Способ получения кокса и кокс
Изобретение относится к коксу и способу его получения и может найти применение в металлургической промышленности. Способ получения кокса включает осуществление сухой перегонки смеси, содержащей беззольный уголь; окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и сырой нефтяной кокс, в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей. Способ позволяет получить высокочистый кокс с меньшими затратами. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
[0001]
Настоящее изобретение относится к способу получения кокса и к коксу. В частности, настоящее изобретение относится к способу получения кокса, подходящего в качестве восстановительного материала для цветной металлургии, и к коксу.
Уровень техники
[0002]
Традиционно, кокс используется в качестве восстановительного материала в процессе очистки цветного металла, такого как алюминий и титан. В частности, прокаленный кокс (так называемый «кальцинированный кокс»), получаемый с помощью нагревания сырого нефтяного кокса, является недорогим и поэтому используется для многих целей.
[0003]
Сырой нефтяной кокс как сырьевой материал для прокаленного кокса представляет собой побочный продукт, образующийся в процессе переработки из сырой нефти. Соответственно, качество прокаленного кокса зависит от сырой нефти. Например, примеси (такие как сера, никель, ванадий, натрий и тому подобное), содержащиеся в прокаленном коксе, происходят из сырой нефти, служащей сырьевым материалом для прокаленного кокса. Эти примеси становятся источником загрязнения и поэтому, в случае использования прокаленного кокса в процессе очистки, содержание примесей (в частности, содержание серы, как указано далее) должно быть как можно меньше. Однако, поскольку содержание примесей в только что добытой сырой нефти является большим, трудно получить кокс с малым содержанием примесей.
[0004]
Что касается углеродного материала с малым содержанием примесей, - проведены исследования использования беззольного угля, по существу не содержащего золы, в качестве сырьевого материала кокса. Например, в патентном документе 1 описан способ получения беззольного угля, используемого в качестве топлива, коксового сырья, химического сырья, и т.д.
[0005]
Однако беззольный уголь обладает высокой термической текучестью и имеет свойство плавиться при 200-300°C независимо от сорта угольного сырья. Кроме того, беззольный уголь обладает свойством расширения при нагревании приблизительно до 400°C. Таким образом, когда беззольный уголь подвергается формованию, за которым следует сухая перегонка при нагревании до высоких температур, беззольный уголь плавится, и форму сформованного продукта сохранить нельзя, что приводит к проблеме термопластичности. Кроме того, расширяемость является проблемой, например, следующим образом: беззольный уголь может расширяться в результате образования пены при высокотемпературном нагревании с переливанием из установки сухой перегонки или с прилипанием к внутренней стенке установки сухой перегонки, что делает его выгрузку невозможной, или кокс может быть получен в виде губкообразного пористого тела с существенным снижением удельной насыпной плотности. Таким образом, из-за проблемы с термопластичностью или расширяемостью беззольный кокс едва ли можно использовать в качестве сырьевого материала кокса.
[0006]
Для решения этой проблемы авторами настоящего изобретения предложен способ облагораживания беззольного угля (патентный документ 2). В частности, раскрывается способ получения углеродного сырьевого материала, включающий в себя: стадию нагревания суспензии, заключающуюся в термической обработке суспензии, содержащей уголь и ароматический растворитель; стадию разделения, заключающуюся в разделении суспензии, термически обработанной на стадии нагревания суспензии, на жидкий компонент, содержащий растворенный в нем уголь, и твердый компонент, состоящий из золы и нерастворимого угля; стадию получения беззольного угля, заключающуюся в получении беззольного угля с помощью удаления ароматического растворителя из жидкого компонента, и стадию нагревания беззольного угля, заключающуюся в термической обработке беззольного угля, полученного на стадии получения беззольного угля, для получения углеродного сырьевого материала, при этом содержание летучих веществ углеродного сырьевого материала, полученного на стадии нагревания беззольного угля, измеренное способом, описанным в JIS M 8812, составляет от 24% масс. до 35% масс.
[0007]
Согласно этому способу, благодаря включению стадии нагревания суспензии, стадии разделения, стадии получения беззольного угля и стадии нагревания беззольного угля для приведения содержания летучих веществ к заданному диапазону, может быть получен малозольный углеродный материал, имеющий превосходную спекаемость.
Литература известного уровня техники
Патентные документы
[0008]
Патентный документ 1: JP-A-2001-26791
Патентный документ 2: JP-A-2009-144130
Сущность изобретения
Задачи, решаемые изобретением
[0009]
Способ патентного документа 2 дает превосходный эффект улучшения спекаемости, но поскольку облагораживание беззольного угля требует больших трудозатрат, эффективность производства не обязательно является высокой, и облагороженный беззольный уголь является сравнительно дорогостоящим.
[0010]
Настоящее изобретение осуществлено с помощью фокусирования внимания на описанных выше обстоятельствах, и целью настоящего изобретения является предложить способ получения высокочистого кокса с меньшими затратами, чем когда-либо прежде, и предложить высокочистый кокс.
Средства для решения задач
[0011]
Способ получения кокса в настоящем изобретении, который обеспечивает достижение цели, включает в себя осуществление сухой перегонки смеси, содержащей: беззольный уголь; окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и сырой нефтяной кокс, в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей.
[0012]
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения включают в себя случай, когда смесь подвергают формованию и после этого осуществляют сухую перегонку, случай, когда процент увеличения кислорода окисленного беззольного угля составляет от 2 до 10%, случай, когда окислительная обработка представляет собой окисление воздухом, и случай, когда окислительная обработка осуществляется при температуре 150°C или выше, и ниже температуры воспламенения.
[0013]
В дополнение к этому, предпочтительные варианты осуществления включают в себя случай, когда сухая перегонка осуществляется в камерной печи, и случай, когда сухая перегонка осуществляется во вращающейся печи.
Один из аспектов настоящего изобретения включает в себя кокс, полученный с помощью осуществления сухой перегонки смеси, содержащей: беззольный уголь; окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и сырой нефтяной кокс, в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей.
Преимущество изобретения
[0014]
В соответствии со способом получения в настоящем изобретении высокочистый кокс может быть получен с низкими затратами при использовании сырого нефтяного кокса. Кроме того, в настоящем изобретении может быть предложен высокочистый кокс.
Краткое описание чертежей
[0015]
[Фиг.1] На фиг.1 представлена блок-схема для объяснения одного примера способа получения беззольного угля.
[Фиг.2] На фиг.2 представлена блок-схема для объяснения одного примера способа получения кокса в настоящем изобретении.
Способ осуществления изобретения
[0016]
Авторы настоящего изобретения провели много интенсивных исследований для получения высокочистого кокса с низкими затратами при использовании сырого нефтяного кокса в качестве углеродного сырьевого материала и обнаружили следующее.
