JPH01294793A - タールの改質方法 - 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） 本発明は連続式成型コークス製造方法等で発生する低温
乾留タールを酸化性ガスでブローして熱間耐荷重性の優
れたピッチを製造するタール改質方法に関する。

（従来の技術） 成型炭の強度を確保する上で、バインダーの働きは非常
に重要である。成型炭を製造する工程において、冷間成
型の場合のバインダーとしては石炭系のＳＯＰおよび石
油系のｐＨ＾または粘着性を有するＰＶＡ等の各種バイ
ンダーが使用されているが成型炭の用途によってバイン
ダーとしての必要な特性が異なる。成型コークス用成型
炭のバインダーとしては常温での耐ハンドリング性に加
えて乾留炉内での熱間耐荷重性が重要である。このよう
な常温および熱間においても、共に優れた性状を有する
バインダーとしては現在のところ、ＳＯＰをおいて他に
見当たらない、ところがＳＯＰはピッチコークスの原料
としての用途があり、量的な制約と単価も高いという問
題があるため、ＳＯＰの代替バインダーに関する研究が
各所で古くから盛んに行われている、しかし、いまだＳ
ＯＰなみのものは得られていない。

本発明者らは、連続式成型コークス製造方法において、
その系内から発生する低温乾留タールを黒部ピッチ化し
てバインダーに使用することを試みたが、熱間耐荷重性
の面で見劣りがするばかりでなく、量的に゛も系内で自
給できず不足するため、特開昭５４−１５５２０１号公
報に示すように、この黒部ピッチにＳＲＣを添加して成
型コークス用バインダーに改質する方法を発明した。し
かしながら、ＳＲＣは未だ、工業化されておらず、連続
式成型コークス製造方法においては系内で発生する低温
乾留タールを改質し、バインダーとして自給できる技術
の確立が是非とも必要である。

タールの改質方法としては古くはピッチコークス製造時
、コークス炉内でのホーミング（Ｆｏｒｍｉｎｇ）現象
抑制のため、原料である中ピツチ（室炉発生高温乾留タ
ールの黒部残渣）を約３００℃以上の温度でエアー（＾
ｉｒ）ブローして硬化ピッチとし、これをコークス炉に
装入していた。また、特開昭５３−１０６０２号公報、
特開昭５３−２３３２３号公報や特開昭５７−１６２７
８０号公報等に記載されているエアー等による重質化は
その目的とするところのほとんどが、石油系重質油を対
象としたものである。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は連続式成型コークス製造方法から発生する低温
乾留タールを、熱間耐圧性の優れたピッチに改質すると
ともに、その系内でバインダーとして自給循環できるこ
とを提供しようとするものである。

（課題を解決するための手段および作用）本発明は低温
乾留タールの品質改善と改質歩留向上を達成すべく新た
になされたものであり、低温乾留タールが酸化性ガスと
反応を開始する温度まで加熱した後、酸化性ガスを吹込
み、改質歩留の向上を図るとともに、芳香族指数の発達
した重質タールに改質させようとするものである。その
要旨は連続式成型コークス製造方法において、その系内
で発生する低温乾留タールを１５０〜５００℃の温度範
囲で酸化性ガスを用いてブローし、熱間耐荷重性の優れ
たピッチに改質することを特徴とするタールの改質方法
および連続式成型コークス製造方法において、その系内
で発生する低温乾留タールを１５０〜５００℃の温度範
囲で酸化性ガスを用いてブローし、熱間耐荷重性の優れ
た成型コークス用バインダーに改質するとともに、この
バインダーを系内で循環使用することを特徴とするター
ルの改質方法である。

