Использование: в качестве энергоносителя, восстановителя для электротермического производства фосфора, чугуна, стали, ферросплавов, огнеупорных изделий, сахара, а также в качестве топлива в бытовых и промышленных топках. Сущность изобретения: в предложенном способе, включающем смешение коксовой мелочи с 3-10 мас.% связующего на основе производного сульфокислоты, брикетирование смеси и последующую термообработку при 200-700oC в течение 10-120 мин, для смешения используют коксовую мелочь размером...
ИЗОБРЕТЕНИЕ Заявка на изобретение RU2014123341/05, 06.06.2014
ИЗОБРЕТЕНИЕ Патент Российской Федерации RU2569355
Область деятельности(техники), к которой относится описываемое изобретение
Изобретение относится к области получения материалов из углеродсодержащего сырья, а, именно, к получению пеков-связующих, для получения углеродных материалов путем карбонизации смесей твердого углеродного наполнителя с пеком - связующим. Получаемый нефтекаменноугольный пек может быть использован в качестве связующего материала в строительстве, для изготовления электроугольных и электродных изделий и т.п.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Каменноугольный пек - продукт переработки каменноугольной смолы, широко используется в качестве сырья в технологиях получения различных углеродных материалов (Привалов В.Е., Степаненко М.А. «Каменноугольный пек», М, Металлургия, 1981. 208 с.; Фиалков А.С. «Углерод, межслоевые соединения и композиты на его основе», М, Аспект Пресс, 1997, 718 с.).
Каменноугольная смола является побочным продуктом процесса получения металлургического кокса из углей, поэтому масштабы ее производства определяются потребностью в металлургическом коксе. Для увеличения ресурсов пека могут быть использованы продукты нефтепереработки. Использование нефтяных пеков в качестве связующих материалов вместо каменноугольного пека не нашло широкого использования, поскольку нефтяные пеки, получаемые на основе тяжелых фракций и остатков нефтепереработки, имеют низкий выход коксового остатка, что отрицательно сказывается на качественных характеристиках углеродных изделий. С целью устранения этого недостатка предложено использовать нефтекаменноугольные пеки (McHenry E.R. «Coal-tar/petroindustrialpitches» // LightMetals, 1997. P. 543-548; Wombles R.H., Kiser M.D. «Developing coal tar/petroleum pitches», Light Metals, 2000, P. 537-541; McHenry E.R. Coal tar pitch blend having low polycyclic aromatic hydrocarbon content and method of making thereof, патент США 5746906, 1998).
Известны следующие подходы к получению нефтекаменноугольных пеков. Первый подход включает способы смешения (компаундирования) отдельно полученных нефтяных и каменноугольных пеков (PerezM., GrandaM., GarciaR. et. al. «Preparation of binder pitches by blending coal-tar and petroleum pitches»//Light Metals, 2001, P 573.). В патенте US 5746906 (Mc Henry et al. Coal tar pitch blend having low polycyclic aromatic hydrocarbon content and method of making thereof, 1998) предложен способ получения компаундированного нефтекаменноугольного пека с температурой размягчения в интервале 107-114°C путем смешения каменноугольного пека с повышенной температурой размягчения и нефтяного пека с пониженной температурой размягчения.
В патенте РФ 2080418 «Способ производства анодной массы алюминиевых электролизеров» предложено в производстве анодной массы в качестве углеродсодержащего связующего использовать гомогенную смесь, полученную путем смешивания каменноугольного пека с нефтяным пеком при соотношении (19:1)-(2:1).
Недостатком способов получения нефтекаменноугольного пека, использующих компаундирование, является необходимость наличия промышленного производства нефтяного пека. Кроме того, проведение стадии смешения каменноугольного и нефтяного пеков требует капитальных и энергетических затрат, связанных с созданием установки для компаундирования, включающей обогреваемые емкости для пеков и аппаратуру для перемешивания.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Второй подход заключается в смешении прекурсоров каменноугольного и нефтяного пеков и получении нефтекаменноугольного пека из этой смеси, используя процессы дистилляции, термообработки и окисления Патент РФ 2013415 «Способ получения связующего для изготовления углеродных материалов и изделий из них»; Патент РФ 2013416 «Способ получения связующего для изготовления углеродных материалов и изделий из них»; Андрейков Е.И., Красникова О.В., Амосова И.С. «Получение нефтекаменноугольных пеков совместной дистилляцией каменноугольной смолы и тяжелой смолы пиролиза» // Кокс и химия, 2010, 8, стр. 39-46).
