NO802510L - PHOSPHOR-MODIFIED COMPOSITIONS. - Google Patents
PHOSPHOR-MODIFIED COMPOSITIONS.Info
- Publication number
- NO802510L NO802510L NO802510A NO802510A NO802510L NO 802510 L NO802510 L NO 802510L NO 802510 A NO802510 A NO 802510A NO 802510 A NO802510 A NO 802510A NO 802510 L NO802510 L NO 802510L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- composition
- pitch
- stated
- active component
- temperature
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 36
- 239000011295 pitch Substances 0.000 claims description 41
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 20
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims description 10
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 claims description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 claims description 5
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 claims description 4
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 claims description 4
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N phosphorus pentoxide Inorganic materials O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 3
- XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N triphenyl phosphate Chemical compound C=1C=CC=CC=1OP(OC=1C=CC=CC=1)(=O)OC1=CC=CC=C1 XZZNDPSIHUTMOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 2
- YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N diphosphonate Chemical compound O=P(=O)OP(=O)=O YWEUIGNSBFLMFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 22
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 20
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 18
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 15
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 6
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 5
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003915 air pollution Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000006388 chemical passivation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/515—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
- C04B35/52—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite
- C04B35/528—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components
- C04B35/532—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbon, e.g. graphite obtained from carbonaceous particles with or without other non-organic components containing a carbonisable binder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10C—WORKING-UP PITCH, ASPHALT, BITUMEN, TAR; PYROLIGNEOUS ACID
- C10C3/00—Working-up pitch, asphalt, bitumen
- C10C3/02—Working-up pitch, asphalt, bitumen by chemical means reaction
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører beksammensetningerThe present invention relates to pitch compositions
som fremkaller oksydasjonsbestandige■karbonlegemer.which induces oxidation-resistant■carbon bodies.
Et overveiende antall anvendelser som omfatter bruk av kulltjærebek krever karboniseri.ng av bekmaterialet. Eksempler på karboniseringsprosesser omfatter forkoksing og grafitti-sering. Under karboniseringsprosessen er det vanlig at mellom 25 og 65% av bindemidlet går tapt, skjønt det nøyaktige tap avhenger av bekens innhold av flyktige stoffer. Tapet av flyktige stoffer til omgivelsene er også uheldig, idet de utgjør en kilde til luftforurensing. Det er alminnelig praksis i industrien .å angi dette vekttap ved den fraksjon av ut-gangsmaterialet som gjenstår etter karbonisering, f.eks. kalles den fraksjon av materialet som gjenstår etter forkoksing bekens "forkoksingsverdi". Dette særtrekk er særlig viktig hvisbeken skal benyttes som bindemiddel for koksfyll-stoff ved dannelse av forkoksede karbonlegemer. A substantial number of applications involving the use of coal tar pitch require carbonisation of the pitch material. Examples of carbonization processes include coking and graphitization. During the carbonization process, it is common for between 25 and 65% of the binder to be lost, although the exact loss depends on the content of volatile substances in the stream. The loss of volatile substances to the environment is also unfortunate, as they constitute a source of air pollution. It is common practice in the industry to indicate this weight loss by the fraction of the starting material that remains after carbonisation, e.g. the fraction of the material that remains after coking is called the "coking value" of the stream. This special feature is particularly important if the pitch is to be used as a binder for coke filler in the formation of coked carbon bodies.
Et problem i forbindelse med brente karbonlegemer som oppnås fra bek, er deres forholdsvis høye oksydasjonshastighet som er særlig merkbar når de brukes som ildfast materiale eller som elektroder. Denne oksydasjohshastighet kan skyldes faktorer som karbonlegemets porøsitet, dets spesifikke over-flate og de uorganiske forurensninger som foreligger i karbonlegemet. A problem in connection with burnt carbon bodies obtained from pitch is their relatively high oxidation rate which is particularly noticeable when they are used as refractory material or as electrodes. This oxidation rate may be due to factors such as the porosity of the carbon body, its specific surface area and the inorganic impurities present in the carbon body.
