Спосіб отримання мезофазного пеку шляхом гідрогенізації високотемпературної кам’яноговугільної смоли

Реферат: Спосіб отримання мезофазного пеку з високотемпературної кам'яновугільної смоли включає: видалення солей та нерозчинної фракції хіноліну з високотемпературної кам'яновугільної смоли для того, щоб отримати нафтову емульсію; використання нафтової емульсії як сировинного матеріалу для гідрогенізації, або попередню перегонку нафтової емульсії для отримання залишку з температурою кипіння вище 230 °C та визначення формули залишку в складі сировинного матеріалу для гідрогенізації; каталітичне гідроочищення сировинного матеріалу для гідрогенізації з метою отримання гідроочищеної олії; перегонку гідроочищеної олії для отримання гідрогенізованого пеку; і піддавання гідрогенізованого пеку термічній полімеризації для отримання мезофазного пеку. Цей спосіб має такі особливості: як легкоконтрольований рівень гідрогенізації, повне видалення домішок, придатна текучість сировинного матеріалу, відсутність тенденції до відкладення вуглецю та коксування під час цього процесу, і відсутність UA 114102 C2 (12) UA 114102 C2 тенденції до перебоїв у роботі реактора. Цей продукт має високий вміст мезофазного пеку, низьку температуру розм'якшення і низький вміст домішок. UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Область техніки Цей винахід належить до нового вуглецевого матеріалу та галузі хімічної технології палива і, зокрема, відноситься до способу, придатного для приготування в промислових масштабах мезофазного пеку з високотемпературної кам'яновугільної смоли. Передумови створення винаходу Китай є найбільшим виробником коксу в світі. Статистичні дані показують, що Китай в 2010 році виробив 388 мільйонів тонн коксу, що становить 60% від світового виробництва. Ресурси кам'яновугільної смоли є в достатку в Китаї, де виробництво кам'яновугільної смоли, відновленого з коксового газу, досягає 18 мільйонів тонн. У Китаї технологічний маршрут для обробки високотемпературної кам'яновугільної смоли це, головним чином, спосіб виробництва БТК-фракції, фенольної олії, нафталінової олії, промивної олії, антраценової олії та пеку шляхом перегонки смоли, продуктам з якого не вистачає різноманітності. В останні роки, оскільки впроваджено проект з обсягом обробки кам'яновугільної смоли, який становить 300000 тонн, різноманітність очищених хімічних продуктів, отриманих з нього, постійно зростає. Проте, через низький вихід цих продуктів, цей проект може бути спрямований лише на процесінг фенольної олії, нафталінової олії, промивної олії, антраценової олії для реальних продуктів. В той же час, головною проблемою такого технологічного маршруту схеми стало серйозне забруднення навколишнього середовища. Оскільки отриманий в результаті пек може бути додатково оброблений лише для отримання продуктів з низькою доданою вартістю, таких як середньо-температурний пек, модифікований пек та пековий кокс тощо, вартість пеку не може бути відображена, що призводить до того, що продукти в усьому проекті будуть з низькою доданою вартістю та неідеальною вигодою. Існує швидко зростаюча глобальна потреба в нових матеріалах, особливо у передових вуглецевих матеріалах, разом з прогресом технологій та постійно зростаючим підвищенням вимог захисту навколишнього середовища. Усі продукти, виготовлені на основі пеку - вуглецеве волокно, вуглецевий пінопласт, композитний матеріал типу "вуглець-вуглець", мікрокульки мезовуглецю тощо - демонструють надзвичайно широкі перспективи застосування. Проте, в промислових масштабах виробництво новітніх вуглецевих матеріалів, особливо мезофазного пеку, попередника сучасних вуглецевих матеріалів, затримується. Більшість технічних рішень все ще знаходяться на експериментальній стадії, зрідка будучи придатними для промислового виробництва. Існуюча технологія промислового виробництва мезофазного пеку завжди стикається з проблемами важких технологій та високих витрат, які обмежують застосування та просування новітніх вуглецевих матеріалів. Виробництво голчастого коксу та мезофазного пеку з кам'яновугільного пеку завжди було "гарячою точкою" досліджень для китайських інженерів. Після років зусиль було досягнуто позитивного прогресу в промисловому виробництві голчастого коксу. Однак, хоча і були проведені глибокі дослідження, через обмеження, властиві кам'яновугільному пеку, було досягнуто обмеженого успіху в галузі мезофазного пеку внаслідок чи то високої вартості чи то труднощів високої індустріалізації. У китайському патенті № CN85107441A представлений спосіб отримання суперголчастого коксу з використанням кам'яновугільної смоли або кам'яновугільного пеку, що не містить нерозчинних фракцій хініну (QI). Однак цей спосіб має низький ступінь каталітичної гідрогенізації, складну технологію прямої гідрогенізації кам'яновугільної смоли або кам'яновугільного пеку, та короткий термін придатності каталізатора. Цей спосіб не повною мірою використовує гідрогенізовану олію селективного очищення - побічний продукт - для своєї оптимізації, що призводить до втрати великої кількості цінної -смоли, низького виходу пеку та низького рівня гідрогенізації компонентів з низькою температурою кипіння. У китайському патенті № CN87103787A представлений спосіб отримання мезофазного пеку для високопродуктивних вуглецевих волокон з кам'яновугільної смоли або мазуту шляхом термічної обробки та гідрогенізації з сольвенту. Цей спосіб вимагає багато ксилолу, гідрогенізованого антраценової олії та розчинника промивної олії, які не можуть бути отримані самостійно цим способом, що призводить до високої вартості виробництва. Оскільки застосовується технологія термічної обробки з багатоетапним піролізом та запалюванням, у системі дуже легко спричинити коксування та перебої у роботі, що призводить до труднощів під час великомасштабного безперервного виробництва. У китайському патенті № CN85105609A розкривається спосіб гідрогенізації кам'яновугільної смоли або кам'яновугільного пеку, де каталізатор-метал має низьку кількість завантаження та низьку активність, і є недостатнім для видалення гетероатому пеку. У цьому способі використовується одиночний засіб м'якої каталітичної гідрогенізації, який навряд чи зможе змінити молекулярну структуру. Крім того, кам'яновугільна смола або кам'яновугільний пек має 1 UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 високий вміст колоїдів та асфальтенів, що спричиняє легке осадження вуглецю та короткий термін придатності