[0017]
Содержание примесей беззольного угля очень мало, и смешивание беззольного угля с сырым нефтяным коксом является полезным для уменьшения содержания примесей кокса. Однако, как указывалось в традиционных способах, беззольный уголь имеет проблемы с термопластичностью или расширяемостью.
[0018]
Исследования авторов настоящего изобретения показали, что когда беззольный уголь подвергается окислительной обработке, термопластичность и расширяемость беззольного угля могут быть улучшены. Однако, окисленный беззольный уголь находится в форме тонкодисперсного порошка и демонстрирует низкую спекаемость, и сухая перегонка смеси окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса вызывает проблему, заключающуюся в том, что полученный кокс становится порошкообразным и легко высыпается из установки сухой перегонки и, кроме того, удельная насыпная плотность кокса снижается. Интенсивные исследования были проведены для решения этой проблемы, и в результате, было обнаружено, что когда приготовлена смесь из беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, беззольный уголь выступает в качестве связующего для связывания окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, и такая проблема, как порошкообразность кокса, может быть уменьшена.
[0019]
Далее было обнаружено, что когда используется смесь, содержащая беззольный уголь, окисленный беззольный уголь и сырой нефтяной кокс, каждый в описанных ниже заданных количествах, можно предотвратить плавление или расширение полученного кокса, и можно получить высокочистый кокс при низких затратах.
[0020]
Способ получения кокса в настоящем изобретении описывается далее со ссылкой на блок-схемы, проиллюстрированные на фиг.1 и фиг.2.
[0021]
Во-первых, описывается беззольный уголь, используемый в настоящем изобретении.
[0022]
Беззольный уголь означает уголь, имеющий содержание золы 5% масс. или менее, предпочтительно 3% масс. или менее. Беззольный уголь предпочтительно является углем, в котором концентрация золы остатков неорганических веществ (например, кремнекислоты, оксида алюминия, оксида железа, извести, оксида магния, щелочного металла или тому подобного) при нагревании при 815°C с образованием в результате озоленного вещества является очень низкой. В частности, концентрация золы составляет более предпочтительно 5000 ч/млн или менее (по массе), еще более предпочтительно 2000 ч/млн или менее. Кроме того, беззольный уголь полностью не содержит воды и проявляет более высокую термическую текучесть, чем угольное сырье.
[0023]
<Способ получения беззольного угля>
Беззольный уголь может быть получен различными традиционными способами получения и, например, может быть получен с помощью удаления растворителя из экстракта угля. Например, беззольный уголь может быть получен при осуществлении следующих стадий S1-S3 (см. фиг.1), но описанный ниже способ получения беззольного угля (S1-S3) может быть соответствующим образом изменен, и различные стадии обработки могут быть добавлены при необходимости.
[0024]
Например, при получении беззольного угля, при условии, что каждая из описанных выше стадий не будет ухудшена, другие стадии, например, стадия размола угля, заключающаяся в тонком измельчении угольного сырья, стадия удаления, заключающаяся в удалении нежелательного материала, такого как отходы, или стадия сушки, заключающаяся в сушке полученного беззольного угля, могут выполняться между соответствующими указанными выше стадиями или перед, или после каждой стадии.
[0025]
<Стадия нагревания суспензии: S1>
Стадия (S1) нагревания суспензии представляет собой обработку, заключающуюся в смешивании угля и ароматического растворителя для получения суспензии, и термическую обработку суспензии для экстрагирования угольного компонента ароматическим растворителем.
Вид угля, используемый в качестве сырья (в дальнейшем в этом документе иногда называется «угольное сырье»), не имеет особых ограничений. Например, могут использоваться различные известные виды угля, такие как битуминозный уголь, полубитуминозный уголь, бурый уголь и лигнит. С точки зрения рентабельности более предпочтительно использовать низкосортный уголь, такой как полубитуминозный уголь, бурый уголь и лигнит, вместо дорогого высокосортного угля, такого как битуминозный уголь.
[0026]
Ароматический растворитель не имеет особых ограничений при условии, что он является растворителем, обладающим свойством растворения угля. Примеры ароматических растворителей включают моноциклические ароматические соединения, такие как бензол, толуол и ксилол, и бициклические ароматические соединения, такие как нафталин, метилнафталин, диметилнафталин и триметилнафталин. Кроме того, примеры бициклических ароматических соединений включают нафталины с алифатической боковой цепью, бифенил и алкилбензол с длинной алифатической боковой цепью. В настоящем изобретении бициклическое ароматическое соединение, которое является не отдающим водород растворителем, является предпочтительным.
[0027]
Не отдающий водород растворитель представляет собой побочный продукт перегонки угля, который является растворителем, преимущественно очищенным от продукта коксования угля и главным образом состоящим из бициклического ароматического соединения. Причина, по которой не отдающий водород растворитель является предпочтительным, заключается в том, что не отдающий водород растворитель является стабильным даже в нагретом состоянии и проявляет превосходное сродство к углю и, следовательно, доля угольного компонента в растворителе (в дальнейшем в этом документе иногда называется «процентом экстрагирования») является высокой и, к тому же, заключается в том, что растворитель может быть легко извлечен перегонкой или другими способами, при этом извлеченный растворитель может циклически использоваться.
[0028]
Если температура кипения ароматического растворителя является слишком низкой, давление, требующееся в ходе экстракции с нагреванием или на описанной ниже стадии (S2) разделения, будет высоким, и потери из-за испарения на стадии извлечения ароматического растворителя повышаются, что приводит к снижению коэффициента извлечения ароматического растворителя. Кроме того, это вызывает снижение процента экстрагирования во время экстракции с нагреванием. С другой стороны, если температура кипения ароматического растворителя слишком высока, - отделение ароматического растворителя от жидкого компонента или твердого компонента на стадии (S2) разделения затруднено, и коэффициент извлечения растворителя снижается. Температура кипения ароматического растворителя предпочтительно составляет от 180°С до 330°C.
[0029]
Концентрация угля по отношению к ароматическому растворителю не имеет особых ограничений. Хотя она может изменяться в зависимости от вида угольного сырья, если концентрация угля относительно ароматического растворителя является низкой, - отношение угольного компонента, экстрагированного ароматическим растворителем, к количеству ароматического растворителя будет небольшим, и это не рентабельно. С другой стороны, повышенная концентрация угля оказывается предпочтительнее, но если концентрация угля становится чрезмерно высокой, - вязкость суспензии будет повышена, и транспортировка суспензии или разделение жидкого компонента и твердого компонента на стадии (S2) разделения могут стать затруднительными. Концентрация угля в расчете на сухую массу угля предпочтительно составляет 10% масс. или более, более предпочтительно 20% масс. или более, и предпочтительно 50% масс. или менее, более предпочтительно 35% масс. или менее.
