Процес одержання електродного пеку

Процес одержання електродного пеку шляхом термічної обробки вихідного середньотемпературного пеку, одержаного при фракціонуванні кам'яновугільної смоли, та введення в нього інтенсифікуючого агента, який відрізняє ться тим, що як інтенсифікуючий агент використовують полімеризований при температурі 300-360 °С розплав з температурою розм'якшення 40-120 °C з вторинних продуктів коксохімічного виробництва у складі, % мас.: полімери бензольного відділення ректифікації сирого бензолу 10-40 антраценова фракція 25-75 суміш кислих смолок 10-40, який додають до середньотемпературного пеку в кількості від 1 до 8 % мас. Винахід відносяться до процесів отримання електродного пеку, котрий використовується як зв'язуюче при виробництві графітови х електродів. Електродний пек, котрий використовується як зв'язуюче, повинен містити не більше 8%, а електродний пек, котрий використовується для просочення матеріалів - не більше 6% речовин, котрі не розчиняються в хіноліні (α1 - фракція). Такий вміст α1 - фракції зумовлений тим, що більш високий її вміст погіршує графітизацію зв'язуючих та просочувальних матеріалів за рахунок речовин, що не розчиняються в хіноліні, не фільтруються через пористе тіло електроду, а це все різко знижує його реологічні властивості. Відомо, що введення в пек невеликої кількості інтенсифікуючої добавки - модификатора веде до інтенсифікації процесів полімерізації та конденсації, що і підвищує реологічні властивості пеку, зумовлює підвищення його коксування. [В.Б.Привалов, М.А Степаненко “Каменноугольный пек”, М, Металлургия, 1981, с. 111-123]. В Україні найбільш розповсюджений процес отримання високотемпературного пеку шляхом продування середньотемпературного пеку повітрям [«Справочник коксохимика» под редакцией А. К. Шелкова, том 3 «Улавливание и переработка химических продуктов коксования», Металлургия, М, 1966, с.327-329]. Суть процесу полягає в продувці повітря через пек, в результаті чого в ньому проходить накопичення продуктів ущільнення, підвищення температури розм'ягчення пеку за рахунок процесів дегідрування з послідуючими процесами конденсації-полімеризації багатокільцевих ароматичних сполук, в той же час з повітрям відводяться пекові дистиляти, а повітря виконує роль хімічного агенту і роль змішувача. До недоліків цього процесу слід віднести те, що в пеці проходить накопичення висококонденсованих сполучень α1- та α2 - фракцій, при цьому α1-фракція погіршує якість пеку. Повітря, що проходить через пек виносить пекові дистиляти [В.Б.Привалов, М.А.Степаненко “Каменноугольный пек”, М, Металлургия, 1981, с. 168-169]. Пекові дистиляти являють собою найбільш легкі і стійкі до дії кисню речовини, які з конденсаторівхолодильників, що встановлені на реакторах, са (19) UA (11) 78395 (13) (21) a200504881 (22) 23.05.2005 (24) 15.03.2007 (46) 15.03.2007, Бюл. № 3, 2007 р. (72) Рубчевський Валерій Миколаєвич, Чернишов Юрій Олексійович, Волох Віктор Михайлович, Чешко Федір Федорович, Пітюлін Ігор Наркисович, Цигічко Едуард Борисович, Пилипенко Віталій Іванович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ЗАПОРОЖКОКС", УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ НАУКОВО-ДОСЛІДНИЙ ВУГЛЕХІМІЧНИЙ ІНСТИТУТ (56) Привалов В.Б., Степаненко М.А. Каменноугольный пек. - М: Металлургия, 1981. С. 111-123 SU 1772130, А, 30.10.1990 Егоров В.М., Малый Е.И.//Металлургическая и горная промышленность. №5, 2002. С. 15-16 Малый Б.И.