From Chemistry Towards Technology Step-By-Step From Chemistry Towards Technology Step-By-Step От химии к технологии шаг за шагом 2782-1900 103151 10.52957/2782-1900-2025-6-4-35-49 Научные статьи Scientific articles Научные статьи Otsenka perspektiv ispol'zovaniya termookisleniya ehlektrodnogo peka dlya polucheniya vysokotemperaturnogo peka svyazuyushchego Оценка перспектив использования термоокисления электродного пека для получения высокотемпературного пека связующего Ковалев Родион Юрьевич Kovalev Rodion Yuryevich kovaleviuhm@yandex.ru

кандидат физико-математических наук;

candidate of physical and mathematical sciences;

 Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН Россия The Federal Research Center of Coal and Coal-Chemistry of Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences Russian Federation 22 12 2025 22 12 2025 6 4 35 49 11 08 2025 20 11 2025 https://chemintech.ru/en/nauka/article/103151/view

В работе проведен анализ пековых продуктов термоокисления электродного пека марки В. В статье показаны результаты анализа получения высокотемпературного пека путем термоокисления электродного пека марки В в реакторе с большим газовым пространством. Определены зависимости температуры размягчения и выходов летучих веществ от расхода воздуха при данном типе термоокисления. Получена зависимость выхода карбонизата от длительности термоокисления электродного пека марки В. Карбонизацию проводили путем нагревания исходного электродного пека марки В и пеков, полученных его термоокислением. Установлены критерии для данного типа термоокисления, при которых можно повысить категорию пека. Показаны результаты по карбонизации пеко-коксовой смеси с содержанием различных типов пека.

В работе проведен анализ пековых продуктов термоокисления электродного пека марки В. В статье показаны результаты анализа получения высокотемпературного пека путем термоокисления электродного пека марки В в реакторе с большим газовым пространством. Определены зависимости температуры размягчения и выходов летучих веществ от расхода воздуха при данном типе термоокисления. Получена зависимость выхода карбонизата от длительности термоокисления электродного пека марки В. Карбонизацию проводили путем нагревания исходного электродного пека марки В и пеков, полученных его термоокислением. Установлены критерии для данного типа термоокисления, при которых можно повысить категорию пека. Показаны результаты по карбонизации пеко-коксовой смеси с содержанием различных типов пека.

 каменноугольный пек термоокисление температура размягчения выход пека высокотемпературный пек связующий пек пековый карбонизат пеко-коксовая смесь Работа выполнена в рамках государственного задания ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения Российской академии наук» проект № 124041100047-4.

Utkin Y.A., Yanko E.A., Soloveichik E.Y., Strakhov V.M. Assessing coal pitch as a binder in anode production. Coke Chem., 2012, 55(9), 342-346. DOI: 10.3103/S1068364X12090098. Utkin Y.A., Yanko E.A., Soloveichik E.Y., Strakhov V.M. Assessing coal pitch as a binder in anode production. Coke Chem., 2012, 55(9), 342-346. DOI: 10.3103/S1068364X12090098. Шеррюбле В.Г., Селезнев А.Н., Апалькова Г.