Способ получения мезофазного пека - SU1676455A3
Код документа: SU1676455A3
Описание
Изобретение относится к способам получения мезофазного пека и может быть использовано к нефтеперерабатывающей и коксохимической промышленности.
Целью изобретения является повышение качества целевого продукта.
Пример 1. Каменноугольный деготь удельным весом 1,1644 г/см и содержащий 4,7 мас.% ксилолнерастворимых компонентов (КНК) и 0,6 мас.% хинолиннерастворимых компонентов (ХНК), подвергают однократному испарению в колонне однократного испарения при 280°С, под атмосферным давлением с целью получения тяжелого компонента с содержанием КНС и ХНС 6,3 мас.% и 1.1 мас.% соответственно, при выходе 80 мас.%. Этот тяжелый компонент растворяют в двойном количестве ксилола , и смесь непрерывно фильтруют при 25°С с помощью непрерывного фильтра для удаления -нерастворимых компонентов. Фильтрат подвергают перегонке с целью выделения ксилола, с получением в результате очищенного тяжелого масла с выходом 69,4 мас.% по отношению к каменноугольному дегтю.
Свойства каменноугольного дегтя, тяжелого компонента и очищенного тяжелого масла приведены в табл.1.
10 кг/ч очищенного тяжелою масла и 7,6 кг/ч поглотительного масла с интервалом кипения 240-280°С не имеющего КНК, полученный из каменноугольной смолы, отдельно насосами вводят в трубчатый нагреватель , оснащенный нагревательной трубой с внутренним диаметром 6 мм и длиной 40 мм, погруженной в расплавленную соляную ванну, где смесь подвергают термической обработке при 510°С при давлении 20 кгс/см2 изб. Подвергнутую термической обработке жидкость добавляют к двойному количеству ксилола и содержимое перемешивают. Смесь затем подвергают центрифугированию при скорости вращения 2000 об/мин при температуре окружающей среды с целью получения нерастворимых компонентов, к которым добавляют двойное количество ксилола и содержимое перемешивают, а смесь вновь подвергают центрифугированию для промывки нерастворимых компонентов. Высокомолекулярный битуминозный материал получают в результате сушки только упомянутых нерастворимых компонентов, с выходом 12,4 мас.% по отношению к очищен ному тяжелому компоненту . Анализ высокомолекулярного битуминозного материала дает следующие результаты: содержание КНС 80 мас.%, и содержание ХНС - 0,3 мас.%.
К 500 г тетрагидрохинолина добавляют 250 г битуминозного материала и подвергают гидрированию в течение 30 мин при 440°С и под автогенном давлении в автоклаве емкостью 1 л. Конечное давление обработки составляет 111 кгс/см изб. Гидрированную жидкость отфильтровывают с помощью стеклянного фильтра и подвергают перегонке при пониженном давлении с целью удаления растворителя с получением гидрированного высокомолекулярного битуминозного материала. Полученный таким путем гидрированный высокомолекулярный битуминозный материал помещают в полимеризационную колбу и подвергают
термической обработке в соляной ванне, поддерживаемой при 450°С в течение 50-70 мин при атмосферном давлении с барботи- рованием газообразного азота при расходе
80 л/мин на 1 кг подвергаемого обработке битуминозного материала. Свойства полученного таким способом пека ггриведены в табл.2.
Мезофазный пек из опыта 3 табл,2 под0 вергают прядению с помощью прядильного устройства, с размером отверстия фильеры, равным диаметру 0.25 мм и длиной 0,75 мм при 335°С со скоростью вытяжки 600 м/мин с целью получения волокон из пека. Угле5 родные волокна получают приданием волокнам из пека неплавкости в результате их нагрева в воздухе при 320°С в течение 20 мин и последующей карбонизации их при 1000°С в азотной атмосфере. Углеродные
0 волокна имеют предел прочности на растяжение 300 кгс/мм и модуль упругости 19,4 т/мм . Эти волокна далее подвергают гра- фитизациии при 2500°С. Воло кня имеют предел прочности на растяжение 423
5 кгс/мм2 и модуль упругости 92,1 т/мм2.
