Способ получения кокса дляэлектродов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

«п799673 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено.24. 04. 72 (21) 1779129/23-26 (23) Приоритет — {32) 07. 05. 71 (31) P 2122620. 0 {33) ФРГ

Опубликовано 23.01.81 Бюллетень М 3

Дата опубликования описания 25.0181 (51)М. Кл.8

С 10 В 55/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 665.642..4(088.8) Иностранцы

Франц Шибер (ФРГ), Петар Хусняк, Фране Паро (Югославия), Конрад Коциоль, Баптист Ценк (ФРГ), Нада Ленач-Лукацевич (Югославия), Дитер Целлнер, Петер Вальзер и Фридрих Риттманн (ФРГ}

Иностранные фирмы

- К.Конрадти"(ФРГ ) и Ина-Прерада-Загреб

Рафинерия Зизак"(Югославия ) (72) Авторы изобретения (71) Заявители э

1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОКСА ДЛЯ ЭЛЕКТРОДОВ

Изобретение касается способа получения специальных коксов, которые являются пригодными для изготовления термически и электрически крайне нагружаемых графитовых электродов для использования в дуговых печах.

У таких графитовых электродов наряду с особенно высокой механической прочностью требуется высокая термоударная прочность, т.е. при очень больших температурных амплитудах в течение относительно короткого временного интервала электроды должны оставаться без трещин. Эта термоударная прочность определяется видом используемого для изготовления электрода сырья.

Улучшение экономичности электрометаллургического производства достигается, например, с помощью большего количества единиц дуговых печей с более высокой производительностью плавки, что возможно лишь тогда, когда имеются в наличии большие трансформаторы и. электрически высоконагружаемые и термоударопрочные графитовые электроды.

Решающее значение для получения графитовых электродов с низкими коэффициентами теплового расширения, высокой электрической и термической проводимостью, а также с хорошей механической прочностью имеет использование коксов с определенными качественными признаками, т.е. с высокой плотностью и низким содержанием серы хорошо графитируемых, обладающих низкими коэффициентами термического расширения. Они, как правило, имеют непрерывную продольную структуру и при микроскопическом рассмотрении показывают большие области анизотропии.

Известен способ получения высококачественного кокса для электродов, включающий коксование сырья, состоящего из 70-90% ароматических продуктов термического крекинга (смолы ) и

10-30Ъ остатков вакуумной дистилляции нефти (1).

Этому способу присущ тот недостаток, что высококачественный кокс для электродов получают из дорогостоящего сырья, содержащего ароматические углеводороды и полученного вакуумной дистилляцией.

Цель изобретения — удешевление получения специальных коксов, которые являются пригодными для изготовления электрических и термических

799673 высоконагружаемых графитовых электродов.

Цель достигается тем, что в качестве сырья используют смесь из

50-90Ъ остатка атмосферной дистилляции нефти с плотностью от 0,935 до 0,965 г/см, вязкостью от 2,8 до

4,3 о Энглера при 100 С, содержанием серы от 0,85 до 1,10%, коксовым значением по Конрадсону от 5 до 7%, содержанием ароматических углеводородов от 40 до 60Ъ, содержанием асфальтенов ниже 1,8Ъ, с долей фракции с температурой кипения от 250 до 350 С менее 20% и содержанием золообразующих элементов менее 0,05Ъ, и 1050 вес.Ъ смолы каталитического кре- 15 кинга с плотностью от 0,90 до

0,95 г/см, вязкостью по Энглеру от

2, 5 до 3, 2 о при 50 С, содержанием серы менее 0,6, коксовым значением по

Конрадсону от 3,5 до 4,5Ъ, содержа- 20 нием ароматики более 35%, содержанием асфальтенов менее 0,6Ъ, 8-12% фракции с температурой кипения от

250 до 300 С, 30-40Ъ фракции с температурой кипения 300-350ОС или 10- 2

50Ъ газовых и нефтяных рециркулятов

5 с температурами кипения от 250 до

370 С.

Продолжение таблицы

Ха

6,56

1,6

Доля фракции (250-350 С), Ъ

15,6

16,5

Золообразующие элементы, %

0,05

0,02

4,1

39

0,5

Получение необходимых для предлагаемого способа исходных веществ, а именно остатка атмосферной дистилляции и освобожденного от катализатора каталитического остатка, осуществляется обычными путями.

Производимые коксы обычно получаются с намного преобладающей долей каталитической компоненты. Однако уже со значительно меньшими долями в 1050Ъ, преимущественно 20-40%, освобожденного от катализатора каталити- 40 ческого остатка в смеси с остатком атмосферной перегонки при точном соблюдении характеристик остатка атмосферной дистилляции и высокого рецикла получаются коксы с очень ниэ- 4 ким коэффициентом термичеокого расширения.

В таблице приведены характеристики остатка атмосферной дистилляции, Я} используемого для получения специального кокса, при различных загрузках.

Установленные характеристики для свежего кокса:

55 Летучие составные. части,Ъ 0,05-8,5

Действительная плотность, г/см 1,37-1,39

Кажущаяся плотность, г/см 0,98

Сера, % 1,11-1,15

Зола, % 0,06

О, 936

0,95

0,98

Сера, Ъ

Структура продольно непрерывная, Я анизотропная.