I tillegg krever nyere regler for kontroll av forurens-ning at i det minste en del av det partikkelformede materiale resirkuleres til tjæredestilleringsretorter, hvilket fører til en økning av det uorganiske innhold i beken og en økning av innholdet av uoppløselig kinolin til nivåer på 8-10% eller mer, hvor førstnevnte økning forverrer de fremstilte karbonlegemer s oksydasjonsømfintlighet. In addition, recent pollution control regulations require that at least a portion of the particulate material be recycled to tar distillation retorts, leading to an increase in the inorganic content of the stream and an increase in the insoluble quinoline content to levels of 8-10 % or more, where the former increase worsens the oxidation susceptibility of the manufactured carbon bodies.
Teknikker som hittil er brukt for å redusere denne oksydasjonshastighet omfatter trykkimpregnering eller be-legning av tidligere brente karbonlegemer med vandige oppløs-ninger av oksydasjonshemmende materialer, som fosfater, sili-kater m.v., hvorpå karbonlegemene brennes påny for fjernelse av fuktigheten. Mens de førstnevnte teknikker krever trykk-behandlingsutstyr og store volumina av et ofte kostbart im- pregneringsmiddel, har ingen av teknikkene ført til o-ksyda-sjonshemning i hele karbonlegemets indre. Techniques that have so far been used to reduce this oxidation rate include pressure impregnation or coating previously burned carbon bodies with aqueous solutions of oxidation-inhibiting materials, such as phosphates, silicates, etc., after which the carbon bodies are burned again to remove the moisture. While the first-mentioned techniques require pressure treatment equipment and large volumes of an often expensive impregnating agent, none of the techniques have led to o-oxidation inhibition in the entire interior of the carbon body.
Det er også kjent (britisk patentskrift 865320) å til-sette oksydåsjonshemmende midle.r til koks-fyllstoffbek-blandingen før brenning. Denne teknikk har den ulempe at den krever store mengder (4 til 20 -vektdeler av tilsetningsstoffet til 100 vektdeler karbonholdig blanding) av tilsetningsstof, hvilket er kostbart sammenliknet med det grunnmateriale som behandles. Et eksempel på et annet forsøk på å løse dette problem er omtalt i US-PS 1.989.408. Her beskrives tilsetning av fosforforbindelser i mengder som kan variere opp til 50%, basert på bekmaterialet. Så store tilsetningsmengder kan også ha en uheldig innflytelse, hvis karbonlegemet som fremkommer etter brenning av blandingen, blir benyttet som elektrode. Nærværer av så store fosformengder i elektroden fører til util-latelig høye tap av strømeffektivitet. Tilsetningen som normalt ikke er forbrennbar utgjør en betydelig del av elektroden og kan forurense produktet når elektroden brukes opp, hvis det skulle gjenstå en rest. Dette er et særlig alvorlig problem ved elektrolysereduksjon av aluminiumoksyder, der det kreves et aluminiumprodukt av stor renhet og slike tap av forurensninger til elektrolytten ikke kan godtas. It is also known (British patent document 865320) to add oxidation-inhibiting agents to the coke-filler pitch mixture before firing. This technique has the disadvantage that it requires large amounts (4 to 20 parts by weight of the additive to 100 parts by weight of carbonaceous mixture) of additive, which is expensive compared to the base material being treated. An example of another attempt to solve this problem is disclosed in US-PS 1,989,408. This describes the addition of phosphorus compounds in amounts that can vary up to 50%, based on the pitch material. Such large amounts of addition can also have an adverse influence, if the carbon body that appears after burning the mixture is used as an electrode. The presence of such large amounts of phosphorus in the electrode leads to unacceptably high losses of current efficiency. The additive, which is not normally combustible, makes up a significant part of the electrode and can contaminate the product when the electrode is used up, if a residue remains. This is a particularly serious problem in electrolytic reduction of aluminum oxides, where an aluminum product of high purity is required and such losses of impurities to the electrolyte cannot be accepted.