Пример 2. Очищенное тяжелое масло, полученное в примере 1, в отсутствие ароматического масла подвергают термической обработке в трубчатом нагревателе с внут0 ренним диаметром 6 мм и длиной 40 м при 510 или 530°С и давлении 20 кг/см (2,1 МРа) и при скорости потока 17,6 кг/ч. Свойства подвергнутых термической обработке материалов приведены в табл.3.
5Высокомолекулярные битуминозные
материалы получают путем добавления двойного количества ксилола к каждому из подвергнутых термической обработке материалов , а их смеси подвергают обрабо тке в
0 соответствии с примером 1. Выходы битуминозных материалов составляют 14,9 и 21,3 мас.% по отношению к очищенному тяжелому маслу для каждого из материалов, подвергнутых нагреву при 510 или 530°С,
5 соответственно. Мезофазные пеки получены путем гидрирования и термической обработки высокомолекулярного битуминозного материала . юсобом, аналогичным примеру 1.Условия тепловой обработки приведены в
0 табл.4, а условия гидрогенизации и второй степени тепловой обработки не отличаются от условий, описанных в примере 1, Свойства пеков приведены в табл.4. Меэофазный пек из опыта 6 (табл.5) под5 вергают прядению при 377°С Р. соответствии с технологией использованной в примере 1, а после этого полученным таким путем вопокнзм из пека придают неплавкость и лсдаергают карбонизации при 1000°С. Углеродные волокна имеют предел
rj
прочности на растяжение 294 кгс/мм и модуль упругости 18,0 т/мм2.
Пример 3 (сравнительный). Тот же каменноугольный деготь, который используют в примере 1, подвергают однократному испарению при 280°С с получением тяжелого масла, которое смешивают с ксилолом и отфильтровывают. Полученные таким путем КНС добавляют к двойному количеству тетрагидрохинолина и подвергают гидрированию таким же способом, как в примере 1. После фильтрования растворитель удаляют из гидрированного продукта, а продукт подвергают термической обработке в соляной ванне при 450°С в течение 90 мин под атмосферным давлением с получением мезофазного пека. Температура размягчения пека составляет 320°С, содержание в нем соединений, нерастворимых в хинолине, составляет 12,6 мас.%, содержание соединений, растворимых в ксилоле, со- ставляет5,1 мас.%, а содержание мезофазы 85%. Этот пек подвергают прядению при 355°С. Волокнам пека придают неплавкость и их подвергают карбонизации при 1000°С. Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 228 кгс/мм и модуль упругости 16,2 т/мм .
Пример 4 (сравнительный). Очищенное тяжелое масло, полученное таким же способом, как в примере 1, подвергают термической обработке в трубчатом нагревателе при тех же самых условиях, которые используют в примере 1. Подвергнутую термической обработке жидкость направляют без охлаждения в испарительную колонну при 480°С, где удаляют легкие фракции с целью получения пека с высокой температурой размягчения, с выходом 28,6 мас.% по отношению к очищенному тяжелому маслу. С целью гидрирования пека при тех же самых условиях, которые были использованы в примере 1, к пеку добавляют двойное количество тетрагидрохинолина, и гидрированный пек подвергают термической обработке, с получением в результате мезофазного пека. Продолжительность тепловой обработки отражена в табл.5, а другие условия термообработки, как в примере
Свойства пека приведены в табл Мезофазный пек из опыта 10 (табл 5) подвергают прядению при 342°С по способу , аналогичному способу, описанному в примере 1, и затем полученным таким путем волокнам пека придают неплавкость и они подвергнуты карбонизации при 1000°С. Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 242 кгс/мм и модуль упругости 14,2 т/мм.
Пример 5. Очищенное тяжелое масло, как в примере f, подвергают термообработке в соответствии с примером 1. при 510°С в трубчатом нагревателе. Подвергнутый тер
мообработке материал направляют в испарительную колонну и подвергают однократному испарению при 280°С под атмосферным давлением с целью удаления использованного поглотительного масла,
0 Термообработанный материал, полученный из кубовой части колонны, охлаждают в холодильнике до 100°С этот продукт имеет 3,5 мас.% КНС. После непрерывного введения двойного количества ксилола в псдвергну5 тый термообработке материал внутри трубопровода смесь охлаждают до 25°С. Смесь направляют в центрифугу непрерывного действия и полученный нерастворимый компонент отделяют и выводят. После диспер0 гирования нерастворимого компонента в двойном количестве ксилола дисперсию вновь направляют в ту же самую центрифугу непрерывного действия с целью вымывания нерастворимого компонента.