каталізатора в каталітичних умовах з нерухомими шаром каталізатора і труднощі в процесі гідрогенізації, і отже, ефективна гідрогенізація в кінцевому рахунку навряд чи може бути досягнута. У китайському патенті № ZL200610032060.7 представлений спосіб отримання мазуту шляхом гідрогенізації кам'яновугільної смоли, що вимагає перетворення усіх фракцій перегонки високотемпературної кам'яновугільної смоли на сиру нафту, бензин та дизельне паливо, і має високі вимоги до активності каталізатора та умов реакції гідрогенізації. У китайському патенті № CN101074381A представлений спосіб обробки та використання кам'яновугільної смоли, цільовим продуктом якого є бензин та дизельне паливо. В ньому не згадується про дослідження щодо наявності пеку. Попередня обробка кам'яновугільної смоли в ньому повинна бути оптимізована. Цей винахід спрямовано на подолання недоліків у попередньому рівні техніки, висування нового методу для обробки та використання високотемпературної кам'яновугільної смоли, а також на забезпечення способу, придатного для промислового застосування для отримання мезофазного пеку шляхом каталітичної гідрогенізації високотемпературної кам'яновугільної смоли з такими побічними продуктами, як фенольна олія, сирий нафталін, сира нафта та компоненти змішування бензину та дизельного палива, для збільшення доданої вартості продуктів переробки кам'яновугільної смоли з великим прибутком. Суть винаходу Один з аспектів цього винаходу - забезпечити спосіб виробництва мезофазного пеку з високотемпературної кам'яновугільної смоли, що включає: (1) видалення з високотемпературної кам'яновугільної смоли солей та нерозчинної фракції хіноліну, щоб отримати нафтову емульсію; (2) отримання сировинного матеріалу для гідрогенізації з нафтової емульсії через будь-який з наступних двох методів: (2a) використання нафтової емульсії в якості вихідного матеріалу для гідрогенізації; або (2b) попередня перегонка нафтової емульсії для отримання залишку з температурою кипіння вище 230°С, та змішування цього залишку з легованою олією для отримання вихідного матеріалу для гідрогенізації, в якому це легована олія містить один або більше компонентів, вибраних з групи, що складається з фракцій перегонки кам'яновугільної смоли та гідрогенізованого продукту фракцій перегонки кам'яновугільної смоли; каталітичне гідроочищення сировинного матеріалу для гідрогенізації для отримання гідроочищеної олії; (3) перегонку гідроочищеної олії для отримання гідрогенізованого пеку; (4) піддавання гідрогенізованого пеку термічній полімеризації для отримання мезофазного пеку. У деяких варіантах здійснення цього винаходу етап (1) включає: (1a) стадію видалення солей, включаючи змішування деіонизованої води та ароматичного розчинника з високотемпературною кам'яновугільною смолою, і центрифугування їх для того, щоб видалити промивну воду, для отримання знесоленого високотемпературної кам'яновугільної смоли з ароматичним розчинником; де ароматичний розчинник містить один або більше компонентів, вибраних з групи, що складається з бензолу, толуолу, ксилолу, фракцій перегонки кам'яновугільної смоли та продукту гідрогенізації фракцій перегонки кам'яновугільної смоли. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на стадії (1а) видалення солі, об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли до ароматичного розчинника становить 1:0.2-2, об'ємне співвідношення деіонізованої води до високотемпературної кам'яновугільної смоли становить 0.5-3, а деіонізована вода використовується для промивки високотемпературної кам'яновугільної смоли 1-3 рази. Переважно, об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли до ароматичного розчинника становить 1:0.2-0.8. У деяких варіантах здійснення цього винаходу, етап (1) включає: (1b) стадію видалення нерозчинної фракції хіноліну, включаючи додавання аліфатичного розчинника та необов'язкового ароматичного розчинника у знесолений високотемпературна кам'яновугільна смола з ароматичним розчинником, і потім центрифугування або осадження для видалення нерозчинної фракції хіноліну; аліфатичний розчинник містить аліфатичні сполуки С4-С16; де кінцеве об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, ароматичного розчинника та аліфатичного розчинника становить 1:0.2-2:0.2-1. Переважно, кінцеве об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, ароматичного 2 UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розчинника та аліфатичного розчинника становить 1:0.3-0.8:0.3-0.8. У деяких варіантах здійснення цього винаходу аліфатичним розчинником є n-октан або nгептан. У деяких варіантах здійснення цього винаходу попередня перегонка на стадії (2b) включає стадію рециркуляції аліфатичного розчинника. У деяких варіантах здійснення цього винаходу попередня перегонка на стадії (2b) включає стадію отримання щонайменше одного з наступних продуктів: БТК-фракції, фенолової олії та нафталінової олії. У деяких варіантах здійснення цього винаходу етап (2) перед каталітичним гідроочищенням додатково включає в себе стадію фільтрації для фільтрації частинок з розміром частинок, більшим ніж 10 мкм. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на стадії (2), каталітичне гідроочищення проводиться в умовах загального тиску 12.0 MПa-20,0 МПа, за середньої температури реакції -1 -1 320°С-400°С, годинної об'ємної швидкості рідини 0.5 год -2,0 год і співвідношення водень-олія 600:1-1500:1. Переважно, каталітичне гідроочищення проводиться в умовах загальному тиску 14.0 MПa-18,0 МПа, за середньої температури реакції 340°С -390°С, годинної об'ємної -1 -1 швидкості рідини 0.8год -1,2 год , і співвідношення водень-олія 800:1-1200:1. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на етапі (2), каталітичне гідроочищення проводиться в присутності наступного каталізатора: каталізатор гідроочищення А: що використовує оксид алюмінію або алюмосилікат в якості 2 носія, який має питому площу поверхні 120-300м /г, об'єм пор 0,4-1,4 мл/г, діаметр пор 8-20 нм, а поверхневий вміст кислоти 0,05-0,1 ммоль/г, та Мо або W з групи металів VIB та Co або Ni з VIII групи металів в якості металевих активних компонентів, на основі загальної маси каталізатора гідроочищення A, вміст групи металів VIB, розрахований у оксиді, становить 15-45 % мас, а вміст металів групи VIII, розрахований у оксиді, становить 1,5-5 % мас. