DE3100018A1

DE3100018A1 - "verfahren zur kontinuierlichen herstellung von mesokohlenstoffmikroperlen"

Info

Publication number: DE3100018A1
Application number: DE19813100018
Authority: DE
Inventors: Eiji Kitajima; Yukimasa Kumura; Kosaku Tokyo Noguchi; Tomonori Izumi Osaka Sunada; Honami Tanaka; Noriyuki Tsuchiya
Original assignee: Koa Oil Co Ltd
Current assignee: Koa Oil Co Ltd
Priority date: 1980-01-04
Filing date: 1981-01-02
Publication date: 1982-01-28
Also published as: AU529962B2; SE443971B; NL180768B; NO803913L; US4363670A; AT380672B; FR2473031A1; ES498860A0; NL180768C; MX157395A; DK155677B; BR8008628A; ES8203990A1; NL8007113A; SE8009145L; FR2473031B1; AR225065A1; CH646925A5; JPS5854081B2; BE886925A

Description

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mesokohlenstoff mikroperlen

beanspruchte

Priorität: 4. Januar 1980 - Japan - Nr. 238/1980

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur industriellen Erzeugung von Mesokohlenstoffmikroperlen, die Kohlenstoffvorstufen einer Teilchenform mit optischer Anisotropie darstellen.

Die Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen durch Abscheiden von Mikrokügelchen (Mesophasenmikrokügelchen), die durch ein Verfahren gebildet werden, bei dem ein Schweröl, wie ein Petrolschweröl oder ein Kohlenteer, einer Erhitzungs- oder Verkokungsbehandlung unterworfen wird, und die eine optische Anisotropie besitzen, aus einer Pechgrundmasse ist bekannt, wie es beispielsweise in den japanischen Offenlegungsschriften Nr. 9639/1977 und 9599/1978 beschrieben ist.

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POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 50175-809 · BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.Q. MÖNCHEN, LEOPOLDSTRASSE 71, KONTO-NR. M/35794

Bei den auf diese Weise erhaltenen einzelnen Mikrokügelchen oder -teilchen von Mesokohlenstoffmikroperlen kann man eine Struktur in Betracht ziehen, bei der die polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffe in einem hohen Maße in einer bestimmten Richtung in einer Reihe und in Schichten angeordnet sind. Wegen dieser einheitlichen Form und kristallinen Struktur besitzen die Mesokohlenstoffmikroperlen hohe elektrische, magnetische und chemische Wirksamkeiten, und es wird ein ausgedehnter Gebrauch auf verschiedenen unterschiedlichen Gebieten erwartet. Insbesondere erwartet man eine Verwendung dieser Mesokohlenstof fmikroperlen für die Herstellung von verschiedenen industriellen Stoffen, beispielsweise speziellen Kohlenstoffmaterialien, wie hochdichte isotrope Kohlenstoffmaterialien und elektrische Widerstandskohlenstoffe, die nach einem Verpressen durch Verkokung hergestellt worden sind, ferner Verbundwerkstoffe, wie elektroleitfähige Keramik, dispersionsverstärkte Metalle, sowie elektroleitfähige Kunststoffe, die durch Verkokung der Mesokohlenstoffmikroperlen per se und nach einem Vermischen des erhaltenen Materials mit anderen Materialien hergestellt worden sind, und schließlich chemische Materialien, wie Trägermaterialien für Katalysatoren und chromatographisches Packungsmaterial. Es wird hier beispielsweise hingewiesen auf Yamada und Honda: Sekiyu Gakkai-shi (Journal of the Japan Society of Petroleum Engineers) J_6, 392 (1973), und "Saikin-Kuro no Sekiyu-Kagaku no Kaihatsu Jitsuyo-ka Gijutsu Shu" ("Collection (of papers on) Development and Practicalization Technology of Recent Black Petroleum Chemistry"), herausgegeben von Nippon Gijutsu Keizai Sentah (Japan Technology Economy Center) (1976)).

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Diese Mesokohlenstoffmikroperlen können durch eine geeignete Hitzebehandlung von Schweröl erhalten werden, um eine Pechausgangssubstanz mit einem Gehalt an Mesophasenmikrokügelchen zu erhalten, wobei man dieses Pech mit einem aromatischen Lösungsmittel, wie Chinolin, Pyridin oder Anthracenöl, vermischt, um die Pechgrundmasse selektiv zu lösen, und wobei man die Mesophasenmikrokügelchen, d.h. Mesokohlenstoffmikroperlen, als unlöslichen Bestandteil gewinnt. Um jedoch Mesokohlenstoffmikroperlen auf diese Weise zu erhalten, sind bisher lediglich Labormethoden, wie eine Trennung durch Filtrieren oder Zentrifugieren, vorgeschlagen worden. Für eine Erzeugung im industriellen Maßstab sind jedoch noch keine befriedigenden Verfahren festgestellt worden, und zwar wegen der verschiedenen Schwierigkeiten, die nachstehend aufgezählt werden:

(a) Weil der Gehalt an Mesokohlenstoffmikroperlen in der Pechausgangssubstanz sehr niedrig ist (die Ausbeute an dem Umwandlungsprodukt Mesokohlenstoffmikroperlen aus dem Schwerölausgangsmaterial ist sehr niedrig),, ist eine erhebliche Menge an Lösungsmittel, wie Chinolin oder Anthracenöl, erforderlich, wodurch eine wirtschaftliche Erzeugung erschwert ist. Weiterhin sind diese Lösungsmittel toxisch oder besitzen einen zu Reizungen führenden Geruch und erfordern dadurch umfangreiche Maßnahmen bezüglich des Umweltschutzes.

(b) Wenn ein Filtrieren durch Absaugen durchgeführt wird, um nach der Lösung des Pechs in einem aromatischen Lösungsmittel, wie Chinolin, die Mesokohlenstoffmikroperlen abzutrennen, verursacht die sehr kleine Teilchengröße der Mesokohlenstoffmikro-

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perlen (gewöhnlich in einer Größenordnung von 1 bis mehrere 10 Mikron) und die Bildung von Kolloiden infolge einer Solvatation leicht ein Verstopfen des Filters, wodurch die Trennung eine lange Zeit erfordert und die Durchführung sehr unzulänglich wird. Weiterhin ist sogar im Falle einer Trennung durch Zentrifugieren der Stand der Technik derart, d.h. daß für eine absatzweise Behandlung lediglich Proben einer bestimmten Menge in Betracht gezogen worden sind, so daß von dem Verfahren nicht gesagt werden kann, daß es eine wirksame Arbeitsweise ist, die in einem industriellen Maßstab durchgeführt werden kann.

