RU2013415C1

RU2013415C1 - Process for preparing binder for manufacturing carbonaceous materials and products based therefrom

Info

Publication number: RU2013415C1
Authority: RU
Inventors: В.В. Крюков; В.Н. Желнин; М.А. Блудян; А.Х. Гайсин; С.Л. Ведерников; В.И. Савинов
Original assignee: Товарищество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная фирма "Бизон"
Priority date: 1992-07-02
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1994-05-30

Abstract

FIELD: preparation of carbonaceous materials. SUBSTANCE: to prepare a coal-tar pitch binder by heat treatment of a coal-tar resin, prior to the thermal treatment, 10-35 wt % of a heavy resin resulting from the pyrolysis of petroleum products are added to the coal-tar resin, and the heat treatment operation is carried out at 260-280 C and the reaction mixture is simultaneously purged with air. EFFECT: shaping reduced cancer-producing power of the binder due to smaller amount of benzapyrene and wider range of raw materials for the preparation of the binder.

Description

Изобретение относится к получению материалов из углеродистого сырья и может быть использовано для изготовления огнеупорных, электроугольных, электродных изделий. The invention relates to the production of materials from carbon raw materials and can be used for the manufacture of refractory, carbon, electrode products.

Известен способ получения связующего для изготовления углеродных изделий путем нагревания каменноугольной смолы, фракционного испарения и отгонки легколетучих фракций (легкой фракции до 170^оС, фенольной 170-200^оС, нафталиновой 200-300^оС, поглотительной 230-300^оС, антраценовой 300-360^оС), при этом в качестве кубового продукта из последнего по ходу агрегата отводится высококипящий остаток - каменноугольный пек, который и является связующим (Химическая технология твердых горючих ископаемых, под ред. Макарова Г. Н. , Харламповича Г. Д. , М. , Химия, 1986, с. 314-315, 335).A method of producing a binder for manufacturing carbon articles by heating a coal tar fraction evaporation and distillation of volatile fractions (light fraction to 170 ^{° C,} phenolic 170-200 ^C. naphthalene 200-300 ^C, 230-300 ^C absorbency, anthracene 300 -360 ^о С), while a high-boiling residue - coal tar pitch, which is the binder (Chemical technology of solid fuels, edited by G. Makarov, G. D., Kharlampovich G., M., Chemistry, 1986, s 314-315, 335).

Недостатком данного способа является высокая температура в нагревателях колонн. Кроме того, получаемый каменноугольный пек содержит 3-5 бенз(а)пирена, который обладает канцерогенными свойствами. The disadvantage of this method is the high temperature in the column heaters. In addition, the resulting coal tar pitch contains 3-5 benz (a) pyrene, which has carcinogenic properties.

Наиболее близким техническим решением является способ получения связующего для изготовления углеродных изделий, включающий термическую обработку каменноугольной смолы, однократное испарение легколетучих фракций и отгонку образующейся паровой фазы. Процесс осуществляют при температуре 390-405^оС [3] .The closest technical solution is a method of producing a binder for the manufacture of carbon products, including heat treatment of coal tar, a single evaporation of volatile fractions and distillation of the resulting vapor phase. The process is carried out at a temperature of 390-405 ^about [3].

Однако получающийся при этом в качестве кубового продукта каменноугольный пек также обладает повышенной канцерогенностью вследствие высокого содержания бенз(а)пирена. However, the coal tar pitch obtained as a cubic product also has increased carcinogenicity due to the high content of benzo (a) pyrene.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе получения связующего для изготовления углеродных изделий, включающем термическую обработку каменноугольной смолы, испарение легколетучих фракций и отгонку образующейся паровой фазы, согласно изобретению, перед термической обработкой каменноугольной смолы в нее добавляют тяжелую смолу пиролиза нефтепродуктов в количестве 10-35 мас. % , а термическую обработку осуществляют при 280-360^оС при одновременной продувке реакционной массы воздухом.The essence of the invention lies in the fact that in the method of producing a binder for the manufacture of carbon products, including heat treatment of coal tar, evaporation of the volatile fractions and distillation of the resulting vapor phase, according to the invention, before the heat treatment of the coal tar, it is added a heavy oil pyrolysis resin in an amount of 10- 35 wt. %, and heat treatment is carried out at 280-360 ^about With the simultaneous purging of the reaction mass with air.