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на стадії (2), каталітичне гідроочищення проводиться в присутності наступних двох каталізаторів: каталізатор гідроочищення А: що використовує оксид алюмінію або алюмосилікат в якості 2 носія, який має питому площу поверхні 120-300м /г, об'єм пор 0,4-1,4 мл/г, діаметр пор 8-20 нм, а поверхневий вміст кислоти 0,05-0,1 ммоль/г, та Мо або W з групи металів VIB та Co або Ni з VIII групи металів в якості металевих активних компонентів, на основі загальної маси каталізатора гідроочищення A, вміст групи металів VIB, розрахований у оксиді, становить 15-45 % мас, а вміст металів групи VIII, розрахований у оксиді, становить 1,5-5 % мас; каталізатор гідроочищення B: що використовує оксид алюмінію або алюмосилікат в якості 2 носія, який має питому площу поверхні 120-300м /г, об'єм пор 0,4-1,2 мл/г, діаметр пор 7-15 нм, та Мо або W з групи металів VIB та Co або Ni з VIII групи металів в якості металевих активних компонентів, на основі загальної маси каталізатора гідроочищення В, вміст групи металів VIB, розрахований у оксиді, становить 10-22 % мас, а вміст металів групи VIII, розрахований у оксиді, становить 2-5 % мас. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на етапі (2), сировинний матеріал для гідрогенізації є каталітично гідроочищеним після проходження через каталізатор захисту та каталізатор деметалізації, каталізатор деметалізації, що використовує оксид алюмінію в якості 2 носія, який має об'єм пор 0,5-1,5 мл/г, питому площу поверхні 180-350м / г, діаметр пор 10-50 нм; на основі загальної маси каталізатора деметалізації, каталізатор деметалізації містить 7-20 % мас оксиду молібдену і 2-5 % мас оксиду нікелю. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на етапі (3), перегонка включає в себе стадію отримання гідрогенізованого розчинника з високою температурою кипіння, що має температуру кипіння у діапазоні 300-360°С, та гідрогенізованої фракції перегонки з температурою кипіння у діапазоні 80-300°С. У деяких варіантах здійснення цього винаходу етап (1) включає: (1a) стадію видалення солей, яка включає змішування деіонізованої води та ароматичного розчинника з високотемпературною кам'яновугільною смолою, і центрифугування їх для того, щоб видалити промивну воду, отримуючи знесолений високотемпературна кам'яновугільна смола з ароматичним розчинником, де ароматичним розчинником є гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння. У деяких варіантах здійснення цього винаходу етап (1) включає в себе: (1b) стадію видалення нерозчинної фракції хіноліну, що включає додавання аліфатичного розчинника і додаткового ароматичного розчинника у знесолений високотемпературна кам'яновугільна смола з ароматичним розчинником, перемішування та центрифугування їх або відстоювання їх з метою седиментації для видалення нерозчинної фракції хіноліну, 3 UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 аліфатичний розчинник включає аліфатичні сполуки C 4-C16, ароматичним розчинником є гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння, де кінцеве об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, ароматичного розчинника та аліфатичного розчинника становить 1:0.3-0.8:0.3-0.8. Переважно, щоб кінцеве об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, гідрогенізованого розчинника з високою температурою кипіння та аліфатичного розчинника становило 1:0.5-0.8:0.5-0.8. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на стадії (2b), легована олія включає гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння та гідрогенізовані фракції перегонки. У деяких варіантах здійснення цього винаходу на стадії (2b), легована олія включає гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння, БТК-фракцію, промивна олія та гідрогенізовані фракції перегонки. У деяких варіантах здійснення цього винаходу об'ємне співвідношення - БТК-фракція або промивальна олія : гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння: гідрогенізовані фракції перегонки: залишки - становить 0.2-1:0-1:0-1:1. Переважно, об'ємне співвідношення БТК-фракція або промивальна олія : гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння: гідрогенізовані фракції перегонки: залишки - становить 0.2-0.4:0-0.5:0-0.5:1. У деяких варіантах здійснення цього винаходу термічна полімеризація на етапі (4) включає стадію отримання флеш-олії. У деяких варіантах здійснення цього винаходу спосіб винаходу додатково включає: (5) каталітичний гідрокрекінг гідрогенізованого розчинника з високою температурою кипіння та флеш-олії після їхнього змішування для отримання продукту гідрокрекінгу. У деяких варіантах здійснення цього винаходу каталітичний гідрокрекінг проводиться в умовах загального тиску 12.0 MПa-20,0 МПа, за середньої температури реакції 340°С-420°С, -1 -1 годинної об'ємної швидкості рідини 0.5 год -2, 0 год , а співвідношення водень-олія становить 600:1-1500:1. Переважно, каталітичний гідрокрекінг проводиться в умовах загального тиску 14.0 MПa-18,0 МПа, за середньої температури реакції 350°С-390°С, годинної об'ємної швидкості -1 -1 рідини 0.8 год -1,5 год , а співвідношення водень-олія становить 800:1-1200:1. У деяких варіантах здійснення цього винаходу каталітичний гідрокрекінг проводять у присутності наступного каталізатора: Каталізатор гідрокрекінгу: з використанням оксиду алюмінію, аморфного алюмосилікату та мікропористого і мезопористого молекулярного сита в якості носія, де, на основі загальної маси каталізатора гідрокрекінгу, мезопористе молекулярне сито складає 10-15 % мас, мікропористе молекулярне сито складає 5-10 % мас, аморфний алюмосилікат складає 15-40 % мас, оксид 2 алюмінію складає 35-70 % мас; питома площа поверхні становить 150-350м /г, і об'єм пор становить 0,1-1.0 мл/г; завантажений каталізатор містить 10-35 % мас MoO3 та/або WO3 і 2-5 % мас NiO та/або СоО. У деяких варіантах здійснення цього винаходу каталітичний гідрокрекінг проводять у присутності наступного каталізатора: Каталізатор гідрокрекінгу: з використанням оксиду алюмінію, аморфного алюмосилікату та мікропористого і мезопористого молекулярного сита в якості носія, де, на основі загальної маси каталізатора гідрокрекінгу, мезопористе молекулярне сито складає 10-15 % мас, мікропористе молекулярне сито складає 5-10 % мас, аморфний алюмосилікат складає 15-40 % мас, оксид 2 алюмінію складає 35-70 % мас; питома площа поверхні становить 150-350м /г, і об'єм пор становить 0,1-1.0 мл/г; завантажений каталізатор містить 10-35 % мас MoO3 та/або WO3 і 2-5 % мас NiO та/або СоО; каталізатор гідроочищення B: з використанням оксиду алюмінію або алюмосилікону в