DE1258532B - Process for the production of a binder for carbon electrodes - Google Patents
Process for the production of a binder for carbon electrodesInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.: Int. Cl .:
ClOgClog
Deutsche KI.: 23 b-1/04 German KI .: 23 b -1/04
Nummer: 1258 532Number: 1258 532
Aktenzeichen: E 21421IV d/23 bFile number: E 21421IV d / 23 b
Anmeldetag: 25. Juli 1961 Filing date: July 25, 1961
Auslegetag: 11. Januar 1968Open date: January 11, 1968
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels für Kohleelektroden.The invention relates to a method for producing a binder for carbon electrodes.
Kohleelektroden werden gewöhnlich aus gebranntem Koks, z. B. Erdölkoks oder Koks verschiedener Kohlearten hergestellt. Da der Koks von Natur aus kein Bindevermögen besitzt, müssen die Teile mittels eines Bindemittels gebunden werden.Carbon electrodes are usually made from burned coke, e.g. B. petroleum coke or coke of various types of coal manufactured. Since the coke naturally has no binding capacity, the parts have to be made by means of a Binder are bound.
Allgemein wird Steinkohlenteerpech oder Teer als Bindemittel für amorphe und graphitierte Elektroden, Blöcke, Zylinder, Pulver und andere Kohlenstoffprodukte verwendet. Der Teer wird mit pulverisiertem oder gekörntem Erdölkoks oder einem ähnlichen Material gemischt; das Gemisch wird gepreßt, stranggepreßt oder geformt, damit es vor Beginn des Brennens die gewünschte Form erhält. Steinkohlenteer ist deshalb besonders geeignet, weil dieser einen hohen Gehalt von in Benzol nichtlöslichen harzartigen Stoffen aufweist, die bei Verschwelung bei verhältnismäßig geringen Temperaturen Koks ergeben. Dadurch, daß sich zwischen den Körnern der festen, kohlenstoffhaltigen, die Hauptmasse der Gegenstände bildenden Stoffe Koks bildet, wird dieser zu einem dichten und sehr leitfähigen Produkt zusammengekittet.In general, coal tar pitch or tar is used as a binder for amorphous and graphitized electrodes, Used blocks, cylinders, powders and other carbon products. The tar is powdered with or mixed with granulated petroleum coke or similar material; the mixture is pressed, extruded or shaped to give it the desired shape before firing begins. Coal tar is therefore particularly suitable because it has a high content of resinous insoluble in benzene Has substances that result in coke when carbonized at relatively low temperatures. Through this, that between the grains of the solid, carbonaceous, the bulk of the objects are formed Coke forms, this is cemented together to form a dense and very conductive product.
Es wurde nun gefunden, daß man aus einem aromatischen Erdölrückstand mit gutem Erfolg Bindemittel für Kohleelektroden in folgender Weise herstellen kann. Das Verfahren besteht darin, daß ein aromatischer Erdölrückstand, der aus der bei hoher Temperatur mittels Wasserdampf durchgeführten Krackung von Kohlenwasserstoffen gewonnen worden ist, so lange über etwa 316° C hitzebehandelt wird, bis etwa 70 Gewichtsprozent des aromatischen Erdölrückstands entfernt sind und dann der Erweichungspunkt des Produktes mit dem aromatischen Erdölrückstand eingestellt wird.It has now been found that an aromatic petroleum residue can be successfully used as a binder for carbon electrodes in the following way. The procedure is that a aromatic petroleum residue obtained from being carried out at high temperature by means of steam Cracking of hydrocarbons has been recovered as long as it is heat treated above about 316 ° C about 70 weight percent of the aromatic petroleum residue is removed and then the softening point of the product with the aromatic petroleum residue is discontinued.