[0030]
Если температура термической обработки (экстракции с нагреванием) суспензии является слишком низкой, связи между молекулами, входящими в состав угля, не смогут быть ослабленными в достаточной степени, и в случае использования низкосортного угля в качестве угольного сырья, температура повторного затвердевания беззольного угля, полученного на описанной ниже стадии (S3) получения беззольного угля, не может быть повышена. С другой стороны, при слишком высокой температуре термической обработки реакция пиролиза угля будет очень активной, что вызовет рекомбинирование образованных пиролитических радикалов, приводящее к снижению скорости экстрагирования. Температура нагревания суспензии предпочтительно составляет 350°C или более, более предпочтительно 380°C или более, и предпочтительно 420°C или менее.
[0031]
Время нагревания (время экстрагирования) не имеет особых ограничений, но если время экстрагирования является слишком большим, - реакция пиролиза протекает избыточно, что позволяет прогрессировать реакции радикальной полимеризации, и процент экстрагирования снижается. Например, при указанной выше температуре нагревания время нагревания предпочтительно составляет 120 мин или менее, более предпочтительно 60 мин или менее, еще более предпочтительно 30 мин или менее, и предпочтительно 10 мин или более.
[0032]
После экстракции с нагреванием экстракт предпочтительно охлаждают до 370°C или менее, чтобы подавить реакцию пиролиза. Нижний предел температуры при охлаждении предпочтительно составляет 300°С или более. При охлаждении до менее чем 300°C растворяющая способность ароматического растворителя снижается, и происходит вторичное осаждение ранее извлеченного угольного компонента, что приводит к снижению выхода беззольного угля.
[0033]
Экстракция с нагреванием предпочтительно осуществляется в неокисляющей атмосфере. В частности, экстракция с нагреванием предпочтительно осуществляется в присутствии инертного газа, такого как азот. Это связано с тем, что контакт с кислородом во время экстракции с нагреванием является рискованным из-за опасности воспламенения, к тому же, при использовании кислорода стоимость повышается.
[0034]
Давление при экстракции с нагреванием может варьировать в зависимости от температуры в ходе экстракции с нагреванием или от давления паров используемого ароматического растворителя, но если давление оказывается ниже, чем давление паров ароматического растворителя, - ароматический растворитель испаряется и не удерживается в жидкой фазе, и экстрагирование не может быть достигнуто. С другой стороны, если давление является слишком высоким, - повышается стоимость оборудования и эксплуатационные расходы, и это не рентабельно. Предпочтительное давление обычно составляет от 1,0 до 2,0 МПа.
[0035]
<Стадия разделения: S2>
Стадия (S2) разделения является стадией разделения суспензии, подвергнутой термической обработке на стадии (S1) нагревания суспензии, на жидкий компонент и твердый компонент. Жидкий компонент представляет собой раствор, содержащий угольный компонент, экстрагированный ароматическим растворителем. Твердый компонент представляет собой суспензию, содержащую золу, нерастворимую в ароматическом растворителе, и нерастворимый уголь.
[0036]
Способ разделения суспензии на жидкий компонент и твердый компонент на стадии (S2) разделения не имеет особых ограничений, и могут применяться традиционные способы разделения, такие как способ фильтрации, способ разделения центрифугированием и способ гравитационного осаждения. В настоящем изобретении предпочтительно использовать способ гравитационного осаждения, позволяющий осуществлять непрерывную обработку текучей среды и являющийся недорогим и подходящим для обработки больших объемов. В случае применения способа гравитационного осаждения жидкий компонент (в дальнейшем в этом документе иногда называется «жидкий супернатант»), который представляет собой раствор, содержащий угольный компонент, экстрагированный ароматическим растворителем, может быть получен из верхней части бака гравитационного осаждения, и твердый компонент (в дальнейшем в этом документе иногда называется «твердофазный концентрат»), который представляет собой суспензию, содержащую нерастворимые в растворителе золу и уголь, может быть получен из нижней части бака гравитационного осаждения.
[0037]
Впоследствии, как описано ниже, ароматический растворитель отделяется и извлекается из жидкого супернатанта с помощью способа перегонки и т.п., и в результате может быть получен беззольный уголь, имеющий очень низкую концентрацию золы (стадия (S3) получения беззольного угля).
[0038]
<Стадия получения беззольного угля: S3>
Стадия (S3) получения беззольного угля является стадией отделения ароматического растворителя от жидкого супернатанта с получением беззольного угля, имеющего очень низкую концентрацию золы.
[0039]
Способ отделения ароматического растворителя от жидкого супернатанта не имеет особых ограничений, и может использоваться способ обычной перегонки, способ испарения (например, способ сушки распылением), и т.д. Ароматический растворитель, извлеченный с помощью отделения, может использоваться неоднократно. С помощью отделения и извлечения ароматического растворителя беззольный уголь может быть получен из жидкого супернатанта. Полученный беззольный уголь может использоваться в качестве сырьевого материала смеси в настоящем изобретении, а также может использоваться в качестве сырьевого материала окисленного беззольного угля.
[0040]
<Другие стадии>
При необходимости, побочный угольный продукт, в котором зола является концентрированной, может быть получен с помощью отделения ароматического растворителя от твердофазного концентрата (стадия получения побочного угольного продукта). В качестве способа отделения ароматического растворителя от твердофазного концентрата может использоваться способ обычной перегонки или испарения, аналогично описанной выше стадии (S3) получения беззольного угля, заключающейся в получении беззольного угля из жидкого компонента.
[0041]
<Способ получения кокса>
Способ получения кокса в настоящем изобретении описывается далее со ссылкой на фиг.2. При получении кокса, при условии, что каждая из стадий не будет ухудшена, другие стадии, например, стадия размола, заключающаяся в тонком измельчении различных сырьевых материалов и т.п., стадия удаления, заключающаяся в удалении нежелательного материала, такого как отходы, или стадия осуществления различных обработок полученного кокса, могут выполняться между соответствующими стадиями или перед, или после каждой стадии.
[0042]
<Стадия окисления: С1>
Стадия окисления является стадией осуществления окислительной обработки беззольного угля с получением окисленного беззольного угля. С помощью применения окислительной обработки к беззольному углю беззольный уголь облагораживается, и термопластичность или расширяемость могут быть улучшены.
[0043]
Способ окисления беззольного угля не имеет особых ограничений. Желательно осуществлять окисление в окислительной атмосфере, такой как кислород, озон, диоксид азота и воздух, и окисление воздухом, использующее кислород в составе воздуха в качестве окислителя, является предпочтительным.
