Способ получения изотропного углеродного материала

 

Изобретение относится к производству углеродных материалов, используемых для получения формованных конструкционных изделий, и позволяет получить изотропньш углеродный материал с повышенным выходом из углеводородного сырья. Сьфье из группы, включающей кубовый остаток производства 2-нафтола, инден-кумароновую смолу и кубовый остаток пиролиза бензина, окисляют при нагревании от 200 до при расходе воздуха 60-120 л/ч на килограмм сырья. Затем пекоподобньй продукт подвергают карбонизации при 500 - 600°С в течеш е 30 мин. Физико-химические свойства полученного гидротропного углеродного материала из кубового остатка производства 2-нафтола: плотность 1458-1478 кг/м , выход летучих 9,0-9,8 мас.%, содержание нерастворимых в толуоле 93,8- 94,7 мас.%, коэффициент термического расширения (15,0-0-15,3)10 град , степень графитации 0,1. Элементный состав, мас.%: С 86,2-87,2; Н 3,8 - 4,2; S 0,9-1,1; 0+N 8,0-8,6. Выход продукта после карбонизации 52,7 - 58,3%. 1 з.п. ф-лы, 1 табл. а

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (le (П) g 4 С 01 В 31/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4132064/31-26 (22) 15,08.86 (46) 07.09.88. Бюл. У 33 (71) Башкирский государственный университет им.40-летия Октября и Башкирский государственный педагогический институт (72) P.Í.Ãèìàåâ, А.Х.Гайсин, А.А.Хайбуллин, Т.Г.Ведерникова, М.М.Ахметов и С.Л.Ведерников (53) 661.666.1 (088.8) (56) Патент Японии 47-22930, кл. С 01 В 31/00, 1972.

Патент ClilA 1I|- - 3859422, кл. 423-448, 1975.

Патент Франции 9 2181645, кл. С 01 В 31/00, 1973. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОТРОПНОГО

УГЛЕРОДНОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к производству углеродных материалов, используемых для получения формованных конструкционных изделий. и позволяет получить изотропньп» углеродный материал с повышенным выходом из углеводородного сырья. Сырье из группы, включающей кубовый остаток производства 2-нафтола, инден-кумарононую .смолу и кубовый остаток пиролиза бензина, окисляют при нагревании от 200 до 350 С при расходе воздуха 60-120 л/ч на килограмм сырья. Затем пекоподобный продукт подвергают карбонизации при 500—

600 С в течение 30 мин. Физико-химические свойства. полученного гидротропного углеродногоматериала из кубового остатка производства 2-наф тола: плотность 1458-1478 кг/м, выход летучих 9,0-9,8 мас.7, содержание нерастворимых в толуоле 93,894,7 мас.Ж, коэффициент термического расширения (15 0-0-15,3) 10 град степень графитации 0,1. Элементный состав, мас.X: С 86,2-87,2; Н 3,8

4,2; $ 0,9-1,1; 0+N 8,0-8,6. Выход продукта после карбонизации 52,7—

58,3Х. 1 s.ï. ф-лы, 1 табл.! 421692

Изобретение относится к производству углеродных материалов и может быть использовано для получения формованных конструкционных углеродных изделий, применяемых, например, в

5 технологических процессах, протекающих при высоких температурах и в агрессивных средах.

Целью изобретения является повышение выхода иэотропного углеродного материала.

Сущность способа заключается в окислительной поликонденсации углеводородного сырья с последующей карбонизацией пекообраэного продукта.

В качестве сырья применяют следующие виды продуктов.

Кубовый остаток производства 2-нафтола преимущественно образуется на стадии щелочного плавления натриевой соли нафталинсульфокислоты и содержит следующие соединения; -нафтол, динафтил, сульфон, динафтиловый эфир, ди- P -нафтол, дигидро- P -нафтол, ди нафтиленоксид, а также продукты более глубокой конденсации, т.е. он представляет собой сложную смесь кислородсодержащих соединений с дву" мя или более конденсированными ядра- :0 ми, соединения нафталинового ряда, содержащие фенольный гндроксил. Кубовые остатки представляют собой порош. кообразные вещества темного цвета с температурой размягчения 70-85 С.

Инден-кумароновая смола представляет собой продукт полимеризации непредельных соединений стирола, кумарона, индена и их гомологов.

В качестве сырья также применяют кубовый остаток пиролиза бензина.

Способ осуществляют следующим образом.

Сырье в количестве 1000 r загру жают в реактор объемом 2,6 л, нагревают до 200 С, включают подачу воэ- 45 духа и продолжают вести нагрев со скоростью 10-30 град/ч до 350 С при расходе воздуха 60-120 л/ч на 1 кг сырья. Затем пекоподобный продукт подвергают карбонизации при 500 — 50

600 С в течение 30 мин, в результате чего получают иэотропный углеродный материал.

Результаты способа получения изотропного углеродного материала иэ кубового остатка производства 2-нафтола (примеры 1-3) из инден-кумановой кислоты (примеры 4-6), из кубового остатка пиролиза бензина (примеры 7-9) приведены в таблице.