якості 2 носія, який має питому площу поверхні 120-300 м /г, об'єм пор 0,4-1,2 мл/г, діаметр пор 7-15 нм; та Мо або W з групи металів VIB і Co або Ni з групи металів VIII, в якості металевих активних компонентів; на основі загальної маси каталізатора гідроочищення В, вміст металів групи VIB, розрахований у оксиді, становить 10-22 % мас, а вміст металів групи VIII, розрахований у оксиді, становить 2-5 % мас. У деяких варіантах здійснення цього винаходу перегонка проводиться після змішування гідроочищеної олії з продуктом гідрокрекінгу в об'ємному співвідношенні 1:0.2-0.5 на етапі (3). У деяких варіантах здійснення цього винаходу, етап (3) перед перегонкою додатково включає стадію фільтрації для видалення частинок розміром більше, ніж 10 мкм. У деяких варіантах здійснення цього винаходу, етап (3) включає стадію отримання сирої нафти, компонента змішування бензину та компонента змішування дизельного палива. У деяких варіантах здійснення цього винаходу термічна полімеризація на етапі (4) проводиться протягом 180-1200 хвилин в умовах тиску 0,01-3.0 MПa, за температури 380-460°С, 4 UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 зі швидкістю перемішування 10-60 обертів на хвилину, та продувкою воднем, азотом або аргоном в нижній та верхній частинах реактора. Переважно, термічна полімеризація на етапі (4) проводиться протягом 180-600 хвилин в умовах 0,01-1.0 MПa, за температури 400-440°С, зі швидкістю перемішування 20-40 обертів на хвилину, та продувкою азотом в нижній і верхній частинах реактора. У деяких варіантах здійснення цього винаходу етап (4) включає в себе аналіз в'язкості в режимі реального часу. У деяких варіантах здійснення цього винаходу між етапами (3) та (4) включається етап екстракції розчинником. У деяких варіантах здійснення цього винаходу розчинник є ароматичним розчинником, що містить бензол, толуол, піридин, хінолін або тетрагідрофуран. Шляхом каталітичної гідрогенізації кам'яновугільної смоли у водні та в присутності розчинника гідрогенізації, винахідник цієї заявки підвищує співвідношення Н/С у кам'яновугільному пеку, регулює молекулярну структуру кам'яновугільного пеку, і видаляє атоми S, N та O і металеві домішки. Якість мезофазного пеку можна значно підвищити шляхом його отримання з гідрогенізованого кам'яновугільного пеку, який забезпечує підходящий технологічний маршрут для великомасштабного виробництва мезофазного пеку. Отриманий продукт має високий вміст мезофазного пеку, низьку температуру розм'якшення та низький вміст домішок. Опис креслень Фігура 1 - це схематичне зображення способу цього винаходу для отримання мезофазного пеку з високотемпературної кам'яновугільної смоли; Фігура 2 - це блок-схема детальних варіантів здійснення даного винаходу; Фігури 3 та 3В демонструють ІЧ-спектрограми очищеного пеку та гідрогенізованого пеку, отриманих в Прикладі 1, вказуючи на те, що після гідрогенізації, гідрогенізований пек все ще зберігає вищу ароматичність, а їхні структурні одиниці також містять високий рівень алкільних бічних ланцюжків та структури циклоалканів, які роблять гідрогенізований пек більш схильним до набуття форми доменної анізотропії; Фігура 4 демонструє ЯМР-спектроскопію водню для гідрогенізованого пеку, отриманого в Прикладі 1; Фігури 5А та 5В демонструють поляризовані оптичні мікрознімки мезофазного пеку з цього винаходу. Детальні варіанти здійснення цього винаходу Спосіб цього винаходу буде описаний нижче разом з кресленнями. Як показано на Фігурі 1, спосіб цього винаходу для отримання мезофазного пеку з високотемпературної кам'яновугільної смоли включає наступні етапи: Етап 100 призначений для того, щоб видалити солі та нерозчинну фракцію хіноліну з високотемпературної кам'яновугільної смоли для отримання нафтової емульсії; Зокрема, етап 100 включає етап 101 видалення солей та етап 102 видалення нерозчинної фракції хіноліну. Етап 101 видалення солей включає змішування деіонізованої води та ароматичного розчинника з високотемпературною кам'яновугільною смолою, і центрифугування їх для видалення промивної води для отримання знесоленого високотемпературної кам'яновугільної смоли з ароматичним розчинником; де ароматичний розчинник містить один або більше компонентів, вибраних з наступної групи, що складається з бензолу, толуолу, ксилолу, фракції перегонки кам'яновугільної смоли та гідрогенізованого продукту фракції перегонки кам'яновугільної смоли; етап 102 видалення нерозчинної фракції хіноліну включає в себе додавання аліфатичного розчинника та необов’язкового ароматичного розчинника у знесолений високотемпературна кам'яновугільна смола з ароматичним розчинником, змішування та центрифугування їх або седиментація цих продуктів для видалення нерозчинної фракції хіноліну; аліфатичний розчинник містить аліфатичні сполуки C 4-C16, а ароматичний розчинник являє собою гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння, де кінцеве об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, ароматичного розчинника та аліфатичного розчинника становить 1:0.2-2:0.2 -1. Етап 200 призначений для створення гідроочищеної олії (етап 210) шляхом каталітичного гідроочищення сировинного матеріалу для гідрогенізації, отриманого з нафтової емульсії за допомогою одного з двох наступних методів. В одному з варіантів здійснення цього винаходу в якості сировинного матеріалу для гідрогенізації береться нафтова емульсія; а в іншому варіанті здійснення цього винаходу попередня перегонка нафтової емульсії для отримання залишку, що має температуру кипіння вище 230°С (етап 221), змішування залишку з легованою олією (етап 222) для отримання сировинного матеріалу для гідрогенізації (етап 220), де легована олія 5 UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 містить один або більше компонентів, вибраних з групи, що складається з фракції перегонки кам'яновугільної смоли та гідрогенізованого продукту фракції перегонки кам'яновугільної смоли; Етап 300 призначений для виробництва гідрогенізованого пеку шляхом перегонки гідроочищеної олії; Етап 400 призначений для виробництва мезофазного пеку шляхом термічної полімеризації гідрогенізованого пеку. Зокрема, даний винахід відноситься до способу отримання мезофазного пеку шляхом термічної полімеризації гідрогенізованого пеку, який готується шляхом каталітичної гідрогенізації в атмосфері водню в присутності розчинника гідрогенізації, з побічними продуктами - сирою нафтою, компонентом змішування бензину та компонентом змішування дизельного палива, фенольною олією та сирим нафталіном. Чотири етапи цього способу будуть детально описані нижче разом з Фігурою 2, де ароматичним розчинником є гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння, а аліфатичним розчинником є n-октан. Фахівці в даній галузі техніки можуть зрозуміти, що в тому випадку, коли мезофазний пек отримують шляхом використання інших ароматичних розчинників, таких як бензол, толуол та ксилол, а також інших аліфатичних розчинників, таких як n-гептан, як зазначено в цьому документі, тоді була б вимога відповідним чином скоригувати наступний технологічний процес. Якщо в якості сировинного продукту для гідрогенізації береться безпосередньо нафтова емульсія, наступний технологічний процес також повинен бути скоригований відповідним чином. 