Wenn man von den Erdölrückständen eines aromatischen Teers ausgeht, so erhält man in einem einstufigen
Verfahren kein für Elektroden geeignetes Bindemittel. Sind beispielsweise der Verkokungswert
und der in Benzol nichtlösliche Anteil des Bindemittels hoch genug, so liegt der Erweichungspunkt zu
hoch; wenn der Erweichungspunkt innerhalb des richtigen Bereiches liegt, so sind die anderen Werte
zu niedrig. Erfindungsgemäß wird ein für Kohleelektroden bestimmtes Bindemittel aus einem Erdölrückstand
hergestellt, der Steinkohlenteerpech-Bindemittel nachahmen soll; dies wird nach einem zweistufigen
Verfahren hergestellt. Die erste Stufe umfaßt die Anwendung hoher Temperatur, um die in Benzol
unlöslichen Harze oder Stoffe herzustellen, die in dem Bindemittel wichtig sind und als die besten Bindemittel
für Elektroden angesehen werden. Ein Gehalt Verfahren zur Herstellung eines Bindemittels
für KohleelektrodenIf one starts out from the petroleum residues of an aromatic tar, no binding agent suitable for electrodes is obtained in a one-step process. If, for example, the coking value and the proportion of the binder that is insoluble in benzene are high enough, the softening point is too high; if the softening point is within the correct range, the other values are too low. According to the invention, a binder intended for carbon electrodes is produced from a petroleum residue which is intended to imitate coal tar pitch binders; this is made in a two-step process. The first stage involves the application of high temperature to produce the benzene-insoluble resins or materials which are important in the binder and are considered to be the best binders for electrodes. A content method of making a binder
for carbon electrodes
Anmelder:Applicant:
Esso Research and Engineering Company,Esso Research and Engineering Company,
Elizabeth, N. J. (V. St. A.)Elizabeth, N. J. (V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dr. W. Beil, A. Hoeppener und Dr. H. J. Wolff,Dr. W. Beil, A. Hoeppener and Dr. H. J. Wolff,
Rechtsanwälte,Lawyers,
6230 Frankfurt-Höchst, Adelonstr. 586230 Frankfurt-Höchst, Adelonstr. 58
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Laurence F. King, Mooretown, Ontario;Laurence F. King, Mooretown, Ontario;
Clellie T. Steele, Sarnia, Ontario (Kanada)Clellie T. Steele, Sarnia, Ontario (Canada)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 26. Juli 1960 (45 295)V. St. v. America July 26, 1960 (45 295)
von etwa 30 Gewichtsprozent in Benzol nichtlöslicher Stoffe ist wünschenswert; der Mindestgehalt sollte etwa 15 Gewichtsprozent in Benzol nichtlöslicher Stoffe betragen. Je nach der Beschaffenheit des Ausgangsgasöls erhält man den aromatischen Teer in einer Ausbeute von etwa 15 bis 25 Volumprozent, wenn Gasöle bis zu einer etwa 40- bis 45°/0igen Umwandlung in C3- und leichtere Kohlenwasserstoffe mittels Wasserdampf gekrackt werden. Der aromatische Teer hat einen Bitumengehalt von etwa 12 bis 25 Gewichtsprozent. Diese in dem Pech oder Bindemittel enthaltenen Bitumen oder Harze, die in Benzol löslich, in Petroleumäther aber unlöslich sind, tragen zu dem Haftvermögen bei.from about 30 percent by weight of benzene insolubles is desirable; the minimum content should be about 15 percent by weight of substances insoluble in benzene. Depending on the nature of the starting gas oil are obtained the aromatic tar in a yield of about 15 to 25 volume percent when gas oils up to approximately 40 to 45 ° / 0 by weight conversion to C 3 - are cracked and lighter hydrocarbons by means of steam. The aromatic tar has a bitumen content of about 12 to 25 percent by weight. These bitumen or resins contained in the pitch or binding agent, which are soluble in benzene but insoluble in petroleum ether, contribute to the adhesion.
Der Gehalt an in Chinolin unlöslichen Stoffen ist bei erfindungsgemäß aus aromatischen Teeren hergestellten Bindemitteln oder Teeren gering. Er beträgt gewöhnlich etwa 2 Gewichtsprozent, was ein gutes Charakteristikum ist. Die in Chinolin löslichen Stoffe in dem Bindemittel sind schmelzbar und besitzen nach ihrer Erstarrung eine hohe Bindefestigkeit. Die in Chinolin löslichen Stoffe sind den in Chinolin unlöslichen Stoffen überlegen.The content of substances insoluble in quinoline is in the case of substances produced according to the invention from aromatic tars Binders or tars low. It is usually about 2 percent by weight, which is a good characteristic is. The quinoline-soluble substances in the binder are fusible and have after their Solidification a high bond strength. The substances soluble in quinoline are those which are insoluble in quinoline Superior to fabrics.
