JPH01292094A - コールタール系炭化水素油のトルエン不溶分調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はコールタール系炭化水素油よりキノリン不溶分
（Ｑｌ）を除去する際に該精製油中のトルエン不溶分（
ＴＩ）を任意の水準に制ｔ１１１する方法に関する。更
に詳しくは、これによって該炭化水素原料油より、各種
炭素材原料油、カーボンブラック原料油として、夫々最
適な、脱Ｑｌされ、更にＴＩが最適水準に制御された原
料油を１！？る方法に関する。

〔従来の技術〕

コールタール系炭化水素油に芳香族系溶媒と脂肪族系溶
媒とを混合して、静置分離、５濾過、遠心分離などの分
離手段により、原料油中のＱｌを殆／ｖど完全（０，１
％以下）に除去する技術は、特公昭６１−４９３５５号
公報、特公昭６〇−４１１１１号公報等により公知であ
る。

これらの技術は該原料油からＱｌを除去して、４状コー
クスを製造する原１１油を１ｑることを専ら指向してお
り、ＴＩについては殆んど問題とされていなかった。実
際にはＱｌに伴ってＴＩも沈降分離して、分離槽の不溶
性沈降層に分離され、上澄液としてはＴＩが減少してい
る。

また同様の方法で炭素材用バインダーピッチを製造する
特公昭６０−３４５９９号公報においては、最終製品の
バインダーピッチはβレジン（＝ＴＩ−Ｑｌ）が高いこ
とが求められているが、こめ方法でも前記と同様の方法
で先づ説ＱＩＬ、、この油を熱改質してＴＩ分を増加さ
せることによってβレジンを所望の値にしている。

この実施例において、たまたま脱ＱＩＬ、た油中のβレ
ジンが６〜７ｗｔ％となっているが、これは意図的に制
御したものでなく、この方法では脱Ｑｌ工程でＴＩは減
少しても、Ｑｌを完全に除去寸ればよく、この抽出油を
熱改質によってβレジンを増加させる事を本旨としてい
る。

また特公昭５９−２９６３１号公報ではベンゼン不溶分
（ＴＩに相当）を含有し、かつ縮合環状芳香族化合物を
含む炭化水素物質と沸点または９５容爪％の留出温度が
６５〜２９０℃である脂肪族炭化水素物質及び（又は）
脂環式炭化水素物質よりなる溶剤とを炭化水素物質１容
吊部に対し溶剤１〜１０容量部の割合で混合し、静置分
離し、上層を蒸留して溶剤を留去し、塔底留分をカーボ
ンブラック原料油とするものである。

この３１絹な説明には、この塔底留分としてベンゼン不
溶分５〜Ｑｗｔ％のものが１ｑられるとしているけれど
もその具体的なベンゼン不溶分の含右囲を調整する方法
に関しては何ら記載されていない。このことは実施例に
おいて原料のロードタール（コールタールソフトピッチ
に相当）に脂肪族炭化水素を種々の割合で変化させて混
合した場合該塔底留分としてはベンゼン不溶分０．１ｍ
ｍ％以下のものしか得られていないことからも明らかで
ある。

特開昭５７−１７９２８４号公報は、ロードタール又は
これと類似の石炭系又は石油系重質油を蒸留して４００
℃迄の塔頂留分と塔底留分に分け、該塔底留分に前記特
公昭５９−２９６３１号公報と同じ処理を施して、この
第２の塔底留分と第１の塔頂留分とを混合してカーボン
ブラック原料油とするものである。

これも前段に蒸留工程が加わっているだけで木質的には
前記特公昭５９−２９６３１号公報と同じであり、実施
例でもベンゼン不溶分はすべて０．１％以下である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の技術においては、コールタール系炭化水素油中の
ＱＩは針状コークスを目指すにせよ、黒鉛電極用６浸ピ
ッチを目指すにせよ、カーボンブラック原料油を目指す
にせよ、ＱＩ中にはコークス粉や灰分を含む関係上、こ
れを除去することが求められている。°従ってＱｌを除
くために該原料油に脂肪族系溶媒および芳香族系溶媒を
加えて、０１粒子の周囲に不溶性成分を析出させ、粒子
を大きくして静置分離、ｊ濾過、遠心分離などの分離を
容易にする所謂溶剤処理を施して来た。