Foreliggende oppfinnelse går derfor ut på å tilveiebringe en beksammensetning som omfatter en kulltjærebek med større innhold av.uoppløselig kinolin enn 5%, som etter karbonisering gir et karbonlegeme som har bedret motstandsdyktighet mot oksydasjon. The present invention therefore aims at providing a pitch composition which comprises a coal tar pitch with a greater content of insoluble quinoline than 5%, which after carbonisation produces a carbon body which has improved resistance to oxidation.
Foreliggende oppfinnelse vedrører en beksammensetning som omfatter: (A) et kulltjære-bekmateriale med et innhold av uopp-løselig' kinolin på minst 5%, og (B) en effektiv mengde av en aktiv komponent som omfatter fosforforbindelser som kan tilveiebringe oksyfosfor-syrer ved temperaturer mellom bekmaterialets mykningspunkt og karboniseringstemperatur, hvor nevnte komponent utgjør maksimalt 1,2 vekt-% av sammensetningen, Ifølge et annet aspekt vedrører oppfinnelsen en fremgangsmåte for fremstilling The present invention relates to a pitch composition comprising: (A) a coal tar pitch material with a content of insoluble quinoline of at least 5%, and (B) an effective amount of an active component comprising phosphorus compounds which can provide oxyphosphoric acids by temperatures between the pitch material's softening point and carbonization temperature, where said component makes up a maximum of 1.2% by weight of the composition. According to another aspect, the invention relates to a method for manufacturing
av nevnte beksammensetning.of said pitch composition.
Ifølge foreliggende oppfinnelse fremstilles en beksammensetning med modifiserte egenskaper ved at en forbindelse (eller forbindelser) valgt fra gruppen av fosforforbindelser som angitt ovenfor, innlemmes i beken. Tilsetningen til beken gjennomføres ved en temperatur ved hvilken beken har redusert viskositet og således lett tillater omrøring. Den temperatur ved hvilken denne komponent innlemmes i beken vil fortrinnsvis ligge mellom bekmaterialets mykningspunkt og den' temperatur ved hvilken bekens komponenter med lavt. kokepunkt vil gå tapt, slik at tap av disse komponenter iall-fall delvis hindres. Sistnevnte temperatur vil være ca. 250-300°C. Forbindelsen innlemmes i beken ved at tilsetningen ganske enkelt røres i beken. Forbindelsen bør tilsettes i en tilstand som gjør det lett å fordele den i hele beken. Hvis tilsetningen f.eks. foreligger i fåst form ved tilsetnings-temperaturen, bør den' foreligge findelt (ca. 100 mesh) før tilsetningen. Hvis tilsetningen er en væske, vil den ha én viskositet som gjør det lett å røre den og blande■den i bekmaterialet. Normalt vil tilsetningen utgjøre mindre enn ca. 1,2 vekt-% av blandingen, mens den gjerne kan- utgjøre mindre enn ca. 0,8 vekt-%. According to the present invention, a pitch composition with modified properties is produced by incorporating a compound (or compounds) selected from the group of phosphorus compounds as stated above into the pitch. The addition to the crucible is carried out at a temperature at which the crucible has reduced viscosity and thus easily allows stirring. The temperature at which this component is incorporated into the pitch will preferably lie between the softening point of the pitch material and the temperature at which the components of the pitch with low. boiling point will be lost, so that the loss of these components is at least partially prevented. The latter temperature will be approx. 250-300°C. The compound is incorporated into the stream by simply stirring the additive into the stream. The compound should be added in a state that makes it easy to distribute it throughout the stream. If the addition e.g. is available in solid form at the addition temperature, it should be finely divided (approx. 100 mesh) before addition. If the additive is a liquid, it will have a viscosity that makes it easy to stir and mix it into the pitch material. Normally, the addition will amount to less than approx. 1.2% by weight of the mixture, while it can easily amount to less than approx. 0.8% by weight.