[0044]
Процент увеличения кислорода окисленного беззольного угля не имеет особых ограничений, но если процент увеличения кислорода является слишком низким, эффект облагораживания беззольного угля не является достаточным, и проблемы, связанные с термопластичностью или расширяемостью, иногда возникают во время сухой перегонки. С другой стороны, если процент увеличения кислорода является слишком высоким, - выход снижается и, в результате, производство становится нерентабельным. Соответственно, процент увеличения кислорода составляет 2% или более, предпочтительно 3% или более, и составляет предпочтительно 10% или менее, более предпочтительно 5% или менее.
[0045]
В настоящем изобретении, если задан процент увеличения кислорода беззольного угля, - беззольный уголь, имеющий более низкий процент увеличения кислорода, чем заданное значение, не рассматривается в качестве в окисленного беззольного угля в настоящем изобретении, даже если беззольный уголь подвергается окислительной обработке. Кроме того, в случае, когда беззольный уголь, имеющий более низкий процент увеличения кислорода, чем заданное значение, используется в качестве углеродного сырьевого материала, беззольный уголь рассматривается в качестве беззольного угля в настоящем изобретении.
[0046]
Процент увеличения кислорода, как используется в настоящем изобретении, представляет собой значение, полученное с помощью измерения процентного содержания кислорода беззольного угля перед и после окислительной обработки в соответствии с JIS M8813 (способ вычисления процентного содержания кислорода) и осуществления вычисления (процентное содержание кислорода окисленного беззольного угля минус процентное содержание кислорода беззольного угля).
[0047]
Температура, поддерживаемая во время окисления (в дальнейшем в этом документе - температура окисления) может быть надлежащим образом скорректирована, чтобы можно было получить желаемый процент увеличения кислорода. Если температура окисления является низкой, беззольный уголь может быть недостаточно окисленным, и описанный выше эффект облагораживания может не осуществляться в полной мере. Кроме того, если температура окисления низкая, для достижения желаемого процента увеличения кислорода требуется длительное время, и эффективность производства снижается. С другой стороны, если температура окисления слишком высока, - скорость окисления чрезмерно увеличивается, и степень окисления беззольного угля трудно контролировать. Температура окисления составляет предпочтительно 150°C или более, более предпочтительно 200°C или более, и предпочтительно находится ниже температуры воспламенения беззольного угля, более предпочтительно составляет 350°C или менее.
[0048]
Время окисления (время выдерживания при заранее заданной температуре) может быть надлежащим образом скорректировано для получения желаемого процента увеличения кислорода. Если время окисления является малым, беззольный уголь может быть недостаточно окисленным. С другой стороны, если время окисления является большим, беззольный уголь может быть чрезмерно окисленным, и выход снижается, что приводит к повышению стоимости. Например, время окисления в описанном выше температурном диапазоне составляет предпочтительно 0,5 ч или более, более предпочтительно 1 ч или более, и составляет предпочтительно 6 ч или менее, более предпочтительно 3 ч или менее. После окисления беззольному углю может быть дана возможность охладиться до комнатной температуры.
[0049]
Диаметр частиц (в дальнейшем в этом документе к диаметру частиц относится эквивалентный диаметр круга) беззольного угля, подвергаемого окислительной обработке, не имеет особых ограничений. Если диаметр частиц беззольного угля является слишком большим, внутренняя часть беззольного угля может не быть окисленной в достаточной степени, что оставляет риск возникновения плавления и т.п. во время сухой перегонки. С другой стороны, если диаметр частиц беззольного угля является слишком малым, - технологические свойства ухудшаются. Средний диаметр частиц беззольного угля предпочтительно составляет 3 мм или менее, более предпочтительно 1 мм или менее, и составляет предпочтительно 0,2 мм или более, более предпочтительно 0,3 мм или более. С точки зрения ускорения окисления максимальный диаметр частиц также предпочтительно составляет 3 мм или менее, более предпочтительно 1 мм или менее, еще более предпочтительно 0,5 мм или менее.
[0050]
<Стадия смешивания углеродного сырьевого материала: С2>
Стадия смешивания углеродного сырьевого материала представляет собой стадию смешивания беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса с получением в результате смеси (в дальнейшем в этом документе называемой «смешанный углеродный сырьевой материал»).
[0051]
Сырой нефтяной кокс представляет собой твердое вещество, полученное в качестве побочного продукта в процессе нефтепереработки, вместе с легкой нефтью в оборудовании (установке для коксования) для получения легкой нефти с помощью нагревания остатка перегонки при высокой температуре (например, при 500°C или более) для протекания пиролиза. В настоящем изобретении в качестве сырого нефтяного кокса может использоваться различный известный сырой нефтяной кокс, имеющийся на рынке. Сырой нефтяной кокс, имеющий содержание летучих веществ от 5 до 20% масс., и содержание серы от 2 до 5% масс., является предпочтительным.
[0052]
В настоящем изобретении отношение смешивания беззольного угля в смешанном углеродном сырьевом материале и отношение смешивания между беззольным углем и окисленным беззольным углем нужно регулировать надлежащим образом в соответствии со свойствами беззольного угля (окисленный/неокисленный, степень окисления) для получения высокочистого кокса.
[0053]
(I) Содержание беззольного угля: от 5 до 40 массовых частей
Если отношение смешивания беззольного угля является слишком низким, - функция связующего не проявляется в достаточной степени, и кокс становится порошкообразным. С другой стороны, если отношение смешивания беззольного угля является слишком большим, - термопластификация или расширение из-за беззольного угля становится избыточным и, например, кокс может быть получен в виде губкообразного пористого тела со сниженной удельной насыпной плотностью, или кокс может прилипать к внутренней стенке установки сухой перегонки, что делает его выгрузку невозможной.
[0054]
В настоящем изобретении, содержание беззольного угля составляет 5 массовых частей или более, предпочтительно 10 массовых частей или более, и составляет 40 массовых частей или менее, предпочтительно 25 массовых частей или менее, на 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса.
[0055]
(II) Общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля: от 30 до 70 массовых частей
Как описано выше, общее содержание беззольного угля составляет 40 массовых частей или менее, но за счет содержания окисленного беззольного угля количество используемого сырого нефтяного кокса может быть более низким, и содержание примесей в коксе может быть более низким. Беззольный уголь и окисленный беззольный уголь являются более дорогими, чем сырой нефтяной кокс и, следовательно, когда их общее содержание повышается, затраты на производство единицы кокса возрастают. С другой стороны, если общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля является слишком низким, - эффект уменьшения примесей не достигается в значительной степени. По этой причине общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет 30 массовых частей или более, предпочтительно 35 массовых частей или более, более предпочтительно 40 массовых частей или более, и составляет 70 массовых частей или менее, предпочтительно 65 массовых частей или менее, более предпочтительно 60 массовых частей или менее, на 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса.