Die zweite Stufe der destruktiven Destillation umfaßt ein Fluxing oder Rückmischen mit einem Teil des ursprünglichen aromatischen Teers. Bei der Untersuchung von Teeren ist es üblich, diese bis etwa 360° C zu destillieren und dann den Erweichungspunkt des Rückstands zu bestimmen. Die bei dieser Temperatur destillierende Fraktion soll 6 Gewichtsprozent nicht übersteigen. Dadurch wird der Anteil des leichten Produkts in dem gefluxten Produkt auf etwa 20 Gewichtsprozent, bezogen auf 30 Gewichtsprozent Fluxöl, in dem Endgemisch begrenzt. Dies ist die einzige offen-The second stage of destructive distillation involves fluxing or back mixing with a portion of the original aromatic tar. When examining tars, it is common to keep them up to around 360 ° C to distill and then determine the softening point of the residue. The ones at that temperature The distilling fraction should not exceed 6 percent by weight. This increases the proportion of light Product in the fluxed product to about 20 percent by weight based on 30 percent by weight flux oil, limited in the final mix. This is the only open
709 718/385709 718/385
3 43 4
bare Begrenzung für das Zuschlagmaterial, das z. B. in Form einer destruktiven Destillation oder benutzt werden kann.. milden Verkokung unter Gewinnung eines flüchtigen Das erfindungsgemäß hergestellte Pechbindemittel Materials, das als Kopfprodukt abgezogen und dann eignet sich zur Herstellung von vorgebrannten oder kondensiert werden kann, und eines hochsiedenden Söderberg-Elektroden. Besonders geeignet ist es für 5 polymeren Bestandteils, der zurückbleibt und in die Herstellung von Elektroden für die Aluminium- Benzol im wesentlichen unlöslich ist. Dann wird der herstellung, jedoch ist seine Verwendung nicht ,darauf hitzebehandelte aromatische Teer mit einer niedrigerbeschränkt, siedenden Flüssigkeit gefluxt oder rückgemischt, bis Als Ausgangsprodukt kann ein aromatischer Teer der gewünschte Erweichungspunkt erreicht ist. Als verwendet werden, der als hochsiedendes Rückstands- io Fluxmittel kann ein' Teil des als Ausgangsprodukt oder Bodenprodukt bei der Dampfreformierung von dienenden aromatischen Teers verwendet werden. Gasöl unter Bildung von Olefinen, Diolefinen, aro- Wird die Hitzebehandlung unter Überdruck durchmatischen flüssigen Kohlenwasserstoffen anfällt. geführt, wie das beim Viskositätsbrechen oder Hitze-Nachstehend werden die physikalischen Eigen- behandeln der Fall ist, so kondensiert und polymerischaften zweier aromatischer Rückstandsteere, die 15 siert sich ein Teil des leichten Materials infolge der beim erfindungsgemäßen Verfahren als Ausgangs- längeren Berührungszeit. Vom betriebstechnischen produkte verwendet werden .können, aufgeführt: Standpunkt aus gesehen, wird das erfindungsgemäße Spezifisches Gewicht bei 15,5° C. 1,089 1,110 Verfahren vorzugsweise durch Hitzebehandlung und Flammpunkt COC in 0C 149 160 Flashverdampfung durchgeführt. Es kann mäßiger Viskosität/210 Seybold Su ... 95 213 20 Druck von etwa 3,5 bis 105 atü angewendet werden. Kohlenstoff, Gewichtsprozent.... 89,5 90,4 Eine Wärmekrack-Heizschlange mit einer Vollhitze-Wasserstoff, Gewichtsprozent.. 7,2 6,8 trommel kann, zur Hitzebehandlung aromatischenface limit for the aggregate material that z. B. in the form of a destructive distillation or can be used .. mild coking with recovery of a volatile The pitch binder material prepared according to the invention, which can be withdrawn as the top product and then suitable for the production of prefired or condensed, and a high-boiling Söderberg electrodes. It is particularly useful for polymeric constituent that remains and is essentially insoluble in the manufacture of electrodes for which aluminum-benzene is used. Then the production, but its use is not, heat-treated aromatic tar is fluxed or mixed back with a