そしてこの溶剤処理では０１粒子の周りに原料油中の比
較的高分子の成分を析出させるので、この高分子成分が
中心をなすＴＩも必然的に低下して来る。実際Ｑｌを完
全に除去しようとする程、ＴＩを大巾に減少させる結果
になっていた。

しかし、このＴＩ酸成分、目標とする炭素材原料油によ
っては、必要な成分であり、これを減少させるのは、歩
留の上からは勿論、原ｒ４油品質の上からも好ましくな
い。

実際、成型黒１１１製品等の各種炭素材例えば針状コー
クス或いは含浸ビッヂの原料油としては、Ｑｌは勿論好
ましくないが、ＴＩは５ｗｔ％以上含まれていることが
炭化収率をあげる点で有利である。

カーポンプ、ラックの原料油としては３ｗｔ％以下、好
ましくは１ｗｔ％以下である。このようにＴＩ分は各種
用途に応じて任意にコントロールすることが必要である
。

コールタール系炭化水素油中には、たとえばソフトピッ
チ（ロードクールに相当）中には１０ｗｔ％前後のＴＩ
を合んでいる。

説Ｑｌする溶剤処理においては、０１粒子の周囲に高分
子の不溶性相を析出させる関係上、ＴＩの減少は必然的
である。しかし、脱Ｑｌさえ完全にできて、ある程度の
ＴＩを残す処理ができれば、ＴＩ増大のための特別な処
理をすることなく、目的の原料油を（りることができる
。

炭素材原料ｈ１１工場では、目的とする最終製品に最適
な原料油を作り分けることが求められている。

またＱｌを含む静置分離槽の下層は燃料にする等、価値
が低いので、上澄液にくる抽出油量をできるだけ多く、
抽出率を大きくすることが求められている。

本発明の目的は、コールタール系炭化水素油より脱ＱＩ
をする溶剤処理工程において、脱Ｑｌを完全に行いなが
ら°、ＴＩ酸成分０．２〜７重量％の範囲に任意に制御
する方法を提供することにある。

〔問題点を解決するため９手段〕 本発明者等は前記問題点を解決するため′ａ意研究を行
った。その結果、ソフトピッチ（ロードタール相当）に
脂肪族系溶媒を混合しただけでは、脱Ｑｌはできるが、
ＴＩも著しく低下して１ｗｔ％以下、通常は０．５ｗｔ
％以下に低下してしまうこと、これに対し芳香族系溶媒
と共に配合した場合には、不溶性相を析出させて、効率
的な沈降分離を可能にする芳香族系溶媒／脂肪族系溶媒
の割合の範囲内で該混合溶媒の配合比および配合量を一
定にしてコールタール系炭化水素油即ち原料油の配合率
を増大させる程、残存ＴＩを増大させることができるこ
と、また、原料油の配合率を一定の条件下で混合溶媒中
の芳香族系溶媒／脂肪族系溶媒の配合比を大きくする程
、残存ＴＩを増大できること、また同じ配合割合ならば
配合量１食を高くする程、残存ＴＩを増大させうること
をみいだし、これらのいずれかまたはこれらを組合せる
ことにＪ：って、脱ＱＩを完全に行いながら、抽出油中
のＴＩを０．２〜７重量％の範囲の任意の水準に制御で
きることをみいだして本発明を完成した。

寸なわら本発明の第１はコールタール系炭化水素油に対
し、芳香族系溶媒と脂肪族系溶媒とからなる混合溶媒を
常温から１５０℃の範囲で混合し、生成する不溶性物質
を分離して上澄液としてキノリン不溶分の殆んどない炭
化水素油を青る方法において、混合溶媒中の配合比を一
定の条件下に保持して、原料油の配合率（コールタール
系炭化水素油量／全混合油量）および／または配合温度
を変数要因として増減することにより、上澄液（抽出液
）中のトルエン不溶分を０．２〜７Ｅｕｆｉｌｔ％の範
囲の任意の水準に制御することを特徴とするコールター
ル系炭化水素油のトルエン不溶分調整方法である。

また本発明の第２はコールタール系炭化水素油／＠混合
油ｍの配合率を一定の条件下に保持し、混合溶媒中の芳
香族系溶媒／脂肪ＬＸ系♂媒の配合比を増減することに
より上澄液中のトルエン不溶分を０．２〜７重艮％の範
囲の任意の水準に制御することを特徴とするコールター
ル系炭化水素油のトルエン不溶分調整方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

