну5 тый термообработке материал внутри трубопровода смесь охлаждают до 25°С. Смесь направл ют в центрифугу непрерывного действи и полученный нерастворимый компонент отдел ют и вывод т. После диспер0 гировани нерастворимого компонента в двойном количестве ксилола дисперсию вновь направл ют в ту же самую центрифугу непрерывного действи с целью вымывани нерастворимого компонента.

5 После сушки нерастворимого компонента в вакууме получают высокомолекул рный битуминозный материал с выходом 8,8 мас.% по отношению к очищенному т желому маслу сырь . Полученный таким пу

0 тем высокомолекул рный битуминозный материал имеет КНС 70,5 мас.% и ХНС 0,1 мас.%.

Высокомолекул рный битуминозный материал раствор ют в трехкратном количе5 стве гидрированного антраценового масла и раствор подвергают непрерывной термообработке в трубчатом нагревателе, содержащем нагревательную трубку внутренним диаметром 10 мм и длиной 100 м, погружен0 ную в расплавленную сол ную ванну, прм расходе 6,5 кг/ч, 440°С, давлении 50 кгс/см изб. Затем подвергнутый обработке раствор непосредственно направл ю в испарительную колонну и подвергают там

5 однократному испарению при атмосферном давлении при 400°С Таким обоазом гидрированный битуминозный материал получают из кубовой части колонны. Гидрированный битуминозный материал имеет

0 температуру разм гчени по метод. К / Hi 132°С КНС 51,6 мае % и ХНС 0 1 мдс %

Гидрированный битуминозный матеои ал подвергают термической обработке v полимеризационной колбе при атмосфер

5 чем давлении, как в примере 1 и йопучзгс- мезофазный пек.

Свойства пека приведены в табг 6 Пр дильный пек из огнпл 1Б тчЬл & подвергают пр дению с испот л-ч1 TV тоже самого пр дильного устрт, i - L

примере 1, при скорости выт жки 850 м/мин при 325°С. Экструдировэнным волокнам придают неплавкость и подвергают карбонизации при 1000°С, как в примере 1, и в результате получают углеродные волокна Углеродные волокна имеют предел прочности на раст жение 298 кгс/мм и модуль упругости 45,9 т/мм2 Графитные волокна, полученные из углеродных волокон графи- тизацией при 2500°С, имеют предел прочности на раст жение 405 кгс/мм и модуль упругости 67,9 т/мм2.

Примерб Деготь (удельный вес 1,0751 г/см3, содержание асфальтенов 15,1 мас.%, КНС 0 мас.%, содержание углерода по Конрадсону 12,3 мас.%, в зкость при 100°С 6,3 ест) подвергают термообработке в том же трубчатом нагревателе, как в примере 1, при 500°С и давлении 20 кг/см при расходе 17 5 кг/ч Лигроиновый деготь использованный в качестве исходного сырь , вл етс остатком смолы, получаемой при пиролизе нафты дл получени олефинов например этилена, пропилена и тд Высокомолекул рный битуминозный материал получают смешением термообработанного материала с двойным количеством ксилола , центрифугированием, промывкой и сушкой как в примере 1 Выход битуминозного материала составл ет 8 9 мае % Этот битуминозный материал с большим молекул рным весом с.одержит 76,9 мае % нерастворимого в ксилоле компонента и менее 0,2 мае % нерастворимого в хинолине компонента 125 г высокомолекул рного битуминозного материала раствор ют в 250 г тетрагидрохинолина, и раствор загружают в автоклав емкостью 1 л и осуществл ют термообработку при 460°С под автогенным давлением в течение 80 мин Конечное давление обработки составл ет 116 кгс/см изб После фильтровани обработанной жидкости с помощью стекл нного фильтра использованный растворитель удал ют перегонкой и получают гидрированный биту- инозный материал Гидрированный битуминозный материал подвергают термической обработке как в примере 1 при температуре сол ной бани 450°С при атмосферном давлении в течение 30 мин. Полученный таким путем пек имеет темпе- .ратуру разм гчени 310°С, содержание ХНС 0,8 мае %, содержание соединений, растворимых в ксилоле 8,5 мас.% содержание мезофазы 100%.

