Způsob koksování směsí vysokovroucích aromatických uhlovodíků

Číslo patentu: 231181

Dátum: 15.06.1986

Autori: Glaser Herbert, Meinbreckse Manfred, Koch Karl Heinz

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález se týká způsobu koksování vysoce vroucích aromatických směsí ve vrstvách tloušťky do 100 mm. Koncová koksovací teplota gE a závislost koksovací doby na tloušťce vrstvy ( se stanoví pro jednotlivé výchozí suroviny předběžnou zkouškou na topném mikroskopu. Koksovací doba se vypočte ze vzorce ( = a . (X, přičemž a je závislé hlavně na charakteru výchozí suroviny a X je závislý na teplotě.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká způsobu kokeováni směeí vysokovroucích eromatických uhlovodíků na vysokoanisotropní koksy stabilních vlastností,Elektrody pro ocelářsky průmysl se vyrábäjí pálením a grafitováním kalclnoveąých ropných koksů a pojidly, zetímco uhlíková anody pro slektrolýzu hliníku e chloridů alkalických kovů se vyrábějí lisováním s následným vypslováním emoly nebo ropnáho kokeu s pojidly. K dosažení stabilních vlastností uhlíkových elektrod má rozhodující význam dodržení určitých jekostních parametrů koksů a pojidel.Jskostními parametry uvedených koksů jsou hlavně hustota, obsah těkevých složek,obsah stopovych prvků, merná elektrický odpor s součinitel tepelne roztežnosthPro výrobu uvedených koksů .jsou obzvláětě vhodné polycyklické sromatickó uhlovodíky pro svou stavbu molekuly podobnou grefitové struktuře.Mezi známé způsoby výroby koksů z kepelných výchozích produktů patřízpůsob pozdržaného koksování, popsaný v Hydrocarbon Processing, č. 7 (1971),str. 85 až 92, způsob koksování smoly v horizontálních kamerových pecích, popsený v publikeci Franck, Collin Steinkohlenteer, 968, str. 54 až 56 azpůsob fluidního koksováním popsaąý v Erdölvererbeitung, sv. 10, str. 670 až 71.Všechny tyto způsoby dosáhly průmyslového uplatnění, i když poskytují s ohledem na rozdílné technologie koksy různé kvality.Způsob pozdrženého koksování je kontinuálnim způsobem používeným převážně pro koksování ropných surovín. -Pouze v několika zeřízeních se dosud koksují produkty černouhleného dehtu. V peci pro pozdržené koksování se vyrábí pod tlekem a při teplotách okolo 500 °C nejlepší anisotropní koks. Vzhledem ke kvesi kontinuálnímu charakteru provozu koksovscí pece pohybuje se prodleve materiálu v peci v rozmezí 2 až 24 hodin. V důsledku toho nemá koks reprodukovatelné vlastnosti, čímž se značné snižuje jeho jakost. Následující kalcinací lze tuto nejednotnostní vlastností koksu vyrovnet pouze do ,jisté míry.V horizontální komorové paci se vyrábí beztlekovym způsobem smolny koks z tvrdé černouhelná smoly s koksovecím zbytkem podle Brockmenne e Mucke vyšším než 50 i. Anisotropie koksu je při rychlém dosažení vysokých koksovacích teplot okolo 1 100 °C ,jen velmi nedokonalá Elektrická vodivost koksu .je proto malá a součinitel tepelné roztežnosti velký. Rovnäž přitom dochází k narovnomärnostem v jakosti koksu, což lze přičítet existenci teplotního profilu v koksovací komore.Fluidní koksování poskytuje silně lehčeąý, téměř isotropní koke, který se pro velikost a pevnost vzniklých částic používá prakticky pouze jako palivo.V publikaci sovätských autorů Stöpeněnka a kol. Suroviny pro výrobu elektroerozivního grafitu, Moskva (1972) je popsáno koksování tuhé smoly ve vrstve výlky 30 mm při teplota 475 až 600 °C behem 10 sekund až 35 minut. získaný koks má Jemnä krystslickou struktura a vysokou tvrdost e není používán pro výrobu elektrod pro zpracování kovů erozí elektrickou jiskrou. Tento koks rovněž není vhodny pro vysoce vodivá grafitové ocelárenskć elektrody.Různé obory použití kledou rozdílné požadavky ne .jakost koksu, ktere lze splnit pouze optimálním přispůsobením provozníoh podmínek vlastnostem výchozích produktů. Pritom je obzvláätě nesnadné vyrobit vysoce enlsotropní nebo čistě isotropní koksy. Výroba střed ních jakostí nečiní obtíže.Kvalitní anisotropní koksy se až dosud vyrábäjí ze speciálních ropných frakcí, popř. z upravených černouhlsných dehtů kokaováním v teplotním rozmezí kolem teploty 500 °C a pod tlakom. Podstatné přitom je, aby teplotní rozsah důležitý pro vytvoření struktury koksu mezi 370 o 500 °C byl absolvován s co najmenším teplotním gradientem. V peci pro pozdržaně koksování odpovídá době ohřevu střední doba prodlevy 12 hodin.