1) У секції знесолення (1), високотемпературна кам'яновугільна смола ретельно змішують з ароматичним розчинником (гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння) і деіонизованою водою в певному співвідношенні з подальшою промивкою та центрифугуванням для видалення в ньому більшої частини промивної води; у секції видалення (2) нерозчинної фракції хіноліну (QI), отриманий в результаті високотемпературна кам'яновугільна смола потім змішують з аліфатичним розчинником в певному співвідношенні з подальшим центрифугуванням для видалення нерозчинної фракції хіноліну (QI) для отримання суміші очищеного кам'яновугільної смоли та розчинників, тобто нафтової емульсії; 2) Нагрівання нафтової емульсії та проходження її у випарник (3) для відокремлення води та БТК-фракції ( 3 180 281 5 0 0 0 0 2 4 4 3 0 1 0 0 140 152 280 4 1 2 0 0 0 0 8 0 120 238 0 1 4 7 6 0 76 60 270 4 0 4 0 100 191 180 215 2 5 0 28 0 0 10 220 240 260 280 2 0 2300 189 141 153 165 177 2 0 0 0 0 0 120 140 160 180 200 220 1 5 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 63 51 1 0 0 0 0 0 2 3 2 80 195 250 220 3 5 0 0 0 0 1 5 8 1 0 7 240 0 4 0 0 229 0 0 39 2 2 61 6 0 281 241 247 180 200 113 0 0 0 0 3 0 152 165 177 153 0 140 246 234 189 2 0 0 0 0129 0 6 56 20 89 40 120 215 0 6 4 5 0 2 40 0 113 183 195 5 0 1 60 0 0 010 0 8 140 2 8 0 181 141 129 115 m/z--> 223 248 40 2 8 1 165 280 6 0 0 0 0 00 0 0 8 1 5 5 0 0 0 0 m / z--> 2 0 0 1 8 6 6 0 0 0 0 6 5 0 090 0 1 679 103 60 120 81 178 40 160 m / z --> 8 0 0 0 0 1 55 1 9 67 0 120 100 500000 61 5 7 55 214 202 41 0 120 89 67 0 1 2 1 4 1 41 104 300000 219 100000 203 1 0 0 0 0 0 600000 80 4 0 0 01 0 0 08 200000 100000 1 2 0 0 0 0 115 0 91 7 7 7 00000 m / z --> 66 2 6 0 79 67 55 281 267 7 0 1 2400 0 6090 260 500000 300000 80 150000 234 141 40 400000 104 0 0 2 00 0 0 0 2 2258 0 2 4 0 1000000 m / z --> 7 5 0 0 0 0 8 1 8 0 1 6 0 220 128 100000 50000 55 30 0 200000 1 4 0 0 0 0 1 4 0 200 150000 200 800000 41 500000 1000000 900000 155 100000 41 1 2 0 28 1930 1100000 200000 600000 1 1 5 41 8 5 0 0 0 0 30 S c a n 4 4 8 9 (1 5 .7 3 0 m in2 322 1 1 02 0 2 w y h -5 .D ): 0 74 8 1 250000 260 180 128 700000 91 50000 1500000 350000 1 0 2 155 197 S 0 4a n 4 3 2 9 ( 1 5 . 2 0 8 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h 2 3 4 D -5 . 1 c 91 a 262 m in): 20110712wy h-5.D 11S c 0 0 0 43540(15.289 218 700 n2 83 0 0 0 0 2 0 1 200000 77 250000 m / z --> 1 6 0 0 0 0 6 0 14 160 3 280 500000 400000 4 0 290 600000 350000 6 7 1 8 0 0 0 0 6 3 50 2 0 0 0 0 0 02 2 0 120 800000140 300000 260 10000 20000000 A b u n d a n c e 400000 9 1 5 2 400000 100 226 238 115 2 0 0 A b und a nc e 7 6 180 150000 1 2 8 1 1 0 5 280 5 0 0 0 0 260 165 129 2500000 550000 281 267 240 900000 193 80 450000 2 0 0 0 0 0 234 450000 220 0 550000 50000 220 220 141 200000 600000 200 200 180 2 0 A b und a nc e 179 120 650000 140 150000 100000 2 2 0 0 0 0 204 0 160 0 0 0 1290 0 0 0 0 0 7 143 1 0 0 0 0 0 4 1 104 117 62 0 6 3 0 00000 155 79 1 4 3 10 0 7 0 52 0 0 60 115 127 139 120 140 3 0 0 0 0 0 800000 750000 200000 40 100 266 250000 3000000 650000 00 5 0 0 01 0 0 0152 0 0 1150 0 0 136 4 09 0 0 0 0 0 0 102 60 S c a n 4 2 3 2 ( 1 4 .8 9 1 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 100 89 76 m/z--> 2 4 0 0 0 0 A b und a nc e 300000 69 2000000 1 3 6 S c a n 3 8 5 0 ( 1 3 .6 4 6 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 700000 1100000 6 0 0 0 0 0 63 51 39 91 40 169 Sca n 3352 (12.022 min): 20110712wyh-5.D 208 35000000 30000 7 0 0 0 0 0 89 76 200000 0 3000000 A b und a nc e 212 350000 2 1 2 1 4 1 165 1200000 400000 400000 60000 3500000 184 8 0 0 0 0 0 208 600000 450000 104 80000 4000000 0000 1300000 4500000 300000 S c a n 3 1 3 3 ( 1 1 .36098 1 O 400000 m i n ) : 2 0 1 1 0 Ab unda nce .D 7 1 2 w y h -5 9 0 0 0 0 0 5 c a 0 30 9 7 01 2 .1 6 8 m i n ) : 2 08000002 w y h - 5 .D 0 n 30 ( S 11071 5000000 400000 1 0 0 0 01 4 0 0 0 1000000 550000 100000 5 8 2 1 00000 450000 186 0 0 0 0 0 1 1 1400000 1200000 120000 3 8 0 0 0 0 500000 1 2 0 0 0 0 0 A b und a nce 600000 6 0 0 0 0 0u n d a n c e Ab Типові молекулярні структури, отримані з аналізу за допомогою ГХ-МС 212 550000 S c a n 2 9 8 8 ( 1 0 .8 3 5 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 1 5 4 161 185 1800000 650000 140000 700000 S c a n 2 9 0 8 ( 1 0 .5 7 4 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 1 7 5 S c a n 3 0 0 1 ( 1 0 .8 7 7 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 650000 600000 1 5 0 0 0 0 0 1600000 3 0 0 0 0 0 S A b und a nce S c a n 2 9 6 6 ( 1 0 .7 6 3 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 1 8 2 1 7 0 0 0 0 0 0.99 900000 800000 3 2 0 0 0 0 N 700000 180000 1000000 A b u n d a n c e 3 4 0 0 0 0 O % % % % % мас мас мас мас мас 89.17 9.5 0.51 0.70 0.12 сП 200000 3 6 0 0 0 0 H Sca n 2789 (10.186 min): 20110712wyh-5.D 182 A b u n d a n c e 220000 A b und a nc e 4 0 0 0 0 0 C Ab und a nce Очищення А JZ1 JZ3 JZ4 0.61 1.33 0.55 253.5 175.0 210.8 11.0 18 8.9 0.095 0.070 0.055 32.9 26.3 39.0 2.52 2.7 4.13 2.4 1.7 2.9 Очищення В JZ6 JZ7 0.72 1.03 245.8 200.7 7.8 10.3 15 21.4 2.1 2.64 1.5 1.6 1 8 0 2 0 0 2 2 0 2 4 0 UA 114102 C2 Таблиця 1-5 Властивості каталізатора крекінгу Каталізатор крекінгу Вміст мезопористого молекулярного сита, % мас Вміст мікропористого молекулярного сита, % мас Вміст аморфного алюмосиликату, % мас Вміст макропористого псевдобоеміту, % мас 3 Об'єм пор, см /г 2 Питома площа поверхні, м /г NiO, % мас P2O5, % мас LH1 13.8 5.7 34.5 46 0.56 310.5 33.4 3.1 LH2 10.6 9.6 26.7 53.1 0.89 248.5 32.1 2.8 LH3 14.3 9.5 33.3 42.9 0.35 341.8 16 2.1 Таблиця 1-6 Аналіз фракції гідроочищеної олії Фракція гідроочищеної олії Склад (V%) Густина при 20С C/ % мас H/ % мас S/ % мас N/ % мас