Brevet FR2485505A1 — publié le 19811231

Utilisation de fractions de brai pouvant 9tre soumises à une picratation pour la fabrication de carbone anisotrope. L'invention concerne l'utilisation de fractions de goudron de houille séparées au moyen d'une picratation pour la fabrication de carbone anisotrope. Le carbone technique anisotrope joue un r8le important pour la fabrication de substances possédant des caractéristiques spéciales, ainsi que dans l'industrie métallurgique. Comme matière première pour sa fabrication, on a souvent proposé le brai normal de goudron de houille, c'est-à-dire le résidu de distillation provenant de la distillation technique de goudron de houille récupéré à haute température, mais les procédés connus se rapportent à la récupération de fractions, convenant pour la carbo- nisation, constituées par du brai de goudron de houille, à l'aide de solvants organiques, en utilisant des catalyseurs comle par exemple du chlorure d'aluminium, en ajoutant des additifs comme par exemple du soufre, ou en utilisant des températures et/ou des durées de séjour et/ou des pressions sélectionnées lors du processus de carbonisation. Ces procédés sont proposés aussi bien individuel- lement qu'en combinaisons et ils fournissent des produits qui peuvent être transformes en carbone anisotrope par un traitement thermique de plusieurs heures, à des températures comprises la plupart du temps entre 450 et 50000. Ce lent processus de carbonisation est considéré comme absolument nécessaire étant donné qu'on part de l'hypothèse que la formation de carbones fortement orientés n'est possible que grce. à une longue durée de séjour et à une réaction uniforme dans un milieu réactionnel sans turbulence (voir A.J. HEttttinger; Bitumen, Teere, Asphalte, Peche, 24, 255-262, 1973). Mis à part les points de vue économiques, la durée de ce processus pour la plupart des utilisations des carbones anisotropes n'est pas un inconvénient. Cependant, pQur fabriquer des fibres de carbone à partir de brai par exemple, on recherche des fractions de brai pour lesquelles une telle transformation se produit en un temps aussi court que possible. Par conséquent, la présente invention se propose de trouver un brai très réactif qui peut se tramns- former avec un bon rendement quantitatif et rapidement en carbone anisotrope, à une température relativement basse. Ce problème est résolu suivant l'invention grAce à l'utilisation de fractions de brai obtenues par pierata- tion de brai de goudron de houille, séparation puis décomposition du picrate, pour la fabrication de carbone anisotrope. la possibilité de fractionner du brai normal de goudron de houille en utilisant de l'acide picrique come agent chimique de formation de complexe, de transfert et de charge est décrite dans la littérature en tant que méthode analytique (G.P. Blimer et M. Zander, OompendiUm 77/78, Complément de la revue ErdIl und Kohle. Erga. Petrochemie, p. 235-251). Lors de l'étude plus détaillée des fraetions de brai de goudron de houille obtenues au moyen de complexes d'acide picrique, il s'est avéré que celles-ci poouvaient se carboniser extrêmement rapidement. Contre toute attente, cette carbonisation conduit à un carbone fortement anisotrope. Comme le montre une comparaison des essaiz de cokéfaction, décrits dans les exemples suivants, de brai de goudron de houille filtré, et d'une fraction de brai obtenue au moyen d'un complexe d'acide picrique, dans le cas de ce dernier la transformation en carbone anisotrope se déroule plus de dix fois plus rapidement. Exemple On extrait 100 g de brai de goudron de houille q possédant un point de ramollissement de 7200 (suivant KJrâmer-Sarnow) avec 5 1 de toluène bouillant, en agitant pendant 15 mn, on laisse refroidir la solution àtempérature ambiante et on élimine par aspiration la partie insoluble (19, 9 g). A la solution on ajoute encore 0,5 1 de toluène, puis on la décompose avec 4 g d'acide picrique, dissout dans 0,125 1 de toluène, à température ambiante. Le picrate qui se dépose aussit8t est aspiré, après avoir agité la suspension pendant 30 minutes, puis lavé avec du toluène et séché (rendement: 11,7 g). le picrate est mis en suspension dans 0,625 1 de chloroforme, et la suspension est traitée à la température ambiante avec de l'ammoniaque à 15%, ce qui fait passer la fraction d'hydrocarbures aromatiques en solution. Ensuite, la solution est lavée avec de l'eau pour éliminer le picrate d'ammonium formé et le chloroforme est éliminé par distillation.- Le résidu (9,8 g) possédant un point de ramollis- sement suivant Kratmer-Sarnow de 190 0 est chauffé pendant mn à 42500 dans un dispositif sous pression. La pression régnant dans ce dispositif est égale à 10 bars. On obtient du carbone avec un bon rendement quantitatif. L'appréciation du carbone en ce qui concerne son anisotropie se fait en prenant des vues micrographiques sous un microscope polarisant. Avec cette méthode courante d'appréciation de l'anisotropie de carbones, le carbone obtenu suivant- l'invention présente de grosses structures anisotropes sans dislocations. Exemple comparatif Du brai de goudron de houille, possédant un point de ramollissement (suivant Yrâmer-Sarnow) de 7000 et une teneur en composants insolubles dans la quinoléine de 0,35%, est chauffé à 42500 dans un dispositif sous pression, avec une pression de 10 bars. la durée de séjour pour obtenir une transformation complète en carbone anisotrope est de 13 heures. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties ayant été plus particulièrement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATION Utilisation de fractions de brai, obtenues par pieratation de brai de goudron de houille, séparation puis décomposition du picrate, caractérisée en ce qu'elle est réalisée pour la fabrication de carbone anisotrope.