lower-boiling liquid until the desired softening point is reached as the starting product, an aromatic tar. A portion of the aromatic tar used as a starting product or bottom product in the steam reforming process can be used as the high-boiling residue flux agent. Gas oil with the formation of olefins, diolefins, aro- If the heat treatment occurs under excess pressure through matic liquid hydrocarbons. guided, as is the case with viscosity breaking or heat-subsequent physical treatment, so condensed and polymeric two aromatic residue tars, the 15 siert a part of the light material as a result of the longer contact time in the process according to the invention as a starting point. From the technical service products can be used, listed: From the standpoint, the specific gravity according to the invention is carried out at 15.5 ° C. 1.089 1.110 process preferably by heat treatment and flash point COC in 0 C 149 160 flash evaporation. It can be used with a moderate viscosity / 210 Seybold Su ... 95 213 20 pressure of about 3.5 to 105 atmospheres. Carbon, percent by weight .... 89.5 90.4 A heat cracking heating coil with a full-heat hydrogen drum, percent by weight .. 7.2 6.8 drum can, for heat treatment aromatic
H/C-Atomverhältnis 0,96 0,90 Teers verwendet werden. Die Produkte werden flash-H / C atomic ratio 0.96 0.90 tar can be used. The products are flash
Schwefel, Gewichtsprozent 1,9 2,0 verdampft und die Rückstände der leichten Kopf-Aschegehalt, Gewichtsprozent . 0,003 0,01 *5 produkte gewonnen. Es wird eine genügende MengeSulfur, weight percent 1.9 2.0 evaporated and the residues of the light top ash content, weight percent. 0.003 0.01 * 5 products won. It becomes a sufficient amount
. Bitumen, Gewichtsprozent. 17 22 des leichten Materials entfernt, um ein Rückstands-. Bitumen, weight percent. 17 22 of the light material removed to remove a residue
λ οτΛί T-I +ίι +· produkt mit einem Erweichungspunkt zu gewinnen,λ οτΛί T-I + ίι + · to win product with a softening point,
AbiM-Destüiation ^6 er für dn erfindungsgemäßes Erdölteer-Binde-AbiM-Destüiation ^ 6 er for the inventive petroleum tar binding
Anfangssiedepunkt m °C 270 299 ^1 erwünscnt ist. The initial boiling point is 270 299 ^ 1 ° C.
JL'0 " ■ · ■ ■ · / ; ^Z IZL 30 Eine Ausführungsform der destruktiven DestillationJL ' 0 "■ · ■ ■ · /; ^ Z IZL 30 An embodiment of destructive distillation
vn besteht darin, eine 700-cm3-Probe des aromatischen vn consists in taking a 700-cm 3 sample of the aromatic
. ·; Jr 5^f Teers aus der Dämpf krackung in einen 2-1-Destillier-. · ; Jr 5 ^ f tar from the steam cracking in a 2-1 distillation
/ ofi-i α«« apparat mit rundem Boden aus nichtrostendem Stahl/ ofi-i α «« apparatus with a round bottom made of stainless steel
Tr J.0 ;rr| 7*1 zu bringen. Dieser Destillierapparat steht in einemTr J. 0 ; rr | 7 * 1 bring. This still stands in one
50 1° .384 AU 35 Hejzgefäß un(j jst jnit einem dicht abschließenden 1 50 ° .384 AU 35 H e j CGU fäß un (jj st jnit e i tightly sealing nem
Erfindungsgemäß werden aromatische Rückstands- Deckel aus schwer schmelzbarem Glas, der vier kegelteere verwendet, deren entsprechende Werte zwischen förmige Standardöffnungen aufweist, verschlossen, den beiden aufgeführten Reihen liegen oder etwas Durch diese Öffnungen laufen zwei Thermoelemente davon abweichen. (für ein Dampf- und Gefäßtemperaturen), ein mitAccording to the invention, aromatic residue lids are made of difficult-to-melt glass, the four conical teas used, the corresponding values of which has between standard shaped openings, closed, The two rows listed lie or something. Two thermocouples run through these openings deviate from it. (for one steam and vessel temperatures), one with
Das Dampfkrackverfahren ist bekannt. Es besteht 40 Quecksilber verschlossenes Rührwerk, ein Destillat-The steam cracking process is known. It consists of 40 mercury-sealed agitators, a distillate
