Способ получения связующего для брикетирования углеродистых материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К . АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советск их

Социалистических

Республик (i»975779 (63) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 11.06.81 (21) 3309911/23-04 с присоединением заявки .%— (23) П риоритет (51)И. Кл.

С 10 С 3/1О

С 10 В 55/00 фвударстваниый комитет

СССР до делам ива4ретеннй и отнрмтнй

Опубликовано 23.11.82. Бюллетень % 43

Дата опубликования описания 23. 11.82 (») УДК 662. 749.3S(088.8) В. Я.Кошкарав, О.А.Ухов, Е. В. Кошкаров, В., Лыкр@, и В.К.Смоктий (72) Авторы изобретения.!.

Ъ (71) Заявитель

Уфимский нефтяной институт (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ БРИКЕТИРОВАНИЯ

УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к способам получения связующих для брикетирова ния углеродистых материалов и может быть использовано в металлургической промышленности.

Известен способ получения связую». щего для брикетирования углеродистых материалов путем термической обработки. каменноугольного пека, полученного при ректификации каменноугольной смолы, в трубчатых агрегатах при 400оС и давлении собственных паров, достигающем 6-10 атм 1.

Наиболее близким к изобретению является способ получения связующего для брикетирования углеродистых материалов путем термообработки каменноугольного сырья, например мягкого или среднетемпеоатурного пека, разбавленного фракцией каменноу -ольной смолы до мягкого, при 360-380 С в течение 5-7 ч g2 1, Однако полученное таким спссобом связующее обладает повышенной темпе2 ратурой размягчения (80 С ) и спекающей способностью за счет накопления высокомолекулярных конденсированных соединений

Целью изобретения является сниже ние температуры размягчения связующего.

Поставленная цель достигается способом получения связующего для брикетирования углеродистых материалов путем термообработки при

380-410 С в течение 1-4 ч асфальтосмолистых отходов, полученных. при прокаливании "зеленых" электродов и содержащих 8-10 еес.3 карбенов и карбоидов, 30-40 вес.3 асфальтенов и 50-60 вес.4 мальтенов.

Пример l. Термическую обработку смолистых отходов электродного

20 завода (табл.1) проводят в лабораторном кубе в интервале температур 20410 С. После достижения заданной температуры образец выдерживают в течение 1 ч. Качество исходной смолы

4 щему высокую вязкость. Кроме того, появляется опасность закоксовывания трубопровода при транспортировании связующего.

Отходы, термообработанные при более низких температурах (менее

380аС ), характеризуются наличием значительного количества мальтенов, основной функцией которых является растворение асфальтенов и придание связующему пластических свойств. При использовании такого связуюцего в " брикетировании углеводородистых материалов с последующим прокаливанием брикетов значительная часть мальтенов испаряется, разрушая брикет. В таких термообработанных смолах температура размягчения равна 50 С, а содержание мальтенов составляет 403.

Таким образом, связующее с оптимальной температурой размягченил

55-75 С можно получить при температуре термической обработки отходов

380-410 Ñ и длительности выдержки отходов при этих температурах 1-4 ч.

Иинимальнал выдержка термической об-. работки смол составляет 1 ч при 410 С и максимальная - 4 ч при 380 С.

Пример 3. В этой серии опытов приведены исследования по оценке качества связуюцих вецеств, полученных из асфальто-смолистых отходов производство цеха прокалки электродов, после их термообработки при 300; 360; 380 410 С. Качество связующих .оценивают по величине механической прочности брикетов на сжа-. тие. Весовое соотношение углеродистый материал: связующее в брикетной шихте изменяют от 94:6 до 76:24.

Брикетирование ведут на прессе с максимальным усилием 5 т. Удельное давление прессования составляет

50 ИПа. Брикеты получают цилиндрической формы диаметром 20 мм и высотой 10-12 мм. Длл оценки механической прочности брикеты раздавливают на этом we npecce.

Технология получения брикетов следуюцая. Углеродистый материал> такие отход цеха прокалки электродов, крупностью менее 2 мм смешивают со связуюцим при 130-140 C в течение 5-10 мин и затем прессуют шихту в пресс-форме, которую прогревают до 60-550С. Продолжительность одностороннего прессования 2 с.

Из пресс-Фориы брикет выдавливают пуансоном с помоцью пресса. Продол

97577

3 9 и результаты опытов приведены в табл.2 и 3.

Результаты исследований (табл.1 и

2 ) показывают, что наиболее близки к каменноугольному пеку по физикохимическим характеристикам термообработанные асфальто-смолистые отходы при 390-4100С. Так, например, температура размягчения (по Кий),полученных связующих составляет 65-, 10

74 С, содержание карбенов и асфальтенов соответственно 29,5-32,83 и 46,5-57,04 (33,1 и 47,5i у каменноугольных пеков), Таким образом, для получения связующего из асфальто-смолистых отхо- 1М дов, полученных при термической обработке "зеленых" электродов, в кото рых в качестве связующего вещества используется каменноугольный пек, необходимо проводить термообработку при 0

390-4 10 С в течение 1 ч.

