Пекло для пеков: влияние температуры на качество каменноугольного пека

Ученые Кузбасского государственного технического университета узнали, как температура атмосферно-вакуумной перегонки смолы сказывается на качестве каменноугольных пеков.

Исследователи Кузбасского технического университета (участник НОЦ «Кузбасс-Донбасс») в рамках комплексной научно-технической программы «Чистый уголь – зеленый Кузбасс» провели эксперимент, в ходе которого выяснилось: температура, при которой происходит атмосферно-вакуумная перегонка смолы, существенно влияет на характеристики получаемого каменноугольного пека. В частности, от нее зависят температура размягчения пека, содержание в нем веществ, нерастворимых в толуоле, и выход летучих соединений. Вместе с тем было доказано, что каменноугольные пеки, получаемые на выходе, пригодны для применения в электродной промышленности.

В Институте химических и нефтегазовых технологий КузГТУ были проведены уникальные исследования по получению каменноугольного пека. Для этого использовалась каменноугольная смола, предоставленная индустриальным партнером КузГТУ – ПАО «Кокс». Целью изучения было определение того, как температура влияет на качество получаемого пека.

Каменноугольный пек – это сложная смесь, состоящая преимущественно из конденсированных ароматических углеводородов и других ароматических соединений. Значительная часть такого сырья используется в цветной металлургии.

Анализ лабораторных образцов каменноугольного пека, полученного путем атмосферно-вакуумной перегонки смолы при разных температурах, показал, что выделенное соединение соответствует всем требованиям, предъявляемым к этому материалу для электродного производства по ГОСТ 10200-2017 «Пек каменноугольный электродный. Технические условия». Основными параметрами при этом являются температура размягчения, растворимость в толуоле и хинолине, зольность и выход летучих веществ. Эти характеристики позволяют оценить пригодность пеков для использования в различных сферах.

В частности, в процессе производства электродов каменноугольный пек применяется в качестве связующего вещества для твердых высокоуглеродистых материалов. Он призван хорошо смачивать их. При нагревании смеси твердых углеродных материалов и каменноугольного пека последний должен спекаться и обеспечивать высокий выход кокса. Способность каменноугольного пека образовывать большое количество коксового остатка в процессе карбонизации объясняется его сложной полиароматической структурой. Она состоит из более чем 10 тысяч различных соединений. Это важное свойство пека необходимо для его использования в качестве связующего вещества.

Эксперименты ученых КузГТУ показали, что с увеличением температуры перегонки смолы для выделения пека возрастают температура его размягчения и содержание нерастворимых в толуоле веществ, а выход летучих соединений, наоборот, снижается.

Таким образом, результаты исследования ученых НОЦ «Кузбасс-Донбасс» открывают новые возможности для оптимизации процесса атмосферно-вакуумной перегонки каменноугольной смолы и улучшения качественных характеристик конечного продукта. Это особенно важно для цветной металлургии и производства электродов. Новые данные могут способствовать развитию более эффективных и экологически безопасных технологий переработки угля, что соответствует целям КНТП «Чистый уголь – зеленый Кузбасс».

Источник информации и фото: НОЦ «Кузбасс-Донбасс»