darin, daß man. ein Gasölmit einem Anfangssiede- auslaß und einen für das Fluxmittel bestimmten Arm,in that one. a gas oil with an initial boiling outlet and an arm dedicated to the flux,
punkt von etwa 204 bis 274° C und einem Endsiede- der während der Fluxmittelbehandlung,. die unterpoint of about 204 to 274 ° C and a final boiling point during the fluxing agent treatment. the under
punkt von etwa 399 bis 4400C bei einer Anlaßtempe- isothermischen Bedingungen ausgeführt werden sollte,point of about 399 to 440 0 C at a starting temperature isothermal conditions should be carried out,
ratur an der Heizschlange zwischen etwa 649 und eines der Thermoelemente ersetzt. 788° C in Gegenwart von etwa 60 bis 85 Molprozent 45 Die Dampftemperatur im Destillierapparat wurdetemperature on the heating coil between about 649 and one of the thermocouples replaced. 788 ° C in the presence of about 60 to 85 mole percent 45 The steam temperature in the still was
Wasserdampf krackt und dieses sofort mit einem Öl, auf etwa 274 bis 377°C und die Gefäßtemperatur aufSteam cracks and this immediately with an oil, to about 274 to 377 ° C and the vessel temperature
das zwischen etwa 260 und 357° C siedet, auf zwischen etwa 343 bis 454° C gehalten. Die Wärme wurde durchthat boils between about 260 and 357 ° C, kept at between about 343 to 454 ° C. The warmth was through
etwa 282 und 293° C abschreckt. Das Gasöl hat ein Gasbeheizung zugeführt. ". .quenched around 282 and 293 ° C. The gas oil has been fed to a gas heater. "..
spezifisches Gewicht von 0,8735 und ein Molekular- Die destruktive Destillation erfolgte während etwaspecific gravity of 0.8735 and a molecular The destructive distillation took place during about
gewicht von etwa 290 und weist etwa 11,3 Gewichts- 50 25 bis 60 Minuten mit einer Geschwindigkeit vonweight of about 290 and has about 11.3 weight 50 25 to 60 minutes at a speed of
prozent von Verbindungen mit aromatischen Ringen etwa 5 bis 30 cms/Minute, bis das gewünschte Rück-percent of compounds with aromatic rings about 5 to 30 cm s / minute until the desired return
und etwa 32,2 Gewichtsprozent an Verbindungen mit Standsprodukt erreicht war. Dieses wurde durch denand about 32.2 percent by weight of compounds with stand product was reached. This was made possible by the
naphthenischen Ringen auf. Prozentsatz des ausgetragenen Kopfprodukts kon-naphthenic rings. Percentage of the top product discharged
Die. gasförmigen Produkte, die aus Wasserstoff, trolliert. Dann wurde die nötige Menge FluxmittelÖl, gesättigten Kohlenwasserstoffen, Olefinen und Diole- 55 das in diesem Falle ein Teil der aromatischen Teerfinen bestehen, werden über Kopf abgezogen, die beschickung war, durch den für das Fluxmittel flüssigen Kohlenwasserstoffe fraktioniert^ wobei ein bestimmten Arm eingeführt, und es wurde etwa aromatisches Benzin mit einem Siedebereich zwischen 15 Minuten lang weitererhitzt und weitergerührt. Der 38 und 238 0C und eine höhersiedende aromatische Heizmantel, der den Deckel des Destillierapparats Fraktion mit einem Siedebereich zwischen etwa 188 60 umgab, wurde kurz vor der Fluxmittelbehandlung und 299 ° C, die in die Abschreckzone der Wasserdampf- entfernt, um zu verhindern, daß weiteres Kopfprodukt krackanlage rückgeführt werden kann, abgetrennt übergeht. Als flüssiges Fluxmittel kann verwendet werden. Aromatischen Rückstandsteer erhält man in werden: (a) die aromatische Teerbeschickung der voreiner Menge von etwa 15 bis 25 Volumprozent, stehend speziell beschriebenen Art, (b) die Fraktionierbezogen auf die Beschickung. 