(c) Gewöhnlich ist die Teilchengröße von Mesokohlenstoffmikroperlen über einen weiten Bereich von 1 Mikron bis mehrere 10 Mikron verteilt. Um einen hohen praktischen Wert von Mesokohlenstoffmikroperlen zu erhalten, ist es erforderlich, die Teilchengrößenverteilung einzuengen oder ein Klassierungsverfahren zur Einstellung der Perlen auf eine bestimmte Teilchengrößenverteilung durchzuführen. Wegen der geringen Teilchengrößen ist jedoch eine wirtschaftlich durchführbare Klassierung schwierig.

Aufgabe vorliegender Erfindung war es daher, ein kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen zur Verfügung zu stellen, wobei die vorgenannten Schwierigkeiten bei den bisher bekannten Verfahren überwunden werden. Es ist nun aufgrund ausgedehnter Forschungen gefunden worden, daß die vorstehend aufgeführten Schwierigkeiten weitgehend durch das Verfahren nach vorliegender Erfindung ausgeschaltet werden können, das die Verwendung von Hydrozyklonen in mehreren Stufen umfaßt.

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Gegenstand vorliegender Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen, das gekennzeichnet ist durch die Verfahrensstufen

(a) Mischen in einem Lösungskessel,

(i) eine Pechausgangssubstanz aus einer Pechgrundmasse und durch Verarbeiten eines Schweröls in der Hitze erhaltenen Mesophasenmikrokügelchen und

(ii) ein Lösungsmittel, in dem sich die Pechgrundmasse jedoch nicht die Mesophasenmikrokügelchen lösen, wobei ein flüssiges Gemisch aus einer Lösung der in dem Lösungsmittel gelösten Pechgrundmasse und aus dispergierten Mesophasenmikrokügelchen erhalten wird,

(b) Einspeisen des in Stufe (a) erhaltenen flüssigen Gemisches in mindestens zwei Stufen von Hydrozyklonen und Trennen des Gemisches in eine leichte Flüssigkeit, die hauptsächlich die Pechgrundmasse und das Lösungsmittel enthält, in eine mittelschwere Flüssigkeit, die sowohl die Pechgrundmasse und das Lösungsmittel als auch eine geringe Menge der Mesophasenmikrokügelchen enthält, und in eine schwere Flüssigkeit, die sowohl das Lösungsmittel als auch die größte Menge der Mesophasenmikrokügelchen enthält,

(c) Abdampfen des Lösungsmittels aus der in Stufe (b) erhaltenen leichten Flüssigkeit, wobei man die Pechgrundmasse abtrennt und sammelt,

(d) Zurückführen der in Stufe (b) erhaltenen mittelschweren Flüssigkeit in die Stufe (a) oder in die Stufe (b) und

(e) Entfernen des Lösungsmittels aus der in Stufe (b) erhaltenen schweren Flüssigkeit, wobei man die Mesophasenmikrokügelchen als Mesokohlenstoffmikroperlen erhält.

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Die bei der Durchführung vorliegender Erfindung verwendeten Hydrozylone besitzen im Vergleich zu den üblichen Trenntechniken, wie Filtrieren oder einfachen Zentrifugieren außer der bloßen kontinuierlichen Fest-Flüssig-Trennung die funktionellen Fähigkeiten, die festen Teilchen zu waschen und zu klassieren als Ergebnis ihrer Verwendung in mehreren Stufen. Aus diesem Grund ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsweisen einer Fest-Flüssig-Trennung, eines Waschens und eines Klassierens, die für eine kontinuierliche Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen erforderlich sind, gleichzeitig begleitet werden durch die Verwendung von Hydrozyklonen in mehreren Stufen.

Die Art, der Nutzen und weitere Merkmale vorliegender Erfindung werden noch deutlicher aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung ersichtlich, beginnend mit einer Betrachtung der allgemeinen Aspekte vorliegender Erfindung und schließend mit speziellen Beispielen für die praktische Erläuterung bevorzugter Ausführungsformen vorliegender Erfindung, wenn sie in Verbindung mit der Zeichnung und den Photographien, wie sie nachstehend kurz beschrieben werden, betrachtet werden. »

In den Zeichnungen veranschaulichen:

Fig. 1, 2 und 3 Fließdiagramme, die jeweils in schematischerForm

Vorrichtungsanordnungen für die praktische

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens

zeigen;
Fig. 4 ein Fließdiagramm, das in schematischer Form

eine bei den Beispielenverwendete Vorrichtungs-

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. JtO-

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anordnung zeigt;

Fig. 5a, 5b, 5c graphische Darstellungen, die Teilchengrößenverteilungen von Mesokohlenstoffmikroperlen vor und nach der Verarbeitung mittels Hydrozyklonen in mehreren Stufen zeigen;

Fig. 6a, 6b, 6c Photographien, die jeweils in lOOOfacher Vergrößerung durch ein Abtast-Elektronenmikroskop die Mesokohlenstoffmikroperlen in dem vorgenannten Zustand zeigen;

Fig. 7a, 7b graphische Darstellungen, die die Teilchengrößenverteilung der Mesokohlenstoffmikroperlen vor und nach der Verarbeitung mittels einer mehrstufigen Arbeitsweise eines Hydrozyklons darstellen; und

Fig. 8 eine Photographie, die mit einer lOOOfachen

Vergrößerung durch ein Abtast-Elektronenmikroskop aufgenommen worden ist.

In der nachstehenden Beschreibung beziehen sich die Mengenangaben in "%" und "Teilen" auf das Gewicht, wenn nichts anderes angegeben ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 zeigt das Fließdiagramm die wesentliche Anordnung der Vorrichtungsteile für die praktische Durchführung einer verhältnismäßig grundlegenden Ausführungsform der Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen nach dem Verfahren vorliegender Erfindung. In Fig. 1 sind aus Gründen der Deutlichkeit Vorrichtungsbestandteile, wie Ventile, außer einer Mindestanzahl, die für die Beschreibung erforderlich sind, weggelassen

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worden, und im Hinblick auf das mehrfache Vorhandensein von Vorrichtungsteilen mit der gleichen Funktion, die durch Abschalten austauschbar oder in Parallelschaltung verwendet werden, ist nur ein einziges Vorrichtungsteil jeder Gruppe dargestellt worden.