Д. Вязкопластические свойства масс на основе пеков с различной температурой размягчения. Химия твердого топлива, 2003, 5, 17-21. Sherryuble V.G., Seleznev A.N., Apal'kova G.D. Vyazkoplasticheskie svoystva mass na osnove pekov s razlichnoy temperaturoy razmyagcheniya. Himiya tverdogo topliva, 2003, 5, 17-21. Янко Э.Я. Исследование качества анодной массы, приготовленной на высокотемпературных пеках. Цветмет, 1981, 12, 73-76. Yanko E.Ya. Issledovanie kachestva anodnoy massy, prigotovlennoy na vysokotemperaturnyh pekah. Cvetmet, 1981, 12, 73-76. Ицков M.Л, Свобода Р.В., Фролов В.И. Влияние температуры размягчения связующих материалов на эксплуатационные характеристики анодной массы. Цветмет, 1983, 12, 33-35. Ickov M.L, Svoboda R.V., Frolov V.I. Vliyanie temperatury razmyagcheniya svyazuyuschih materialov na ekspluatacionnye harakteristiki anodnoy massy. Cvetmet, 1983, 12, 33-35. Ицков M.Л, Дыблина Н.П., Денисенко В.И., Вегнер А.А., Сергин Е.И. О влиянии альфа-фракции каменноугольного пека на эксплуатационные характеристики анодной массы. Цветмет, 1986, 8, 51-54. Ickov M.L, Dyblina N.P., Denisenko V.I., Vegner A.A., Sergin E.I. O vliyanii al'fa-frakcii kamennougol'nogo peka na ekspluatacionnye harakteristiki anodnoy massy. Cvetmet, 1986, 8, 51-54. Назаренко Н.А. Исследование качества анодной массы, приготовленной на высокотемпературных пеках. Вестник харьковского национального технического университета ХПИ, 2011, 43, 25-31. Nazarenko N.A. Issledovanie kachestva anodnoy massy, prigotovlennoy na vysokotemperaturnyh pekah. Vestnik har'kovskogo nacional'nogo tehnicheskogo universiteta HPI, 2011, 43, 25-31. Неведров А.В, Папин А.В., Боброва И.В., Макаревич И.А. Исследование характеристик образцов используемых в качестве связующего для электродной промышленности. Вестник Кузбасского государственного технического университета, 2025, 1, 94-101. DOI: 10.26730/1999-4125-2025-1-94-101. Nevedrov A.V, Papin A.V., Bobrova I.V., Makarevich I.A. Issledovanie harakteristik obrazcov ispol'zuemyh v kachestve svyazuyuschego dlya elektrodnoy promyshlennosti. Vestnik Kuzbasskogo gosudarstvennogo tehnicheskogo universiteta, 2025, 1, 94-101. DOI: 10.26730/1999-4125-2025-1-94-101. Базегский А. Е., Школлер М.Б. Исследование процесса термического растворения угля с целью получения связующего для огнеупорных масс. Сообщение 1. Получение связующего. Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2016, 59(8), 517-522. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-8-517-522. Bazegskiy A. E., Shkoller M.B. Issledovanie processa termicheskogo rastvoreniya uglya s cel'yu polucheniya svyazuyuschego dlya ogneupornyh mass. Soobschenie 1. Poluchenie svyazuyuschego. Izvestiya vysshih uchebnyh zavedeniy. Chernaya metallurgiya, 2016, 59(8), 517-522. DOI: 10.17073/0368-0797-2016-8-517-522. Мухамедзянова А.А., Хайбуллин А.А., Панов И.И., Исханов И.А. Пат. Р.Ф. № 2647735. Способ получения нефтяного высокотемпературного связующего пека, 2018. Muhamedzyanova A.A., Haybullin A.A., Panov I.I., Ishanov I.A. Pat. R.F. № 2647735. Sposob polucheniya neftyanogo vysokotemperaturnogo svyazuyuschego peka, 2018. Фризоргер В.К., Манн В.Х., Анушенков А.Н., Храменко Н.А. Пат. Р.Ф. № 2288938. Способ получения пека связующего для электродных материалов, 2006. Frizorger V.K., Mann V.H., Anushenkov A.N., Hramenko N.A. Pat. R.F. № 2288938. Sposob polucheniya peka svyazuyuschego dlya elektrodnyh materialov, 2006. Лапина Н.А., Стариченко Н.С., Лейн Е.С., Островский В.