Пек подвергают пр дению с использованием того же самого пр дильного устройства , которое используют в примере 1, при 341°С. при скорости выт жки 500 м/мин Волокнам пека придают неплавкость и они

подвергнуты карбонизации при 1000°С Углеродные волокна имеют предел прочности на раст жение 279 кгс/мм и модуль упругости 15,5 т/мм .

Пример Гидрированный пек, полученный как в примере 1, подвергают тепловой обработке так как в примере 1 использу колбу дл полимеризации, при 470°С в течение 25 мин Свойства получен0 ного таким путем мезофазного пека температура разм гчени по Меттлеру 300°С, содержание хинолиннерастворимых соединений 1 9 мае %, содержание ксилолраство- римых соединений 72 мае %, содержание

5 мезофазы 100%

Мезофазный пек формуют таким же образом и при таких же услови х посредством использовани такой же машины дл формовани волокна которую примен ют в

0 примере 1 при 335°С Пековые волокна делают неплавкими и науглероживают при 1000°С таким же образом и при тех же услови х , что применены в примере 1 Полученные таким образом углеродные волокна

5 имеют прочность на разрыв 305 кг/мм2 и модуль упругости 18,9 т/мм

П р и м е р 8 2 образца (первый получен: тепловой обработкой при 510°С а другой получен тепловой обработкой при 530°С)

0 гидрированного пека, полученного по примеру 2 (250 г каждого), соответственно помещают в 500 мл реакторы из нержавеющей стали Гидрированный пек полученный тепловой обработкой при 510°С, содержит кси5 лолнерастворимые соединени в

количестве 50,1 мае % и хинолиннерастворимые соединени в количестве 0,2 мас.%

Гидрированный пек, полученный тепловой

.обработкой при 530°С, содержит ксилолне0 растворимые соединени в количестве 49,3 мае % и хинолиннерастворимые соединени в количестве 0,2 вес % Реакторы продувают газообразным азотом, после чего их содержимое расплавл ют нагреванием до

5 300°С Далее реакторы постепенно эвакуируют вакуум-насосами до достижени абсолютного давлени , соответственно равного 3 мм ртутного столба Затем температуры повышают до достижени абсолютного дав0 лени , соответственно равного 3 мм ртутного столба Затем температуры повышают до достижени заранее предусмотренных температур Реакторы выдерживают 5 мин при заранее определенной температуре, после

5 чего нагревание прекращают. Вакуум-насосы также выключают. Давление в реакторах восстанавливают до атмосферного давлени путем введени газообразного азота Затем реакторы охлаждают. Свойства пеков приведены в табл 7. Полученные таким образом мезофазные пеки формуют таким же образом и при таких же услови х, которые применены в примере 1 при 340°С. Пековым вопокнам придают неплавкость и науглероживают при 1000°С тем же способом и при тех же услови х, что в примере 1. Характеристики углеродных волокон, полученных таким путем, показаны в табл.7.

Пример 9. Каменноугольный деготь, имеющий удельный вес 1.213 г/см и содержащий 7,2 мас.% ксилолнерастворимых соединений и 1.0 мае. % хинолиннераствори- мых соединений, перегон ют при 300°С дл удалени более легких компонентов. Полученный таким путем т желый компонент раствор ют в двойном количестве ксилола и образованные при этом нерастворимые материалы отфильтровывают. Полученный фильтрат перегон ют дл удалени ксилола, получа таким образом очищенное т желое масло. Выход очищенного т желого масла составл ет 76,3 мае. % в пересчете на каменноугольный деготь, т.е. на исходное сырье. Очищенное т желое масло содержит кси- лолнерастворимые соединени в количестве 2,2 мас.% и хинолиннерастворимые содинени в количестве менее 0,1 мас.%.