コールタール系炭化水素油とは、コールタール、コール
ウールから常圧蒸留により沸点２９０℃程度までの低沸
点留分を留去したいわゆるソフトピッチ（以下ＳＯＰと
称ｖ）、更に減圧蒸留にかけてアントラセン留分まで留
去した中ビッヂ等が挙げられるが、中でもソフトピッチ
が取扱い上、またｍ的にも好ましい。

発明者等は、ソフトピッチ又は中ピツチなど少なくとも
通常の常圧蒸留で沸点２９０℃迄の留分を留去した原料
油の場合には、後記の比較例でし示すように脂肪族系溶
媒だけを加えただけでは、抽出油中のＴＩは１ｗｔ％以
下になってしまう事をみいだした。ＴＩを増加させるに
は芳香族系溶媒の添加が必須である。但しコールタール
のように常圧蒸留で沸点２９０℃迄の留分を含む原料油
の場合には、該留分だけの芳香族系溶媒を含むものとし
て取扱う。

コールタール系炭化水素油（以下原料油と称する）の配
合率が一定の場合には、混合溶媒中の配合比（芳香族系
溶Ｗ／脂肪族系溶ｔＲ）が大きくなる程、ＴＩは増加す
る傾向がある。

一方、混合溶媒の配合比（芳香族系溶媒／脂肪族系溶媒
）が一定の時には、原料油の配合率（原料油ｍ／仝混合
油量）が大きい程、ＴＩは増加する傾向がある。

また、混合溶媒中の配合比が一定でかつ原料油の配合率
も一定の時には、配合温度が高い程、ＴＩは増加する傾
向がある。

従来の特公昭６１−４９３５５号公報、特公昭６０−４
１１１１号公報などｌ１１２ＱＩを目的とする技術にお
いては、原料油量、芳香族系溶媒■、脂肪族系溶媒♀、
配合温度の範囲は記載されているが、これは単にこの範
囲内で不溶性相が沈陪分離して、ｌ１ｉＱＩできるとい
うことであって、ＴＩの挙動については何らの開示がな
いばかりでなく、これらの各ファクターのＴＩに関する
影晋についても何等記載はない。

本発明において、使用する芳香族系溶媒としては好まし
くは沸点又は９５容伍％留出温度が２２０〜３６０℃の
芳香族系炭化水素を主成分とする溶媒であれば、使用す
ることができるが、石炭タール工業より得られるクレオ
ソート油、アントラセン油、ビッグ−油、吸収油（洗Ｅ
油）、デイレードコーカー法で生ピツチコークスを製造
する際副生ずるコーカー油などの多成分系の重質油が、
ＳｏＰ、中ピツチなどコールタール系炭化水ｉ　Ｉ質油
に対する溶解度、低温度で低粘度の溶液を与える点、入
手の容易さ等の点より好適である。

本発明で使用する脂肪族系溶媒としては、好ましくは沸
点又は０５容Ｄ％留出温度が２２０〜３００℃の脂肪族
系炭化水素を主成分とする溶媒であれば使用することが
できる。これらの例としては石油ナフサ、工業用ガソリ
ン、灯油、石油系軽油等が入手の容易さ、価格の点より
好適である。

これらの溶媒の沸点または９５容量％留出温度の下限は
、原料油にこれら溶媒を混合し、加熱撹拌する際の温度
よりも、沸点または９５％留出温１文が高い方が、ｆｆ
１Ｗ蒸気の発生が少なく右利である点より決められる。

脂肪族系溶媒の沸点または９５容ω％留出温麿の上限は
、原料油に各溶媒を混合撹拌し、静置分離した後の上澄
液より、脂肪族溶媒を蒸留により留去する際、蒸留分離
が容易という点より３００℃以下である。

芳香族系溶媒の揚台は、原料油が芳香族油であるので、
該蒸留により原料油中に残留しても、製品の抽出油の性
状に悪影響を与えることが少ないので、３６０℃以下程
度である。余り高いとビッヂを含むこととなり、ｓｏｐ
、中ビッヂ等を溶解して低粘度液とするのに支障を生ず
る。