[0056]
Содержание окисленного беззольного угля не имеет особых ограничений, но если содержание окисленного беззольного угля является слишком низким, - это вызывает проблему, заключающуюся, например, в том, что кокс расширяется с образованием губкообразной структуры или плавится и прилипает в установке. Таким образом, содержание окисленного беззольного угля составляет предпочтительно 5 массовых частей или более, более предпочтительно 10 массовых частей или более, еще более предпочтительно 30 массовых частей или более, на 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса. С другой стороны, верхний предел содержания окисленного беззольного угля может быть приведен должным образом к описанному выше диапазону общего содержания беззольного угля и окисленного беззольного угля (от 30 до 70 массовых частей), но составляет предпочтительно 50 массовых частей или менее, более предпочтительно 40 массовых частей или менее.
[0057]
Средний диаметр частиц беззольного угля не имеет особых ограничений, но если средний диаметр частиц беззольного угля является слишком большим, в состоянии смеси может образоваться неоднородность, не позволяющая беззольному углю полностью проявлять связующий эффект, и т.п. С другой стороны, если средний диаметр частиц является слишком малым, - технологические свойства могут ухудшаться. Средний диаметр частиц беззольного угля предпочтительно составляет 10 мм или менее, более предпочтительно 0,5 мм или менее, и составляет предпочтительно 0,1 мм или более, более предпочтительно 0,2 мм или более. Если максимальный диаметр частиц беззольного угля слишком большой, - в состоянии смеси в формованном продукте может возникнуть неоднородность, и поэтому он предпочтительно составляет 1,0 мм или менее, более предпочтительно 0,5 мм или менее.
[0058]
Кроме того, средний диаметр частиц беззольного угля предпочтительно меньше, чем средний диаметр частиц окисленного беззольного угля, поскольку пустоты между материалами углеродного сырья заполнены, и связующий эффект более выражен.
[0059]
Смесь в настоящем изобретении может быть достаточной, если она содержит беззольный уголь, окисленный беззольный уголь и сырой нефтяной кокс, и смесь может содержать другой материал (материалы) (например, известную добавку, такую как связующее и нефтяной пек) при условии, что это не ухудшает настоящего изобретения, но в случае, если в смеси присутствует другой материал (материалы), содержание примесей кокса может возрасти за счет этого другого материала (материалов). Таким образом, всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса в смеси содержится предпочтительно 90% масс. или более, более предпочтительно 100% масс. Содержание 100% масс. указывает, что смесь состоит из беззольного угля, окисленного угля и сырого нефтяного кокса, и остальное составляют примеси.
[0060]
Способ смешивания беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса не имеет особых ограничений, и может использоваться общепринятый способ, обеспечивающий равномерное смешивание. Его примеры включают использование смесителя, замесочной машины, одновального смесителя и двухшнекового смесителя.
[0061]
<Стадия формования: С3>
Стадия формования представляет собой стадию придания, при необходимости, смеси, полученной на стадии (C2) смешивания углеродного сырьевого материала, желаемой формы для получения формованного продукта. За счет получения формованного продукта из смеси связывание между соответствующими материалами углеродного сырья может быть более прочно образованным благодаря связующему эффекту беззольного угля, и могут быть подавлены превращение кокса в порошок или уменьшение удельной насыпной плотности.
[0062]
Например, в случае сухой перегонки смеси в камерной печи нагрузка прикладывается в вертикальном направлении, уменьшая расстояние между соответствующими материалами углеродного сырья, и соответствующие углеродные материалы связываются с помощью связующего эффекта беззольного угля, благодаря чему можно предотвратить превращение кокса в порошок, и удельная насыпная плотность может быть повышена. Такой эффект может быть более выраженным при получении формованного продукта.
[0063]
С другой стороны, в случае сухой перегонки смеси с использованием горизонтальной печи, в которой достаточная нагрузка не прикладывается в вертикальном направлении, такой как вращающаяся печь, связующий эффект в полной мере не выражен. В результате, связывание между соответствующими материалами углеродного сырья является слабым, и кокс может быть порошкообразным, что приводит к снижению удельной насыпной плотности кокса. Поэтому смесь предпочтительно формуют в желаемую форму перед сухой перегонкой.
[0064]
Способ изготовления формованного продукта из смеси не имеет особых ограничений, и его примеры включают, например, способ с использованием двухвалковой формовочной машины, работающей с помощью гладких валков, или двухвалковой формовочной машины, имеющей миндалевидный карман, способ с использованием формовочной машины одновального прессовочного типа или формовочной машины роликового типа, или экструзионной формовочной машины, и прессование с помощью формы, и любой из этих способов может применяться. Среди перечисленного, предпочтительно изготавливать брикетоподобный формованный продукт или листовой формованный продукт с помощью машины для брикетирования двухвалкового типа, уплотнения прокаткой и т.п.
[0065]
Формование смеси может быть холодным формованием, которое осуществляется при примерно комнатной температуре, но горячее формование при нагревании является предпочтительным. Когда смесь формуется под давлением при высокой температуре, беззольный уголь пластически деформируется с заполнением пустот между частицами окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, в результате чего может быть получен более сильно уплотненный формованный продукт. В свою очередь, кокс, имеющий более высокую удельную насыпную плотность, может быть получен с помощью сухой перегонки сильно уплотненного формованного продукта. С другой стороны, если температура формования слишком высока, беззольный уголь может размягчаться и расширяться, что не позволяет достичь высокой удельной насыпной плотности. Температура горячего формования (температура такого устройства, как пресс-форма или валок) составляет предпочтительно 100°C или более, более предпочтительно 200°C или более, и составляет предпочтительно 450°C или менее, более предпочтительно 300°C или менее. Давление формования не имеет особых ограничений, и могут использоваться стандартные условия. Например, давление формования составляет приблизительно от 0,5 до 3 т/см2.
[0066]
<Стадия сухой перегонки: С4>
Стадия сухой перегонки представляет собой стадию осуществления сухой перегонки смеси, полученной на стадии (C2) смешивания углеродного сырьевого материала, или формованного продукта, полученного на стадии (С3) формования, в результате чего получают кокс. Форма печи для сухой перегонки не имеет особых ограничений, и сухая перегонка может осуществляться периодически с использованием камерной печи, или сухая перегонка может осуществляться непрерывно с использованием вертикальной шахтной печи. Кроме того, горизонтальная ротационная печь, такая как вращающаяся печь, также может использоваться.