Очищенное т желое масло подвергают тепловой обработке при 510°С таким же образом и при таких услови х, которые примен ют в опыте 4 примера 1. После тепловой обработки материал подвергают однократной равновесной перегонке при 285°С при атмосферном давлении в колонне однократной перегонки. Из нижней части колонны получают т желое масло, содержание которого составл ет 6,9 мас.%. Т желое масло раствор ют в двукратном количестве ксилола и смесь центрифугируют дл удалени нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент снова диспергируют в двукратном количестве ксилола и дисперсию фильтруют дл извлечени нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент высушивают в вакууме дл получени высокомолекул рного битуминозного материала. Выход высокомолекул рного битуминозного материала составит 7,3 мас.% в пересчете на очищенное т желое масло.

Высокомолекул рный битуминозный материал раствор ют в тройном количестве гидрированного антраценового масла и высокомолекул рный битуминозный материал гидрируют и подвергают однократной перегонке так, как в примере 5 дл получени гидрированного битуминозного материала. Гидрированный битуминозный материал подвергают тепловой обработке при 430°С в течение 70 мин, как указано в примере 1, Мезофазный пек, полученный таким путем.

имеет температуру разм гчени по Меттле- ру, равную 300°С, содержание хинолинне- растворимых соединений 0,3 мас.%, содержание ксилолрастворимых соединений 5,3 мас.% и содержание мезофазы 100%.

Мезофазный пек формуют таким же образом и при таких же услови х, которые применены в примере 1. Пековым волокнам

0 придают неплавкость и науглероживают при 1000°С таким же образом и при тех же услови х, которые применены в примере 1. Углеродные волокна имеют прочность на разрыв 301 кг/мм2 и модуль упругости 17,0

5 т/мм2.

Пример 10. Каменноугольный деготь, имеющий удельный вес 1,266 г/см3 и содержащий 10,2 мас,% ксилолнерастворимых компонентов и 2,0 мас.% хинолиннераство0 римых компонентов, раствор ют в тройном количестве ксилола. Образующиес при этом нерастворимые материалы отфильтровывают , затем фильтрат перегон ют дл удалени ксилола и получают очищенное т 5 желое масло. Выход очищенного т желого масла составл ет 31,2 мас.% в пересчете на каменноугольный деготь, т.е. на исходное сырье. Очищенное т желое масло содержит ксилолнерастворимые компоненты в коли0 честве 0,4 мас.% и хинолиннерастворимые компоненты в количестве менее 0,1 мас.%. Очищенное т желое масло подвергают тепловой обработке в трубчатом нагревателе по примеру 2 при 480°С под давлением

5 30 кг/см . Материал после тепловой обработки сразу же охлаждают, в результате чего получают т желое масло, в количестве 7,9 мас.%. Т желое масло раствор ют в двойном количестве ксилола и смесь центрифу0 гируют дл удалени нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент снова диспергируют в двойном количестве кксилола и дисперсию фильтруют дл удалени нерастворимого компонента. Нераство5 римый компонент высушивают в вакууме дл получени высокомолекул рного битуминозного материала. Выход высокомолекул рного битуминозного материала составл ет 8,6 мас.% в пересчете на очи0 щенное т желое масло.

Высокомолекул рный битуминозный материал раствор ют в тройном количестве гидрированного антраценового масла. Битуминозный материал гидрируют и подвер5 гают однократной перегонке, как показано в примере 5.

Гидрированный битуминозный материал подвергают тепловой обработке при 450°С в течение 35 мин, как указано в примере 1. Полученный таким образом мезофазный пек имеет температуру разм гчени 307°С по Меттлеру. Содержание хинолин- нерастворимых компонентов 0,8 мас.%, содержание ксилолрастворимых соединений 3.6 мас.%. Содержание мезофазы 100%.