//Металлургическая и горная промышленность. №6, 2002. С.16-17 C2 1 3 78395 4 мопливом подають в збірник, відпрацьоване повітвторинних продуктів коксохімічного виробництва. ря направляється в скрубер для очистки, потім в Поставлена задача вирішується тим, що пропіч для спалювання або каталітичного окислення цес отримання електродного пеку, отриманого при його шкідливих речовин, тобто наявні втрати пеку фракціонуванні кам'яновугільної смоли та введента маса повітря, яке треба очистити або спалити, ня в нього інтенсифікуючого агенту згідно з винащо є досить накладним процесом. ходом відрізняється тим, що як інтенсифікуючий Відомій процес отримання електродного пеку агент (модифікатора-добавки) використовують шляхом термообробки кам’яновугільного пеку з полімерізований при 300-360°С розплав з темпеприсадкою у вигляді мономера дифурфуриліденаратурою розм'якшення 40-120°С з вторинних процетону в кількості 3-15% мас., коли середньотемдуктів коксохімічного виробництва у складі: пературний пек обробляють при температурі 70полімерів бензольного відділення ректифікації 80°С протягом 25-35 хвилин. Отриманий модифісирого бензолу, % кований пек має стабільні по якості властивості, 10-40, має характеристики з покращеними пластифікуюантраценової фракції, % 25-75, чими та коксуючими властивостями [Ав. св.СССР суміші кислих смолок, %. 10-40, №1772130 А1 «Способ получения електродного який додається до середньотемпературного пека», С10 С1/16, опубл. 30. 10.1991, бюл. №40]. пеку в кількості від 1% до 8% вагових. До недоліків даного процесу належить викорисДобавка до кам'яновугільного пеку, до складу тання модифікатора у вигляді спеціальної речовиякої входять полімери бензольного відділення рекни, що повинна закуповуватись для даного процетифікації сирого бензолу, антраценова фракція, су, до того ж її введення супроводжується суміш кислих смолок перемішана і розігріта до інтенсивними спученням та спіненням пеку, що 300-360°С полімерізується. Утворюється добавка з сприяє викидам пеку в оточуюче середовище. температурою розм'якшення 40-120°С. Розплав Відомі спроби отримати електродний пек, коли добавки має ту ж в'язкість, що і пек. Добавка - індо середньо-температурного пеку марки Б вводитенсифікуючий агент - містить у своєму складі орли модифікуючу добавку високомолекулярних реганічні сульфокислоти та ненасичені сполуки, які у човин коксохімічного походження [В.Μ.Егоров, вигляді розплаву добре змішуються з кам'яновугід.т.н. Э.И.Малый «Влияние высокомолекулярных льним розплавом пеку, в тому числі і за рахунок органических отходов на свойства каменноугольрозчинення, а при підвищених температурах встуного пека», Металлургическая и горнорудная пропають з компонентами пеку в хімічну взаємодію, мышленность, №5, 2002.], які і обрані як прототип. спричинюючи та інтенсифікуючи поліконденсаційні Згідно цих спроб відомо, що опробувані відходи та інші процеси прирощення олігомерних ланцюмодифікатори сприяють збільшенню коксового гів. Завдяки цьому процес виготовлення електрочисла пеку при добавлянні до 10% фусів кам'янодних та інших сортів пеків прискорюється, виникає вугільних та полімерів бензольного відділення до можливість досягти більш інтенсивного накопи4%, в той час, як добавка кубових залишків веде чення у кінцевому продукті - пеці - компонентів та до різкого зменшення коксового числа. В розвиречовин розчинних у толуолі, проте нерозчинних у нення вищезгаданого [Б.И.Малый «Модифицирохіноліні. По друге - це дає змогу повністю відмовивание пека отходами коксохимического производтись від застосування інших інтенсифікуючих заства», Ме таллургическая и горная собів або значно їх скоротити. Процентне співвідпромышленность», №6, 2002] добавка до середношення компонентів добавки вибране з умов, що ньотемпературного пеку полімерів бензольного після поліконденсації та полімеризації компонентів відділення (2-4)% мас. знижує температур у роздобавки, температура розм'якшення добавки буде м'якшення до 65°С, знижує в'язкість пеку і підвив межах 40-120°С. щує його термостійкість; при добавленні фусів в Подача у пек добавки у вигляді кислих смолок тих же долях температура розм'якшення пеку за(сульфокислот) та полімерів бензольного відділишається такою ж, як і була, тобто відбувається лення ректифікації сирого бензолу, матеріалів, тільки підвищення термостійкості. До того ж, прокотрі здатні до поліконденсації, можлива лише за цес добавлення полімерів бензольного відділення, умови їх попередньої переробки, бо інакше при супроводжується спіненням та спученням пеку, що введенні їх в пек відбувається його