Úkolem vynálezu tedy je yyvinout kontinuální nebo diskontinuální způsob koksování směsi vysokovronlcích aromatických uhlovodíků na jekostní anisotropní koksy s jen nepetrtąým kolísáním jejich fyzikálních a chemických vlastností s s možností optimálního přizpůsobení podmínek koksování vlestnostem použité výchozí suroviny a požadovaným vlastnostem finálního koksmVýěe uvedená vlastnosti nemá způsob kokaování směsi vysokovroucích aromatických uhlovodíkú, jejichž počáteční teplota varu s výhodou leží nad koksovací teplotou, vyhodná zbytků ze zuělechtování uhlí a/nebo zpracování ropy s teplotou varu nad 350 OC a se stupnám arometizace vyšším než 70 i, .jako například zbytků ze zpracování ćernouhelneho dehtu, z procesů konverze uhlí a zpracování zbytkových olejů z tepelné nebo katalyticky krokovatrích zařízení, na vysoce anisotropní koksy stabilních vlastností podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se sněs vysokovroucích aromaticląých uhlovodíků kokauje ve vrstvách šířky do i 00 mm, výhodná šířky 50 až 5 mm, přičež koksovací dober v minutách ste určuje v závislosti na tlouštce vrstvy ä v mílimetrech podle vzorce r a . ô a koeficient úněrnosti a sa určí z koksovscí doby zjištěná předběžnou zkouškou na topnám stolku s má hodnotu 3 až 9, zatímco exponent X je závislý na konečně koksovacíRychlost ohřevu při koksování 53- vyjádřená v K.min 1 se výhodne zvolí podleaproximativní zásvislosti na tlouětce ô udané v milimetrech, vyjádřené vztahenKoksování se s výhodou provádí diskontinuálně, například ve vypelovací peci s lískovym vozíkem podle teplotního časového programu.Koksovgnĺ Inůža být rovněž prováděno kontinuálně, například v tunelové peci opatřené ocelovým dopravním pásem e rozdelené na teplotní zóny s rozdílnou teplotou.Výhodou zpúsobu podle vynálezu, je, že se jím získejí kvalitnejší anisotropní koksy se stabilnínii fyzikálními a chemickými vlestnostmi.Na připojeném výkresu je znázorněn graf udávající závislost exponentu X na konečné koksovaoí teplotě .9 E.Při předběžně zkoušce se koksuje malé množství výchozího produktu za stendardních podmínek na topném stolku mikroskopu. Produkt ohřátý na teplotu 350 °C se na topném stolku ohřívá rychlosti 15 K.min 1, až se v mikroskopu pozorují první mesofáze ve smole. Tato teplota udává minimální koksovecí teplotu 90. Potom se teplota topného stolku zvýši stejnou rychlostí ohřevu až na 550 °C a stanoví se dobe r potřebné pro ztuhnutínes ofáze na polcrkoks .Pokusy s různými směsmi -eromxztických uhlovodiků při různých tlouštkách vrstvy ukázee ly, že lze závislost koksovecí doby r v minutách na tloušĺce vrstvy ô v milimetrech vyjádřit vztehemExponent X je závislý na teplote. Jeho závislost je v diagramu znázorněna jako funkce konečná kokaovací teploty .9 E. Koeficient úměrnosti a. korigujrvlivyurosdílné kvality suroviny a rozdílné termodynamické pomery provozního zařízení s topndho stolku mikroekopu. Pohybuje se v rozmezí 3 až 9 v případäv, že se koksovecí dobe počíta v minutách. Určí so v první aproximaci předběžnym pokusem a lze jej v provozu případně ještě pooprevit podle vztahu Aa je hodnota a vypočtená na základě empirie a je konkrétní tloulłka vrstvy.S prekvapením bylo zjiětäno, že stupeň vytvoření mesofaze, který je nezbytný pro dosažení anisotropní struktury koksu a který předpokládá dostatečnou tekutost smolného podílu, se dosahuje ve vretvách silných několik milimetrů již při koksovacích dobách několik minut.Tím je umožnčno vyrábět koksováním tenkých vrstev do tlouätky OO mm, s výhodou vrstev tlouäłky 5 až 50 mm, vysoce anisotropní koksy za ekonomicky přijatelnou dobu. Rychlost ohŕevu je měnitelná v äirokých mazíoh. U tenkých vrstev může být velmi vysoká,například 150 °C.min 1 má však být u tlustších vrstev nižší za účelom zajištění hut né koksové struktury.Jako zvláitä výhodná se ukázala rychlost ohrevu daná vztahemKokeování se může provádět diskontinuálně, například v peci opatřená liakami, nebo kontinuálně, například v tunelové peci opatřené ocelovým