65 rückstände aus einer katalytischen Krackung mitThe. gaseous products, consisting of hydrogen, trolled. Then the necessary amount of fluxing agent oil, saturated hydrocarbons, olefins and diols - which in this case consist of a part of the aromatic tar fines - are withdrawn overhead; and such as aromatic gasoline with a boiling range between 15 minutes was further heated and stirred. The 38 and 238 0 C and a higher boiling aromatic heating mantle, which surrounded the lid of the still fraction with a boiling range between about 188 60 , was removed shortly before the flux treatment and 299 ° C, which was in the quenching zone of the steam to prevent that further overhead product can be recycled to the cracking plant, separated over. Can be used as a liquid flux agent. Residual aromatic tar is obtained in: (a) the aromatic tar feed in the amount of about 15 to 25 percent by volume of the specifically described type, (b) the fractionation based on the feed. 65 residues from catalytic cracking with
Der aromatische Teer wird .erfindungsgemäß als einem Anfangssiedepunkt von etwa 232° C und einemThe aromatic tar is .invention as an initial boiling point of about 232 ° C and a
Ausgangsmaterial verwendet und auf etwa 399 bis Siedepunkt von 50% des Materials von etwa 435° CStarting material used and boiling to about 399 to 50% of the material of about 435 ° C
4820C erhitzt. Eine solche Hitzebehandlung erfolgt oder (c) jedes andere hochsiedende, flüssige Rück-482 0 C heated. Such a heat treatment is carried out or (c) any other high-boiling, liquid re-
standsöl oder Destillat, das bis zu 3600C nur zu 20% abdestilliert werden kann.Standing oil or distillate, which can be distilled off up to 360 0 C only to 20%.
In einem Ausführungsbeispiel einer destruktiven Destillation unter Verwendung eines nichtrostenden Stahlgefäßes und des entsprechenden Verfahrens ergaben sich folgende Daten:In one embodiment, a destructive distillation using a stainless Steel vessel and the corresponding process resulted in the following data:
Gewichtsprozent Rückstand (bezogen auf die Beschickung im Destillierapparat) = 36,2.
Gewichtsprozent Ausbeute (bezogen auf die Beschikkung im Destillierapparat) = 96,5.
Verkokungswert des Rückstands = 64,3.Weight percent residue (based on still feed) = 36.2. Weight percent yield (based on the charge in the still) = 96.5.
Residue coking value = 64.3.
Es wurden beispielsweise etwa 72,8 Gewichtsteile des Rückstands der Tabelle I mit 27,2 Gewichtsteilen Fluxmittel (aromatische Teerbeschickung) gemischt und etwa 15 Minuten auf etwa 4270C erhitzt. Der entstandene Teer hatte einen Erweichungspunkt von etwa 1030C, einen Verkokungswert von etwa 52,7 Gewichtsprozent und enthielt 26,4 Gewichtsprozent in Benzol nichtlöslicher Bestandteile.There were mixed, for example, about 72.8 parts by weight of the residue of Table I with 27.2 parts by weight of fluxing agent (aromatic Teerbeschickung) and heated for about 15 minutes to about 427 0 C. The resulting tar had a softening point of about 103 ° C., a coking value of about 52.7 percent by weight and contained 26.4 percent by weight of components insoluble in benzene.
In einem anderen Beispiel betrug der Rückstand etwa 37,6 Gewichtsprozent. 78,4 Gewichtsteile dieses Rückstands wurden 15 Minuten lang auf etwa 427 0C erhitzt, nachdem etwa 21,6 Gewichtsteile Fluxmittel zugesetzt worden waren. Der so gewonnene Teer hatte einen Erweichungspunkt von etwa 113 0C, einen Verkokungswert von etwa 54,5 Gewichtsteile und enthielt etwa 32,3 Gewichtsprozent in Benzol nichtlöslicher Bestandteile.In another example, the residue was about 37.6 percent by weight. 78.4 parts by weight of this residue were heated for 15 minutes at about 427 0 C after about 21.6 parts by weight of fluxing agent had been added. The tar obtained in this way had a softening point of about 113 ° C., a coking value of about 54.5 parts by weight and contained about 32.3 percent by weight of components insoluble in benzene.