[0067]
Что касается условий сухой перегонки, стандартные условия также могут применяться, и температура сухой перегонки может быть установлена соответствующим образом и не имеет особых ограничений, но может составлять предпочтительно 650°C или более, более предпочтительно 700°C или более, и предпочтительно 1200°C или менее, более предпочтительно 1050°C или менее. Время сухой перегонки при температуре сухой перегонки также не имеет особых ограничений, и желаемое время сухой перегонки может быть установлено в соответствии с конфигурацией установки и т.п., и может предпочтительно составлять 5 мин или более, более предпочтительно 10 мин или более, и предпочтительно 24 ч или менее, более предпочтительно 12 ч или менее.
[0068]
Атмосферой сухой перегонки может быть атмосфера неокисляющего газа с целью предотвращения ухудшения кокса из-за окисления. В качестве неокисляющего газа могут использоваться различные известные газы, и газ может, например, быть инертным газом, таким как азот, гелий и аргон, или восстановительным газом, таким как водород.
[0069]
Во время сухой перегонки не только сырой нефтяной кокс превращается в прокаленный кокс (кальцинированный кокс), но также беззольный уголь выступает в качестве связующего между окисленным беззольным углем и прокаленным коксом, прочно связывая окисленный беззольный уголь с прокаленным коксом, повышая тем самым прочность кокса.
[0070]
В случае подвергания смеси сухой перегонке соответствующие материалы углеродного сырья связываются друг с другом, и получается аморфный агломератообразный кокс. Кроме того, при формовании смеси получают кокс, имеющий по существу такую же форму, как и у формованного продукта перед сухой перегонкой. В коксе настоящего изобретения отношение смешивания беззольного угля регулируют надлежащим образом, благодаря чему может быть предотвращено прилипание кокса внутри установки сухой перегонки, что делает невозможной его выгрузку, а также может быть предотвращено превращение в порошок.
[0071]
Полученный таким образом кокс имеет более высокую чистоту и более высокую удельную насыпную плотность, чем у общеизвестного кокса. В частности, содержание минералов, которые становятся примесями, составляет предпочтительно 1% масс. или менее, более предпочтительно 0,5% масс. или менее. Удельная насыпная плотность предпочтительно составляет 0,53 г/см3 или более, более предпочтительно 0,6 г/см3 или более, еще более предпочтительно 0,7 г/см3 или более, и наиболее предпочтительно 0,8 г/см3 или более. Содержание серы предпочтительно составляет 2% масс. или менее.
[0072]
Кроме того, смесь не имеет описанной выше проблемы, связанной с термопластичностью или расширяемостью во время сухой перегонки и, в свою очередь, полученный кокс имеет превосходный внешний вид и может быть выгружен из установки сухой перегонки.
[0073]
Как описано выше, кокс, полученный с помощью осуществления сухой перегонки смеси, содержащей беззольный уголь, окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля, и сырой нефтяной кокс, в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса, содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей, является коксом с высокой чистотой и высокой насыпной плотностью и успешным улучшением описанных выше термопластичности и расширяемости, которые могут представлять проблему в случае использования беззольного угля.
Примеры
[0074]
Настоящее изобретение описано более подробно ниже со ссылкой на примеры, но настоящее изобретение, разумеется, не ограничивается следующими примерами и может быть осуществлено с надлежащим образом сделанными изменениями, при условии, что они находятся в соответствии с описанной выше и ниже сущностью изобретения, и все они не выходят за пределы объема настоящего изобретения.
[0075]
(Получение беззольного угля)
(Стадия нагревания суспензии: S1)
С 5 кг угольного сырья (битуминозного угля) смешивали ароматический растворитель (1-метилнафталин (производимый Nippon Steel Chemical Co., Ltd.)) в количестве (20 кг), превышающем в четыре раза количество угольного сырья, для приготовления суспензии. В данной суспензии создавали давление азота до 1,2 МПа и подвергали термической обработке (экстракции с нагреванием) в автоклаве, имеющем внутренний объем 30 л, при 370°С в течение 1 ч.
[0076]
(Стадия разделения: S2)
Полученную суспензию разделяли на жидкий супернатант и твердофазный концентрат в баке гравитационного осаждения, поддерживаемом при такой же температуре и давлении.
[0077]
(Стадия получения беззольного угля: S3)
Полученный жидкий супернатант далее отфильтровывали (нержавеющий сетчатый фильтр с размером отверстий 1 мкм) для получения раствора беззольного угля. Ароматический растворитель отделяли и извлекали из раствора беззольного угля с помощью способа перегонки для получения беззольного угля. Полученный беззольный уголь тонко измельчали, чтобы он проходил через сито с размером отверстий 3 мм, - таким образом получали беззольный уголь.
[0078]
(Измерение содержания серы)
В данном беззольном угле измеряли концентрацию серы с помощью способа, описанного в JIS M 8122. В результате, содержание серы беззольного угля составляло 0,5% масс.
[0079]
(Получение кокса)
[0080]
(Стадия окисления: С1)
Часть беззольного угля тонко измельчали, чтобы он проходил через сито с размером отверстий 0,5 мм. Тонко измельченный беззольный уголь нагревали в воздушной атмосфере до заранее заданной температуры, приведенной в таблице 1, и выдерживали при этой температуре в течение заданного времени, тем самым осуществляя окислительную обработку (в таблице 1 - «Условия окисления»). После окислительной обработки беззольному углю давали возможность охладиться до комнатной температуры, - таким образом получали окисленный беззольный уголь.
При этом в беззольном угле и окисленном беззольном угле измеряли концентрацию кислорода перед и после окислительной обработки в соответствии с JIS M 8813 и вычисляли процент увеличения кислорода окисленного беззольного угля. Результаты представлены в таблице 1 (в таблице 1 - «Процент увеличения кислорода»).
[0081]
(Сырой нефтяной кокс)
Коммерчески доступный сырой нефтяной кокс (содержание летучих веществ: 9,5% масс., содержание серы: 3,1% масс.) тонко измельчали, чтобы он проходил через сито с размером отверстий 10 мм.
[0082]
(Стадия смешивания углеродного сырьевого материала: С2)
Беззольный уголь (в таблице - «А»), окисленный беззольный уголь (в таблице - «B»), и сырой нефтяной кокс (в таблице - «C») смешивали в заданном отношении, приведенном в таблице 1 (в таблице 1 - «Отношение смешивания сырьевых материалов») для получения смеси.
[0083]
Здесь, в №16, беззольный уголь, подвергнутый окислительной обработке, рассматривался как беззольный уголь, поскольку процент увеличения кислорода составлял менее 2% (1,50%). Соответственно, хотя отношение смешивания для №16 составляло A:B:C=50 (20% масс. беззольного угля, не подвергавшегося окислительной обработке, плюс 30% масс. беззольного угля, имеющего процент увеличения кислорода 1,5%):0:50, для того чтобы показать элементы отношения смешивания для №16, в целях удобства, отношение смешивания («20») беззольного угля, не подвергавшегося окислительной обработке, показано в колонке таблицы для A, и отношение смешивания («30») беззольного угля, имеющего процент увеличения кислорода 1,5% несмотря на проведенную окислительную обработку, показано в колонке для B.