5 После сушки нерастворимого компонента в вакууме получают высокомолекулярный битуминозный материал с выходом 8,8 мас.% по отношению к очищенному тяжелому маслу сырья. Полученный таким пу
0 тем высокомолекулярный битуминозный материал имеет КНС 70,5 мас.% и ХНС 0,1 мас.%.
Высокомолекулярный битуминозный материал растворяют в трехкратном количе5 стве гидрированного антраценового масла и раствор подвергают непрерывной термообработке в трубчатом нагревателе, содержащем нагревательную трубку внутренним диаметром 10 мм и длиной 100 м, погружен0 ную в расплавленную соляную ванну, прм расходе 6,5 кг/ч, 440°С, давлении 50 кгс/см изб. Затем подвергнутый обработке раствор непосредственно направляю в испарительную колонну и подвергают там
5 однократному испарению при атмосферном давлении при 400°С Таким обоазом гидрированный битуминозный материал получают из кубовой части колонны. Гидрированный битуминозный материал имеет
0 температуру размягчения по метод. К / Hi 132°С КНС 51,6 мае % и ХНС 0 1 мдс %
Гидрированный битуминозный матеои ал подвергают термической обработке v полимеризационной колбе при атмосфер
5 чем давлении, как в примере 1 и йопучзгс- мезофазный пек.
Свойства пека приведены в табг 6 Прядильный пек из огнпл 1Б тчЬл & подвергают прядению с испот л-ч1 TV тоже самого прядильного устрт, i - L
примере 1, при скорости вытяжки 850 м/мин при 325°С. Экструдировэнным волокнам придают неплавкость и подвергают карбонизации при 1000°С, как в примере 1, и в результате получают углеродные волокна Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 298 кгс/мм и модуль упругости 45,9 т/мм2 Графитные волокна, полученные из углеродных волокон графи- тизацией при 2500°С, имеют предел прочности на растяжение 405 кгс/мм и модуль упругости 67,9 т/мм2.
Примерб Деготь (удельный вес 1,0751 г/см3, содержание асфальтенов 15,1 мас.%, КНС 0 мас.%, содержание углерода по Конрадсону 12,3 мас.%, вязкость при 100°С 6,3 ест) подвергают термообработке в том же трубчатом нагревателе, как в примере 1, при 500°С и давлении 20 кг/см при расходе 17 5 кг/ч Лигроиновый деготь использованный в качестве исходного сырья, является остатком смолы, получаемой при пиролизе нафты для получения олефинов например этилена, пропилена и тд Высокомолекулярный битуминозный материал получают смешением термообработанного материала с двойным количеством ксилола , центрифугированием, промывкой и сушкой как в примере 1 Выход битуминозного материала составляет 8 9 мае % Этот битуминозный материал с большим молекулярным весом с.одержит 76,9 мае % нерастворимого в ксилоле компонента и менее 0,2 мае % нерастворимого в хинолине компонента 125 г высокомолекулярного битуминозного материала растворяют в 250 г тетрагидрохинолина, и раствор загружают в автоклав емкостью 1 л и осуществляют термообработку при 460°С под автогенным давлением в течение 80 мин Конечное давление обработки составляет 116 кгс/см изб После фильтрования обработанной жидкости с помощью стеклянного фильтра использованный растворитель удаляют перегонкой и получают гидрированный биту- инозный материал Гидрированный битуминозный материал подвергают термической обработке как в примере 1 при температуре соляной бани 450°С при атмосферном давлении в течение 30 мин. Полученный таким путем пек имеет темпе- .ратуру размягчения 310°С, содержание ХНС 0,8 мае %, содержание соединений, растворимых в ксилоле 8,5 мас.% содержание мезофазы 100%.
Пек подвергают прядению с использованием того же самого прядильного устройства , которое используют в примере 1, при 341°С. при скорости вытяжки 500 м/мин Волокнам пека придают неплавкость и они
подвергнуты карбонизации при 1000°С Углеродные волокна имеют предел прочности на растяжение 279 кгс/мм и модуль упругости 15,5 т/мм .