Тяжелая смола пиролиза нефтепродуктов является кубовым продуктом процесса переработки нефтепродуктов, в частности, бензина, путем их термической обработки при 800^оС для получения непредельных и ароматических углеводородов. Ее состав и физико-химические свойства приведены в табл. 1.Heavy pyrolysis petroleum resin is the bottom product of petroleum refining process, particularly gasoline, by thermal treatment ^at 800 ° C to produce unsaturated and aromatic hydrocarbons. Its composition and physico-chemical properties are given in table. 1.

Эффект резкого снижения количества бенз(а)пирена в связующем при осуществлении изобретения можно объяснить протекающими химическими процессами термоокислительной конденсации при продувке реакционной массы воздухом. The effect of a sharp decrease in the amount of benz (a) pyrene in the binder during the implementation of the invention can be explained by the ongoing chemical processes of thermo-oxidative condensation when the reaction mixture is purged with air.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

П р и м е р 1. 450 г каменноугольной смолы, состав и физико-химические свойства которой приведены в табл. 2, смешивали в лопастном смесителе с 50 г тяжелой смолы пиролиза бензина. Полученную смесь загрузили в цилиндрический металлический реактор D= 100 мм и высотой 150 мм с крышкой, в которой имеется штуцер для улавливания паровой фазы, образующейся при испарении легких фракций. Реактор устанавливали в печь, нагревали до 280^оС и одновременно продували реакционную массу воздухом с расходом 0,25 л/мин в течение 3-ч.PRI me R 1. 450 g of coal tar, the composition and physico-chemical properties of which are given in table. 2, mixed in a paddle mixer with 50 g of heavy gasoline pyrolysis resin. The resulting mixture was loaded into a cylindrical metal reactor D = 100 mm and a height of 150 mm with a lid, in which there is a fitting for trapping the vapor phase formed during the evaporation of light fractions. The reactor was installed in a furnace, heated to 280 ^° C, and at the same time the reaction mixture was purged with air at a flow rate of 0.25 L / min for 3 hours.

В результате нагревания выделяющиеся легкие углеводороды конденсировались в холодильнике с получением дистиллята, который направлялся на фракционирование. Связующее остается в реакторе в виде кубового продукта, представляющего собой высококипящий пек, и выводится из реактора через нижний патрубок. As a result of heating, the light hydrocarbons released were condensed in the refrigerator to obtain a distillate, which was sent for fractionation. The binder remains in the reactor in the form of a still product, which is a high boiling pitch, and is removed from the reactor through the lower pipe.

Условия проведения других экспериментов приведены в табл. 3, состав и физико-химические свойства полученного связующего в табл. 4. The conditions for other experiments are given in table. 3, the composition and physico-chemical properties of the obtained binder in table. 4.

Как видно из представленных данных, способ позволяет снизить содержание бенз(а)пирена в связующем по крайней мере в 2,7 раза и, следовательно, снизить его канцерогенность, улучшить условия труда в цехе и экологическую обстановку в целом в районе расположения завода. As can be seen from the presented data, the method allows to reduce the content of benz (a) pyrene in the binder by at least 2.7 times and, therefore, reduce its carcinogenicity, improve working conditions in the workshop and the environmental situation in general in the area of the plant.

Важным преимуществом изобретения является также расширение сырьевой базы для получения связующего, поскольку в настоящее время отечественная промышленность испытывает затруднения с исходным сырьем из-за сокращения производства каменноугольной смолы. An important advantage of the invention is also the expansion of the raw material base for the production of a binder, since currently the domestic industry is experiencing difficulties with the feedstock due to the reduction in the production of coal tar.

Claims

METHOD FOR PRODUCING A BINDER FOR THE PRODUCTION OF CARBON MATERIALS AND ARTICLES THEREOF, including heat treatment of coal tar, evaporation of the volatile fractions and distillation of the resulting vapor phase, characterized in that heavy oil is added to it before the heat treatment of coal tar. % by weight of the mixture, and heat treatment is carried out at 280 - 360 ^o C while blowing the reaction mass with air.