De tidligere nevnte forbindelser brukes ofte som brann-herdige materialer som viser etterglødhemming og som med et The previously mentioned compounds are often used as fire-resistant materials that show afterglow inhibition and as with a
rundt uttrykk kan.kalles oksyfosforforbindelser, dog ytterligere definert som angitt nedenfor. Når slike fosforforbindelser benyttes ved brannherding av cellulosematerialer, gjennom-går de reaksjoner ved høye temperaturer i oksydasjonsmiljø for dannelse av de respektive oksysyrer. Skjønt dette særtrekk benyttes for å definere de forbindelser som kan benyttes ifølge oppfinnelsen, bør det ikke utlegges slik at' den slags reaksjoner finner sted i beksammensetningen. around expressions can be called oxyphosphorus compounds, however further defined as indicated below. When such phosphorus compounds are used for fire curing of cellulose materials, they undergo reactions at high temperatures in an oxidation environment to form the respective oxyacids. Although this distinctive feature is used to define the compounds which can be used according to the invention, it should not be interpreted as such reactions taking place in the pitch composition.
Forbindelsene kan i' grove trekk beskrives som fosforforbindelser som gir oksy-fosforsyrer ved temperaturer mellom bekens mykningspunkt og karboniseringspunkt. En slik begrens-ning vil sikre at forbindelsen er i stand til å bli fordelt i sin "aktive" form i hele beken og denne "aktive" form fore ligger før bekmaterialet blir karbonis.ert. Ved karbonisering menes en tilstand av karbondannelse,-slik at dispersjonen og forbindelsens "aktivitet" hemmes av dannelsen av koksfasen. Dannelsen av en.slik koksfase vil vanligvis i det vesentlige være fullført ved ca.' 500°C. Følgelig bør forbindelsens tilsetning til beken og dens fordeling i "aktiv" form i hele beken finne sted ved en temperatur under denne karboniseringstemperatur. Den angitte definisjon av slike fosforholdige forbindelser vil dekke forbindelser som ammoniumfosfat, fosforsyre,<t>rifen<y>lfos fat m.v. Forbindelser som fosforpentoksyd kan benyttes, men deres tendens til klumpdannelse ved kontakt méd vann gjør at de må tilsettes til beken i en oljeoppslem-ning. Forbindelser som spesielt foretrekkes til bruk i denne forbindelse er oksyfosforforbindelser som har forholdsvis flyktige kationiske komponenter, f.eks. organiske fosfater. Det vil f.eks. være innlysende for fagfolk at forbindelser The compounds can be roughly described as phosphorus compounds which give oxy-phosphoric acids at temperatures between the softening point and carbonation point of the stream. Such a limitation will ensure that the compound is able to be distributed in its "active" form throughout the pitch and this "active" form is present before the pitch material is carbonized. By carbonization is meant a state of carbon formation, so that the dispersion and the "activity" of the compound is inhibited by the formation of the coke phase. The formation of such a coke phase will usually be essentially complete by approx. 500°C. Accordingly, the addition of the compound to the stream and its distribution in "active" form throughout the stream should take place at a temperature below this carbonation temperature. The given definition of such phosphorus-containing compounds will cover compounds such as ammonium phosphate, phosphoric acid, <t>rifen<y>lfos fat etc. Compounds such as phosphorus pentoxide can be used, but their tendency to clump when in contact with water means that they must be added to the stream in an oil slurry. Compounds which are particularly preferred for use in this connection are oxyphosphorus compounds which have relatively volatile cationic components, e.g. organic phosphates. It will e.g. be obvious to professionals that connections
som ammoniumfosfat og trifenylfosfat vil falle innenfor denne kategori, mens forbindelser som natriumfosfat ikke vil gjøre dette. Når slike fosforforbindelser benyttes, vil den fosfor-mengde som faktisk benyttes vanligvis være mindre enn ca. such as ammonium phosphate and triphenyl phosphate will fall into this category, while compounds such as sodium phosphate will not. When such phosphorus compounds are used, the amount of phosphorus that is actually used will usually be less than approx.