С., Аверина М.В., Липкина Н.В. АС. 1772130 СССР. Способ получения электродного пека, 30.10.1992. Lapina N.A., Starichenko N.S., Leyn E.S., Ostrovskiy V.S., Averina M.V., Lipkina N.V. AS. 1772130 SSSR. Sposob polucheniya elektrodnogo peka, 30.10.1992. Ковалев Р.Ю. Сравнительный анализ фракционного состава пеков, полученных из каменноугольной смолы в зависимости от технологии получения. Вестник Тверского государственного университета. Серия: Химия,2024, 58(4), 147-158. DOI: 10.26456/vtchem2024.4.15. Kovalev R.Yu. Sravnitel'nyy analiz frakcionnogo sostava pekov, poluchennyh iz kamennougol'noy smoly v zavisimosti ot tehnologii polucheniya. Vestnik Tverskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Himiya,2024, 58(4), 147-158. DOI: 10.26456/vtchem2024.4.15. BarnakovC.N., Vershinin S.N., Khokhlova G.P., Usov O.M., Samarov A.P., Kozlov A.P. Benefits of ultrasound in pitch production from coal tar and its mixtures with styrene distillation residue. Coke Chem., 2016, 59(5), 192-195. DOI: 10.3103/S1068364X16050021. BarnakovC.N., Vershinin S.N., Khokhlova G.P., Usov O.M., Samarov A.P., Kozlov A.P. Benefits of ultrasound in pitch production from coal tar and its mixtures with styrene distillation residue. Coke Chem., 2016, 59(5), 192-195. DOI: 10.3103/S1068364X16050021. Barnakov C.N., Vershinin S.N., Khokhlova G.P., Samarov A.P., Kozlov A.P. Production of coal pitch by the oxidation of coal extracts in anthracene. Coke Chem., 2016, 59(8), 313-315. DOI: 10.3103/S1068364X16080020. Barnakov C.N., Vershinin S.N., Khokhlova G.P., Samarov A.P., Kozlov A.P. Production of coal pitch by the oxidation of coal extracts in anthracene. Coke Chem., 2016, 59(8), 313-315. DOI: 10.3103/S1068364X16080020. Barnakov C.N., Khokhlova G.P., Usov O.M., Naymushina T.M. Pitch Production from Mixtures of Coal Tar and Rubber Crumbs. Coke Chem., 2018, 61(8), 305-307. DOI: 10.3103/S1068364X18080033. Barnakov C.N., Khokhlova G.P., Usov O.M., Naymushina T.M. Pitch Production from Mixtures of Coal Tar and Rubber Crumbs. Coke Chem., 2018, 61(8), 305-307. DOI: 10.3103/S1068364X18080033. Barnakov C.N., Khokhlova G.P., Usov O.M. New Materials for Binder-Pitch Production. Coke Chem., 2019, 62(10), 464-467. DOI: 10.3103/S1068364X1910003X. Barnakov C.N., Khokhlova G.P., Usov O.M. New Materials for Binder-Pitch Production. Coke Chem., 2019, 62(10), 464-467. DOI: 10.3103/S1068364X1910003X. Ковалев Р.Ю., Никитин А.П. Исследование свойств продуктов низкотемпературного термоокисления электродного каменноугольного пека. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки, 2024, 15(1), 221-227. DOI: 10.37614/2949-1215.2024.15.1.035. Kovalev R.Yu., Nikitin A.P. Issledovanie svoystv produktov nizkotemperaturnogo termookisleniya elektrodnogo kamennougol'nogo peka. Trudy Kol'skogo nauchnogo centra RAN. Seriya: Tehnicheskie nauki, 2024, 15(1), 221-227. DOI: 10.37614/2949-1215.2024.15.1.035. Ковалев Р.Ю. Влияние термоокисления электродного пека на изменения его состава и свойств. От химии к технологии шаг за шагом,2025, 6(1), 55-64. DOI: 10.52957/2782-1900-2025-6-1-55-64. Kovalev R.Yu. Vliyanie termookisleniya elektrodnogo peka na izmeneniya ego sostava i svoystv. Ot himii k tehnologii shag za shagom,2025, 6(1), 55-64. DOI: 10.52957/2782-1900-2025-6-1-55-64. Petrovykh A.P., Moskalev I.V., Kisel'kov D.M., Valcifer V.A., Strelnikov V.N. Analysis and comparison of properties of air-blown and of thermally treated pitches. Coke Chem., 2015, 58(1), 23-31. DOI:10.3103/S1068364X1501007X. Petrovykh A.P., Moskalev I.V., Kisel'kov D.M., Valcifer V.A., Strelnikov V.N. Analysis and comparison of properties of air-blown and of thermally treated pitches. Coke Chem., 2015, 58(1), 23-31. DOI:10.3103/S1068364X1501007X. Ковалев Р.