O/ % мас < 120 120~180 180~300 Фракція гідроочищеної олії C C C Початкова температура 16.0 8.7 25.5 кипіння (C) 0.824 0.851 0.954 10% (C) 88.93 89.17 89.25 30% (C) 10.35 10.02 9.58 50% (C) 0.11 0.03 0.03 70% (C) 0.30 0.45 0.56 95% (C) Кінцева температура 0.31 0.33 0.58 кипіння (C) 2 5 0 0 0 0 41 0 30 140 1 40 60 5 0 0 0 0 4 1 5 5 8 9 6 7 m /z--> 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 m / z --> 41 1 3 5 1 5 2 55 1 6 5 0 1 2 0 1 9 1 2 0 3 40 60 1 6 0 1 8 0 191 120 80 100 120 2 0 0 2 2 0 181 141 226 50000 140 41 160 2 24 0 6 238 165 1011 0 0 0 0128 139 115 0 100 5 5 0 0 0 0 7 180 6 7 2009 60 240 1 5 2602 9 274 1 1 195 153 209 91 55 220 80 1 0 240 3 100 260 120 250 280 140 160 180 200 220 240 260 m / z --> 195 5 0 0 0 0 0 246 281 4 5 0 0 0 0 2 61 6 0 0 229 2880 10 200 220 262 228 240 281 260 280 4 0 0 0 0 0 3 5 0 0 0 0 140 2 4 7 2 4 0 288 241 189 113 152 165 177 2 9 4 100000 0 1 4 0 76 5 0 0 0 0 267 202 2 1 9 113 1010 0 0 0 0 129 2 81 1 7 8 67 152 150000 1 60 6 0 0 0 0 0 56 80 300000 100000 1 0 1 6 63 51 40 2 3 6 0 0 0 0 47 0 400000 200000 1 0 0 0 0 0 39 m/z--> 197 91 234 7 104 248 66 215 500000 6 01 8 0 8 0 2 0 0 1 0 0 2 2 01 2 0 2 4 0 4 0 1 55 2 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 128 0 115 700000 100000 400000 200000 89 7 0 0 0 0 0 0 500000 79 3 5 0 0 0 0 3 0 0 0 0 0 m / z --> 55 7 5 0 0 0 0 169 1 03 8 0 0 08 0 600000 0 0 0 200 91 2 5 8 256 250000 500000 900000 5 5 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 1000000 141 300 700000 0 0 0 115 6 0 0 0 0 0 100000 S c a n 4354 (15.289 m in): 20110712wy h-5.D 2 6 2 1000000 S c a n 4 3 2 9 ( 1 5 .2 0 8 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 350000 8 5 0 0 0 0 S c a n 4 4 8 9 (1 5 .7 3 0 m in 0 0 0 1 1 0 7 1 2 w y h -5 .D 3 0 ): 2 0 0 258 0 0 0 0 0 8 1100000 800000 2 9 1 6 5 0 0 0 0 150000 141 400000 7 0 0 0 0 0 223 1500000 1200000 1000000 8 0 0 0 0 0 266 400000 A b und a nc e 600000 250000 0 700000 S c a n 4 2 3 2 ( 1 4 .8 9 1 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 0.08 S c a n 3 8 5 0 ( 1 3 .6 4 6 m i n ) : 2 0 1 1 0 7 1 2 w y h - 5 .D 180 500000 2000000 A b u n d a n c e 350000 165 550000 169 800000 400000 0.16 650000 1000000 500000 160 41 2 6 0 40 2 7 4 180 55 2 8 0 60 200 67 3 0 0 220 1 0 1 240 81 80 100 m / z --> 3 0 0 0 0 0 270 2 1 5 0 0 0 0 2602 8 280 2 1 5 240 2 3 0 215 300 141 153 165 177 2 0 0 0 0 0 120 140 160 180 1 5 0 0 0 0 202 189 200 268 220 288 2 0 2 Таблиця 1-10 240 1 0 0 0 0 0 1 0 1 260 1 1 3 280 300 1 2 9 2 8 8 1 8 9 5 0 0 0 0 2 4 2 1 5 7 4 1 5 5 6 7 8 1 1 4 1 2 7 2 1 7 6 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 1 2 0 1 4 0 1 6 0 1 8 0 2 0 0 m / z --> Аналіз властивостей мезофазного пеку Сировинні матеріали мезофазного пеку Гідрогенізований пек Екстрагований гідрогенізований пек 5 10 Вміст мезофази (%) Температура розм’якшення (С) 100 240 31 Густина при 20 С, 3 (г/см ) 44.2 1.45 100 230 16 47.1 Вміст золи QI (ppm) (%) 1.45 Приклад 2 Нафтову емульсію отримують шляхом видалення солей та фракції QI у гідрогенізованій БТК-фракції, гідрогенізованій промивній олії та гідрогенізованій антраценовій олії, отриманих з високотемпературної кам'яновугільної смоли, показаного у Таблиці 1-1 з БТК-фракцією, промивною олією та антраценовою олією за умов гідроочищення в Прикладі 1, наведених у Таблиці 2-1. 23 2 2 0 2 4 0 2 6 0 2 8 0 3 0 0 UA 114102 C2 Таблиця 2-1 Аналіз нафтової емульсії, отриманої з гідрогенізованої фракції кам'яновугільної смоли Ароматичний розчинник Густина при 20 С, 3 (г/см ) C, % мас H, % мас O, % мас N, % мас S, % мас Відношення кам'яновугільної смоли до ароматичного розчинника Відношення кам'яновугільної смоли до води Значення часу промивки Смола:ароматичний розчинник:nоктан Вміст Cl у нафтовій емульсії (ppm) Вміст QI у нафтовій емульсії (ppm) Загальний вміст іонів металу у нафтовій емульсії (ppm) Залишки, отримані з попередньої перегонки нафтової емульсії 5 10 Гідрогенізована БТК-фракція Гідрогенізована промивна олія Гідрогенізована антраценова олія 0.86 0.97 1.05 89.56 10.25 0.04 0.13 0.02 89.71 10.13 0.02 0.11 0.03 89.92 9.50 0.14 0.34 0.10 1:0.2 1:0.5 1:0.75 1:3 1:3 1:3 1 1 1 1:0.5:0.4 1:0.5:0.58 1:0.75:0.75 4.8 125 3.7 187 5.1 231 32.3 33.5 67.9 ① ② ③ Відокремлення фракцій з температурою кипіння менше 230°С шляхом перегонки вищезгаданої нафтової емульсії для отримання залишків ①, ② та ③, склад яких визначається з БТК-фракцією, гідрогенізованої фракції з температурою кипіння нижче 120°С та гідрогенізованого розчинника з високою температурою кипіння відповідно за умов, перерахованих у Таблиці 2-2, для отримання сировинного матеріалу для гідрогенізації ④, ⑤ та ⑥. Оскільки залишок ③, отриманий з перегонки нафтової емульсії, багатий на гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння, сировинний матеріал для гідрогенізації може не потребувати бути сформульованим з гідрогенізованим розчинником з високою температурою кипіння. Таблиця 2-2 Визначення складу гідрогенізованої фракції кам'яновугільної смоли та залишків нафтової емульсії Залишки нафтової емульсії ① ② ③ 0.2 : БТК-фракція: гідрогенізована фракція з температурою < 120 С: 0.2 : 0.4 : 0 гідрогенізований розчинник з високою температурою кипіння: залишки 0.4 : 0 0.5 : :0:1 :1 0.5 : 1 перегнаної нафтової емульсії Сировинний матеріал для гідрогенізації ④ ⑤ ⑥ 15 20 Сировинний матеріал для гідрогенізації ④ та ⑤ піддають гідроочищенню у відповідності з етапами Прикладу 1, використовуючи каталізатор захисту та каталізатор деметалізації TJS2 і каталізатори очищення JZ3 та JZ7, показані в Таблиці 1-4, за наступних умов реакції: тиск 18 MПa, температура 350-355°С у верхній частині реактора, температура 340-345°С у нижній -1 частині реактора, об'ємна швидкість 0.8 год та співвідношення "водень-олія" 800:1 для отримання очищених масел ① та ②. Сировинний матеріал для гідрогенізації ⑥ піддається гідроочищенню відповідно з етапами Прикладу 1 з використанням каталізатора захисту та каталізатора деметалізації TJS2 і 24 UA 114102 C2 5 10 15 20 каталізаторів очищення JZ4 та JZ7, показаних у Таблиці 1-4, за наступних умов реакції: тиск 14 МПа, температура 385-390°С у верхній частині реактора, температура 375-380°С у нижній -1 частині реактора, об'ємна швидкість 1.2 год і співвідношення "водень-олія" 1200:1 для отримання очищеної олії ③. Очищену олію ① та ② переганяють для отримання фракцій з температурою 300-360°С, які піддаються гідрокрекінгу у відповідності з етапами, описаними в Прикладі 1, з використанням