В патенте РФ 2013416 получают связующее для углеродных материалов на основе каменноугольного пека путем термической обработки каменноугольной смолы, в которую перед термической обработкой добавляют тяжелую смолу пиролиза нефтепродуктов или дистиллятный крекинг-остаток в количестве 10-35 мас.%. Способ позволяет уменьшить количество бенз(а)пирена в связующем и расширить сырьевую базу для его получения. Дистиллятный крекинг-остаток, или тяжелый газойль каталитического крекинга, представляет собой кубовый продукт термического крекинга нефтепродуктов, образующихся в каталитических процессах нефтепереработки при 350-480°C, предназначенных для получения моторных топлив. По этому способу получают пек с температурой размягчения не выше 78°C и содержанием -фракции до 25%, не отвечающий современным требованиям к пекам для использования в качестве связующего для анодной массы, приведенным в таблице «Требования к качеству электродного пека по ГОСТ 10200 и характеристики компаундированных нефтекаменноугольных пеков, используемых для получения анодной массы»:
1компаундированный нефтекаменноугольный пек данные из работы (Wombles R.H., MelvinD. K. «Developingcoaltar/petroleumpitches»// LightMetals, 2000.) получен способом по патенту США 5746906 «Coal tar pitch blend having low polycyclic aromatic hydrocarbon content and method of making thereof», 1998);
2компаундированный нефтекаменноугольный пек описан в работе: Вершинина Е.П., Гильдебрандт Э.М., Селина Е.А. «Тенденции развития производства связующего для анодов алюминиевых электролизеров»// Журнал Сибирского федерального университета «Техника и технологии» 2012, т. 5, 7, стр. 752-759).
В работе: Андрейков Е.И., Красникова О.В., Амосова И.С. «Получение нефтекаменноугольных пеков совместной дистилляцией каменноугольной смолы и тяжелой смолы пиролиза»// журнал «Кокс и химия», 2010, 8, стр. 39-46 для получения нефтекаменноугольного пека проводят совместную дистилляцию смеси каменноугольной смолы и тяжелой смолы пиролиза производства этилена с последующим термоокислением воздухом полученного дистилляцией пека. Способ позволяет получить нефтекаменноугольные пеки, отвечающие требованиям потребителя. Указанный способ выбран за наиболее близкий аналог (прототип).
К недостаткам способа относятся его ограниченные функциональные возможности, обусловленные ограниченностью ресурсов и дефицитностью используемого сырья нефтяной природы, тяжелой смолы пиролиза производства этилена. Также недостатком способа является его сложность, обусловленная необходимостью сооружения и использования емкостей и соответствующей аппаратуры для смешения исходных смол.
Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения нефтекаменноугольного пека, устраняющего недостатки прототипа.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением - расширение функциональных возможностей способа получения нефтекаменноугольного пека, расширение сырьевой базы для его получения, а также упрощение способа получения нефтекаменноугольного пека.
Заявленный технический результат достигается тем, что в способе получения нефтекаменноугольного пека из смолы, полученной при производстве металлургического кокса, включающем дистилляцию смолы с получением неперегоняемого остатка дистилляции, термовыдержку остатка дистилляции и окисление остатка дистилляции кислородом воздуха с получением пека, согласно изобретению, используют угленефтяную смолу, полученную при коксовании смеси каменноугольной шихты с нефтяным полукоксом с выходом летучих веществ от (14 до 25)% при содержании нефтяного полукокса в коксуемой смеси (10-50)% масс.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Отличительной особенностью заявляемого способа является то, что для получения нефтекаменноугольного пека используется новый вид сырья - угленефтяная смола, а сам процесс (способ) осуществляется на существующем на коксохимических предприятиях оборудовании, предназначенном для получении каменноугольного пека.