[0084]
(Стадия формования: С3)
В отношении части смесей (№№7-12 и №15; в таблице - «Наличие или отсутствие формования»=выполнено), формованный продукт получали в следующих условиях:
Способ формования: уплотнение прокаткой
Температура валка: 100°С
Диаметр валка: 162 мм
Ширина валка: 60 мм (пирамидальная канавка)
Ширина между валками: 2 мм
Скорость вращения валка: 15 об/мин
Линейное давление: 3 т/см
[0085]
(Стадия сухой перегонки: C4)
Смесь (№№1-6, №13, №14 и №№16-25) и формованный продукт (№№7-12 и №15) подвергали обработке сухой перегонкой в камерной печи (№№1-6 и №№15-25) или во вращающейся печи (№№7-14).
[0086]
(Обработка сухой перегонкой в камерной печи)
Смесь (№№1-6 и №№16-25) или формованный продукт (№15) помещали в графитовый тигель, имеющий внутренний объем 1000 мл, для получения удельной насыпной плотности 0,85 г/см3, с последующим нагреванием до 1000°C со скоростью 3°C/мин в атмосфере азота, и выдерживали при этой температуре в течение 5 ч для осуществления сухой перегонки, таким образом получая кокс.
[0087]
(Обработка сухой перегонкой во вращающейся печи)
Смесь (№13 и №14) или формованный продукт (№№7-12) вводили в нагретую вращающуюся печь (диаметр: 200 мм, общая длина: 4000 мм) при скорости введения 1 кг/1. Что касается температуры нагревания вращающейся печи, температуру приводили к температуре на входе 400°C и температуре на выходе 1000°C. Выдерживали при указанной выше температуре в течение 60 мин в атмосфере азота для осуществления сухой перегонки, таким образом получая кокс.
[0088]
(Способ оценки)
В полученном коксе измеряли удельную насыпную плотность, содержание серы, внешний вид, и наличие или отсутствие прилипания внутри установки.
[0089]
(Удельная насыпная плотность) (в таблице - «Удельная насыпная плотность после сухой перегонки (г/см3)»)
Деревянный кубический контейнер, одна сторона которого составляла 100 мм, наполняли коксом, и удельную насыпную плотность определяли на основе сухой массы (W: г) кокса, которым заполняли контейнер. В данном примере кокс считали «подходящим», если удельная насыпная плотность составляла 0,53 г/см3 или более.
[0090]
(Содержание серы) (в таблице - «Содержание серы после сухой перегонки (%)»)
Концентрацию серы кокса измеряли таким же образом, как и для беззольного угля. В данном примере кокс считали подходящим, если содержание серы составляло 2,0% или менее.
[0091]
(Внешний вид, наличие или отсутствие прилипания внутри установки) (в таблице - «Характеристики кокса»)
Внешний вид кокса наблюдали визуально и оценивали. В случае осуществления обработки сухой перегонкой в камерной печи (№№1-6 и №№15-25): кокс, который был агломератообразным, считали «превосходным» (в таблице - «Пр») кокс, который был агломератообразным, но с незначительным расширением (удельная насыпная плотность: 0,53 г/см3 или более и менее 0,7 г/см3), считали «подходящим» (в таблице - «П»); кокс, который был порошкообразным, считали «неподходящим» (в таблице - «Н»); и кокс, который прилипал и не мог быть выгружен (в таблице - «Н1»), или который расширялся (в таблице - «Н2»), также считали «неподходящим». Внешний вид ранжировали в порядке предпочтения Пр>П>(Н, Н1, Н2).
[0092]
В случае осуществления обработки сухой перегонкой во вращающейся печи (№№7-14): кокс, который был слоистым и не проявлял расширения, растрескивания, выкрошивания или осыпания, считали «подходящим» (в таблице - «П»); кокс, который был порошкообразным или проявлял расширение, растрескивание, выкрошивание или осыпание, считали «неподходящим» (в таблице - «Н»); и кокс, который прилипал и не мог быть выгружен, также считали «неподходящим» (в таблице - «Н1»). Внешний вид ранжировали в порядке предпочтения П>(Н, Н1).
[0093]
| Таблица 1 | |||||||||
| № | Условия окисления | Процент увеличения кисло-рода | Отношение смешивания сырьевых материалов, A/B/C (% масс.) |
A+B | Наличие или отсутствие формования | Способ сухой перегонки | Удельная насыпная плотность после сухой перегонки (г/см3) | Содержание серы после сухой перегонки (%) |
Характеристики кокса |
| 1 | 200°С, 1 ч |
3% | 4/48/48 | 52 | нет | камерная печь | 0,45 | 1,6 | Н |
| 2 | 200°С, 1 ч |
3% | 5/47/48 | 52 | нет | камерная печь | 0,75 | 1,7 | Пр |
| 3 | 200°С, 1 ч |
3% | 10/40/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,72 | 1,7 | Пр |
| 4 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/30/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,79 | 1,7 | Пр |
| 5 | 200°С, 1 ч |
3% | 40/10/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,63 | 1,7 | П |
| 6 | 200°С, 1 ч |
3% | 42/10/48 | 52 | нет | камерная печь | 0,49 | 1,5 | Н2 |
| 7 | 200°С, 1 ч |
3% | 4/48/48 | 52 | выполнено | вращающаяся печь | 0,39 | 1,6 | Н |
| 8 | 200°С, 1 ч |
3% | 5/47/48 | 52 | выполнено | вращающаяся печь | 0,58 | 1,6 | П |
| 9 | 200°С, 1 ч |
3% | 10/40/50 | 50 | выполнено | вращающаяся печь | 0,74 | 1,7 | П |
| 10 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/30/50 | 50 | выполнено | вращающаяся печь | 0,81 | 1,6 | П |
| 11 | 200°С, 1 ч |
3% | 40/10/50 | 50 | выполнено | вращающаяся печь | 0,53 | 1,6 | П |
| 12 | 200°С, 1 ч |
3% | 42/10/48 | 52 | выполнено | вращающаяся печь | - | 1,5 | Н1 |
| 13 | 200°С, 1 ч |
3% | 10/40/50 | 50 | нет | вращающаяся печь | 0,40 | 1,7 | Н |
| 14 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/30/50 | 50 | нет | вращающаяся печь | - | 1,6 | Н1 |
| 15 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/30/50 | 50 | выполнено | камерная печь | 0,81 | 1,6 | Пр |
| 16 | 200°C, 0,3 ч | 1,50% | 20/30*/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,52 | 1,7 | Н2 |
| 17 | 200°C, 0,5 ч | 2% | 20/30/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,67 | 1,7 | П |
| 18 | 300°C, 0,5 ч | 6% | 20/30/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,77 | 1,6 | Пр |
| 19 | 300°С, 1 ч |
10% | 20/30/50 | 50 | нет | камерная печь | 0,72 | 1,5 | Пр |
| 20 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/20/60 | 40 | нет | камерная печь | 0,79 | 1,8 | Пр |
| 21 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/10/70 | 30 | нет | камерная печь | 0,82 | 1,9 | Пр |
| 22 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/5/75 | 25 | нет | камерная печь | 0,81 | 2,1 | Пр |
| 23 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/40/40 | 60 | нет | камерная печь | 0,89 | 1,3 | Пр |
| 24 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/50/30 | 70 | нет | камерная печь | 0,92 | 1,1 | Пр |
| 25 | 200°С, 1 ч |
3% | 20/60/20 | 80 | нет | камерная печь | 0,91 | 0,8 | Пр |
[0094]
Как показано в таблице 1, в №№2-5, №№8-11, №15, №№17-21, №23 и №24, удовлетворяющих заданным требованиям настоящего изобретения, кокс был высокой чистоты с содержанием серы 2,0% или менее, и его удельная насыпная плотность также была высокой. Кроме того, расширение и т.п., в ходе обработки сухой перегонкой было в значительной степени подавлено, и характеристики кокса были хорошими. При этом в №5, где отношение смешивания беззольного угля было высоким, кокс слегка расширялся. В №17, где процент увеличения кислорода был ниже, чем в других случаях, облагораживание окисленного беззольного угля было хуже по сравнению с другими случаями, и кокс слегка расширялся.