Мезофазный пек формуют таким же образом и при тех же услови х, которые применены в«примере 1. Волокнам из пека придают неплавкость и науглероживают при 1000°С таким же образом и при тех же услови х, которые применены в примере 1. Углеродные волокна имеют прочность на разрыв 293 кг/мм и модуль упругости 17,4 т/мм

Пример 11. В качестве сырь используют т желый каменноугольный деготь, имеющий свойства, показанные в табл.8. Одну часть т желого каменноугольного дегт смешивают и раствор ют в 2 ч. ксилола, затем отдел ют образовавшиес нерастворимые компоненты на непрерывно действующем фильтре. Ксилол удал ют из фильтрата перегонкой и- таким путем получают очищаемое т желое масло, свойства которого показаны в табл.8. Выход очищенного т желого масла составл ет 92,1 мзс.% в пересчете на т желый каменноугольный деготь.

Очищенное т желое масло подвергают непрерывной термической обработке при скорости загрузки 175 кг/ч, при 470-520°С и давлении 20 кг/см в трубчатом нагревателе , с внутренним диаметром трубы 6 мм и длину трубы 40 м, погруженном в солевую ванну. Материал, выход щий из нагревател , направл ют в колонну однократной перегонки при температуре головной части колонны 250°С при атмосферном давлении с целью удалени более легких компонентов из головной части и извлечени т желого масла после термокрекинга на нижней части колонны. Содержание т желого масла после термического крекинга следующее: опыт 19: 6,9 мас.%, опыт 20: - 8,8 мас,%. опыт 21: 9,8 мас.%, опыт 22: 11,1 мас.%, опыт 23: 12,4 мас.% 2 вес.ч. ксилола добавл ют к одной части т желого масла, наход щегос при 100°С. Т желое масло раствор ют в ксилоле при перемешивании, затем раствор охлаждают до комнатной температуры . Раствор, содержащий нераствори- мый компонент, обрабатывают на центрифуге непрерывного действи дл отделени и получени нерастворимого компонента . Две весовых части ксилола добавл ют к одной части нерастворимого компонента и смесь перемешивают. Затем смесь фильтруют под давлением дл отделени нерастворимого компонента от раствора растворимого компонента в растворителе. Нерастворимый

компонент нагревают в вакууме дл удалени ксилола. Полученный таким образом очищенный нерастворимый компонент представл ет высокомолекул рный битуминозный материал. Выход и свойства высокомолекул рного битуминозного материала показаны в табл.9.

Затем одну весовую часть высокомолекул рного битуминозного материала рас0 тв-ор ют в 3 мае.ч. гидрированного антраценового масла и смесь гидрируют непрерывно при скорости подачи загрузки 6,5 кг/ч, при 400°С, под давлением 50 кг/см2 в трубчатом нагревателе, имеющем обогрева5 ющую трубку с внутренним диаметром 10 мм и длиной 100 м, погруженную в ванну из расплавленной соли. Затем гидрированный смешанный раствор подают в колонну однократной перегонки и подвергают однократ0 ной перегонке при температуре в головной части 400°С при атмосферном давлении с тем. чтобы удалить отработанный растворитель и более легкие компоненты материала в головной части колонны. В итоге из ниж5 ней части колонны получают гидрированный пек.

Далее 100 г гидрированного пека помещают в колбу дл полимеризации, погруженную в ванну из расплавленной соли с

0 температурой 450°С. Тепловую обработку провод т в течение 30 мин при атмосферном давлении путем барботировани газообразного азота при скорости потока 8 л/м. Таким образом получают мезофазный пек.

5 Выход и свойства гидрированного пека и мезофазного пека показаны соответственно в табл.10.

Оптически-анизотропные пеки, т.е. ме- зофазные пеки, полученные по опытам 20,

0 21,22, формуют с применением машины дл формовани волокна, имеющей полую пр дильную фильеру с внутренним диаметром 0,25 мм и длиной 0,75 мм. Температура формовани 340°С при скорости формовани

5 700м/мин.