каталізатора крекінгу LH2, показаного у Таблиці 1-5 за наступних умов реакції: тиск 18 MПa, температура 350~355°С у верхній частині реактора, температура 340-345°С в нижній частині -1 реактора, об'ємна швидкість 0.8 год та співвідношення "водень-олія" 800:1 для отримання крекінг-продуктів ① та ②. Очищену олію ③ переганяють для отримання фракції з температурою 300-360°С, яка піддається гідрокрекінгу у відповідності з етапами Прикладу 1 з використанням каталізатора крекінгу LH3, показаного у Таблиці 1-5, за наступних умов реакції: тиск 14 МПа, температура 385-390°С у верхній частині реактора, температура 370-375°С у нижній частині реактора, -1 об'ємна швидкість 1.5 год і співвідношення "водень-олія" 1800:1 для отримання крекінгпродукту ③. Гідроочищену олію ① та крекінг-продукт ①, гідроочищену олію ② та крекінг-продукт ②, і гідроочищену олію ③ та крекінг-продукт ③ відповідно змішують, фільтрують та переганяють у відповідності з етапами, описаними в Прикладі 1, для отримання гідрогенізованих пеків ①, ② і ③, показаних у Таблиці 2-3. Таблиця 2-3 Молекулярна маса гідрогенізованого пеку та аналіз складу груп Гідрогенізований пек HS (% мас) HI-TS (% мас) TI-PS (% мас) PI-QS (% мас) QI (% мас) Середня молекулярна маса Температура розм’якшення, С 25 30 ① 66.71 30.21 1.81 1.23 0.04 290 82 ② 65.93 31.90 1.12 1.01 0.04 296 84 ③ 80.64 18.12 0.51 0.71 0.02 282 80 Проведення реакції неекстрагованих гідрогенізованих пеків ① та ② безпосередньо для приготування мезофазних пеків ① та ② за таких умов: тиск 0.01 MПa (абсолютний тиск), температура 410°С, час реакції 600 хвилин, швидкість перемішування 20 обертів на хвилину, та продувка азотом в нижній частині реактора. Властивості мезофазних пеків ① та ②, наведені в Таблиці 2-4. Проведення реакції неекстрагованих гідрогенізованих пеків ③ безпосередньо для приготування мезофазного пеку ③ за таких умов: тиск 1.0MПa, температура 440°С, час реакції 180 хвилин, швидкість перемішування 40 обертів на хвилину, та продувка воднем в нижній частині реактора. Властивості мезофазного пеку ③ наведені в Таблиці 2-4. Таблиця 2-4 Аналіз властивостей мезофазного пеку Мезофазний пек Температура розм’якшення (SP С) Вміст золи (ppm) QI (% мас) ① ② ③ 35 Вміст мезофази (% АС) 100 100 100 235 235 228 25 18 53 50.8 51.2 43.3 Густина при 20 С, 3 (г/см ) 1.44 1.45 1.44 Приклад 3 Нафтову емульсію отримують за умов, показаних в Таблиці 3-1 з використанням 25 UA 114102 C2 кам'яновугільного пеку, показаного у Таблиці 1-1 в якості сировинного матеріалу, та гідрогенізованої фракції перегонки, показаної у Таблиці 1-6, в якості ароматичного розчинника. Таблиця 3-1 Аналіз нафтової емульсії, виробленої з гідрогенізованої фракції перегонки кам'яновугільної смоли Ароматичний розчинник Фракція сирої нафти Компонент змішування бензину Компонент змішування дизельного палива 1:0.3 1:0.5 1:0.5 1:1.5 1:1.5 1:1.5 2 2 2 1:0.5:0.30 1:0.5:0.37 1:0.5:0.5 4.0 236 4.2 156 3.5 267 42.1 32.8 18.3 ① ② ③ Співвідношення кам'яновугільної смоли до ароматичного розчинника Співвідношення кам'яновугільної смоли до води Значення часу промивки Смола:ароматичний розчинник:nоктан Вміст Cl у нафтовій емульсії (ppm) Вміст QI у нафтовій емульсії (ppm) Загальний вміст іонів металів у нафтовій емульсії (ppm) Нафтова емульсія 5 10 Вищезгадана нафтова емульсія є гідроочищеною для того, щоб отримати гідроочищену олію при використанні каталізатора з Прикладу 1. Умовами експлуатації реактора гідроочищення є: загальний тиск 16.0 MПa, середня температура реакції 380°С, годинна об'ємна -1 швидкість рідини 1.0 год та співвідношення "водень-олія 1000:1. Очищену олію піддають фільтрації з відсмоктуванням через 10 мкм фільтр-воронку Бюхнера, а потім переганяють для отримання гідрогенізованих пеків ①, ② та ③, показаних у Таблиці 3-2. Таблиця 3-2 Молекулярна маса гідрогенізованого пеку та аналіз складу груп Гідрогенізований пек HS (% мас) HI-TS (% мас) TI-PS (% мас) PI-QS (% мас) QI (% мас) Температура розм’якшення, С 15 20 ① 97.71 1.05 0.81 0.41 0.02 78 ② 97.24 1.56 0.84 0.35 0.01 75 ③ 96.21 2.30 0.94 0.51 0.04 81 Гідрогенізований пек подають в допоміжну колону для реакції для того, щоб піддати термічній полімеризації для отримання продукту мезофазного пеку. Нафтовий газ з верхньої частини допоміжної колони для реакції охолоджують, відокремлюють та промивають перед тим, як продути. Відокремлене флеш-олія використовують в якості компонента сировинного продукту крекінгу. Умови синтезу, за яких мезофазні пеки ①, ② та ③, як показано в Таблиці 3-3, отримують за допомогою допоміжної колони для реакції є такими: звичайний тиск, температура 430°С, час реакції 300 хвилин, швидкість перемішування 30 обертів на хвилину та продувка азотом у верхній частині допоміжної колони для реакції. 26 UA 114102 C2 Таблиця 3-3 Аналіз властивостей мезофазного пеку Мезофазний пек Температура розм’якшення (SP С) Вміст золи (ppm) QI (% мас) ① ② ③ 5 Вміст мезофази (% АС) 100 100 100 229 228 231 17 15 24 48.9 49.3 49.1 Густина при 20 С, 3 (г/см ) 1.45 1.44 1.44 Отриманий в результаті мезофазний пек покривається шаром та закріплюється епоксидною смолою перед тим, як його шліфують та полірують, а потім фотографують поляризаційним мікроскопом для отримання Фігур 5А та 5В. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 1. Спосіб отримання мезофазного пеку із високотемпературної кам'яновугільної смоли, що включає: (1) видалення солей та нерозчинної фракції хіноліну із високотемпературної кам'яновугільної смоли для отримання нафтової емульсії; (2) отримання сировини для гідрогенізації із нафтової емульсії шляхом попередньої дистиляції нафтової емульсії для отримання залишку з точкою кипіння вище 230 °С та змішування залишку з легованою олією для отримання сировини для гідрогенізації, причому легована олія включає один або декілька компонентів, вибраних з групи у складі фракцій дистиляції кам'яновугільної смоли та гідрогенізованого продукту фракцій дистиляції кам'яновугільної смоли; та наступну каталітичну гідроочистку сировини для гідрогенізації для отримання гідроочищеної олії; (3) дистиляцію гідроочищеної олії для отримання гідрогенізованого пеку та гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння з діапазоном кипіння 300-360 °С; (4) піддавання гідрогенізованого пеку термічній полімеризації для отримання мезофазного пеку, причому гідрогенізований розчинник з високою точкою кипіння, отриманий на етапі (3), можна використовувати принаймні на одному з наступних етапів: як розчинник на етапі видалення солей на етапі (1); як розчинник на етапі видалення нерозчинної фракції хіноліну на етапі (1); та як частину легованої олії при підготовці сировини для гідрогенізації на етапі (2). 