Пример Гидрированный пек, полученный как в примере 1, подвергают тепловой обработке так как в примере 1 используя колбу для полимеризации, при 470°С в течение 25 мин Свойства получен0 ного таким путем мезофазного пека температура размягчения по Меттлеру 300°С, содержание хинолиннерастворимых соединений 1 9 мае %, содержание ксилолраство- римых соединений 72 мае %, содержание
5 мезофазы 100%
Мезофазный пек формуют таким же образом и при таких же условиях посредством использования такой же машины для формования волокна которую применяют в
0 примере 1 при 335°С Пековые волокна делают неплавкими и науглероживают при 1000°С таким же образом и при тех же условиях , что применены в примере 1 Полученные таким образом углеродные волокна
5 имеют прочность на разрыв 305 кг/мм2 и модуль упругости 18,9 т/мм
П р и м е р 8 2 образца (первый получен: тепловой обработкой при 510°С а другой получен тепловой обработкой при 530°С)
0 гидрированного пека, полученного по примеру 2 (250 г каждого), соответственно помещают в 500 мл реакторы из нержавеющей стали Гидрированный пек полученный тепловой обработкой при 510°С, содержит кси5 лолнерастворимые соединения в
количестве 50,1 мае % и хинолиннерастворимые соединения в количестве 0,2 мас.%
Гидрированный пек, полученный тепловой
.обработкой при 530°С, содержит ксилолне0 растворимые соединения в количестве 49,3 мае % и хинолиннерастворимые соединения в количестве 0,2 вес % Реакторы продувают газообразным азотом, после чего их содержимое расплавляют нагреванием до
5 300°С Далее реакторы постепенно эвакуируют вакуум-насосами до достижения абсолютного давления, соответственно равного 3 мм ртутного столба Затем температуры повышают до достижения абсолютного дав0 ления, соответственно равного 3 мм ртутного столба Затем температуры повышают до достижения заранее предусмотренных температур Реакторы выдерживают 5 мин при заранее определенной температуре, после
5 чего нагревание прекращают. Вакуум-насосы также выключают. Давление в реакторах восстанавливают до атмосферного давления путем введения газообразного азота Затем реакторы охлаждают. Свойства пеков приведены в табл 7. Полученные таким образом мезофазные пеки формуют таким же образом и при таких же условиях, которые применены в примере 1 при 340°С. Пековым вопокнам придают неплавкость и науглероживают при 1000°С тем же способом и при тех же условиях, что в примере 1. Характеристики углеродных волокон, полученных таким путем, показаны в табл.7.
Пример 9. Каменноугольный деготь, имеющий удельный вес 1.213 г/см и содержащий 7,2 мас.% ксилолнерастворимых соединений и 1.0 мае. % хинолиннераствори- мых соединений, перегоняют при 300°С для удаления более легких компонентов. Полученный таким путем тяжелый компонент растворяют в двойном количестве ксилола и образованные при этом нерастворимые материалы отфильтровывают. Полученный фильтрат перегоняют для удаления ксилола, получая таким образом очищенное тяжелое масло. Выход очищенного тяжелого масла составляет 76,3 мае. % в пересчете на каменноугольный деготь, т.е. на исходное сырье. Очищенное тяжелое масло содержит кси- лолнерастворимые соединения в количестве 2,2 мас.% и хинолиннерастворимые содинения в количестве менее 0,1 мас.%.
Очищенное тяжелое масло подвергают тепловой обработке при 510°С таким же образом и при таких условиях, которые применяют в опыте 4 примера 1. После тепловой обработки материал подвергают однократной равновесной перегонке при 285°С при атмосферном давлении в колонне однократной перегонки. Из нижней части колонны получают тяжелое масло, содержание которого составляет 6,9 мас.%. Тяжелое масло растворяют в двукратном количестве ксилола и смесь центрифугируют для удаления нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент снова диспергируют в двукратном количестве ксилола и дисперсию фильтруют для извлечения нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент высушивают в вакууме для получения высокомолекулярного битуминозного материала. Выход высокомолекулярного битуминозного материала составит 7,3 мас.% в пересчете на очищенное тяжелое масло.