Bei Anwendung der Fluxmittelbehandlung scheint die tatsächliche Destillationsgeschwindigkeit nicht entscheidend zu sein. Wesentlich aber ist der Endpunkt. Bei einem Versuch, in dem die aromatische Beschickung auf eine Gefäßtemperatur von etwa 4790C erhitzt worden war und die Destillationszeit etwa 45 Minuten betrug, belief sich der Rückstand auf 27,9 Gewichtsprozent, und bei Verwendung von 37,3 Gewichtsprozent Abschrecköl ließ sich der Rückstand nicht zu einem homogenen Produkt mischen. In einem anderen Versuch, bei dem die Gefäßtemperatur etwa 451° C und die Destillationszeit etwa 30 Minuten betrug, wurden als Rückstand 31,2 Gewichtsprozent erhalten. Dieser Rückstand ließ sich unter Verwendung von 36 Gewichtsprozent Abschrecköl zu einem Teerbindemittel mischen. Das Produkt hatte einen Erweichungspunkt von etwa 1220C, einen Verkokungswert von etwa 55 Gewichtsprozent und enthielt etwa 32,5 Gewichtsprozent an in Benzol nichtlöslichen Stoffen.When using flux treatment, the actual rate of distillation does not appear to be critical. But what is essential is the end point. In one experiment, in which the aromatic feed was heated to a pot temperature of about 479 0 C and the distillation time was about 45 minutes, the residue amounted to 27.9 percent by weight, and when using 37.3 weight percent quenching to let the Do not mix residue to a homogeneous product. In another experiment, in which the vessel temperature was about 451 ° C. and the distillation time was about 30 minutes, the residue obtained was 31.2 percent by weight. This residue could be blended into a tar binder using 36 weight percent quench oil. The product had a softening point of about 122 ° C., a coking value of about 55 percent by weight and contained about 32.5 percent by weight of substances insoluble in benzene.
Der Verkokungswert des Produktes ist der nicht verflüchtigte, in Gewichtsprozent ausgedrückte Rückstand, den man erhält, wenn man eine Probe in einen Schmelztopf bringt und etwa 2,5 Stunden auf 549 0C erhitzt.The coking value of the product is the non-volatilized, expressed in percent by weight of residue which is obtained when a sample is in a melting pot, and heated for about 2.5 hours at 549 0 C.
Als Fluxmittel wurde ein Teil der aromatischen Teerbeschickung verwendet. Während des ganzen Vorganges wurde gerührt. Während der destruktiven Destillation sollen weniger als etwa 70 Gewichtsprozent des aromatischen Teers über Kopf abgezogen werden; denn es hat sich herausgestellt, daß, wenn mehr als etwa 70 Gewichtsprozent des aromatischen Teers abgezogen werden, der Rückstand nicht mehr mit Erfolg zu einem homogenen Produkt und guten Bindemittel mittels eines Fluxmittels oder Mischens verarbeitet werden kann.Part of the aromatic tar feed was used as a flux agent. During the whole Process was stirred. Less than about 70 percent by weight should be used during destructive distillation the aromatic tar can be drawn off overhead; because it turned out that if more than about 70 percent by weight of the aromatic tar is withdrawn, the residue no longer with success to a homogeneous product and good binding agent by means of a flux agent or mixing can be processed.
Die in der nachstehenden Tabelle II aufgeführten Daten sind bei einer destruktiven Destillation der aromatischen Teerbeschickung bei einer Dampftemperatur von etwa 274 bis 3770C oder einer Gefäßtemperatur von 343 bis 4540C unter Gewinnung der entsprechenden Rückstände erhalten worden. Letztere sind in Gewichtsprozent (bezogen auf den als Ausgangsprodukt verwendeten aromatischen Teer) angegeben. Die Erhitzungszeiten betrugen etwa 30 bis 60 Minuten. Angegeben sind ferner die mit einem Fluxmittel behandelten Gemische, die die mit der aromatischen Teerbeschickung oder dem Ausgangsprodukt behandelten Destillationsrückstände enthalten. Die physikalischen Daten zeigen, daß die Gemische den üblichen Vorschriften für einen Steinkohlenteer, der zur Verwendung als Elektrodenbindemittel bestimmt ist, sehr nahe kommen. Die Gesamtausbeute an Pech als Bindemittel für Elektroden, betrug, bezogen auf die aromatische Teerbeschickung, etwa 43,3 Gewichtsprozent.The data listed in the following Table II have been obtained at a destructive distillation of the aromatic Teerbeschickung at a steam temperature of about 274-377 0 C and a pot temperature 343-454 0 C to give the corresponding residues. The latter are given in percent by weight (based on the aromatic tar used as the starting product). The heating times were about 30 to 60 minutes. Also indicated are the mixtures treated with a flux agent which contain the distillation residues treated with the aromatic tar feed or the starting product. The physical data show that the mixtures come very close to the usual regulations for a coal tar intended for use as an electrode binder. The overall yield of pitch as a binder for electrodes, based on the aromatic tar feed, was about 43.3 percent by weight.