Bei der praktischen Durchführung des Verfahrens vorliegender Erfindung gemäß Fig. 1 wird ein Lösungskessel 3, der mit einem Flügelrührer 1 und einem Erhitzer 2 ausgerüstet ist und ein Fassungsvermögen von 1 m³ besitzt, durch Leitung 4 mit einer Geschwindigkeit von annähernd 60 kg/h mit einer Pechausgangssubstanz beschickt, die in Pulverform vorliegt und zusammen mit der Pechgrundmasse annähernd 5 % Mesophasenmikroperlen der nachstehend angegebenen Teilchengrößenverteilung enthält, die durch Erhitzen eines Rückstandsöls aus einer katalytischen Fließbettcrackung bei 450⁰C erhalten worden ist. Das gesamte System wird bei annähernd 80⁰C gehalten.

Teilchengröße (um)	%
0 bis 2	0,1
2 bis 5	3,5
5 bis 10	32,2
10 bis 15	47,7
15 bis 20	16,5

Durch Leitung 5 wird getrennt Chinolin, das die Pechgrundmasse jedoch nicht die Mesophasenmikrokügelchen löst, mit einer Geschwindigkeit von 600 kg/h in den Lösungskessel 3 eingespeist. Anschließend werden die Pechausgangssubstanz und das Lösungsmittel zusammen mit 330 kg/h eines Rückstroms aus Leitung 14, der

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aus der Pechgrundmasse, einem geringen Anteil von Mikrokügelchen und dem Lösungsmittel besteht, vermischt. Mittels des Erhitzers 2 wird das Gemisch erhitzt, um ein flüssiges Gemisch zu erhalten, in dem die Mesokohlenstoffmikroperlen oder die Mesophasenmikrokügelchen in einer Lösung der in dem Lösungsmittel gelösten Pechgrundmasse dispergiert sind.

Anschließend wird dieses flüssige Gemisch über die Pumpe 6 mit einer Geschwindigkeit von 990 kg/h in zwei miteinander parallel geschaltete Hydrozyklone 7 eingespeist, von denen gemäß den vorstehenden Ausführungen in Fig. 1 nur einer gezeigt ist. Jeder dieser Hydrozyklone besteht aus einem oberen zylindrischen Teil mit einem Durchmesser von 10 mm und einem unteren konischen Teil, der an seiner Basis mit dem oberen Teil verbunden ist, wobei die Gesamtlänge des Hydrozyklons 50 mm beträgt. Ein Abzugsrohr 8 für die dichte Flüssigkeit ist mit dem Mittelteil des zylindrischen oberen Teil des Hydrozyklons verbunden, während das Abzugsrohr 9 für die schwere Flüssigkeit mit der unteren Spitze des konischen unteren Teils verbunden ist. Für die anschliessenden Hydrozyklone 13, 16, 17, 18 usw. werden demzufolge Hydrozyklone von praktisch den gleichen Abmessungen und der gleichen Anzahl wie erforderlich verwendet.

Das vorstehend erwähnte flüssige Gemisch wird in tangentialer Richtung in den zylindrischen oberen Teil jedes Hydrozyklons 7 eingespeist und, da es entlang der Innenwand dieses zylindrischen oberen Teils kreist, in eine schwere Flüssigkeit, die reich an Mesokohlenstoffmikroperlen ist, und in eine leichte Flüssigkeit mit einer niedrigen Konzentration an Mesokohlenstoff-

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mikroperlen getrennt, die mit Geschwindigkeiten von 330 kg/h bzw. 660 kg/h durch die Leitungen 9 bzw. 10, welchletztere mit dem Abzugsrohr 8 verbunden ist, abgezogen werden.

Die aus den Hydrozyklonen 7 abgezogene leichte Flüssigkeit besteht hauptsächlich aus der Pechgrundmasse und dem Lösungsmittel und, selbst wenn Mesokohlenstoffmikroperlen darin enthalten sind, nur aus einer sehr geringen Menge von Mesokohlenstoffmikroperlen von sehr kleiner Teilchengröße. Die leichte Flüssigkeit läuft durch Leitung 10 und wird in den Verdampfer 11 eines Fassungsvermögens von 10m³ eingespeist.

Andererseits ist die schwere Flüssigkeit aus den Hydrozyklonen 7 ein flüssiges Gemisch, das aus einer Lösung von Pech und dem Lösungsmittel besteht, in dem Mesokohlenstoffmikroperlen mit einer breiten bis schmalen Teilchengrößenverteilung in einem konzentrierten Zustand dispergiert sind. Dieses Flüssigkeitsgemisch zusammen mit zusätzlich mit einer Geschwindigkeit von 330 kg/h durch die Leitung 12 zugespeistem Lösungsmittel wird in zwei zweite Hydrozyklone 13 eingeführt. In diesen Hydrozyklonen 13 wird das flüssige Gemisch aus dem Hydrozyklon 7 in gleicher Weise in eine leichte Flüssigkeit, die im Vergleich mit der durch Leitung 10 aus dem Hydrozyklon 7 abgezogenen leichten Flüssigkeit eine mittlere Flüssigkeit ist, mit einem Gehalt an einem geringen Anteil von Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig geringer Teilchengröße und in eine schwere Flüssigkeit mit einem Gehalt von Mesokohlenstof fmikroperlen von ■verhältnismäßig großer Teilchengröße aufgetrennt. Die leichte Flüssigkeit wird mit einer Geschwindigkeit von 330 kg/h durch die Lei-

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tung 14 abgezogen und in den Lösungskessel 3 zurückgeleitet. Je nach der Notwendigkeit ist es auch möglich, die leichte, durch die Leitung 14 fließende Flüssigkeit in den Lösungskessel 3 zurückzuführen, wie es durch die gestrichelte Linie in Fig. 1 angegeben ist. Da weiterhin die Rückführung in dieser Weise zur Erhöhung der Wiedergewinnungsgeschwindigkeit von Mesokohlenstoffmikroperlen mittels des Systems der Hydrozyklone 7, 13 usw. durchgeführt wird, kann das Rückführen in gleicher Weise zu dem oberhalb liegenden Teil des Hydrozyklonsystems, wie es durch die gestrichelt angegebene Leitung 15 ersichtlich ist, anstelle von oder zusätzlich zum Rückführen zum Lösungskessel 3 je nach Erfordernis durchgeführt werden.

Wenn die schwere Flüssigkeit aus dem Hydrozyklon 13 gründlich mittels des durch die Leitung 12 zugeführten Lösungsmittels gewaschen ist, wird die Pechgrundmasse entfernt, und es kann ein flüssiges Gemisch hauptsächlich nur aus dem Lösungsmittel und den Mesokohlenstoffmikroperlen erhalten werden. Um jedoch die Pechgrundmasse von den Mesokohlenstoffmikroperlen gründlich zu entfernen und weiterhin die Mesokohlenstoffmikroperlen in die gewünschten Teilchengrößen zu klassieren, ist es wünschenswert, die schwere Flüssigkeit aus den Hydrozyklonen 13 in dem Hydrozyklonsystem zur Klassierung, bestehend aus den Hydrozyklonen 16, 17, 18 usw., wie aus Fig. 1 ersichtlich, weiter zu verarbeiten.