Степень графитации образцов иэотропного углеродного материала после обработки их в течение 1 ч при 2500 С рассчитывают по формуле

343-d оо

3,43-3,356 где q - степень графитации;

d, — межплоскостное расстояние, а

А

Анализ данных показывает, что предлагаемый способ позволяет увеличить выход изотропного углеродного материала в 1,2-2,3 раза, до 29,1

58,3 мас.7 и при этом снизить степень графитации на 15-75Х, кроме того, расширяется сырьевая база получения данного продукта.

Формула и э о б р е т е н и я

1. Способ получения иэотропного углеродного материала, включающий окисление углеводородного сырья кислородом воздуха при нагревании и последующую карбонизацию, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения выхода целевого продукта, в качестве сырья используют кубовый остаток производства 2-нафтола или инден-кумароновую смолу, или кубовый остаток пиролиза бензина, окисление ведут при расходе воздуха 60120 л/ч на 1 xr сырья, а карбонизацию проводят при 500-600 С.

2. Способ по п.1, о т л н ч а— ю шийся тем, что окисление ведут о в диапазоне температур 200-350 С со скоростью нагрева 10-30 град/ч.

l 421692 и л а ь о ! ! .I

M о л а

Ф"3

M а ь а о

0Ъ

ФЧ

IA а о о о «Ъ ф а а (") 0O C0 Yl

Я 00 Ch о а сО

О1 « 1 Ч. ) а

° \ a a сО

ЕУЪ Ю СЧ

О «! а о о о

СЧ о о о о

tfl 4"Ъ cV а

С Ъ aCI

4 Ъ и к сф - ф -- о ф а а а ф {ч) уФЪ ф ф «Г1 M a а а с Ъ CO O < Ь !Ч

О

Ъ а о с. о ъ ь о

МЪ 0Ч «! а

С Ъ О о ф о (СЧ

1— ! а D

VD ф о л Ь а 00 РЪ

С Ъ 00 Ch (Ъ а а ф о еъ о

1 о ф л а

О D О (Ч О а (! л ь о а ф (Ч

Ch Y ф ф Ф ф

«Ь а Ф

Ф Ъ ф CV A

Ю Оъ о о о а о

« Ъ а

4Ч

« Ъ а

СЧ

«Л иЪ а

8 о

D о «! ф . ф о

° » а а а

«Ь а ф а

ОЪ «О л о о

° Ц,) а A СЧ

О «Ъ о

D а о

М е\ ° Ъ ф

\ф а а а ? ОЪ . О

% Ch 00 ь а и о о а а а

CO а

D о ф о ъ M

Я) fI а а CV а СЧ а

ОЪ Т О 0Ъ

% ОЪ ф Ф ф о и о

Л !Ч «!Ъ ! Ъ о

CV о а Ф о а о

CO ф ф Ь3 а а а ° «Ч P 0 а ,Ф Ch С Ъ 0 а а а мЪ

% Ch CO Ф ф о о о о о

O о

Щ 4 ас

Ф е 3 еео Й м

М 0! 3

«2 и

2 Ое

М ! аи

o °

0l в о ее

Щ а е ц

Е 0Ъ о

cl e а ц в о о о о о о

Q 91 С Ъ N а

tV С Ъ Ю ОЪ о о ю о о ь Ю СЧЗ С!Ъ а

СЧ Ф Ъ Ю о о о о.

О а «Ч О а

0Ч 4 Ъ л

О О О О О

D МЪ Фа! (Ч а

«Ч ° МЪ! о кое v

0! М

h 2 о k"и

«!ойц

9 $ О О 4 е36 и Э а оебео

a y!- о

33333 3 о л о а л о о л а о «Ч в л о

° Ф

v а

I0 о

К фo ж ch o

Д.

«

«« о о

«еЪ м л

«л

«Ч л» ь о л Оъ л Л сО ° о ь

О О л IA л о м о о

М О л л о м

«О

« Ъ

° (0

«Ч л

»е

« Ъ о

О О л

«ф е

О1 «еЪ о л

«Ч

0Ъ

«л л л м

«О а а о о

«О л

CV о о

«Ч о IO л е

С««

0Ъ « о

О с е

«Ч о л О

«Ч е» Ь

««Ъ «Ъ о л л о о ь л

« Ъ

«О

«О Ь м

° - «71

«Ч («\

«Ч о о л О

«Ч о

all е«Ъ

° O0 л л о о о о

«у

I» ф ф

«С« о

°

«Ч

О м

° «о еО л

Ц

««« о л е л о о о л а е OO о л О л

« оъ

» е е

hv ф

Д

Д М

«I «J

«0 ф

К( ою

g IPC о v

М ф

К(«»

l0 о

М о О к а

° «О

«О

С»« ф л

«»«О0

«ф а

«О

«О о ф л

° оъ

C) л

«ф л

° «еъ л О а е» О

g,a о О ф"а м A

g ф

O I ф

1421692 о

«Ъ О л

«ф а

0 М оъ о е» л л

«Ч л О0 л

«О « Ъ

C) а О0 л

O0 Ch о о

М Оо л л о о о

М Оо л л о

«) «Ч

° 1 л л «О о

O0 («» л \/Ъ

К) л о ь

00 «О .л О л о л ° щ а

° » о

Cl е«Ъ а о

1;

I» л «ф

5 а

Ф Й

I F

«Ч Щ о о

Ц, «е о о о

К ф М

« I

u I ол о и а б

Ц ф

g o о а _#_ в о.

«- а

Х

Я Х

4 Ф 0I аале а ф«о ф