Высокомолекулярный битуминозный материал растворяют в тройном количестве гидрированного антраценового масла и высокомолекулярный битуминозный материал гидрируют и подвергают однократной перегонке так, как в примере 5 для получения гидрированного битуминозного материала. Гидрированный битуминозный материал подвергают тепловой обработке при 430°С в течение 70 мин, как указано в примере 1, Мезофазный пек, полученный таким путем.
имеет температуру размягчения по Меттле- ру, равную 300°С, содержание хинолинне- растворимых соединений 0,3 мас.%, содержание ксилолрастворимых соединений 5,3 мас.% и содержание мезофазы 100%.
Мезофазный пек формуют таким же образом и при таких же условиях, которые применены в примере 1. Пековым волокнам
0 придают неплавкость и науглероживают при 1000°С таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1. Углеродные волокна имеют прочность на разрыв 301 кг/мм2 и модуль упругости 17,0
5 т/мм2.
Пример 10. Каменноугольный деготь, имеющий удельный вес 1,266 г/см3 и содержащий 10,2 мас,% ксилолнерастворимых компонентов и 2,0 мас.% хинолиннераство0 римых компонентов, растворяют в тройном количестве ксилола. Образующиеся при этом нерастворимые материалы отфильтровывают , затем фильтрат перегоняют для удаления ксилола и получают очищенное тя5 желое масло. Выход очищенного тяжелого масла составляет 31,2 мас.% в пересчете на каменноугольный деготь, т.е. на исходное сырье. Очищенное тяжелое масло содержит ксилолнерастворимые компоненты в коли0 честве 0,4 мас.% и хинолиннерастворимые компоненты в количестве менее 0,1 мас.%. Очищенное тяжелое масло подвергают тепловой обработке в трубчатом нагревателе по примеру 2 при 480°С под давлением
5 30 кг/см . Материал после тепловой обработки сразу же охлаждают, в результате чего получают тяжелое масло, в количестве 7,9 мас.%. Тяжелое масло растворяют в двойном количестве ксилола и смесь центрифу0 гируют для удаления нерастворимого компонента. Нерастворимый компонент снова диспергируют в двойном количестве кксилола и дисперсию фильтруют для удаления нерастворимого компонента. Нераство5 римый компонент высушивают в вакууме для получения высокомолекулярного битуминозного материала. Выход высокомолекулярного битуминозного материала составляет 8,6 мас.% в пересчете на очи0 щенное тяжелое масло.
Высокомолекулярный битуминозный материал растворяют в тройном количестве гидрированного антраценового масла. Битуминозный материал гидрируют и подвер5 гают однократной перегонке, как показано в примере 5.
Гидрированный битуминозный материал подвергают тепловой обработке при 450°С в течение 35 мин, как указано в примере 1. Полученный таким образом мезофазный пек имеет температуру размягчения 307°С по Меттлеру. Содержание хинолин- нерастворимых компонентов 0,8 мас.%, содержание ксилолрастворимых соединений 3.6 мас.%. Содержание мезофазы 100%.
Мезофазный пек формуют таким же образом и при тех же условиях, которые применены в«примере 1. Волокнам из пека придают неплавкость и науглероживают при 1000°С таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1. Углеродные волокна имеют прочность на разрыв 293 кг/мм и модуль упругости 17,4 т/мм
Пример 11. В качестве сырья используют тяжелый каменноугольный деготь, имеющий свойства, показанные в табл.8. Одну часть тяжелого каменноугольного дегтя смешивают и растворяют в 2 ч. ксилола, затем отделяют образовавшиеся нерастворимые компоненты на непрерывно действующем фильтре. Ксилол удаляют из фильтрата перегонкой и- таким путем получают очищаемое тяжелое масло, свойства которого показаны в табл.8. Выход очищенного тяжелого масла составляет 92,1 мзс.% в пересчете на тяжелый каменноугольный деготь.