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Noch deutlicher ausgedrückt, wird die schwere, mit einer Geschwindigkeit von 330 kg/h aus den Hydrozyklonen 13 abgezogene schwere Flüssigkeit über Leitung 19 und die Pumpe 20 in vier Hydrozyklone 16, die parallel angeordnet sind, eingespeist, in denen sie wiederum in eine leichte und in eine schwere Flüssigkeit getrennt wird, die mit einer Geschwindigkeit von 330 kg/h durch die Leitungen 21 bzw. 22 in die Hydrozyklone 17 bzw. 18 eingespeist werden. Je nach Erfordernis wird die leichte Flüssigkeit aus den Hydrozyklonen 16 mit dem Lösungsmittel aus der Leitung 23 (in dem gegenwärtigen Beispiel nicht verwendet) verdünnt und danach in einen Hydrozyklon 17 eingeleitet, in dem sie weiter in eine leichte Flüssigkeit und eine schwere Flüssigkeit getrennt wird. Die derart abgetrennte leichte Flüssigkeit, die ein Lösungsmittel mit einem Gehalt von etwas gelösten Pech darstellt, wird mit einer Geschwindigkeit von 165 kg/h durch Leitung 24 abgezogen und zusammen mit der leichten Flüssigkeit aus Leitung 10 in den Verdampfer 11 eingeleitet. Die derart abgetrennte schwere Flüssigkeit wird mit einer Geschwindigkeit von 165 kg/h durch Leitung 25 in den Verdampfer 26 mit einem Fassungsvermögen von 2 m³ eingeleitet.

Andererseits wird die schwere Flüssigkeit aus den Hydrozyklonen 16 je nach Erfordernis mit Lösungsmittel (330 kg/h in diesem Beispiel) aus der Leitung 27 verdünnt und danach in vier Hydrozyklone 18 eingeleitet. Die aus den Hydrozyklonen 18 abgezogene leichte Flüssigkeit wird mit einer Geschwindigkeit von 330 kg/h durch Leitung 28 zu der Speisepumpe 20 der Hydrozyklone 16 zurückgeführt. Die schwere Flüssigkeit wird durch Leitung 29 mit einer Geschwindigkeit von 330 kg/h zu dem Verdampfer 30 mit

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A-

einem Fassungsvermögen von 5 m³ geleitet.

Außer den Unterschieden hinsichtlich des Fassungsvermögens besitzen die Verdampfer 11, 26 und 30 praktisch die gleiche Funktion und sind jeweils mit Erhitzern 31, 32 und 33, Flüssigkeitsstandsanzeigern 34, 35 und 36, abnehmbaren Bodensümpfen oder -topfen 37, 38 und 39 und gegebenenfalls (nicht gezeigten) Eindampfvorrichtungen versehen. Diese Verdampfer arbeiten absatzweise.

Die in den Verdampfer 11 eingespeiste Flüssigkeit besteht hauptsächlich aus dem Lösungsmittel und dem löslichen Bestandteil in der Pechausgangssubstanz und enthält eine sehr kleine Menge Mesokohlenstoffmikroperlen. In dem Verdampfer 11 wird das Lösungsmittel bei annähernd 90⁰C unter vermindertem Druck abgedampft, wodurch eine abdampftrockene Substanz aus hauptsächlich einer löslichen Pechkomponente in dem Bodentopf 37 erhalten wird. Diese abdampftrockene Substanz ist ein Pech, das beinahe keine Mesophasenmikrokügelchen enthält. Durch eine nochmalige Wärmebehandlung dieses Pechs kann man erneut die Bildung einer Mesophase veranlassen, die als Ausgangssubstanz für das gegenwärtige System verwendbar ist.

Andererseits sind die zu den Verdampfern 26 und 30 zugeführten Flüssigkeiten Dispersionen, die aus dem Lösungsmittel und Mesokohlenstof fmikroperlen von verhältnismäßig kleinen und großen Teilchengrößen bestehen, die in dem Lösungsmittel dispergiert sind. Durch Abdampfen des Lösungsmittels in den Verdampfern 26 und 30 werden mit einer Geschwindigkeit von annähernd 1,2 kg/h

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• 47"

Mesokohlenstoffmikroperlen hauptsächlich einer Teilchengröße von weniger als 10 μπι in dem Bodentopf 38 gesammelt, während mit einer Geschwindigkeit von annähernd 1,8 kg/h Mesokohlenstof fmikroperlen hauptsächlich einer Teilchengröße größer als 10 μπι in dem Bodentopf 39 gesammelt werden.

Der durch Verdampfen bei Normaldruck oder vermindertem Druck erzeugte Lösungsmitteldampf wird am Kopf der Verdampfer 11, und 30 abgezogen und durch Leitungen 40, 41 und 42 mit Geschwindigkeiten von 768, 164 bzw. 328 kg/h in dem Kühler 43 kondensiert. Das Kondensat wird in dem Lösungsmittelvorratsbehälter 44 gesammelt. Das so wiedergewonnene und gesammelte Lösungsmittel wird mittels der Pumpe 45 weitergepumpt und durch die Leitungen 5, 12, 23, 27 usw. dem Lösungskessel 3 und den Hydrozyklonen 13, 17, 18 usw zugeführt, um als Waschflüssigkeit für die Mesokohlenstoffmikroperlen zu dienen oder die Flüssigkeitsgemische zu verdünnen.

In Fig.1 ist lediglich eine Einheit jedes Verdampfers 11, 26 bzw. 30 aus Vereinfachungsgründen gezeigt. In einer tatsächlich benutzten Vorrichtung jedoch ist für jede dieser Vorrichtungen mindestens eine Ersatzeinheit vorgesehen, so daß durch austauschbares Abschalten eine kontinuierliche Arbeitsweise durchgeführt wird. Das heißt, daß eine kontinuierliche Arbeitsweise der Vorrichtung möglich gemacht wird, sogar während der zur Lösung der Pechausgangssubstanz und während der Wiedergewinnung des festen Pechs und der Mesokohlenstoffmikroperlen durch Lösen der Bodentöpfe der Verdampfer erforderlichen Zeit.