Ю., Никитин А.П. Исследование продуктов термоокислительной обработки каменноугольного электродного пека в реакторе с большим газовым пространством. Кокс и химия, 2025, 1, 19-24. DOI: 10.52351/00232815_2025_1_19. Kovalev R.Yu., Nikitin A.P. Issledovanie produktov termookislitel'noy obrabotki kamennougol'nogo elektrodnogo peka v reaktore s bol'shim gazovym prostranstvom. Koks i himiya, 2025, 1, 19-24. DOI: 10.52351/00232815_2025_1_19. Ковалев Р.Ю., Никитин А.П. Исследование влияния термообработки электродных пеков на выход продуктов карбонизации. Химия в интересах устойчивого развития, 2024, 32, 839-844. DOI: 10.15372/KhUR2024. Kovalev R.Yu., Nikitin A.P. Issledovanie vliyaniya termoobrabotki elektrodnyh pekov na vyhod produktov karbonizacii. Himiya v interesah ustoychivogo razvitiya, 2024, 32, 839-844. DOI: 10.15372/KhUR2024. Ковалев Р.Ю. Карбонизация высокотемпературных пеков. Химия и химическая технология: достижения и перспективы: материалы I международной VII Всероссийской конференции, Кемерово, 27–29 ноября 2024 года. Кемерово: Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, 2025. С. 221.1-221.3. Kovalev R.Yu. Karbonizaciya vysokotemperaturnyh pekov. Himiya i himicheskaya tehnologiya: dostizheniya i perspektivy: materialy I mezhdunarodnoy VII Vserossiyskoy konferencii, Kemerovo, 27–29 noyabrya 2024 goda. Kemerovo: Kuzbasskiy gosudarstvennyy tehnicheskiy universitet imeni T.F. Gorbacheva, 2025. S. 221.1-221.3. Ковалев Р.Ю., Никитин А.П. Термическая обработка электродных каменноугольных пеков и смесей на их основе. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 2025, 1(51), 63-71. DOI: 10.57070/2304-4497-2025-1(51)-63-71. Kovalev R.Yu., Nikitin A.P. Termicheskaya obrabotka elektrodnyh kamennougol'nyh pekov i smesey na ih osnove. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo industrial'nogo universiteta, 2025, 1(51), 63-71. DOI: 10.57070/2304-4497-2025-1(51)-63-71. Ковалев Р.Ю. Исследование влияния термообработки среднетемпературного электродного пека на выход карбонизата. От химии к технологии шаг за шагом, 2024, 5(4), 35-42. DOI 10.52957/2782-1900-2024-5-4-35-42. Kovalev R.Yu. Issledovanie vliyaniya termoobrabotki srednetemperaturnogo elektrodnogo peka na vyhod karbonizata. Ot himii k tehnologii shag za shagom, 2024, 5(4), 35-42. DOI 10.52957/2782-1900-2024-5-4-35-42. Choi K.H., Lee S.Y., Hong I., Son S., An J.C., Kim S. Molecular-level investigation of coal-tar pitch treated by air blowing: Revealing the restructure of aromatic compounds via radical reactions. Carbon, 2023, 203, 377-385. DOI: 10.1016/j.carbon.2022.11.022. Choi K.H., Lee S.Y., Hong I., Son S., An J.C., Kim S. Molecular-level investigation of coal-tar pitch treated by air blowing: Revealing the restructure of aromatic compounds via radical reactions. Carbon, 2023, 203, 377-385. DOI: 10.1016/j.carbon.2022.11.022. Ковалев Р.Ю., Гаврилюк О.