Очищенное тяжелое масло подвергают непрерывной термической обработке при скорости загрузки 175 кг/ч, при 470-520°С и давлении 20 кг/см в трубчатом нагревателе , с внутренним диаметром трубы 6 мм и длину трубы 40 м, погруженном в солевую ванну. Материал, выходящий из нагревателя , направляют в колонну однократной перегонки при температуре головной части колонны 250°С при атмосферном давлении с целью удаления более легких компонентов из головной части и извлечения тяжелого масла после термокрекинга на нижней части колонны. Содержание тяжелого масла после термического крекинга следующее: опыт 19: 6,9 мас.%, опыт 20: - 8,8 мас,%. опыт 21: 9,8 мас.%, опыт 22: 11,1 мас.%, опыт 23: 12,4 мас.% 2 вес.ч. ксилола добавляют к одной части тяжелого масла, находящегося при 100°С. Тяжелое масло растворяют в ксилоле при перемешивании, затем раствор охлаждают до комнатной температуры . Раствор, содержащий нераствори- мый компонент, обрабатывают на центрифуге непрерывного действия для отделения и получения нерастворимого компонента . Две весовых части ксилола добавляют к одной части нерастворимого компонента и смесь перемешивают. Затем смесь фильтруют под давлением для отделения нерастворимого компонента от раствора растворимого компонента в растворителе. Нерастворимый
компонент нагревают в вакууме для удаления ксилола. Полученный таким образом очищенный нерастворимый компонент представляет высокомолекулярный битуминозный материал. Выход и свойства высокомолекулярного битуминозного материала показаны в табл.9.
Затем одну весовую часть высокомолекулярного битуминозного материала рас0 тв-оряют в 3 мае.ч. гидрированного антраценового масла и смесь гидрируют непрерывно при скорости подачи загрузки 6,5 кг/ч, при 400°С, под давлением 50 кг/см2 в трубчатом нагревателе, имеющем обогрева5 ющую трубку с внутренним диаметром 10 мм и длиной 100 м, погруженную в ванну из расплавленной соли. Затем гидрированный смешанный раствор подают в колонну однократной перегонки и подвергают однократ0 ной перегонке при температуре в головной части 400°С при атмосферном давлении с тем. чтобы удалить отработанный растворитель и более легкие компоненты материала в головной части колонны. В итоге из ниж5 ней части колонны получают гидрированный пек.
Далее 100 г гидрированного пека помещают в колбу для полимеризации, погруженную в ванну из расплавленной соли с
0 температурой 450°С. Тепловую обработку проводят в течение 30 мин при атмосферном давлении путем барботирования газообразного азота при скорости потока 8 л/м. Таким образом получают мезофазный пек.
5 Выход и свойства гидрированного пека и мезофазного пека показаны соответственно в табл.10.
Оптически-анизотропные пеки, т.е. ме- зофазные пеки, полученные по опытам 20,
0 21,22, формуют с применением машины для формования волокна, имеющей полую прядильную фильеру с внутренним диаметром 0,25 мм и длиной 0,75 мм. Температура формования 340°С при скорости формования
5 700м/мин.
Волокнам из пека придают неплавкость путем повышения температуры со скоростью 1°С/мин до 320°С и выдерживании волокон при 320°С в течение 20 мин. Волок0 на науглероживают при 1000°С в атмосфере газообразного азота. Таким образом получают углеродные волокна. Характеристики углеродных волокон показаны в табл.11. 15 кг/ч очищенного тяжелого масла,
5 полученного по примеру 1, и 2,6 кг/ч поглотительного масла смешивают и направляют в трубчатый нагреватель, оборудованный обогревающей трубой, имеющей внутренний диаметр б мм и длину 40 мм. В нагревателе смесь подвергают термической
обработке при 510°С и давлении 20 кг/см , Содержание термообработанного масла не определяют, так как оно содержит поглотительное масло и поэтому нельзя провести прямое сравнение с другими примерами.
Полученное таким образом масло обрабатывают ксилолом таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1, в результате чего получают высокомолекулярный битуминозный материал. Выход высокомолекулярного битуминозного материала составляет 14,1 мас.%. в пересчете на очищенное тяжелое масло, т.е. на исходное сырье.
Битуминозный материал (250 г) добавляют к 500 г тетрагидрохинолина. смесь по- мещгэют в 1 л автоклав и проводят гидрирование таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1. Затем получают гидрированный пек путем удапения растворителя вакуумной перегонкой .