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Die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtungsanordnung ist ähnlich der in Fig. 1 veranschaulichten und dort beschriebenen, jedoch mit der Maßgabe, daß die leichten Flüssigkeiten aus den Hydrozyklonen 7 und 16, bevor sie den nachfolgenden Stufen zugeführt werden, in Hydrozyklonen 51 und 52 weiterbehandelt werden, wodurch die Gewinnung der Mesokohlenstoffmikroperlen und die Klassierungswirkungen erhöht werden können. In Fig. 2 sind diejenigen Vorrichtungsteile, die praktisch die gleiche Funktion wie die entsprechenden Vorrichtungsteile in" Fig. 1 haben, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Genauer gesagt wird in dem Fall, daß die leichte Flüssigkeit aus dem Hydrozyklon 7 eine geringe Menge Mesokohlenstoffmikroperlen enthält, diese leichte Flüssigkeit zusammen mit durch die Leitung 53 eingespeistem Lösungsmittel, sofern dies erforderlich ist, in den Hydrozyklon 51 eingeleitet, und Mesokohlenstoffmikroperlen werden auf der Seite der schweren Flüssigkeit gewonnen und durch die Leitung 54 und die Leitungen 14 bzw. 15 in den Oberstrom des Hydrozyklons 7 rückgeführt. Auf diese Weise kann die Menge der in den Verdampfer 11 eingeleiteten Mesokohlenstoffmikroperlen herabgesetzt werden.

Weiterhin wird im Falle, daß Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig großer Teilchengröße in der leichten Flüssigkeit aus dem Hydrozyklon 16 zugemischt sind, diese leichte Flüssigkeit zusammen mit durch die Leitung 55 zugespeistem Lösungsmittel in den Hydrozyklon 52 eingeleitet, und die erhältliche schwere Flüssigkeit wird durch die Leitungen 56 und 28 dem Oberstrom des Hydrozyklons 16 zugeführt. Auf diese Weise kann die Menge von Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig großer

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Teilchengröße, die dem Hydrozyklon 17 zugeführt werden, herabgesetzt werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die in Fig. 2 veranschaulichte Kombination von drei Hydrozyklonen 7, 13 und 51 und zwei Rückführungsleitungen 14 (oder 15) und 54 (oder die ähnliche Kombination von drei Hydrozyklonen 16, 18 und 52 und zwei Rückführungsleitungen 28 und 56) eine Funktion ähnlich dem eines Hydrozyklons haben. Durch die Verwendung einer derartigen Kombination jedoch wird die Trenn- oder Klassierungswirkung in bemerkenswerter Weise gesteigert und man kann weiterhin durch das Vorsehen von zwischenzeitlichem Zupumpen oder Einführen von Lösungsmittel durch die Leitung 53 ein Waschen der Mesokohlenstoffmikroperlen beschleunigen.

Die in Fig. 1 gezeigte Kombination von zwei Stufen von Hydrozyklonen 7 und 13 und einer Rückführungsleitung 14 (oder 15) (und die Kombination von zwei Stufen von Hydrozyklonen 16 und 18 und einer Rückführungsleitung 28) haben ebenfalls die gleiche Funktion wie eine Stufe von Hydrozyklonen. Wenn beispielsweise die Bedeutungen der Hydrozyklone 13 und 51 im Hinblick auf den Hydrozyklon 7 in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung verglichen werden, ist der Hydrozyklon 13 bedeutsamer. Der Grund hierfür liegt darin, daß - als eine Eigenschaft der Hydrozyklone - in einem Hydrozyklon mit einer bestimmten Klassierungszone die Geschwindigkeit, bei der Mesokohlenstoffmikroperlen einer Teilchengröße kleiner als die untere Grenze in die schwere Flüssigkeitsseite zugemischt werden, größer ist als die Geschwindigkeit, bei der Mesokohlenstoffmikroperlen einer Teilchengröße über der

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oberen Grenze in die leichte Flüssigkeitsseite zugemischt werden. Um demgemäß die Mesokohlenstoffmikroperlen mit hoher Wirksamkeit durch die Verwendung mehrerer Stufen von Hydrozyklonen zu saum ein und zu klassieren, ist es erforderlich, die Anordnung von Hydrozyklonen in Übereinstimmung mit dieser Eigenschaft der Hydrozyklone zu bestimmen.

Weiterhin weist sowohl die Kombination der Hydrozyklone 7 und in Fig. 1 als auch die Kombination der Hydrozyklone 7, 13 und 51 in Fig. 2 zwei Stufen in Reihenanordnungen auf, doch ist es ohne weiteres ersichtlich, daß je nach dem Erfordernis durch Kombinieren mehrerer Stufen von Hydrozyklonen und Rückführungsleitungen die Kombination veranlaßt werden kann, eine Funktion gleich derjenigen eines Hydrozyklons einer einzigen Stufe zu besitzen, obwohl sich aus einer größeren Anzahl von Stufen eine weitere Verbesserung der Klassierungswirkung oder eines zwischenzeitlichen Wascheffekts ergibt.

Eine Vorrichtungsanordnung, bei der zwei Arten von Flüssigkeiten gemeinsam verwendet werden, ist in Fig. 3 gezeigt, in der einige Vorrichtungsteile aus Vereinfachungsgründen in Blockform angegeben sind. Ein aromatisches Lösungsmittel, wie Chinolin oder Anthracenöl (nachstehend in Bezug auf Fig. 3 als "Lösungsmittel" bezeichnet) besitzt eine starke Lösekraft im Hinblick auf die Pechgrundmasse in der Pechausgangssubstanz. Es ist jedoch erwünscht, die Verwendung des Lösungsmittels wegen seiner nachteiligen Merkmale, wie seine schädliche Wirkung auf den menschlichen Körper, seinen scharfen Geschmack und seinen hohen Preis, auf einem Minimum zu halten.

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Bei der Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen nach vorliegender Erfindung ist im wesentlichen ein Lösungsmittel einer starken Lösekraft erforderlich. Nur in den Mesokohlenstoffmikroperlen-Trenn- und Waschvorrichtungen einschließlich der Hydrozyklone 7 und 13 in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtungsanordnung oder der Zyklone 7, 13 und 51 in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungsanordnung, und in dem Vorrichtungsteil nach der Klassierung der Mesokohlenstoffmikroperlen kann eine beliebige Flüssigkeit verwendet werden, die als Dispersionsmedium für die Mesokohlenstoffmikroperlen dienen kann. Im Hinblick auf diese Erfordernisse wird in dem Klassierungsvorrichtungsteil in der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtungsanordnung eine nicht-aromatische Flüssigkeit, wie Kerosin (Paraffinöl), Leichtöl, Alkohole oder Wasser (nachstehend als Dispersionsmedium bezeichnet), gegebenenfalls zusammen mit einem Dispersionshilfsmittel verwendet.