0,15 vekt-% av sammensetningen. Bruk av et stort overskudd av den aktive komponent vil i realiteten ikke bare redusere eller oppheve de fordeler som oppnås ved hjelp av oppfinnelsen. Slik bruk vil ha en ødeleggende virkning på det behand-lende bekmateriale. Følgelig bør nivået av komponenten i beken nøye bestemmes for en aktuell komponentbekkombinasjon, og det bør under ingen omstendigheter overstige 1,2% mens det normalt vil ligge under 0,08% av kombinasjonen. 0.15% by weight of the composition. Use of a large excess of the active component will in reality not only reduce or cancel the benefits obtained by means of the invention. Such use will have a destructive effect on the treating pitch material. Consequently, the level of the component in the stream should be carefully determined for a given component stream combination, and under no circumstances should it exceed 1.2% while it would normally be below 0.08% of the combination.
Beksammensetningen fremstilles ved oppvarming av beken til en temperatur over dens mykningspunkt, slik at beken kan omrøres. Hvis tilsetningen er et fast stoff, bør det finmales før det tilsettes til beken, slik at det lettere kan fordeles i hele beken. Tilsetningen røres inn i beken og omrøringen fortsettes normalt i noen timer, inntil tilsetningen antas å være fordelt i hele beken. Én flytende tilsetning tilsettes ved en temperatur ved hvilken den har noe redusert viskositet, slik at det blir lettere å fordele den. The pitch composition is produced by heating the pitch to a temperature above its softening point, so that the pitch can be stirred. If the additive is a solid, it should be finely ground before adding to the stream, so that it can be more easily distributed throughout the stream. The addition is stirred into the stream and the stirring is continued normally for a few hours, until the addition is assumed to be distributed throughout the stream. One liquid additive is added at a temperature at which it has a somewhat reduced viscosity, so that it becomes easier to distribute.
Béksammensetningen som fremstilles ifølge .foreliggende oppfinnelse vil inneholde en effektiv mengde av den aktive komponent, som vil være mindre enn ca. 1,2 vekt-% av sammensetningen. Den minste effektive mengde vil normalt ikke være mindre enn 0,1%. Når denne sammensetning forkokses (eller på annen måte karboniseres) vil det resulterende produkt i et karbonlegeme ha bedret motstandsdyktighet mot oksydasjon. Det optimale nivå av aktiv komponent i sammensetningen for motstandsdyktighet mot oksydasjon vil ha relasjon'til bekens innhold av uorganisk materiale, f.eks. jern, silikon og natrium-innholdet, som kan bestemmes ved en analyse av askeinnholdet som resulterer fra en fullstendig forbrenning av karbongjen-standen. I praksis vil dette tilsetnings.nivå bestemmes av etter hverandre følgende forsøk, og i de fleste tilfelle vil det ligge under ca. 0,8 vekt-% av beken. Det skal bemerkes at de forskjellige fosforforbindelser ikke utelukker bruk av andre, men at forskjellige kombinasjoner kan tas i bruk. The pitch composition produced according to the present invention will contain an effective amount of the active component, which will be less than approx. 1.2% by weight of the composition. The minimum effective amount will normally not be less than 0.1%. When this composition is coked (or otherwise carbonized), the resulting product in a carbon body will have improved resistance to oxidation. The optimum level of active component in the composition for resistance to oxidation will be related to the content of inorganic material in the stream, e.g. the iron, silicon and sodium content, which can be determined by an analysis of the ash content resulting from a complete combustion of the carbonaceous material. In practice, this addition level will be determined by successive trials, and in most cases it will be below approx. 0.8% by weight of the pelvis. It should be noted that the different phosphorus compounds do not preclude the use of others, but that different combinations can be used.