Мезофазный пек получают термической обработкой гидрированного пека таким же образом и при тех же условиях, которые применены в опыте 2 примера 1 при 450°С в течение 60 мин. Мезофазный пек имеет следующие свойства: температура размягчения по Меттлеру 303°С, содержание кси- лолрастворимых соединений 5,8 мас.%, содержание хинолиннерастворимых соединений 1.5 мае. и содержание мезофазы 100%.
Мезофазный пек формуют таким же образом и при тех же условиях, которые применены в примере 1. Волокнам из пека придают неплавкость и науглероживают при 1000°С с целью получения углеродных волокон. Характеристики углеродных волокон: прочность на разрыв 297 кг/мм2, модуль упругости 17,6 т/мм .
Таким образом в предложенном способе получают мезофазный пек, имеющий температуру размягчения по Меттлеру 289- 310°С и содержащий 95-100% мезофазы.
Формула изобретения
Способ получения мезофазного пека путем гидрирования высокомолекулярного исходного битуминозного материала при повышенных температуре и давлении в присутствии растворителя - донора водорода с последующей термообработкой гидрогени- зата при 390-470° С в течение 5-80 мин с
получением целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения качества целевого продукта, в качестве исходного битуминозного материала используют лигроиновый деготь или
каменноугольный деготь, или тяжелый компонент , полученный из каменноугольного дегтя однократным испарением, при этом в случае использования двух последних битуминозных материалов их предварительно экстрагируют ксилолом в массовом соотношении 1:2-3 с получением продукта, содержащего 0.4-2,2 мас.% ксилолнерастворимых соединений , битуминозный материал подвергают термообработке в трубчатом нагревателе
при 470-530°С и 2-3 МПа при необходимости в присутствии поглотительного масла, имеющего интервал кипения 240-280°С. не содержащего соединений, не растворимых в ксилоле, взятого в массовом соотношении
с материалом 0,17-0,76:1 с получением продукта , содержащего 3,5-15,9 мас.% ксилол- нерастворимых соединений, который затем обрабатывают ксилолом, взятым в массовом отношении 2-4:1 и подают на гидрогснизацию , осуществляемую в присутствии донора водорода - гидрированного антраценового масла или тетрагидрохинолина, термообработку гидрогенизата проводят с получением целевого продукта, имеющего
температуру размягчения по Меттлеру 289- 310°С и содержащего 0,2-7,9 мас.% хило- линнерастворимых соединений, 3,6-9,4 мас.% ксилолрастворимых соединений и 95-100% мезофазы.
45
Реферат
Изобретение касается углехимии, в частности получения мезофазногопека. Цель- повышение качества последнего. Для этого используют лигроиновый деготь, каменноугольный деготь или тяжелый конденсат, пол- ученный из каменноугольного дегтя однократным испарением. В случае использования двух последних материалов их предварительно экстрагируют ксилолом в массовом соотношении 1,0:(2-3)с получением продукта, содержащего 0,4-2,2 мас.% ксилолнерастворимых соединений. Исходный битуминозный материал подвергают гидрированию при повышенных температуре и давлении в присутствии растворителя - донора водорода с последующей термообработкой при 390-470°С в течение 5-80 мин. Термообработку битуминозного материала ведут при 470-530°С, 2-3 МПа, при необходимости в присутствии поглотительного масла (интервал кипения 240-280°С, не содержит нерастворимых в ксилоле веществ ), взятого в массовом соотношении с материалом (0.17-0,76): 1, с получением продукта, содержащего 3,5-15.9% ксилол- нерастворимых веществ, который затем обрабатывают ксилолом массовое соотношение (2-4):1 и подают на гидрогенизацию . Последнюю ведут в присутствии донора водорода - гидрированного антраценового масла или тетрагидрохиноли- на. Термообработку гидрогенизата проводят с получением продукта с т.разм. по Меттлеру 289-310°С, содержащего 0,2-7,9 мас.% хинолиннерастворимых веществ, 3,6-9,4 мас.% ксилолрастворимых веществ и 95- 100% мезофазы. Этот мезофазный пек формуют в виде волокон, придают им неплавкость и науглероживают при 1000°С для получения углеродных волокон, которые имеют прочность на разрыв, напримео. 297 кг/мм2 и модуль упругости 17,6 т/мм . 11 табл. О 1 о 4 СЛ СП со
Формула