В качестве исходного сырья для получения нефтекаменноугольного пека предлагается использовать угленефтяную смолу, полученную при высокотемпературном коксовании в коксовых печах углеродсодержащей шихты с целью получения металлургического кокса, в состав которой входит нефтепродукт - нефтяной полукокс с выходом летучих веществ в интервале более 14 и менее 25% (Добавка коксующая по ТУ 0258-229-00190437-2008). Полученная при коксовании угольной шихты в смеси с нефтяным полукоксом с выходом летучих веществ в интервале более 14 и менее 25% угленефтяная смола подвергается дистилляции с получением неперегоняемого остатка дистилляции, который дополнительно окисляют кислородом воздуха с получением пека, удовлетворяющего требованиям потребителей. Предлагаемый способ не требует привлечения дефицитного нефтехимического сырья и позволяет получить нефтекаменноугольный пек с показателями качества, близкими к таковым для каменноугольного электродного пека.
Важным фактором, определяющим возможность использования нефтекаменноугольного пека для получения углеродных материалов, является содержание в нем серы. Для каменноугольных пеков, полученных из каменноугольных смол, содержание серы обычно не превышает 1,1% (Привалов В.Е., Степаненко М.А. «Каменноугольный пек», М., Металлургия, 1981, 208 с., стр. 28 и 32). При использовании в шихте для коксования нефтяного полукокса с содержанием летучих веществ в интервале от 14 до 25% с содержанием серы около 4% в угленефгяной смоле и полученном из нее нефтекаменноугольном пеке содержание серы возрастает, и для смеси каменноугольной шихты и указанного нефтяного полукокса, взятых в соотношении:
составляет 1,2%. Поэтому при использовании нефтекаменноуголыюго пека в качестве пека-связующего содержание указанного полукокса в шихте следует ограничить 50%. При содержании указанного полукокса в шихте менее 10% изменения в качестве получаемой смолы по сравнению с каменноугольной несущественны.
Технологические параметры стадий дистилляции и термоокисления для получения нефтекаменноугольных пеков, подбираются опытным путем. Параметры стадии дистилляции угленефтяной смолы, конечная температура жидкой фазы при дистилляции, количество дистиллятных продуктов и время термовыдержки жидкой фазы, выбираются таким образом, чтобы получить низкотемпературный пек с температурой размягчении в пределах 45-75°C, предпочтительно 65-75°C. Условия осуществления второй стадии - термоокисления воздухом низкотемпературного пека, выбираются таким образом, чтобы получить пек с необходимой температурой размягчения, обычно в пределах 80-90°C по методу «Кольцо и стержень» или 103-113°C по Меттлеру. Температура окисления поддерживается в интервале 325-360°C, расход воздуха и время окисления являются связанными параметрами, которые определяют расход окислительного агента, кислорода воздуха, на единицу массы или объема пека. Конкретные значения технологических параметров определяются в зависимости от характеристик угленефтяной смолы, которые зависят от состава шихты с участием указанного нефтяного полукокса и условий коксования.
Предлагаемый способ может быть осуществлен как в периодическом, так и в непрерывном режиме на существующих установках переработки каменноугольной смолы и не требует наличия производства нефтяного пека и создания установки для компаундирования.
Пример осуществления заявляемого способа.
Смесь каменноугольной шихты и добавки коксующей, взятых в соотношении<каменноугольная шихта: нефтяной полукокс=50:50 масс.%> коксуют при температуре 1000°C. Продукты коксования конденсируются с получением угленефтяной смолы. Проводят дистилляцию 360 г. угленефтяной смолы до температуры жидкой фазы 420°C с дальнейшей термовыдержкой в течение 2 ч при температуре 410°C. Получают 219 г. (61%) нефтекаменноугольного пека с температурой размягчения 72°C, массовой долей нерастворимых в толуоле веществ 24%, массовой долей нерастворимых в хинолине веществ 1%, выходом летучих веществ 63%.
