[发明专利]具有添加剂的新型焦炭

说明书

本发明涉及包含添加剂的焦炭，其特征在于所述添加剂累积在屈服点处或累积在由屈服点包围的区域中。为了均匀分布，在填充时间期间将添加剂连续地加入延迟焦化装置。加料可通过用惰性气体(氮)以粉末吹入来进行，或者也可通过使分散在浆料中来进行，所述浆料由反应组分和部分焦化装置进料流(减压渣油、pytar、滗析油或煤焦油馏分)组成。根据实施方式的有利形式，添加剂的直径为0.05mm至5mm、优选1mm至3mm。有利地，添加剂选自于由乙炔焦炭、流化焦、柔性焦炭、球状焦炭、炭黑、不可石墨化碳(木炭)、非石墨无烟煤、碳化硅、碳化钛、二硼化钛或它们的混合物所组成的组。通过所述添加剂的添加使热膨胀系数(CTE)增加了10倍，这取决于添加剂的尺寸和量。

技术领域

本发明涉及包含添加剂的新型焦炭及其用途。

背景技术

焦炭(例如石油焦炭和煤焦油沥青焦炭)可使用延迟焦化法来生产，但是这些焦炭由不同的原材料生产。为了生产石油焦炭，将精炼残余物(减压渣油、油浆、滗析油、热焦油、乙烯焦油)供应至延迟焦化装置，其中，在450℃-550℃的温度下，获得所谓的生石油焦炭，随后在1100℃-1500℃下在煅烧步骤中该生石油焦炭可转化为煅烧石油焦炭。

当生产煤焦油沥青焦炭时，将从冶金焦炭和铸造焦炭的生产获得的煤焦油进行蒸馏，并将获得的煤焦油沥青供应至延迟焦化装置，其中，在450℃-550℃的温度下，获得生煤焦油沥青焦炭，随后在1100℃-1500℃下在煅烧步骤中该生煤焦油沥青焦炭可转化为煅烧煤焦油沥青焦炭。

已知通过向延迟焦化装置中添加碳纤维能够实现焦炭的结构改善(US726284B2)。另外，已知在生产碳产品时，通过添加添加剂能够影响碳产品(例如，如石墨电极或阴极块)的性质。因此，例如可改善使用寿命(DE102010029538A1)。

例如，在铝工业中，为了对于液态铝实现更好的润湿，在生产阴极块时将二硼化钛(TiB₂)作为添加剂添加。例如，US6258224描述了在以层构建的阴极块的上层中添加TiB₂。同样地，CN101158048描述了含有20％-60％TiB₂的碳复合材料。US6428885描述了具有含二硼化钛的保护涂层的支撑体。

TiB₂在高温下以高能耗生产。当生产具有改善的润湿性质的碳产品时，需要将粗粒焦炭和细粒TiB₂混合均匀，技术支出相当大。这可通过材料的不同粒径分布和密度来解释，因为这些材料需要易于分离。

由不同的粒径导致的进一步缺点在于，当加工碳产品时或由于磨损，在表面上产生区域，该区域仅含有粗粒焦炭的碳以及岛(该岛含有TiB₂和任选的灰尘与粘合剂基质)。由于岛的形成，这导致表面不能很好地被铝润湿。最终，由于碳产品上的机械应力和化学应力，导致使用寿命缩短。

发明内容

因此，本发明的目的是提供焦炭，所述焦炭使由该焦炭生产的碳产品的使用寿命增加。

该目的通过含有添加剂的焦炭得以实现，其特征在于所述添加剂累积在屈服点(Flieβgrenzen)处或累积在由屈服点包围的区域中。

在本发明的范围内，屈服点应当理解为是指在焦化期间，中间相(Mesophase)凝固时产生的光学非各向异性区域之间的边界。

术语“中间相”定义系统的液相和固相之间的独特有序状态。当从液相转变为固相时，在热解期间发生从无序的各向同性相向有序的各向异性相的转变。

根据本发明，认识到由于添加剂累积在屈服点处或者在由屈服点包围的区域中，能够对焦炭的性质进行定制，其中例如通过添加剂的合适选择可影响润湿性和耐磨性。相应地，这种影响给由该焦炭生产的碳产品带来较长的使用寿命。