In Fig. 3 sind diejenigen Vorrichtungsteile mit den gleichen Funktionen wie die der entsprechenden Teile in den Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In der in Fig. gezeigten Vorrichtungsanordnung werden die durch die Leitung zugeführte Pechausgangssubstanz und das durch die Leitung 5 zugeführte Lösungsmittel in dem Lösungskessel 3 vermischt, wobei sich die Pechgrundmasse löst. Danach wird das erhaltene flüssige Gemisch in einen Trenn- und Waschvorrichtungsteil 7A eingespeist, der dem Teil entspricht, der die Pumpe 6, die Hydrozyklone 7, 13 und 51 and die Leitungen 12 und 53 des Lösungsmittels zum Waschen in der in Fig. 2 veranschaulichten Vorrichtungsanordnung umfaßt . in diesem Vorrichtungsteil

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7A werden im wesentlichen die Mesokohlenstof!!mikroperlen von dem Lösungsmittel entfernt. Die erhaltene Lösung dieses Lösungsmittels und des größten Teis der Pechgrundmasse wird über Leitung 10 zum Verdampfer 11 geleitet.

Andererseits wird ein flüssiges Gemisch, das aus Mesokohlenstof fmikroperlen, der Pechgrundmasse und dem Lösungsmittel aus dem Trenn- und Waschvorrichtungsteil 7A besteht, durch Leitung 19 in einen Konzentrationsvorrichtungsteil 60 eingespeist. Dieser Konzentrationsvorrichtungsteil 60 besteht ebenfalls aus einer Gruppe von Hydrozyklonen und gegebenenfalls einer Leitung für ein Lösungsmittel zur Zwischenwäsche und wird derart betrieben, um praktisch die Gesamtmenge der Pechgrundmasse, den größten Teil des Lösungsmittels und eine sehr geringe Menge der auf der leichten Flüssigkeitsseite verbleibenden Mesokohlenstof fmikroperlen abzutrennen und sie über Leitung 14 zum Lösungskessel 3 zurückzuleiten.

Andererseits werden als schwere Flüssigkeit aus dem Konzentrationsvorrichtungsteil 60 ein größerer Teil von Mesokohlenstoffmikroperlen und eine geringe Menge Lösungsmittel abgezogen und zusammen mit einem aus dem Vorratsbehälter 70 über Leitung 71 zugeführten Dispersionsmedium zum Klassierungsvorrichtungsteil 16A geleitet, der dem Vorrichtungsteil entspricht, der die Hydrozyklone 16, 17, 18, 52 usw. in der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtungsanordnung einschließt mit der Maßgabe, daß keine Leitung entsprechend der Leitung 24 gebildet wird. Die leichte Flüssigkeit, die Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig geringer Teilchengröße aus diesem Klassierungsvorrichtungsteil 16A

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enthält, wird mittels der Leitung 25 zum Verdampfer 26 geführt, während die schwere Flüssigkeit, die Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig großer Teilchengröße enthält, durch Leitung 29 dem Verdampfer 30 zugeführt wird.

In den Verdampfern 11, 26 und 30 werden eine trockene Festsubstanz der Pechgrundmasse, Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig geringer Teilchengröße und Mesokohlenstoffmikroperlen von verhältnismäßig großer Teilchengröße in den jeweiligen Bodentöpfen 37, 38 und 39 als Ergebnis der Verdampfung des Lösungsmittels oder des Dispersionsmediums gesammelt. Weiterhin wird das im Verdampfer 11 verdampfte Lösungsmittel am Kopf abgezogen und nach Durchlaufen eines Kühlers, in dem es kondensiert wird, in dem Vorratsbehälter 44 gesammelt. Andererseits wird am Kopf der beiden Verdampfer 26 und 30 Lösungsmittel und Dispersionsmedium als Gemisch wiedergewonnen. Dieses Gemisch wird in einem Trennvorrichtungsteil 80 in das Lösungsmittel, das dann in dem Lösungsmittelvorratsbehälter 44 gesammelt wird, und in das Dispersionsmedium, das dann in dem Dispersionsmediumvorratsbehälter 70 gesammelt wird, getrennt. Diese Trennung in dem Trennvorrichtungsteil 80 wird mittels eines Verfahrens, wie einer einfachen Destillation, einer Trennung durch Schwerkraft und Zusatz und Abzug des Lösungsmittels durchgeführt. Daher wählt man ein Dispersionsmedium mit einer zweckmäßigen Trenneigenschaft aus, wie Unverträglichkeit mit dem Lösungsmittel oder einem Siedepunkt, der sich merklich von demjenigen des Lösungsmittels unterscheidet.

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Wie vorstehend beschrieben, stellt diese Erfindung ein wirksames Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen dar, bei dem durch die Verwendung von mehreren Stufen von Hydrozyklonen die Trennung von der Pechgrundmasse, das Waschen und Klassieren der Mesokohlenstoffmikroperlen, die die Grundarbeitsweisen bei der Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen darstellen, gleichzeitig erfolgen. Darüber hinaus werden aufgrund der Eigenschaften der Hydrozyklone die nachstehend aufgeführten bedeutsamen Vorteile erreicht:

(a) Da sogar sehr kleine Hydrozyklone der Größenordnung von

10 mm Durchmesser und 50 mm Länge eine hohe Verarbeitungsleistungsfähigkeit mit hoher Flüssigkeitsdurchsatzgeschwindigkeit von 500 bis 1000 Liter/h besitzen, ist kein großer Platzbedarf erforderlich, sogar wenn eine große Anzahl von Hydrozyklonen in Kombination verwendet werden;

(b) Da das grundlegende Verfahren zur Erhöhung der Ausbeute nicht auf einer Zunahme der Größe der Hydrozyklone, sondern durch die Verwendung einer großen Anzahl von kleinen Hydrozyklonen in Parallelanordnung beruht, wird die Ausbeutesteigerung erleichtert;

(c) Außer der Verwendung von Pumpen in dem Verfahren sind nur wenige bewegliche Teile erforderlich;

(d) Da durch die Verwendung von mehreren Stufen von Hydrozyklonen mehrfache Funktionen gleichzeitig erfolgen können, ist die Vorrichtungsausrüstung größtenteils vereinheitlicht;

(e) Da die Hydrozyklone auch eine Konzentrationswirkung besitzen, wird die Belastung der Verdampfer, die einen hohen Ver-

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. ÄS-

brauch an Wärmeenergie erfordern, herabgesetzt;