Det vil vanligvis også følge andre fordeler av dannelsen av et forholdsvis oksydasjonsmotstandsdyktig karbonlegeme av .beksammensetningen ifølge foreliggende oppfinnelse. Et av de mest ønskelige og ofte påtrufne særtrekk ved disse beksammensetninger er økningen i utbyttet av karbonholdig materiale fra en gitt bekmengde etterat tilsetningen er innlemmet i denne. Når slik bek blir forkokset, skjer det vanligvis en økning i bekens forkoksingsverdi. Skjønt det finnes tilsetningsnivåer som svarer til et maksimum av karboniserings-<y>erdien av sammensetningen, skal■■ det bemerkes at disse nivåer kan være helt andre enn de respektive .tilsetningsnivåer for et minimum av oksydasjonshastigheten. Det benyttede tilset-ningsnivå vil i praksis avhenge av de ønskede egenskaper. Det bør dog legges stor omhu i valget av mengde av tilsetningen som innlemmes i beken, idet selv en liten overskytende mengde i forhold til det empirisk bestemte optimale nivå kan ha skadelig innflytelse på bekmaterialet. Other advantages will usually also follow from the formation of a relatively oxidation-resistant carbon body from the pitch composition according to the present invention. One of the most desirable and often encountered features of these pitch compositions is the increase in the yield of carbonaceous material from a given amount of pitch after the additive has been incorporated into it. When such pitch is coked, there is usually an increase in the coking value of the pitch. Although there are addition levels which correspond to a maximum of the carbonation rate of the composition, it should be noted that these levels may be quite different from the respective addition levels for a minimum of the oxidation rate. The level of addition used will in practice depend on the desired properties. However, great care should be taken in choosing the amount of the additive that is incorporated into the pitch, as even a small excess amount in relation to the empirically determined optimum level can have a harmful influence on the pitch material.
Avhengig av den tilsetning som benyttes, kan det oppstå ytterligere fordeler for brukeren av sammensetningen. Bruken av visse fosforsyreestere i tilsetningen resulterer f.eks. i bruk av reduserte bekmengder for dannelse av en .passende ekstruderbar elektrode. Depending on the additive used, additional benefits may arise for the user of the composition. The use of certain phosphoric acid esters in the additive results in e.g. in the use of reduced quantities of pitch for the formation of a suitable extrudable electrode.
Det- er ikke helt klart hvordan så små mengder av tilsetningen kan påvirke oksydasjonshastigheten i så høy grad. It is not entirely clear how such small amounts of the additive can affect the oxidation rate to such a high degree.
En mekanisme som påstås å forklare dette resultat er reaksjoner ' mellom tilsetningsmidlet og bekkomponentene som tenderer til å katalysere oksydasjonen av karbonlegemet. Tilsetningsmidlet kan alternativt fremkalle endringer i strukturen av det resulterende karbonlegeme slik at det blir motstands-dyktig mot oksydasjon. A mechanism that is claimed to explain this result is reactions 'between the additive and the pitch components which tend to catalyze the oxidation of the carbon body. The additive can alternatively induce changes in the structure of the resulting carbon body so that it becomes resistant to oxidation.
Følgende eksempler skal illustrere foreliggende oppfinnelse. The following examples shall illustrate the present invention.
Eksempel 1Example 1
Bek av kulltjæreopprinnelse med Q.I. på 19% ble behandlet ved forskjellige tilsetninger ifølge foreliggende oppfinnelse. Tilsetningene og beken ble veid i et beger, blandingen ble oppvarmet til ca. 190° for at omrøring skulle bli lettere. Blandingen ble agitert med en ekstra kraftig rører med vari-abel hastighet ved 190 - 10°C i ca. 90 min. Det ble brukt to tilsetningsnivåer som svarer til 900 og 1500 ppm fosfor. Pitch of coal tar origin with Q.I. of 19% was treated with various additions according to the present invention. The additions and beaker were weighed into a beaker, the mixture was heated to approx. 190° to make stirring easier. The mixture was agitated with an extra powerful stirrer at variable speed at 190 - 10°C for approx. 90 min. Two addition levels corresponding to 900 and 1500 ppm phosphorus were used.
