Современные тенденции применения модифицированной тяжелой смолы пиролиза в производстве анодной массы

Спешилов Е.Г1., Лубинский М.И2., Горохов А.П3., Дошлов О.И4.

1Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

3Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета. 

              4Пофессор кафедры Химической Технологии Иркутского   государственного технического университета.

Наряду с низшими олефинами процесс пиролиза является источником получения тяжелых смол пиролиза (ТСП). В связи с большими масштабами и темпами наращивания мощностей этиленового производства, также тенденцией утяжеления пиролизого сырья объем выработки ТСП значительно вырос. Таким образом, большие мас­штабы производства, а также особенности химической природы ТСП превращают ее из отходов в один из целевых продуктов, от рационального использования которого существенно зависит экологическая и эконо­мическая эффективность этиленовой уста­новки. В данной статье рассмотрена воз­можность использования ТСП в произ­водстве «сухой» анодной массы для цветной металлургии.

Сырьем для производства анодной массы и обожженных анодов служат элек­тродные каменноугольные пеки и электрод­ные коксы (нефтяные или пековые). Следует отметить, что правильный подбор исходных материалов является наиболее сложной задачей подготовки производства. Главным недостатком каменноугольного пека явля­ется высокая канцерогенная активность, обусловленная спецификой химического состава и значительным содержанием поли­циклических ароматических углеводородов (ПАУ) и фенолов, усиливающих действие ПАУ.[1]

Для проведения лабораторных иссле­дований отобраны представительные пробы исходных материалов, прошедших обычную подготовку в промышленных условиях. Были приготовлены и испытаны 4 опытные партии анодной массы, в которых в доста­точно широких пределах изменяли дозиров­ку ТСП в коксовую шихту (1-10%), при неизменных параметрах дозировки коксовой шихты и температуры смешивания. В ка­честве кокса-наполнителя использовали сортовые коксовые материалы, отобранные в цехе анодной массы БРАЗа, в качестве связующего применяли каменноугольный пек  марки «В», ТСП -марки А (ОАО «Ангар­ский завод полимеров»)[2]

Результаты технологического опробования анодной массы представлены в таблице № 1.

Таблица № 1.  «Физико-химические свойства «сухой» анодной массы с разной дозировкой смолы пиролиза»

Содержание ТСП, %

Содержание каменноуголь­ного пека, %

Удельное электросопротивле­ние, мкОм-м

Кажущаяся плотность, кг/м3

Реакционная

способность в токе

СОг, мг/смч

Пористость, %

-

26,0

71,00

1520

43,6

24,49

1

25,7

74,52

1480

43,3

26,65

5

24,7

76,61

1480

39,5

26,85

10

23,4

70,31

1480

37,0

26,68

 

Работа выполнялась так, чтобы свести к минимуму влияние свойств кокса-наполнителя, грансостава коксовой шихты и технологии приготовления анодной массы на результаты исследований. Тем самым создавались условия для максимального выявления влияния смолы пиролиза на качество анодной массы [3,4].

Установленные закономерности измене­ния свойств компаундированного связую­щего показывают, что при увеличении коли­чества смолы пиролиза в смеси существенно улучшаются реологические свойства, что свидетельствует о пластифицирующей способности ТСП. При увеличении содержа­ния ТСП в связующем наблюдается сниже­ние разрушаемости анодной массы. С учетом полученных данных испытаний произво­дилась оценка ожидаемого технического и экологического эффекта. По результатам расчета ожидаемого расхода анодной массы на 1 тонну алюминия и количества канцеро­генных веществ в массе при использовании каменноугольного высокотемпературного пека в смеси со смолой пиролиза (в качестве связующего для «сухой» анодной массы) получены следующие показатели:

-    снижение расхода анодной массы на 6,7 кг/т А1;

-    снижение содержания бенз(а)пирена в анодной массе в 1,7 раза.

Таким образом, результатами выпол­ненных испытаний показана возможность и целесообразность использования высоко­температурного угольного пека в смеси с тяжелой смолой пиролиза, что позволит улучшить экологию металлургического производства, в частности снизить содер­жание канцерогенных веществ в воздухе рабочей зоны, а также рационально исполь­зовать нецелевой продукт нефтепереработки - тяжелую смолу пиролиза.

 

 

 

 

Литература:

1. Янко Э.А.Аноды алюминевых электролизеров.М. Изд-во: «Руда и металлы», 2001.-670с.

2.Дошлов О.И, Лебедева И.П. «Нефтепереработка – 2008»  .Материалы конференции .Уфа:Изд-во ГУП ИНХП РБ.2008. С.285-286.

3. Mannweiler, U. Reduction of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) by using petroleum pitch as binder material: a comparison of anode properties and anode behavior of petroleum pitch and coal tar pitch anodes Fuel and Energy Abstracts Volume: 38, Issue: 6, November, 1997, pp. 431

4.Угапьев А.А., Ким И.В., Лобова П.А., Хомченко М.Н..Экологические требования к нефтяным пекам. Материалы докладов XV Всероссийской студенческой научно-практической конференции с международным участием, 2010.- 355 с.