dopravním pásom, jejíž zőnw se regulují vždy na konstantní teplotu podle vypočítaná rychlosti pásu a zvolené rychlosti ohrevu.výrazom vysokovroucí směsi aromatických uhlovodíků je třeba rozumět zbytky ze zuělechtování uhlí a zpracování ropy s počátkam varu nad teplotou 350 °C a stupněm aromatizace nad 70 i, jako například zbytky ze zpracování černouhelného dehtu, z procesů konverze uhlí a ze zpracování zbytkových olejů z tepelne a katalyticky krakovacích zeřízení pro frakce minerálních olajů.Obzvláitl výhodne lze způsob podle vynálezu použít pro zpracování smol a jim podobných látek, jejichž počátek varu leží nad príslušnou koksovací teplotou.V následující části popisu je způsob podle vynálozu blíže objesnčn konkrétními příklady I až 6. Príklad 7 je srovnavecím príkladom vyroby isotropního koksu podle známáho způsobu v paci pro pozdržene krakování odohylka od standerdního objemovćho součini-vtela tepelná roztainoeti je miřítkem stabilní struktury koksu.Smola z černouhelného dehtu s teplotou měknntí podle Krämere a Sernowa 90 °C a 0,3 5 podílem nerozpustnych v chinolinu se pŕedehŕeje na teplotu 350 °c, nenese na topný-stůl mikroskopu rovněž předehřátý na teplotu 350 °C, načež se teplota topnáho stolku mikroskopu pomalu zvyšuje rychlostí łäďhmin. Při minimální koksovací teplote .1 o 390 °Cse vytvoři mesofáze viditelná pod mikroskopem. Vyhřivaní topnáho atolku se zastavína teplote 550 °C a po 9 minutách lze pozorovat zpevněni meeofází na polokoke. Konečná kokeovací teplota OE je rovna 500 °C. Z diagramu na připojeném výkresu odpovídá táto teplotä exponent X rovný 0,8. Protože tlouötka vrstvy 6 je 2 m a kokaovací dobe r byla zmöřena v hodnotě 9 minut, lze koeficient iuěrnoati vypočitet podle dřive uvedeného vztahu. Získanie tak hodnotu koeficientu úmłrnosti rovnou 5,17.Smola ee koksujeme líekách ve vrstvách tlouštląy 10 m ve vypalovecí peci vytdpěnć plynom v atmoeféře spalín za atmosférickćho tlaku.vypalovací pec předehřátá na teplotu 350 °C se zavede lískami naplněrwmi emolou a teplota so zvýlí během 3 minut na teplotu 500 °C. Teplota ae udržuje po dobu 29,6 minut.Vznikne polokoks se 4,5 těkavých podílů ve 4535 výtäžku. Tento koke kalcinovaąý při 1 300 °C má objemový součinitel tepelné roztažnoati 3,7 1 0.2 . 10-6 K v teplotnim rozsahu 20 až 200 °C.celkovou kokaoveci dobu lze zkrátit na 30 minut, přičemž podíl täkavých složek etoupne na 6 ř beze změny součinitele tepelná roztaänoeti. Koeficient úuěrnoati ee zmenu o 9 65 na hodnotu 4,75.Pro tvrdou smolu z černouhelného dehtu e teplotou měknutí 150 °C a e 0,25 podílem nerozpuatmm v chinolinu ee stanoví. kokeovaci teplota 500 °C a koksovací doba r rovná 8 minutám. Touxu odpovídá koeficient úměrnoati a rovrlÝ 459.Smola se kominuálně kokeuje na ocelovám doprevním pásu ohřiveoám zeepodu plynovýini zářiči na teplom 500 °C v tlouštce vrstvy 5 mn v proudu inertního plynu za etmoeférickáho tlaku. Rychlost ocelového pásu ee nastaví tak, aby emolný koho opustil po vypočítaná koksovací době 16,6 minut vytápěnou zónu. Smolný koke získaný ve výtěžku 79 1 obsahuje podíl těkavých látek 7,6 i. Obdenovýsoučinitel tepelné roztažnosti kaloinovaného koksu činí 3,0 Í 0,2 . | 06 K 1 v tepelnám rozmezi zo až zoo °c.Zbytek po dostilací reziduálního oleje z pyrolýzy ropy na etylen s bodom měknutí podle Krämera a Swarnowa 120 °C a 0,15 podilem nerozpustxxym v chinolinu se testuje podle příkladu 1 a podle tohoto příkladu 1 se také koksuJe při konečná teplotě 490 °C ve vrstvě silné 50 mm. Koeficient úměrnosti a, vyppčítamí z předběžné zkoušky, je roven i 53. Z toho vyplýva pro vrstvu silnou 50 mm koksovaci doba 162 minut. Vypalovecí pec se ohřívá rychlosti 10 kunin .Koks získaný ve výtěžku 68 1 má podíl těkavých látek 6 e v kalcinovanćm stavu .je součinitel objemové tepelné roztažnosti roven 4.0 ľ 0,2 . 106 K.

MPK / Značky

MPK: C10B 47/32

Značky: koksování, vysokovroucích, způsob, uhlovodíku, aromatických, směsi

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/8-231181-zpusob-koksovani-smesi-vysokovroucich-aromatickych-uhlovodiku.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob koksování směsí vysokovroucích aromatických uhlovodíků</a>

Podobne patenty