3,81

Плотность,г/см 0,935

Э. о

Вязкость при 100 С, Оя 2,67

Коксовое значение по Конрадсону, % 5 10

Содержание ароматики,Ъ 44 Содержание асфальта, % 0,9

Освобожденный от катализатора каталитический остаток, который примешивается в количестве 20-40%, имеет следующие характеристики:

Плотность, г/см 0,93

Вязкость при 50 С, Энглера 2,8

Содержание серы,Ъ 0,5

Коксовое значение по Конрадсону, Ъ

Содержание ароматики, Ъ

Содержание асфальта, %

Доля фракции (250-350 С), Ъ 8,45

Золообразующие элементы,-. 0,01

В коксовальной установке используют 800 т сырья, при этом берут 50% остатка атмосферной дистилляции и 40Ъ остатка каталитического крекинга, освобожденного от катализатора.

Температура коксования 487"С, давление 4,6 атм, время выдержки в коксовальной установке 36 ч.

Рециркуляцию поддерживают в соотношении 1:2,1:3. Выход свежего кокса составляет 26Ъ. При отбензинивании нефти повышается доля газойля в сравнении с нормальным крекингом, в то время как количество бензила падает. Содержание С и C меньше нормального.

799673 скольких прое результаты

30 от 0,2 до 0,5 от 0,05 до 0,2 от 0,8 до 1,0 от 2,11 до 3,13

Структура

Затем кокс кальцинируют обычным. путем во вращающихся трубчатых печах при 1250 С.

Кальцинат кокса в не бах показывает следующи анализов:

Содержание воды,Ъ от 0,1 до 0,3

Летучие составные части, Ъ

Содержание золы,Ъ

Серосодержание,Ъ

Действительная плотность после отжига при 1300 С, г/см

Термический коэффициент объемного расширения графитированных брике тов после обработки при 2700 С, 10 / С от 3,5 до 4,0

Термический коэффициент расширения переработанного в образцы графита кокса, 10 фоС от 0,7 до 0,8

Форма зерна Продольно непрерывная

Вид Металлически блестящий,стебельная текс-тура,кристалличный

Плотная, обедненпая порами, прочностенная

Высокая степень анизотропности, хорошая структурная предварительная ориентация,присутствие с большой поверхностью гомогенно образованных продольно направленных анизотропных областей

Графитируемость Очень хорошая

Свойства получаемого кокса-ухудшаются, если в питательном стержне характеристиками для компоненты атмосферной дистилляции повышается доля освобожденного от катализатора остатка каталитического крекинга. Так, например, падает истинная плотность кокса с 2,,11-2,13 г/см > при 20-40Ъ части освобожденного от катализатора каталитического остатка до 2,09 -/см при части освобожденного от катализатора каталитического остатка выше 50Ъ.

Иористость кокса при использований сырья с долей в 20-40Ъ освобожденного от катализатора каталитического oc-

65 татка самая благоприятная. Поры имеют среднюю величину. Уже при доле выше 50Ъ освобожденного от катализа- . тора каталитического остатка поры кокса изменяются и имеют большое сечение. Анизотропные области, напротив, при доле освобожденного от катализатора каталитического остатка выше

50Ъ имеют малую поверхность. Эти показатели относятся также к коксам, которые получают из чистого свободного от катализатора каталитического остатка.

Выход свежего кокса при 20-30Ъ доли свободной от катализатора каталитической фракции имеет максимум.

Это указывает на особые химические про.ессы, которые предположительно мотивированы специальным составом получаемых из паннонежской нефти компонентов.

Вышеописанное изобретение представляет возможность экономичного получения специальных коксов, которые являются необходимыми для высокснагружаемых графитовых электродов, так как с одной стороны отпадает необходимая до сих пор предварительная дорогая обработка установки коксования и с другой стороны достаточна уже значительно меньшая доля свободного от катализатора каталитического остатка, чтобы .поЛучить традиционными способами специальный, электродный кокс.

Формула изобретения

Способ получения кокса для электродов, включающий коксование остатков переработки нефти, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью удешевления кокса, в качестве сырья используют смесь из 50-90Ъ остатка атмосферной дистилляции нефти с плотностью от 0,935 до 0,965 г/см3, вязкостью от 2,8 до 4,3О Энглера при

100ОС, содержанием серы от 0,85 до

1,10Ъ, коксовым значением по Конрадсону от 5 до 7;-, содержанием ароматических углеводородов от 40 до 60Ъ, содержанием асфальтенов ниже 1,8Ъ, с долей фракции с температурой кипения от 250 до 350 С менее 20Ъ и содержанием золообразующих элементов менее 0,05Ъ, и 10-50 вес.Ъ смолы каталитического крекинга с плотностью от 0,90 до 0,95 г/см 3, вязкостью по

Энглеру от 2,5 до 3,2> при 50 С, содержанием серы менее 0,6Ъ, коксовым значением по Конрадсону от 3,5 до 4,5Ъ, содер>канием ароматики более

35Ъ, содержанием асфальтенов менее

0,6Ъ, 8-12Ъ фракции с температурой кипения от 250 до 300 С,30-40Ъ фрак799б73

СостаВитель P. Горяинова

Ре акто В. Жиленко Тех Х.Козй."ура,,Кор екто Л. Иван

Заказ 10109 88 Тираж 59 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва Ж-35, Ра окая каб. . 4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная, 4 ции с температурой кипения 300-350 С или 10-50% газовых и нефтяных рециркулятов с температурами кипения от 250 до 370 С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США М 2922755, кл. 208-39,опублик. 1960.