原Ｉｔ油、芳香族系溶媒、脂肪族系溶媒の混合には、原
料油と芳香族系溶媒とを最初に混合し、ついで脂肪族系
溶媒を混合してもよく、また三者を同時に混合してもよ
い。

混合、静置分離に際しては、スタテックミキサー、撹拌
槽、エゼクタ−１二Ｉｋｈ流ノズル等の任意の撹拌装置
を用い、ジャケットをもうけた沈降分離槽で分離する。

上層、即ち上澄液を蒸留して、塔頂より溶媒を主成分と
する油を留出させ、溶媒として再利用する。この塔底留
分が目的とするＴＩ酸成分調整した抽出油である。

原１１油、芳香族系溶媒、脂肪族系溶媒混合の際、前記
の如く原１１油の配合率（原料油聞／全況合油足）、混
合溶媒中の配合比（芳香族系溶媒／脂肪族系溶媒）、配
合温度のいずれか１つまたは２つを一定にして他を増減
させることによって、所望のＴＩに応じた制御条件が決
定できる。

配合湿度は、芳香族系溶媒を多但に使用した時は常温で
も混合し得るが、通常は８０℃以上が好ましい。上限は
溶媒の蒸気の発生の点より１５０℃以下である。芳香族
系溶媒に２２０℃〜３６０℃の多成分系油を使用した時
は１５０℃以下で低粘度の流動性液を１ｑる。

〔作用〕

本発明によって、上澄液中のＴＩがどうして制御できる
かの作用については明らかではないが、溶媒として芳香
族系溶媒を存在せしめ、しかもその芳香族系溶媒量を比
較的に多く使用する程原料油中の高分子物質の内で比較
的分子ｍの小さい成分が溶かし出され上層に来るものと
考えられ、脂肪族系溶媒１１１味の時とか、芳香族系溶
媒が小量の時はこれらの低分子０のＴＩが不溶性相にま
き込まれて沈陪してしまうものと推定される。

配合温度についても、低温度では不溶性相にまき込まれ
る低分子量のＴＩが、湿度の上背と共に液全体が低粘度
になり溶出してくるものと考えられる。原料油の配合率
（原Ｆ１油ｍ／全混合油り）を増大させると、混合溶媒
中の配合比（芳香族系溶ｔＲ／脂肪族系溶媒）が一定で
も、相対的に原料油足に対し、脂肪族系溶媒量を減少さ
せた事になりＴｌｆｆ１が増大するものと推定される。

溶かし出されるＴＩｆｆｔに応じて抽出率も増大するも
のと推定される。

〔実施例１〜３〕 以下に本発明を実施例について具体的に説明するが、本
発明は、この実施例ににつて何等限定されるものではな
い。

コールタール系炭化水素油としてＳＯＰを使用し、芳香
族系溶媒としてピッチコークス！３１３２ｉ時のデイレ
ード・コーカーにて副生ずるコーカー軽油（以下ＬＯと
いう）を使用し、脂肪族系溶媒として灯油を使用して、
第１表に示した配合比、配合温度で混合、撹拌し、静置
分離した。上澄液を溶媒回収蒸留塔で蒸留し、塔頂留分
として、両溶媒の大部分を回収し、これに新溶媒を補充
して再び分離１用溶媒として使用する。塔底留分として
目的の抽出油を得る。この抽出油の原料油（ＳＯＰ）に
対する抽出率と、抽出油中のＴＩ酸成分１直を重Ｒ％と
して第１表に併記する。

原料油ＳＯＰは、ＴＩ＜ｗｔ％＞ｉｏ、ｓ、軟化点３７
℃、含有するＱｌ（ｗｔ％）３．２のＳｏＰを用いた。

以下の実施例において、抽出油中のＱｌ（ｗｔ％）はい
ずれもＱ、１ｗｔ％以下であって、Ｑｌ除去の点におい
ては何れも満足すべきものであった。

１−ルエン不溶分はＪ　ｌ５Ｋ２４３９　（１９８３）
のトルエン不溶分測定法によった。

（第１表） 第１表において、実施例１〜２のＮｏ、　１〜Ｎｏ。

６は混合溶媒の配合比がほぼ１．０で一定の状態を、実
施例３のＮｏ、　７〜Ｎｏ、１０は、混合溶媒の配合比
がほぼ０．５で一定の状態に制御したものである。

これよりＬＯ／灯油の比率を一定且つ配合温度を１２０
℃又は９０℃にて一定にして、ＳＯＰの配合率（ｗｔ％
）だけを変化させると、ＳＯＰの配合率の増大（又は減
少）に伴い、抽出油中の７１分は高く（又は低く）なり
、抽出率も上昇（又は下降）することがわかる。また原
ｖ１油の配合率と、混合溶媒の配合比が一定条ｆ１下で
配合温度だけを変えた場合、配合温度が高い程ＴＩ分は
高くなることがわかる。