М. Оптимизация технологии получения высокотемпературного пека. Инновационный конвент "Кузбасс: образование, наука, инновации": Материалы XII Инновационного конвента. Кемерово: Кемеровский государственный университет, 2024. С. 356-357. Kovalev R.Yu., Gavrilyuk O.M. Optimizaciya tehnologii polucheniya vysokotemperaturnogo peka. Innovacionnyy konvent "Kuzbass: obrazovanie, nauka, innovacii": Materialy XII Innovacionnogo konventa. Kemerovo: Kemerovskiy gosudarstvennyy universitet, 2024. S. 356-357. Ковалев Р.Ю., Наймушина Т.М. Термообработка электродного пека. Материалы во внешних полях: труды XIII Международного онлайн-симпозиума, Новокузнецк, 20 марта 2024 года. Новокузнецк: Сибирский государственный индустриальный университет, 2024. С. 93-94. Kovalev R.Yu., Naymushina T.M. Termoobrabotka elektrodnogo peka. Materialy vo vneshnih polyah: trudy XIII Mezhdunarodnogo onlayn-simpoziuma, Novokuzneck, 20 marta 2024 goda. Novokuzneck: Sibirskiy gosudarstvennyy industrial'nyy universitet, 2024. S. 93-94. Martın Y., Garcıa R., Keating P., Snape C.E., Moinelo S.R. A Study of the Polymerization and Condensation Reactions during the Heat Treatment of Pitches under Gas-Blowing Conditions, Energy Fuels, 2000, 14, 380 392. DOI:10.1021/ef9901443. Martın Y., Garcıa R., Keating P., Snape C.E., Moinelo S.R. A Study of the Polymerization and Condensation Reactions during the Heat Treatment of Pitches under Gas-Blowing Conditions, Energy Fuels, 2000, 14, 380 392. DOI:10.1021/ef9901443. Сидоров О.Ф. Современные представления о процессе термоокисления каменноугольных пеков. 1 Механизм взаимодействия кислорода с углеводородами пека. Кокс и химия, 2002, 9, 35-43. Sidorov O.F. Sovremennye predstavleniya o processe termookisleniya kamennougol'nyh pekov. 1 Mehanizm vzaimodeystviya kisloroda s uglevodorodami peka. Koks i himiya, 2002, 9, 35-43. Сидоров О.Ф. Современные представления о процессе термоокисления каменноугольных пеков. Ч.3 Влияние условий окисления на характер термохимических превращений и структуру пека. Кокс и химия, 2004, 6, 24-30. Sidorov O.F. Sovremennye predstavleniya o processe termookisleniya kamennougol'nyh pekov. Ch.3 Vliyanie usloviy okisleniya na harakter termohimicheskih prevrascheniy i strukturu peka. Koks i himiya, 2004, 6, 24-30. Гайсаров М.Г., Мальцев Л.Д., Мочалов В.В. О природе α1-фракции пека и ее влиянии на качество углеродистых изделий. Кокс и химия, 1981, 10, 37-39. Gaysarov M.G., Mal'cev L.D., Mochalov V.V. O prirode α1-frakcii peka i ee vliyanii na kachestvo uglerodistyh izdeliy. Koks i himiya, 1981, 10, 37-39. Twigg A.N. Relationship between chemical structure and secondary quinoline insoluble for-mation in electrode binder pitches. Fuel, 1987, 66(11), 1540-1543. Twigg A.N. Relationship between chemical structure and secondary quinoline insoluble for-mation in electrode binder pitches. Fuel, 1987, 66(11), 1540-1543. Cao Y., Zang C., Zhang J., Gao F., Liu Y. High thermal-conductivity mesophase pitch-based graphite fiber with circular cross-section through a spinneret with a Y-shaped spinning hole. Carbon Trends, 2023, 10, 100244. DOI: 10.1016/j.cartre.2022.100244. Cao Y., Zang C., Zhang J., Gao F., Liu Y. High thermal-conductivity mesophase pitch-based graphite fiber with circular cross-section through a spinneret with a Y-shaped spinning hole. Carbon Trends, 2023, 10, 100244. DOI: 10.1016/j.cartre.2022.100244.