Затем полученный нефтекаменноугольный пек обрабатывают воздухом при 340°C в течение 5 часов при расходе воздуха 0,012 л/мин на 100 г. пека. Выход окисленного нефтекаменноугольного пека составляет 99% на загрузку низкотемпературного нефтекаменноугольного пека. Получают нефтекаменноугольный пек с температурой размягчения 88°C, массовой долей нерастворимых в толуоле веществ 33%, массовой долей нерастворимых в хинолине веществ 3%, выходом летучих веществ 58%.
При получении пека в периодическом процессе стадия термовыдержки вводится для увеличения времени пребывания пека при высокой температуре, что способствует реакциям полимеризации компонентов пека с повышением его температуры размягчения и соответствующим изменением других характеристик. При получении пека в промышленных условиях (непрерывное производство) термовыдержка пека осуществляется во время прохождения горячего пека через объемную аппаратуру (испаритель каменноугольной смолы) - обязательной стадии производства пека. Конкретные параметры термовыдержки (продолжительность и температура) определяются опытным путем и зависят от особенностей технологии и требований к качеству пека.
Конкретные условия стадий дистилляции смолы, термовыдержки и окисления неперегоняемого остатка смолы (пека) подбираются опытным путем на основе известной специалистам информации о процессе получения пека из каменноугольной смолы, поэтому технологические значения параметров этих стадий не включены в формулу изобретения.
Заявляемый способ является простым, не требующим специального оборудования. Используемая в заявляемом способе угленефтяная смола является побочным продуктом производства металлургического кокса из смеси каменноугольной шихты и нефтяного полукокса с содержанием летучих веществ от 14% до 25%. Для получения нефтекаменноугольного пека заявляемым способом не требуется дорогостоящее специально получаемое исходное сырье, что расширяет функциональные возможности способа, расширяет сырьевую базу для получения нефтекаменноугольного пека. Получаемый пек может быть использован в производстве углеродных материалов, а также в других известных областях использования вместо каменноугольного пека.
Формула изобретения
Способ получения нефтекаменноугольного пека из смолы, полученной при производстве металлургического кокса, включающий дистилляцию смолы с получением неперегоняемого остатка дистилляции, термовыдержку остатка дистилляции и окисление остатка дистилляции кислородом воздуха с получением пека, отличающийся тем, что используют угленефтяную смолу, полученную при коксовании смеси каменноугольной шихты с нефтяным полукоксом с выходом летучих веществ от 14 до 25% при содержании нефтяного полукокса в коксуемой смеси 10-50 мас.%.
rnrnrnrnrnrnrnrnrn
Имя изобретателя: Андрейков Евгений Иосифович (RU), Красникова Ольга Васильевна (RU), Диковинкина Юлия Александровна (RU), Стуков Михаил Иванович (RU), Загайнов Владимир Семенович (RU), Мамаев Михаил Владимирович (RU), Бидило Игорь Викторович (KZ), Дунцев Дмитрий Юрьевич (RU), Зорин Максим Викторович (RU), Косогоров Сергей Александрович (RU), Сухов Сергей Витальевич (RU), Валявин Геннадий Георгиевич (RU), Запорин Виктор Павлович (RU) Имя патентообладателя: Общество с ограниченной ответственностью "Промышленные инновационные технологии Национальной коксохимической ассоциации" (ООО "ПРОМИНТЕХ НКА") (RU) Почтовый адрес для переписки: 620000, г.Екатеринбург, ул. Ленина, 39, А/я 612, Шаховой Галине Николаевне Дата начала отсчета действия патента: 06.06.2014
Разместил статью: miha111
Дата публикации: 9-12-2015, 18:44
Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к нефтепромысловому оборудованию для отбора пробы продукции скважины преимущественно в виде высоковязкой газожидкостной смеси. Техническим результатом является упрощение конструкции. Пробоотборник содержит трубчатый корпус с присоединительными элементами на концах и вмонтированными пробозаборным и пробоприемным устройствами, подпружиненный клапан для приема и слива отобранной пробы в накопительную емкость и привод, при этом...