2. Спосіб за п. 1, в якому на етапі видалення солей на етапі (1) використовують гідрогенізований розчинник з високою точкою кипіння, та етап (1) включає: (1а) змішування деіонізованої води та гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння з високотемпературною кам'яновугільною смолою та їх центрифугування для видалення промивної води з метою отримання знесоленої високотемпературної кам'яновугільної смоли з гідрогенізованим розчинником з високою точкою кипіння. 3. Спосіб за п. 2, в якому на етапі (1а) видалення солей об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли до гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння становить 1:0,2-2, об'ємне і співвідношення деіонізованої води до високотемпературної кам'яновугільної смоли становить 0,5-3, а деіонізована вода використовується для промивки високотемпературної кам'яновугільної смоли 1-3 рази. 4. Спосіб за п. 3, де об’ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли до гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння становить 1:0,2-0,8. 5. Спосіб за п. 2 або 3, де етап (1) включає: (lb) стан видалення нерозчинної фракції хіноліну, що передбачає додавання аліфатичного розчинника та, необов’язково, гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння до знесоленої високотемпературної кам'яновугільної смоли з гідрогенізованим розчинником з високою точкою кипіння та наступне центрифугування або осадження для видалення нерозчинної фракції хіноліну; аліфатичний розчинник являє собою аліфатичні сполуки С4-С16; при цьому остаточне об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння та аліфатичного розчинника становить 1:0,2-2:0,2-1. 27 UA 114102 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6. Спосіб за п. 5, де остаточне об'ємне співвідношення високотемпературної кам'яновугільної смоли, гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння та аліфатичного розчинника становить 1:0,3-0,8:0,3-0,8. 7. Спосіб за п. 5, де аліфатичним розчинником є n-октан або n-гептан. 8. Спосіб за п. 1, в якому на етапі видалення нерозчинної фракції хіноліну на етапі (1) використовується аліфатичний розчинник, а етап відгонки на етапі (2) включає етап видалення аліфатичного розчинника з нафтової емульсії та повернення аліфатичного розчинника на рециркуляцію. 9. Спосіб за п. 1, де відгонка на етапі (2) включає етап отримання принаймні однієї фракції БТК, кам'яновугільної олії та нафталінової олії. 10. Спосіб за п. 1, де етап (2) також включає етап фільтрування для фільтрації часток з розміром частки більше 10 мкм до каталітичної гідроочистки. 11. Спосіб за п. 1, в якому на етапі (2) каталітичну гідроочистку здійснюють в умовах загального тиску 12,0-20,0 МПа, середньої температури реакції 320-400 °С, годинної об'ємної швидкості рідини 0,5/год.-2,0/год. та співвідношення водню-олії 600:1-1500:1. 12. Спосіб за п. 11, в якому на етапі (2) каталітичну гідроочистку здійснюють в умовах загального тиску 14,0-18,0 МПа, середньої температури реакції 340-390 °С, годинної об'ємної швидкості рідини 0,8/год.-1,2/год. та співвідношення водню-олії 800:1-1200:1. 13. Спосіб за п. 11, в якому на етапі (2), каталітичну гідроочистку здійснюють у присутності наступного каталізатора: каталізатор гідроочистки А: використовує оксид алюмінію або алюмосилікат як носій, має 2 питому площу поверхні 120-300 м /г, об'єм пор 0,4-1,4 мл/г, діаметр пop 8-20 нм та кислотність поверхні 0,05-0,1 ммоль/г, і метали групи VIB молібден або вольфрам та метали групи VIII кобальт або нікель як активні металеві компоненти, виходячи з загальної маси каталізатора гідроочистки А, вміст металів групи VIB в оксиді становить 15-45 мас. %, а вміст металів групи VIII в оксиді становить 1,5-5 мас. %. 14. Спосіб за п. 11. в якому на етапі (2) каталітичну гідроочистку здійснюють у присутності наступних двох каталізаторів: каталізатор гідроочистки А: використовує оксид алюмінію або алюмосилікат як носій, має 2 питому площу поверхні 120-300 м /г, об'єм пор 0,4-1,4 мл/г, діаметр пор 8-20 нм, кислотність поверхні 0,05-0,1 ммоль/г; і метали групи VIB молібден або вольфрам та метали групи VIII кобальт або нікель як активні металеві компоненти, виходячи з загальної маси каталізатора гідроочистки А, вміст металів групи VIB в оксиді становить 15-45 мас. %, а вміст металів групи VIII в оксиді становить 1,5-5 мас. %; каталізатор гідроочистки В: використовує оксид алюмінію або алюмосилікат як носій, має 2 питому площу поверхні 120-300 м /г, об'єм пор 0,4-1,2 мл/г, діаметр пор 7-15 нм; і метали групи VIB молібден або вольфрам та метали групи VIII кобальт або нікель як активні металеві компоненти; виходячи з загальної маси каталізатора гідроочистки В, вміст металів групи VIB в оксиді становить 10-22 мас. %, а вміст металів групи VIII в оксиді становить 2-5 мас. %. 15. Спосіб за п. 11, в якому на етапі (2) сировину для гідрогенізації каталітично гідроочищують після проходження крізь захисний каталізатор та каталізатор деметалізації, каталізатор деметалізації використовує оксид алюмінію як носій, має об'єм пор 0,5-1,5 мл/г, питому площу 2 поверхні 180-350 м /г, діаметр пор 10-50 нм; виходячи з загальної маси каталізатора деметалізації, каталізатор деметалізації містить 7-20 мас. % оксиду молібдену та 2-5 мас. % оксиду нікелю. 16. Спосіб за п. 1, в якому на етапі (3) дистиляція являє собою етап отримання гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння з діапазоном кипіння 300-360 °С та гідрогенізованої світлої фракції з діапазоном кипіння 80-300 °С. 17. Спосіб за п. 16, де етап (1) включає: (1а) стан видалення солей, що передбачає змішування деіонізованої води та гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння з високотемпературною кам'яновугільною смолою та їх центрифугування для видалення промивної води, отримання знесоленої високотемпературної кам'яновугільної смоли з гідрогенізованим розчинником з високою точкою кипіння. 18. Спосіб за п. 16, де етап (1) включає: (lb) етап видалення нерозчинної фракції хіноліну, що передбачає додавання аліфатичного розчинника та гідрогенізованого розчинника з високою точкою кипіння до знесоленої високотемпературної кам'яновугільної смоли, їх змішування та центрифугування або відстоювання з метою осадження для видалення нерозчинної фракції хіноліну, 28