Способ получения углеродного материала

Способ получения углеродного материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 08.10.80 (21)3214433/23-26 (31) М Кп з с присоединением заявки Мо (23) Приоритет

С 01 В 31/02

С 09 С 1/52

Государственный квмитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 661.666.1 (088.8) Опубликовано 151182., Бюллетень Мо 42

Дата опубликования описания 15.11.82

С .П. Егина, С.М. Топлов. A.М. Цыбулйвский, П.A. Теснер,jJI.È. Ефимов и И.С. Славкин

Всесоюзный научно-исследовательский и ттрвецтйый: институт по переработке газа и Всесоюзный нау Ттте к» исследовательский институт природных газов (72) Авторы изобретения (71) заявители (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНОГО МЛТЕРИАХЦ

Изобретение относится к получению углеродных продуктов пиролиэа углеводородных газов, рекомендуемых .для применения в качестве раскислителя стальных расплавов, карбюризатора при выплавке чугуна и стали, компоненты шлакообраэующих смесей и электродных масс.

Известен способ получения углеродного материала при пропускании углеводородного газообразного сырья через обогреваемый снаружи трубчатый реактор с образованием сажи и пироуглерода (13.

Недостатки данного способа заключаются в сравнительной сложности его аппаратурного оформления, в необходимости использования нагревательных устройств.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения углеродного материала, включающий тангенциальную подачу воздуха при коэффициенте избытка 0,30,5 в аксиальный поток углеводородного парогазового сырья, сжигание части сырья и разложение остальной его части при 1100-1200 C и времени .пребывания в зоне реакции 1-4 с. При этом парогаэовое сырье подают со скоростью 1,5-3,0 м/с, а воздух - 2030 м/с, т.е. отношение линейных скоростей подачи воздуха и сырья составляет 7-20 (2).

Однако при этом, в основном, образуется сажа, а пироуглерод не образуется либо образуется в незначительном количестве.

Цель изобретения - повышение выхода пироуглерода.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения углеродного материала, включающему тангенциальную подачу воздуха при коэффициенте избытка 0,3-0,5 в аксиальный поток углеводородного парогазового сырья, сжигание части сырья и разложение остальной его части при 1100-1200оC и времени пребывания в зоне реакции 1-4 с, сырье подают с линейной скоростью 5-15 м/с при отношении скоростей подачи воздуха и сырья 0,8-2.

Использование укаэанных режимов обеспечивает образование сложных структур сажевых частиц, закрепление их на стенках реактора и рост на них пироуглерода. Благодар,. акрученному потоку на небольшом расстоЗО янин от устья горелки происходит пол,973478 ное потребление кислорода воздуха и в зоне отложения сажевых частиц поддерживается концентрация углеводородов, достаточная для обеспечения роста пироуглерода, Отклонение от укаэанных режимов в ту или иную сторону ведет к уменьшению выхода пироуглерода.

Пример 1. Опыты 1-13 .прово-, дят на лабораторной установке, состоящей из горизонтального пустотелого!О реактора диаметром 300 мм, печи ожига, служащей продвижением реактора, сопел для подачи газа и воздуха и дутьевого вентилятора.

Опыты 14-15 проводят на пилотной установке диаметром 800 мм с вертикальньм реактором, печью дожига, соплами и воздуходувкой.

В качестве сырья используют попутный газ с Краснодарского нефтега- Э3 зоперерабатывающего завода.следующего состава, маС.Фг С Нь9,2 С Н6 19,4s

С4Н е 7,78 СуН 2,01 N 0,52у

СОз 2,3; СН остальное.

Сырье под давлением 0,1 кгс/см подают в реактор аксиально, а воздухтангенциально. При неполном сгорании сырья на стенках реактора осаждается пироуглерод. Образующаяся при этом сажа улавливается в циклонах или вместе с продуктами неполного сгорания сырья при 1000-1100 С докигается (в печи дожига) и выбрасывается в атмосферу. Пироуглерод перио1 дически удаляют нз реакционного объема, например, при помощи скребков.

Продолжительность опыта 2,5 ч.

Режимные параметры опытов и полученные результаты приведены в таблице.

97347S

-i

I 1

14»»

1)1

1 I

14 I ! 1

11

}A1

)О1

1О1

Iх)

1 )4 I

)о!

)Д I

I I

1

I !

I 1

I

I

I

1

1 ! CO

44Ъ

IO с

44Ъ

»4Ъ с о 1

4»Ъ

IO с

I

СЧ

Сс с 4

Э

1 оэ ац хо

L а

С«4

4 с л I

4»Ф

»О с

1 л

О»

СЧ

1

1, м

1 g, ! о.