（実施例４） 実施例１〜３と同一の原料油、灯油を使用した。

ＳＯＰ配合率を３０ｗｔ％で一定とし、配合温度も１２
０℃または９，０℃で一定の状態下で混合溶媒中の配合
比（ＬＯ／灯油）だけを変えた以外は、実施例１〜３と
同様にして、７１分の抽出率を測定した結果を第２表に
示す。

（第２表） この時ＬＯ／灯油の比はＮｏ、１１の３２％からＮｏ、
１２の４９％に増加させている。そして抽出油中のＴＩ
は２倍（１ｗｔ％増）に増加している。

即ち芳香族溶媒の配合比を増加させると、抽出油中のＴ
１ｗｔ％は増大づ′ることがわかる。

（比較例） 実施例１〜４と同一の原ｒ１油、灯油を使用し、配合温
度も人々対応する１２０℃、９０℃を採用し、ただ芳香
族系溶媒（ＬＯ）を使用しないで実験を行った結果を第
３表に示す。

（第３表） この結果から、芳香族系溶媒を使用しない場合には、Ｔ
Ｉはいずれも１　ｗ　’ｔ％以Ｔ・に低下してしまい、
本発明の目的とする抽出油中のＴｉｗｔ％を増加させる
目的を達し得られないばかりか、ＳＯＰの配合率と配合
温度がほぼ同じ実施例を比較すると芳香族系溶媒を配合
した実施例１〜３より抽出率が低下していることは明ら
かである。

〔発明の効果〕

本発明においては、コールタール系炭化水素油から溶剤
による脱′ＱＩ処理において、ＪＩｉＱＩを完全に行う
と共に、同時にこの溶剤処理で抽出率を増大させると共
に、抽出油のＴＩ（ｗｔ％）、従ってβレジン（ＴＩ−
Ｑ、Ｉ）を任意の値に調整することを可能とした。

寸なわち芳香族系溶媒を使用すると共に、原料油配合率
、混合溶媒中の配合比（芳香族系溶媒／脂肪族系溶媒）
、配合温度の一つまたは２つ以上を変数要因として増減
して制御することにより、抽出油の抽出率を増大させる
と共に、抽出油中のＴ［ｗｔ％を０．２〜７ｗｔ％の範
囲で任意の１直に調整することを可能にした。また脱り
ｌ処理と同時に他の特別の処理をすることなり、］ヱ成
することかできた。

各種炭素材向原別油として例えば針状コークスあるいは
含浸ピッチはＱｌ≦Ｑ、　１ｗｔ％、ＴＩ≧５ｗｔ％以
上の油が求められ、またカーボンブラック原料油として
ＱＩ≦０．１ｗｔ％、Ｔｌ３ｗｔ％以下の油が求められ
ている炭素材原料工業にとって実用的効果は極めて大ぎ
い。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、コールタール系炭化水素油に対し、芳香族系溶媒と
   脂肪族系溶媒からなる混合溶媒を常温から１５０℃の範
   囲で混合し、生成する不溶性物質を分離して上澄液とし
   てキノリン不溶分の殆んどない炭化水素油を得る方法に
   おいて、混合溶媒中の配合比を一定の条件下に保持して
   、原料油の配合率（コールタール系炭化水素量／全混合
   油量）および／または配合温度を変数要因として増減す
   ることにより、上澄液中のトルエン不溶分を０．２〜７
   重量％の範囲の任意の水準に制御することを特徴とする
   コールタール系炭化水素油のトルエン不溶分調整方法。 ２、コールタール系炭化水素油に対し、芳香族系溶媒と
   脂肪族系溶媒からなる混合溶媒を常温から１５０℃の範
   囲で混合し、生成する不溶性物質を分離して上澄液とし
   てキノリン不溶分の殆んどない炭化水素油を得る方法に
   おいて、コールタール系炭化水素油／全混合油量の配合
   率を一定の条件下に保持し、混合溶媒中の芳香族系溶媒
   ／脂肪族系溶媒の配合比を増減することにより上澄液中
   のトルエン不溶分を０．２〜７重量％の範囲の任意の水
   準に制御することを特徴とするコールタール系炭化水素
   油のトルエン不溶分調整方法。