Учёные НОЦ «Кузбасс-Донбасс» выяснили, как влияет температура в процессе атмосферно-вакуумной перегонки каменноугольной смолы на качество получаемых пеков

Исследование провели в рамках комплексной научно-технической программы «Чистый уголь – зелёный Кузбасс» учёные Кузбасского государственного технического университета. В ходе эксперимента было обнаружено, что температура, при которой происходит атмосферно-вакуумная перегонка смолы, существенно влияет на характеристики получаемого каменноугольного пека. В частности, от этой температуры зависят температура размягчения пека, содержание в нём веществ, нерастворимых в толуоле, и выход летучих веществ. При этом каменноугольные пеки, получаемые на выходе, пригодны для применения в электродной промышленности.

Каменноугольный пек представляет собой сложную смесь, состоящую преимущественно из конденсированных ароматических углеводородов и других ароматических соединений. Большая часть производимого каменноугольного пека используется в цветной металлургии.

В производстве электродов каменноугольный пек используется в качестве связующего вещества для твёрдых высокоуглеродистых материалов. Он должен хорошо смачивать эти материалы. При нагревании смеси твёрдых 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 использования его в качестве связующего вещества.

Стандартные характеристики пека включают в себя температуру размягчения, выход летучих веществ, коксовое число, зольность и количество веществ, нерастворимых в хинолине и толуоле. Все эти параметры определяются в ходе стандартных анализов, которые позволяют оценить пригодность пеков для использования в различных сферах.

В Институте химических и нефтегазовых технологий КузГТУ были проведены уникальные исследования по получению каменноугольного пека. В ходе экспериментов использовалась каменноугольная смола, предоставленная индустриальным партнёром КузГТУ – ПАО «Кокс». Цель исследований – определить, как температура влияет на качество получаемого пека. Для этого каменноугольную смолу подвергали атмосферно-вакуумной перегонке при различных температурах.

Анализ полученных образцов показал, что каменноугольный пек, полученный путём атмосферно-вакуумной перегонки смолы, соответствует всем требованиям, предъявляемым к этому материалу для электродного производства. При этом на качество каменноугольного пека большое влияние оказывает температура, при которой проводилась перегонка смолы. С её увеличением возрастают температура размягчения и содержание нерастворимых в толуоле веществ, а выход летучих соединений, наоборот, снижается.

Источник: Неведров А. В., Папин А. В., Черкасова Т. Г. Влияние температуры процесса атмосферно-вакуумной перегонки каменноугольной смолы на качество каменноугольных пеков // Уголь. 2024. №7.