FluxmittelbehandlungFlux treatment
Eigenschaftenproperties
eines Steinkohlen-of a coal
teerpeches, das sichtar pitch that is
als Bindemittelas a binder
bewährt hathas proven itself
Ausbeute an Rückstand (bezogen auf die Teerbeschickung), Gewichtsprozent Yield of residue (based on tar feed), percent by weight
Gemische: Zusammensetzung in GewichtsprozentMixtures: composition in percent by weight
Rückstand Residue
Aromatischer Teerfluß Aromatic tar flow
Physikalische DatenPhysical data
Erweichungspunkt, 0C Softening point, 0 C
Verkokungswert, Gewichtsprozent Coking value, percent by weight
InBenzol nichtlöslicheBestandteile, GewichtsprozentIngredients insoluble in benzene, percent by weight
31,368.7
31.3
31,468.6
31.4
32,367.7
32.3
31,568.5
31.5
50
2393
50
23
53
24102
53
24
57
36120
57
36
53
2498
53
24
33,233.2
68,2
31,868.2
31.8
109
55
30109
55
30th
83
55
3083
55
30th
Pechbindemittel, die aus hitzebehandelten aromatischen Teeren erfindungsgemäß hergestellt wurden, haben folgende Eigenschaften:Pitch binders made from heat-treated aromatic tars according to the invention, have the following properties:
Erweichungspunkt, ° C ., Softening point, ° C.,
Kohlenstoff, Gewichtsprozent Carbon, weight percent
Wasserstoff, Gewichtsprozent Hydrogen, weight percent
C/H-Atomverhältnis C / H atomic ratio
Verkokungswert, °/0 Coking value, ° / 0
In Benzol nichtlösliche Bestandteile,Components insoluble in benzene,
Gewichtsprozent Weight percent
Schwefel, % Sulfur,%
Aschegehalt, % Ash content,%
108108
91,9
5,9
1,3191.9
5.9
1.31
53,953.9
16,5
1,7
0,0816.5
1.7
0.08
102102
92,3 6,1 1,3892.3 6.1 1.38
52,652.6
25,6 1,5 0,0325.6 1.5 0.03
IOIO
Das unter B angeführte Bindemittel wurde zur Herstellung einer Elektrode verwendet. Im allgemeinen . wird der gebrannte Erdölkoks gesiebt, und es werden verschiedene Teilchengrößen verwendet. Der grobkörnige Teil des gebrannten Kokses (es kann sich hierbei um einen Erdölkoks handeln) wird mit dem erhitzen Bindemittel gemischt und dann die anderen, feinkörnigeren Koksteile zugegeben.. Das Gemisch wird unter Druck geformt und während längerer Zeit, bis zu etwa 24 Stunden auf etwa 10000C erhitzt, wobei die Temperatur aber nur etwa 1 Stunde lang auf 1000° C gehalten wird, um das Bindemittel zu verkohlen oder zu verkoken. Eine Elektrode wurde dann unter Verwendung des Bindemittels B hergestellt. Diese Elektrode entsprach den Anforderungen hinsichtlich der Mindestdruckfestigkeit und des spezifischen elektrischen Widerstandes. Es können natürlich auch andere Verfahren zur Herstellung der Elektroden benutzt werden.The binder listed under B was used to produce an electrode. In general . the petroleum coke is sieved and various particle sizes are used. The coarse-grained part of the burnt coke (it can be a petroleum coke) is mixed with the heated binder and then the other, finer-grained coke parts are added. The mixture is formed under pressure and for a longer time, up to about 24 hours to about 1000 0 C heated, the temperature being, kept at 1000 ° C for only about 1 hour to char to the binder or to coke. An electrode was then made using Binder. This electrode met the requirements for minimum compressive strength and specific electrical resistance. Of course, other methods of manufacturing the electrodes can also be used.
Claims (4)
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German Patent No. 1102 030.
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