Bektilsetningsblandingene ble forkokset i digler som inneholdt 5 g av blandingen ved bruk av en 24 timers karboni-seringssyklus ved en oppvarmningshastighet på 40°C i timen. Den resulterende koks ble veid for oppnåelse av den modifiserte bekens forkoksningsverdi. Koksen ble knust og 2 g av 40/60 mesh fraksjonen ble flyttet over i et reagensrør. Denne prøve, ble renset med nitrogen i 30 min. for fjernelse av fuktighet og oksygen. Under strømmende nitrogen ble reagens-røret anbrakt i en ovn som var innstilt på en middeltempera-tur på 950 - 5°C. Da prøven hadde fått jevn temperatur, ble nitrogentilførselen avstengt og karbondioksyd ble sendt gjennom prøven i to timer. På slutten av de to timene ble karbondioksydstrømmen gjennom prøven stanset og nitrogen ble sendt gjennom prøven i 30 min. for rensning av prøven for resterende gassformede oksydasjonsprodukter. Prøven ble der-etter fjernet fra ovnen, avkjølt og veid pånytt. Den gjennom-snitlige karbondioksyd-oksydasjonshastighet ble fastslått ved hjelp av disse to vei inger.-Denne form .for oksydasjon .antas å være hovedkilden til oksydasjon i karbonanoden under elektro-lyt.tisk produksjon av aluminium og bidrar til tap av elektrode-styrke. Karbondioksydoksydasjonen antas å være ansvarlig for det akselererende forbruk av bindemidlet i grenseflaten.mellom karbonfyllstoffet og bindemidlet og i anodesaltgrenseflaten. The pitch addition mixtures were coked in crucibles containing 5 g of the mixture using a 24 hour carbonization cycle at a heating rate of 40°C per hour. The resulting coke was weighed to obtain the coking value of the modified stream. The coke was crushed and 2 g of the 40/60 mesh fraction was transferred to a test tube. This sample was purged with nitrogen for 30 min. for the removal of moisture and oxygen. Under flowing nitrogen, the reagent tube was placed in an oven which was set to a mean temperature of 950 - 5°C. When the sample had reached a uniform temperature, the nitrogen supply was shut off and carbon dioxide was passed through the sample for two hours. At the end of the two hours, the flow of carbon dioxide through the sample was stopped and nitrogen was passed through the sample for 30 min. for purification of the sample for residual gaseous oxidation products. The sample was then removed from the oven, cooled and weighed again. The average carbon dioxide oxidation rate was determined using these two methods. This form of oxidation is believed to be the main source of oxidation in the carbon anode during the electrolytic production of aluminum and contributes to the loss of electrode strength. The carbon dioxide oxidation is believed to be responsible for the accelerating consumption of the binder in the interface between the carbon filler and the binder and in the anode salt interface.
Resultatene som er angitt i tabell I viser hvordan til-, setning av endog minimale mengder av tilsetningsstoffet ut over det optimale kan ha en uheldig innflytelse på beken, slik det fremkommer av karbondioksyd-oksydasjonshastigheten som kan ligge høyere enn når det ikke foreligger noen tilsetning. The results shown in table I show how the addition of even minimal quantities of the additive beyond the optimum can have an adverse influence on the stream, as can be seen from the carbon dioxide oxidation rate, which can be higher than when there is no addition.
Modifikasjoner'vil være innlysende for fagfolk innenfor oppfinnelsens ramme slik denne er angitt i kravene. Modifications' will be obvious to professionals within the scope of the invention as stated in the claims.