Волокнам из пека придают неплавкость путем повышени температуры со скоростью 1°С/мин до 320°С и выдерживании волокон при 320°С в течение 20 мин. Волок0 на науглероживают при 1000°С в атмосфере газообразного азота. Таким образом получают углеродные волокна. Характеристики углеродных волокон показаны в табл.11. 15 кг/ч очищенного т желого масла,

5 полученного по примеру 1, и 2,6 кг/ч поглотительного масла смешивают и направл ют в трубчатый нагреватель, оборудованный обогревающей трубой, имеющей внутренний диаметр б мм и длину 40 мм. В нагревателе смесь подвергают термической

обработке при 510°С и давлении 20 кг/см , Содержание термообработанного масла не определ ют, так как оно содержит поглотительное масло и поэтому нельз провести пр мое сравнение с другими примерами.

Полученное таким образом масло обрабатывают ксилолом таким же образом и при тех же услови х, которые применены в примере 1, в результате чего получают высокомолекул рный битуминозный материал. Выход высокомолекул рного битуминозного материала составл ет 14,1 мас.%. в пересчете на очищенное т желое масло, т.е. на исходное сырье.

Битуминозный материал (250 г) добавл ют к 500 г тетрагидрохинолина. смесь по- мещгэют в 1 л автоклав и провод т гидрирование таким же образом и при тех же услови х, которые применены в примере 1. Затем получают гидрированный пек путем удапени растворител вакуумной перегонкой .

Мезофазный пек получают термической обработкой гидрированного пека таким же образом и при тех же услови х, которые применены в опыте 2 примера 1 при 450°С в течение 60 мин. Мезофазный пек имеет следующие свойства: температура разм гчени по Меттлеру 303°С, содержание кси- лолрастворимых соединений 5,8 мас.%, содержание хинолиннерастворимых соединений 1.5 мае. и содержание мезофазы 100%.

Мезофазный пек формуют таким же образом и при тех же услови х, которые применены в примере 1. Волокнам из пека придают неплавкость и науглероживают при 1000°С с целью получени углеродных волокон. Характеристики углеродных волокон: прочность на разрыв 297 кг/мм2, модуль упругости 17,6 т/мм .

Таким образом в предложенном способе получают мезофазный пек, имеющий температуру разм гчени по Меттлеру 289- 310°С и содержащий 95-100% мезофазы.

Claims

Формула изобретени

Способ получени мезофазного пека путем гидрировани высокомолекул рного исходного битуминозного материала при повышенных температуре и давлении в присутствии растворител - донора водорода с последующей термообработкой гидрогени- зата при 390-470° С в течение 5-80 мин с

получением целевого продукта, отличающийс тем, что, с целью повышени качества целевого продукта, в качестве исходного битуминозного материала используют лигроиновый деготь или

каменноугольный деготь, или т желый компонент , полученный из каменноугольного дегт однократным испарением, при этом в случае использовани двух последних битуминозных материалов их предварительно экстрагируют ксилолом в массовом соотношении 1:2-3 с получением продукта, содержащего 0.4-2,2 мас.% ксилолнерастворимых соединений , битуминозный материал подвергают термообработке в трубчатом нагревателе

при 470-530°С и 2-3 МПа при необходимости в присутствии поглотительного масла, имеющего интервал кипени 240-280°С. не содержащего соединений, не растворимых в ксилоле, вз того в массовом соотношении

с материалом 0,17-0,76:1 с получением продукта , содержащего 3,5-15,9 мас.% ксилол- нерастворимых соединений, который затем обрабатывают ксилолом, вз тым в массовом отношении 2-4:1 и подают на гидрогснизацию , осуществл емую в присутствии донора водорода - гидрированного антраценового масла или тетрагидрохинолина, термообработку гидрогенизата провод т с получением целевого продукта, имеющего

температуру разм гчени по Меттлеру 289- 310°С и содержащего 0,2-7,9 мас.% хило- линнерастворимых соединений, 3,6-9,4 мас.% ксилолрастворимых соединений и 95-100% мезофазы.

45

Таблица 1

Продолжение табл. 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

. Продолжение табл. 4

Таблица 5

Таблица 6

Таблица 7

Продолжение табл. 7

Таблица 8

Таблица 9

21

1676455

22 Таблица 10

Та бл и ца 11