спучення, спіє недоліками даного процесу, бо крім викидів пеку нення що перешкоджає рівномірному змішуванню неможливо якісно перемішати цю суміш, відповіддобавки з пеком, а це, в свою чергу, погіршує но - і отримати якісний модифікований електроякість отримуваного пеку. Обраний склад суміші, з дний пек. Добавка фусів значно збільшує вміст α1 якої виготовляється добавка, забезпечує уникнен- фракції, що збільшує зольність пеку, яка різко ня цих явищ, при цьому не втрачається здатність погіршує його якість готового продукту. добавки інтенсифікувати процес термообробки До недоліків цих двох процесів отримання мопеку. Переробка добавки (модифікатора) полягає дифікованого пеку, які вибрані в якості прототипів, в попередній термообробці при 300-360°С суміш слід віднести незавершеність самих експерименкислих смолок, полімерів бензольного відділення тів, неможливість на такому етапі ввести ці процета антраценової фракції, яка вводиться для деякоси в виробництво. го гальмування інтенсивних процесів полімеризації В основу винаходу поставлена задача дота поліконденсації кислих смолок з полімерами опрацювати і реалізувати процеси отримання елебензольного відділення, дає змогу отримати одноктродного пеку з використанням середньотемперідний по складу продукт, який не спінюється, не ратурного пеку та добавки до нього модифікатора розшаровується в процесі технологічного викорис- інтенсифікуючого агенту (добавки) з відходів та тання. Вміст складових добавки зумовлений тем 5 78395 6 пературою розм'якшення добавки в межах 40поненти агенту в відповідних масових пропорціях, 120°С, так як розплав добавки при цих температуде вони підігріваються до 340-360°С. В процесі їх рах за своєю плавкістю, густиною подібний до розперемішування (насосом, інжекційним змішувачем, плаву кам'яновугільного пеку, що забезпечує їх звичайною мішалкою) проходять процеси полімеякісне змішування, яке можна проводити на існуюризації та конденсації компонентів, утворюється чому устаткуванні смолопереробного цеху (навіть добавка з температурою розм’якшення в діапазоні за допомогою дозувальних насосів). від 40 до 120°С. Використання як добавки до кам’яновугільного Далі пек температурою 340-360°C насосом пеку відходів та вторинних продуктів коксохімічноподається з цеху смолорозгонки в куб-реактор, го виробництва - полімерів бензольного відділення туди ж дозовано насосом подається і інтенсифікуректифікації сирого бензолу, суміші кислих смолок ючий агент-добавка у вигляді полгімерізованого та антраценової фракції спрощує процесії утилізарозплаву полімерів бензольного відділення, анції відходів, забезпечує охорону навколишнього траценової фракції та суміші кислих смолок з темсередовища, забезпечує умови отримання якіснопературою 340-360°C. Змішування компонентів го електродного пеку в коксохімічній промисловосможе проводитись за рахунок перемішування їх в ті. Практично встановлено, що введення добавки самому кубі-реакторі або попередньому змішувандо пеку до 1% вагового не впливає из якість пеку, ні в інжекційному змішувачі 2 подачею в куба введення добавки більше 8% вагових значно реактор або змішуванням за допомогою насоса. збільшує вміст сірки, що вже негативно впливає на Час перебування суміші в кубі-реакторі залежить якість пеку. Введення добавки в кількості від 1% від того, які властивості повинен мати електродо 8% вагових забезпечує отримання електроднодний пек. Процес отримання електродного пеку з го пеку заданої якості. До того ж, реалізація цього використанням інтенсифікуючої добавки полягає в процесу отримання електродного пеку потребує інтенсифікації процесів полімеризації багатокользначно меншого часу. чатих ароматичних сполук, їх дегідруванні, збільПроцес реалізується таким чином. шенні густини при зменшенні температури Попередньо в окремому кубі-реакторі готуєтьрозм’якшення. ся інтенсифікуючий агент-добавка. Для чого в кубреактор подаються в розплавленому вигляді ком Комп’ютерна в ерстка Л. Купенко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601