На протяжении многих лет ученые и изобретатели пытались решить проблему разложения воды на водород и кислород без больших энергозатрат. Некоторым из них это удалось. По крайней мере так они утверждали. Одним из первых счастливчиков был Стенли Мейер, который добился вышеизложенного результата......
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.
В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
Никакого начала не было - вселенная, заполненная энергией ЭМ волн , существует изначально.
То есть, никакой энергетической проблемы не решилось от слова совсем. Так как для производства металлического алюминия, тратится уймище энергии. Производят его из глины, оксида и гидроксида алюминия, понятно что с дико низким КПД, что бы потом его сжечь для получения энергии, с потерей ещё КПД ????
Веселенькое однако решение энергетических проблем, на такие решения никакой энергетики не хватит.
Вместо трудновыполнимых колец, я буду использовать,цилиндрические магниты, собранные в кольцевой пакет, в один, два или три ряда. На мой взгляд получиться фрактал 1 прядка. Мне кажется, что так будет эффективней, в данном случае. И в место катушек, надо попробывать бифиляры или фрактальные катушки. Думаю, хороший будет эксперимент.
Проблема в том, что человечество зомбировано религией, что бог создал всё из ничего. Но у многих не хватает ума подумать, а кто создал бога? Если бога никто не создавал - значит он существует изначально. А почему самому космосу и самой вселенной как богу-творцу - нельзя существовать изначально?
Единственным творцом материального мира, его составной субстанцией, источником движения и самой жизни является энергия космоса, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и полагается богу заполнено всё космическое пространство, включая атомы и клетки.
От углеводородов кормится вся мировая финансовая элита, по этому они закопают любого, кто покусится на их кормушку. Это один. Два - наличие дешевого источника энергии сделает независимым от правительств стран все население планеты. Это тоже удар по кормушке.
Вначале было то, что существует изначально и никем не создавалось. А это
- безграничное пространство космоса
- безграничное время протекания множества процессов различной длительности
- электромагнитная энергия, носителем которой являются ЭМ волны, которыми как и положено творцу (богу) материального мира, заполнено всё безграничное пространство космоса, из энергии ЭМВ состоят атомы и клетки, то есть материя.
Надо различать материю и не материю. Материя - это то, что состоит из атомов и клеток и имеет массу гравитации, не материя - это энергия ЭМ волн, из которых и состоит материя
Использование: в качестве энергоносителя, восстановителя для электротермического производства фосфора, чугуна, стали, ферросплавов, огнеупорных изделий, сахара, а также в качестве топлива в бытовых и промышленных топках. Сущность изобретения: в предложенном способе, включающем смешение коксовой мелочи с 3-10 мас.% связующего на основе производного сульфокислоты, брикетирование смеси и последующую термообработку при 200-700oC в течение 10-120 мин, для смешения используют коксовую мелочь размером...
5746906, 1998).
-фракции до 25%, не отвечающий современным требованиям к пекам для использования в качестве связующего для анодной массы, приведенным в таблице «Требования к качеству электродного пека по ГОСТ 10200 и характеристики компаундированных нефтекаменноугольных пеков, используемых для получения анодной массы»:
На протяжении многих лет ученые и изобретатели пытались решить проблему разложения воды на водород и кислород без больших энергозатрат. Некоторым из них это удалось. По крайней мере так они утверждали. Одним из первых счастливчиков был Стенли Мейер, который добился вышеизложенного результата......
Никакого начала не было - безконечная вселенная существует изначально, априори как безконечное пространство, заполненное энергией электромагнитных волн, которые также существуют изначально и материей, которая состоит из атомов и клеток, которые состоят из вращающихся ЭМ волн.В вашей теории есть какие-то гравитоны, которые состоят из не известно чего. Никаких гравитонов нет - есть магнитная энергия, гравитация - это магнитное притяжение.