(f) Da sehr wenige bewegliche Teile und wenige Beschränkungen bezüglich der Bauart vorliegen, wird das Erhitzen erleichtert. Aus diesem Grund kann die Menge des verwendeten Lösungsmittels aufgrund der Zunahme seiner Lösungskraft durch Erhitzen in einfacher Weise herabgesetzt werden, und die Fest-Flüssig-Trennoperation kann durch Erniedrigen der Lösungsviskosität durch Erhitzen leicht vereinfacht werden.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beie-pi'el 1

Rückstandsöl aus einer katalytischen Fließbettcrackung wird mit einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 3°C/min in einem Stickstoffgasstrom auf 450°C erhitzt und 90 min bei dieser Temperatur gehalten. Mit dem derart erhaltenen Erdölpech als Ausgangssubstanz und mit der Verwendung einer wie in Fig. gezeigten Versuchsanordnung werden Trennung und Klassierung von den in dem Pech enthaltenen Mesokohlenstoffmikroperlen durchgeführt. Der Gehalt an Mesokohlenstoffmikroperlen in dem Pech beträgt 4,9 Gewichtsprozent, gemessen nach der japanischen Industrienorm JIS K 2425. Die in Fig. 4 veranschaulichte Vorrichtung besteht aus einem Lösungskessel 91 mit 200 Liter Fassungsvermögen, der mit einem Rührer und einem elektrischen Erhitzer ausgerüstet ist, einer Flüssigkeitsüberleitungspumpe 92, einem Hydrozyklon 94, Auffanggefäßen 95 und 96 aus Glas, einem Druckmesser 93 und Ventilen 97, 98 und 99 in der gezeigten Anordnung.

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. 36-

Es wird ein im Handel erhältlicher Hydrozyklon 94 mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Länge von 50 mm verwendet.

Der Lösungskessel 91 wird mit 18 kg des vorgenannten Pechs, das in geeigneter Weise zerkleinert worden ist, und 180 kg Chinolin als Lösungsmittel beschickt. Das Gemisch wird auf 80⁰C erwärmt und gerührt, wobei man eine Einspeislösung erzeugt, in der das Pech gelöst ist. Diese Lösung wird mittels der Pumpe mit einem Einlaßdruck von 10,787 bar durch den Hydrozyklon 94 gepumpt und der überlauf (leichte Flüssigkeit) und der Ablauf (schwere Flüssigkeit) davon werden in die entsprechenden Auffanggefäße 96 bzw. 95 geleitet. Es werden die Mengen und die Mesokohlenstoffmikroperlen-Konzentration der derart erhaltenen Flüssigkeit in jedem dieser Auffanggefäße gemessen, wobei man die in der Tabelle I angegebenen Ergebnisse erhält. Diese Ergebnisse zeigen, daß die in den Hydrozyklon 94 geleitete Flüssigkeit gleichmäßig in Anteile von jeweils 50 % geteilt wird und den Überlauf und den Ablauf bilden, und daß darüber hinaus 91 % der Mesokohlenstoffmikroperlen in dem Ablauf gesammelt werden.

Daraus ist ersichtlich, daß die Mesokohlenstoffmikroperlen mittels des Hydrozyklons im Ablauf konzentriert und umgekehrt im Überlauf verdünnt werden, d.h. daß die Wirkung der Fest-Flüssig-Trennung in reichlichem Maße gezeigt wird.

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- >4 Tabelle I

Betriebshedingungen:

Einlaßdruck beim Hydrozyklon Einströmgeschwindigkeit beim Hydrozyklon Betriebstemperatur

Lösungsmittel

Gewichtsverhältnis Pech/Lösungsmittel Anzahl der Zyklonstufen

Konzentration der Einspeislösung an Mesokohlenstoffmikroperlen 10,787 bar 5,6 l/min

80⁰C Chinolin

1/10 1

0,224 Gew.%

Betriebsergebnisse:

Verhältnis der Fließgeschwindigkeit 50/100

Ablauf/Ausgangssubstanζlösung, bezogen auf das Gewicht

Konzentration der Ablaufflüssigkeit an 0,41 Gew.%

Mesokohlenstoffmikroperlen

Sammelgeschwindigkeit von Mesokohlen- 0,91

stoffmikroperlen im Ablauf *)

Konzentrationsgrad von Mesokohlenstoff- 1,83

mikroperlen im Ablauf **) /Ablauf-Fließge-Y" /Mesokohlenstoffmikro-

*> „ , , . ,. , \schwindigkeit / ^xlperlenkonzentr. im Ablau *) Sammelgeschwxndxgkeit= ^c ⁵^-= —

/Einlaßfließgeschwindigkeit \ Hydrozyklon /Mesokohlenstoffmikroper-N j lenkonzentration in der J \Einspeislösung /

**) Konzentrationsgrad

Mesokohlenstoffmikroperlenkonzentration im Ablauf

Mesokohlenstoffmikroperlenkonzentration in der Einspeislösung

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• as-

Beispiel 2

Die Arbeitsweise wird in gleicher Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt, jedoch mit der Maßgabe, daß eine achtstufige Arbeitsweise mit Hydrozyklonen angewendet wird. Bei diesem Beispiel wird nur die aus dem Ablauf des Hydrozyklons in Fig. erhaltene Flüssigkeit in das Lösungsgefäß 91 zurückgeführt, und diese Einspeisarbeitsweise wird insgesamt 8 mal wiederholt.

Die Arbeitsweise wird bei einem Hydrozyklon-Einlaßdruck von 10,787 bar, einer Flüssigkeitstemperatur von 80⁰C und einer Fließgeschwindigkeit von 5,6 Liter/min durchgeführt.

Die Teilchengrößenverteilungen der Mesokohlenstoffmikroperlen vor der Bearbeitung, in dem Ablauf einer vierstufigen Hydrozyklonarbeitsweise und in dem Ablauf einer achtstufigen Hydrozyklonbearbeitung sind in den Fig. 5a, 5b und 5c angegeben. Entsprechende Photographien von den Mesokohlenstoffmikroperlen in 100Ofacher Vergrößerung durch ein Abtast-Elektronenmikroskop sind in den Fig. 6a, 6b und 6c gezeigt.

Aus diesen Ergebnissen ist offensichtlich, daß die Mesokohlenstof fmikroperlen vor der Verarbeitung ungleichmäßig sind, ein Gemisch von Teilchen unterschiedlicher Größen sind und insbesondere eine große Anzahl von Teilchen einer geringen Größe unter 5 um enthalten. Wenn jedoch die Bearbeitung durch die vierte und achte Stufe fortgeschritten ist, sind geringe Teilchengrößen kleiner als 5 um allmählich aus dem Ablauf entfernt, und die Mesokohlenstoffmikroperlen nehmen einen Zustand von Gleichmäßigkeit mit Teilchen von annähernd 10 um Größe im

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Durchschnitt an. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß das gegenwärtige Verfahren auch eine ausgezeichnete Klassierungswirkung besitzt.