Пример 2. Термическую обработку асфальто-смолистых отходов проводят при 380-410 С, Продолжитель-" ность выдержки 2-4 ч. Технологические 25 условия опытов те же, что и в примере 1. Качество связуюцих оценивают по показателю температуры размягчения (табл.3 ), который является одним из основных показателей качества связующих, поскольку при температуре размягчения выше 75 С практически невозо можно будет осуцествлять промышленным способом транспортировку связующего по трубопроводу из цеха приготовления (разогрева ) связу ацего до смесителя брикетной шихты.

При температуре обработки отходов 380 С и времени выдержки 2-4- ч получают связующее, близкое по груп- < повому составу и каменноугольному пеку при длительности выдержки 2-4 часа, Средний групповой состав свлзу ющего: карбены 25,73;.асфальтены

58,93; мальтены 15,44. При обработ- 4 ке отходов при 390аС с последующей выдержкой продолжительностью 2 ч температура размягчения связующего составляет 77оС, а содержание кар..бенов возрастает до 64,23, содержание, же асфальтенов снижается до 21,43.

При 410оC продолжительность термической обработки отходов с получением связуюцего с температурой размягчения 74 С составляет 1 ч. Увеличение длительности термообработки смол Голее 2 ч приводит к получени<э связующего с температурой размягчения 100 С и выше, что придае r связуюТаблица 1

Пек каменно- БН 70/30 угольный

Асфальто-смолистые отходы

Показатели

Содержание, Ф серы

1,63

0,36

0,62

0,16

0,24

0,15 золы

16,4

48,9

Коксуемость, 4

14,2

Выход летучих, 3

86,1

90,4

61,5

Плотность, . г/см

1,286

1,015

1, 233

Температура размягчения, С

73

5-10

Содержание,Ж

0,95

25,95

8,6

33,1 карбенов асфальтенов

47,5

37,3

19,4

74,0

54,1 мальтенов

Таблица 2

Асфальто-смолистые отходы, термообработанные при температуре,оС

Показатели

410

390

-380

20 (исход- 300 ная) 360

Содержание, 4

0,78

0,76

0,69

0,72

0,60

0,62 серы

0,28 эолы

0,29

0,26

0,24

0,27

0,25

5 975779 6 жительность затвердевания брикета прочностью (до 35-37 ИПа) против составляет 17-20 ч. Результаты опы- брикетов с применением в качестве тов сведены в табл.4. Опыты сопостав- связующего каменноугольного пека лены с брикетами, полученными из шихт .(24-34 МПа и битума БН 70/30 с использованием в качестве связую- у (19-20 ИПа), при этом применение щего каменноугольного пека и битума связующего, полученного из смолистых

БН 70/30. отходов производства электродов при брикетировании углеродистых матеРезультаты опытов покаэывают,что риалов - отходов того же производбрикеты, изготовленные с использова- 10 ства, позволяет снизить расход свя. нием связующих из термообработанных зующего на 203 по сравнению с иссмол при 380-410 С в течение 1-4 ч, . пользованием в качестве связующего обладают наибольшей механической битума марки БН 70/30.

975779

Продолжение табл, 2

300 360 380

Асфальто-смолистые отходы, термообработанные при температуре, С

Показатели

20 исход- 390

Выход летучих, 3

90,4

84,0

71,6

68,5

74,5

Плотность, г/см

1; 269

1,238 1,2421 1,259

1, 264

1,272

Температура размягчения, С(КИШ) 74

5-10 30

50

Содержание, 3 карбенов

8,6

29,,6

31,6

32,8

30,0

29,5

28,2

32,4

20,2

37,3

46,5

57,0 асфальтенов

54,1

41,2

36,0

50,2 мальтенов

20,7

13,5

Таблица 3

Температура размягчения асфальто-смолистых отходов, термообработанных при температуре, С

; П родолжит ель ность термообработки, ч, 410

3 80

360

300

390

100

Более 100

Более 100 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 30 43

30,5 45

31 47

32 51

Формула изобретения.

Способ получения свлзующего для брикетирования углеродистых материалов путем термообработки каменноугольного сырья, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сйижения температуры размягчения связующего, в качестве каменноугольного сырья используют асфальто-смолистые отходы, полученные при прокаливании

5$

"зеленых" электродов и содержащие

ВНИИПИ Заказ. 8932/42

50 65

55 77

58 . 90

65 100

8-10 вес.3. карбенов и карбоидов, 30-40 вес А асфальтетов, 50-60 вес.3 мальтенов, и термообработку проводят при 380- 410 С в течение 1-4 ч.

Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

IP 1816.12, кл. С 10 В 53/06, 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

Р166300,кл.С 10 В 55/00,1962(прототип)

Тираж 524 Подписное