[0095]
№1 представляет случай, когда отношение смешивания беззольного угля было низким. В этом случае, поскольку содержание беззольного угля, служащего связующим, было мало, - кокс становился порошкообразным при обработке сухой перегонкой.
[0096]
№6 представляет случай, когда отношение смешивания беззольного угля было высоким. В этом случае, поскольку содержание беззольного угля было большим, расширение, произошедшее во время обработки сухой перегонкой, не только привело к образованию губкообразного (пористого) кокса, но также значительно снизило удельную насыпную плотность.
[0097]
№7 представляет случай, когда отношение смешивания беззольного угля было низким. В этом случае, поскольку содержание беззольного угля было мало, - происходило превращение в порошок во вращающейся печи в процессе обработки сухой перегонкой.
[0098]
№12 представляет случай, когда отношение смешивания беззольного угля было высоким. В этом случае, не только беззольный уголь плавился во время сухой перегонки, но также формованный продукт был вспененным и расширившимся, и в результате кокс прилипал к внутренней стенке вращающейся печи и не мог быть выгружен.
[0099]
№ 13 представляет случай, когда смесь не подвергалась формованию, и порошок непосредственно подвергался сухой перегонке во вращающейся печи. В этом случае, поскольку адекватное давление не было приложено к смеси во время сухой перегонки, окисленный беззольный уголь и сырой нефтяной кокс не могли быть в достаточной степени связаны, и кокс остался в форме порошка.
[0100]
№ 14 представляет случай, когда смесь не подвергалась формованию, и порошок непосредственно подвергался сухой перегонке во вращающейся печи. В этом случае окисленный беззольный уголь и сырой нефтяной кокс не могли быть в достаточной степени связаны, аналогично случаю № 13, и поскольку содержание беззольного угля было увеличено и больше, чем в случае № 13, кокс прилипал к внутренней стенке вращающейся печи благодаря расплавленному и расширившемуся беззольному углю и не мог быть выгружен.
[0101]
№ 16 представляет случай, когда время окисления было коротким относительно температуры окисления и, в свою очередь, процент увеличения кислорода был низким. В этом случае, поскольку содержание беззольного угля (всего беззольного угля и беззольного угля, который подвергался окислительной обработке, но имел процент увеличения кислорода менее 2,0%) было слишком большим без содержания окисленного беззольного угля, в котором процент увеличения кислорода беззольного угля составлял 2,0% или более, беззольный уголь вспенивался и расширялся в ходе обработки сухой перегонкой, и удельная насыпная плотность была пониженной.
[0102]
№22 представляет случай, когда отношение смешивания сырого нефтяного кокса было высоким. В этом случае содержание серы после сухой перегонки было большим, и чистота кокса была низкой.
[0103]
№25 (сравнительный пример) представляет случай, когда отношение смешивания сырого нефтяного кокса было низким. В этом случае был получен кокс, имеющий низкое содержание серы и высокую удельную насыпную плотность, но поскольку отношение смешивания сырого нефтяного кокса было низким, - кокс являлся дорогим.
[0104]
Хотя изобретение было подробно описано со ссылкой на конкретные варианты его осуществления, для специалиста в данной области техники будет очевидно, что в них может быть сделано множество изменений и модификаций без отклонения от сущности и объема изобретения.
Данная заявка основана на японской патентной заявке № 2013-251219, поданной 4 декабря 2013, содержание которой включено в настоящее описание посредством ссылки.
Промышленная применимость
[0105]
В настоящем изобретении кокс, подходящий, например, в качестве восстановительного материала для цветной металлургии, может быть получен при низких затратах.
1. Способ получения кокса, включающий осуществление сухой перегонки смеси, содержащей:
беззольный уголь;
окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и
сырой нефтяной кокс,
в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса,
содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и
общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей.
2. Способ получения кокса по п.1, в котором смесь подвергают формованию и после этого осуществляют сухую перегонку.
3. Способ получения кокса по п.1 или 2, в котором процент увеличения кислорода окисленного беззольного угля составляет от 2 до 10%.
4. Способ получения кокса по п.1, в котором окислительная обработка представляет собой окисление воздухом.
5. Способ получения кокса по п.1, в котором окислительная обработка осуществляется при температуре 150°C или выше и менее температуры воспламенения.
6. Способ получения кокса по п.1, в котором сухая перегонка осуществляется в камерной печи.
7. Способ получения кокса по п.2, в котором сухая перегонка осуществляется во вращающейся печи.
8. Кокс, полученный с помощью осуществления сухой перегонки смеси, содержащей:
беззольный уголь;
окисленный беззольный уголь, полученный с помощью окислительной обработки беззольного угля; и
сырой нефтяной кокс,
в которой, относительно 100 массовых частей всего беззольного угля, окисленного беззольного угля и сырого нефтяного кокса,
содержание беззольного угля составляет от 5 до 40 массовых частей, и
общее содержание беззольного угля и окисленного беззольного угля составляет от 30 до 70 массовых частей.