Э

1 х

1 Ц дс»

)о„

1 )46

I дЕ

CO с

С0 л с0 с \

CO РЪ

«4 Л с с

CO L

СЧ 1

1 ! 1

I 446

I »Ц о о ! аа

I Х Э

1 И Ц

Ill с

СЧ

«4

»4Ъ с

СЧ 1

РЪ с

»Ч

I I о

I Э Х

I.3 D

1 О

»6

С6 Х Х

Э 6»»

Э Ц

octa ооо ах 444

РЪ с

4»Ъ

СЧ

CO л л Ю х Э

)4 Х ох

СЧ

О

С Ъ

1 о

v

Д н Е и о ах

О0

Х 46

ОЦ

Ю О

СЧ Ф

1

1 1 IC

1 И Д оа

СО с

СЧ

»4Ъ с

Ю л с»ъ

1 I )4 вх я (4» QB»О

ОХжсь

I6eЭХ

I

° 43 с в

РЪ

РЪ

Ъ о

1 е

»СЪ с о

1 46 х с6 О 1»

Х 444 Ц

° 4

Ю с о

Л4 Ф с

I

»СЪ

1 ГЪ

1 в

I о

IO 1

1 о о

Ю

1! е

СЧ е л 1

1»44

Ю

Ю

° 4

Ю

»СЪ

1 е

Ю л I

1 4Ч в»ф

1 л4 л

СЧ с

«.4

1 ь

»6 аи

Эо

5 46 н а

Ю

Ю

СЧ

Ю

Ю л

Ю

I в

1 е

Ю

4ЮЪ е

Л е

«4 1

Ю

CO

° 4

1

1 ! 1

СЧ 4«Ъ

I

1 I

1 1! .

1 1»6

1 ОЪX о

1 64 Ц

1 1 — — 1

1 1

I !»6

Ц I m X

О)О

Х I lc» Ц о

46 I

С»а I

1 1

1 Я Д

1оа

Э I I

46Ю О

К2О46)О

g»о ы

Э Э L Ф 46

o,àх д э э

40 r. х а а а

4«Ъ

° 4

СЧ л л

Ю л

С4»

CO с

СЪ\ с

С»

Ю с

»О

ОЪ с

»О л

1 I !

»4Ъ»СЪ

4 С с с

° 4 О

»С» с с

СЪ СЧ О

»4Ъ с с

СЧ СЧ Ю.

Сс

I0»еЪ СЧ с с с о

IA»СЪ с

»О»С»»О л

»СЪ

»СЪ с с СЧ O\

° Ф Л4 С

I I 1

I I !

I 1 I

1 1 !

1 I I е

1 I !

Ю

I 1 1

I 1 I е Ю е е

I I о е»С» л л

4 х о

In )4 ЧЪ

440 4Ч

44Ъ »0 с с ю 1 о

РЪ

4 с с

1 4 1

СЧ 4 1 с с с

ФЪ 4 Ъ !

IO с

1 СЧ !

РЪ

40 о

4 л с0

4(Ъ»О с с

Ю»O»0 сч л л

СЧ OI СЧ

I 1

Ю «

I 1 !

1 I е

»4Ъ

I СЧ

1 I

1 I е С Ъ с

СЧ I

I 1 1

Ю е ю

Ю Ю

1 1

Ю л

CO С4» л л (i

-4 I

»О о!

1

I

1

1

1 !

1

I

} !

973478

Формула изобретения

Составитель В. Иванов

Техред M.Êîmòóðà Корректор Г. Решетник

Редактор М. Д ылын

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 8596/22

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ таблицы, опыты (9 3, 6,8,10,12 и 14), соответствующие заявленным режимам, дают наибольшие результаты по выходу пироуглерода с плотностью 1,68-1,77 г/см . Опыт 9 1 обеспечивает в среднем такой же выход, однако получаемый пироуглерод низкоплотный, содержащий значительное количество сажи.

Испытания получаемого пироуглерода при плавке синтетического чугуна показывают 90% степень усвоения в течение 15 мин, что примерно в

2, 2 выше, чем при применении каменноугольного кокса.

Способ получения углеродного материала, включающий тангенциальную подачу воздуха при коэффициенте избытка 0,3-0,5 в аксиальный поток углеводородного парс-газового сырья, сжигание части сырья и разложение остальной его части при температуре

1100-1200 С и времени пребывания в зоне реакции 1-4 с с образованием сажи и пироуглерода, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения выхода пироуглерода, сырье подают с линейной скоростью 5-15 м/с

10 при соотношении скоростей подачи воздуха и сырья 0,8-2.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Теснер П.A. Образование угле15 рода иэ углеводородов газовой фазы.

M. Химия, 1972, с. 11-45.

2, Виробянц P.A. Исследование печного процесса производства гаэовой сажи. Сб. Пути развития газовой промышленности СССР, М., Гостоптехиздат. 1958, с.332-345 (прототип).