Beispiel 3

120minütige
Erdölpech, das durch eine/Wärmebehandlung eines Rückstandsöls

aus einer katalytischen Fließbettcrackung bei

450⁰C erhalten worden ist, wird in geeigneter Weise zerkleinert. Anschließend wird das Pech in gleicher Weise wie in den Beispielen 1 und 2 in der lOfachen Menge Chinolin, bezogen auf das Pech, gelöst. Dann wird die erhaltene Lösung in der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung mit einem Hydrozykloneinlaßdruck von 3,96 bar verarbeitet. Es wird nur die Flüssigkeit, die aus dem Ablauf des Hydrozyklons 94 erhalten worden ist, in das Lösungsgefäß 91 zurückgeführt, und die erhaltene Lösung wird wiederholt verarbeitet, um eine vierstufige Arbeitsweise zu erreichen.

Im Hinblick auf eine Hydrozykloneinlaßfließgeschwindigkeit von 3,0 Liter/min und einer Mesokohlenstoffmikroperlen-Konzentration der Lösung vor der Verarbeitung von 0,466 Gewichtsprozent beträgt die Mesokohlenstoffmikroperlen-Konzentration in dem Ablauf aus der vierstufigen Hydrozyklonbearbeitung 2,528 Gewichtsprozent. Die Teilchengrößenverteilungen bei den Mesokohlenstof fmikroperlen vor der Verarbeitung und in dem Ablauf des Hydrozyklons der vierten Stufe sind in den Fig. 7a und 7b aufgezeigt. Es ist aus diesen Ergebnissen ersichtlich, daß trotz der Tatsache, daß nicht nur der Einlaßdruck und die Fließgeschwindigkeit des Hydrozyklons, sondern auch die Anfangskon-

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zentration und die Anfangsverteilung der Mesokohlenstoffmikroperlen gegenüber denjenigen in Beispiel 2 verschieden sind, die Konzentrierungs- und Klassierungswirkungen sehr zufriedenstellend sind und daß die Arbeitsweise in hohem Maße geeignet ist.

Beispiel 4

Das gleiche Erdölpech, wie es in Beispiel 1 verwendet worden ist, wird in geeigneter Weise zerkleinert und mit der lOfachen Chinolinmenge, bezogen auf das Pech, versetzt. Die Bestandteile

werden dann bei 80⁰C zur Lösung des Pechs gerührt. Anschliessend wird die erhaltene Lösung durch ein Filter abgesaugt, um die Festsubstanzen abzutrennen, die anschließend mit Chinolin und Aceton gewaschen werden, wobei man Mesokohlenstoffmikroperlen erhält. Diese Mesokohlenstoffmikroperlen werden mit der 460fachen Menge ihres Gewichts mit Leichtöl unter Bildung einer Suspension vermischt. Anschließend wird diese Suspension einer vierstufigen Hydrozyklonbehandlung nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 3 unterworfen, jedoch mit der Maßgabe, daß die Betriebstemperatur Raumtemperatur ist. Der Hydrozykloneinlaßdruck beträgt 3,96 bar.

Im Ergebnis beträgt die Flüssigkeitsauslaßgeschwindigkeit 3,5 Liter/min und die Mesokohlenstoffmikroperlen-Konzentration - bezogen auf diejenige der Einspeisflüssigkeit von 0,162 Gewichtsprozent - im Ablauf des Hydrozyklons in der vierten Stufe 2,653 Gewichtsprozent. Das bedeutet, daß das Konzentrationsverhältnis 16,4 beträgt. Die sehr gute Klassierungswirkung ist augenscheinlich, wie aus Fig. 8 ersichtlich ist. Aus diesen

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Ergebnissen erkennt man, daß die Verwendung von anderen Flüssigkeiten als Chinolin, nämlich Leichtöl als Lösungsmittel zur Klassierung ebenfalls wirksam ist.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Mesokohlenstoffmikroperlen, gekennzeichnet durch die Verfahrensstufen

(i) eine Pechausgangssubstanz aus einer Pechgrundmasse und durch Verarbeiten eines Schweröls in der Hitze erhaltenen Mesophasenmikrokügelchen and

(b) Einspeisen des in Stufe (a) erhaltenen flüssigen Gemisches in mindestens zwei Stufen von Hydrozyklonen und Trennen des Gemisches in eine leichte Flüssigkeit, die hauptsächlich die Pechgrundmasse und das Lösungsmittel enthält, in eine mittelschwere Flüssigkeit, die sowohl die Pechgrundmasse und das Lösungsmittel als auch eine geringe Menge der Mesophasenmikrokügelchen enthält, und in eine schwere Flüssigkeit, die sowohl das Lösungsmittel

ISTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 50175-809

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als auch die größte Menge der Mesophasenmikrokugelchen enthält,

(e) Entfernen des Lösungsmittels aus der in Stufe (b) erhaltenen schweren Flüssigkeit, wobei man die Mesophasenmikrokugelchen als Mesokohlenstoffmikroperlen erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß man die schwere Flüssigkeit aus Stufe (b) durch mindestens zwei Stufen von Hydrozyklonen trennt, wodurch man mindestens zwei schwere Flüssigkeiten erhält, die Mesophasenmikrokugelchen von unterschiedlicher durchschnittlicher Teilchengröße enthalten und das Lösungsmittel aus jeder der schweren Flüssigkeiten entfernt und dadurch klassierte Mesokohlenstoffmikroperlen erhält.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel durch Abdampfen entfernt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der Stufe (e) eine Mischstufe vorsieht, in der man die schwere Flüssigkeit aus der Stufe (b) mit einem Dispersionsmedium, das von dem Lösungsmittel verschieden ist und auch die Pechgrundmasse nicht löst, vermischt und ein Flüssigkeitsgemisch erhält, und daß man aus dem

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derart erhaltenen Flüssigkeitsgemisch das Lösungsmittel und das Dispersionsmedium in der Stufe (e) entfernt und dabei die Mesokohlenstoffmikroperlen erhält.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Lösungsmittel und das Dispersionsmedium, die man in Stufe (e) gewinnt, in das Lösungsmittel und das Dispersionsmedium trennt, die jeweils in die Stufe (a) bzw. in die Mischstufe zurückgeführt werden.

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