Claims (11)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CA349,884A CA1129607A (en) | 1980-04-15 | 1980-04-15 | Phosphorus - modified pitches |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO802510L true NO802510L (en) | 1981-10-16 |
Family
ID=4116712
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO802510A NO802510L (en) | 1980-04-15 | 1980-08-22 | PHOSPHOR-MODIFIED COMPOSITIONS. |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56147849A (en) |
AU (1) | AU6109080A (en) |
CA (1) | CA1129607A (en) |
DE (1) | DE3030493A1 (en) |
FR (1) | FR2480296A1 (en) |
GB (1) | GB2074146B (en) |
NO (1) | NO802510L (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5133781A (en) * | 1990-12-21 | 1992-07-28 | Texaco Inc. | Compatibilization of asphaltenes in bituminous liquids using bulk phosphoalkoxylation |
CN101544808B (en) * | 2009-04-24 | 2010-10-27 | 无锡中强电碳有限公司 | Carbon graphite material soaking special resin and preparation method thereof |
CN112853402B (en) * | 2020-12-31 | 2021-11-23 | 山西沁新能源集团股份有限公司 | Prebaked anode, and preparation method and application thereof |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR450758A (en) * | 1912-11-19 | 1913-04-03 | Janny Goepper | A process for making a viscous, stringy and sticky dough |
GB865320A (en) * | 1957-09-10 | 1961-04-12 | Union Carbide Corp | Improvements in and relating to oxidation resistant articles |
US3207687A (en) * | 1963-09-25 | 1965-09-21 | Minnesota Mining & Mfg | Preparation of thermosetting resinous material |
-
1980
- 1980-04-15 CA CA349,884A patent/CA1129607A/en not_active Expired
- 1980-08-05 AU AU61090/80A patent/AU6109080A/en not_active Abandoned
- 1980-08-12 DE DE19803030493 patent/DE3030493A1/en not_active Withdrawn
- 1980-08-22 NO NO802510A patent/NO802510L/en unknown
- 1980-09-17 GB GB8030025A patent/GB2074146B/en not_active Expired
- 1980-12-08 FR FR8025987A patent/FR2480296A1/en active Pending
- 1980-12-23 JP JP18270380A patent/JPS56147849A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2074146A (en) | 1981-10-28 |
CA1129607A (en) | 1982-08-17 |
AU6109080A (en) | 1981-10-22 |
GB2074146B (en) | 1984-03-14 |
FR2480296A1 (en) | 1981-10-16 |
DE3030493A1 (en) | 1981-10-22 |
JPS56147849A (en) | 1981-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4613375A (en) | Carbon paste and process for its manufacture | |
US945331A (en) | Method of preventing the destruction of coke-oven walls through the alkalies contained in the charge. | |
RU2314333C1 (en) | Method of speeded down carbonization | |
US3970542A (en) | Method of preparing electrode pitches | |
NO802510L (en) | PHOSPHOR-MODIFIED COMPOSITIONS. | |
US5683663A (en) | Decomposition of cyanide in electrolytic cell lining | |
CN102892863B (en) | Method for producing a coking additive by delayed coking | |
US2947649A (en) | Chemically bonded basic refractory | |
GB2228946A (en) | Process for the inhibition of the puffing of cokes produced from coal tar pitches | |
US5068026A (en) | Process for the production of non-puffing shaped carbon bodies | |
NO802509L (en) | BEKSAMMENSETNING. | |
US4469585A (en) | Oxidation resistant pitches | |
NO851653L (en) | PROCEDURE FOR REDUCING CARBON POWDER OXIDATION TREND AT Elevated TEMPERATURE AND CARBON BODIES MADE BY SUCH CARBON POWDER | |
US4650559A (en) | Carbon electrode for reducing dusting and gasification in an electrolytic cell | |
EA038571B1 (en) | Method for producing petroleum-coal tar pitch binder | |
US4298396A (en) | Pitch compositions | |
RU2397276C1 (en) | Anode mass for forming self-calcinating anode of aluminium electrolytic cell | |
US4167419A (en) | Mix suitable for use in seams between carbon blocks | |
EP0117383B1 (en) | Oxidation-resistant pitches | |
DE816018C (en) | Process for removing magnesium from aluminum scrap or aluminum alloys | |
SU998492A1 (en) | Process for producing electrode coke | |
JPS62179590A (en) | Production of needle coke | |
KR101928449B1 (en) | Composition of blending oil and method for producing cook using the same | |
SU55101A1 (en) | The method of preparation of fuel briquettes | |
US1314204A (en) | Russell william mumford |