本発明者らは成型炭の熱間耐圧強度向上のための実験を
実施していた過程において、上記問題が解決できる知見
を得た。第３図には改質タールをバインダーとした成型
炭の熱間耐圧強度を示す、冷間成型による成型炭は温度
を上げるとバインダーの凝集力が弱くなるため耐圧強度
が低下してくるが、ある温度以上になると、再び耐圧強
度が向上してくる。これはバインダーが熱による重・縮
合を起こすためであり、この重・縮合による改質はＮ２
雰囲気の場合２００℃以上で起きているのに対し、エア
ー雰囲気とした場合は１５０℃以上から強度の向上が認
められており、かつ改質の度合も大きく、バインダーの
改質にはエアーが効果的であることが明らかとなった。

また、発明者らは石炭系および石油系重質油を単に黒部
および加熱中Ｎ２等の不活性ガスをブローして改質を図
っても、熱分解によって生じた低分子は重縮合反応にあ
ずからずに系外に逃げるものが多くなるため、改質歩留
が大巾に低下し、連続式成型コークス製造方法の場合、
系内でのバインダーの自給バランスが成立しなくなる等
のことを明らかにした。これらの現象から、タールを事
前に酸化性ガスをブローして改質する各種実験を行い、
その結果本発明に至ったものである。

タール改質の度合および改質歩留は加熱温度、酸化性ガ
スの濃度、量および時間により影響をうける。第４図に
、酸化性ガスにエアーを用いた場合のエアーブロー時間
と改質タールの歩留および軟化点との関係を示す、エア
ーブ。

ロー時間とともに改質タールの改質歩留は低下し、軟化
点は高くなる。軟化点２５℃の低温乾留タールをベース
に、タールｋｇ当たり３　ｆ／ｓｉｎのエアーを１３ｈ
「ブローした場合、改質歩留は８９％で、改質タールの
軟化点は７３℃となった。これに対して、エアーブロー
の場合と同一温度・流量・時間条件でＮ２をブローした
場合、改質歩留は７６％となフているが改質タールの軟
化点は５３℃と改質があまり進んでいない、また、単に
２００℃で１３ｈ「黒部しても改質歩留・軟化点とも、
僅かに変化した程度である。この様に、タールを効率的
に改質するためにはエアー等の酸化性ガスによるブロー
は不可欠の要素である。

第５図には酸化性ガス中の酸素濃度と改質タールの軟化
点との関係を示す、酸素濃度が５％未満では軟化点が低
く、改質はされるが改質速度が著しく遅くなるので、酸
素濃度としては５〜１００％が好ましく、より好ましく
は１０〜４０％である。また、第６図にはエアーブロー
時間と改質したタールの性状を示す、２００℃において
エアーブローを続けると、タール分は比重が大きく、Ｔ
Ｉが増え、芳香族指数のｆａが高くなり、明らかに重質
化・芳香族化が進み、改質が行われているが、改質ター
ル中の［０］原子は増加していない、その理由はエアー
中の酸素はタール中の炭素と結合していた水素に作用し
て脱水素反応を起こすためで、その結果炭素原子に不対
電子が生じ、これらが互いに連鎖的にラジカル反応を引
き起こして重質化・改質されるためである。

本発明が対象としている石炭系タールを改質するために
は′ｓ３図および′ｓ７図（熱天秤によるタールの熱分
解特性）に示す通り、酸化性ガスとの反応が開始する１
５０℃（第３図）から、タールが固化する５００℃（第
７図）までの温度範囲にすることが絶対条件である。１
５０℃未満、５００℃超では酸化性ガスとの反応が起き
ない、改質温度およびエアーブロー量の影響についての
実験例を第１表に示す。

第　　　１　　　表 改質温度としては２００℃および３００℃のいずれとも
問題なく改質されており、どちらかと言えば３００℃の
場合の方が重質化の反応が速く、短時間で改質されてい
るが、熱経済性等を考慮すると２００〜３００℃が適正
である。また、エアーブロー量については６２／履Ｉｎ
と３４１７ｗ１ｎとでほぼ同程度に改質されており、所
望品質を安定して得るための反応制御性および経済性の
面から、エアーブロー量は少なくてもよく、３又／ｗｉ
ｎで十分である。

また、本発明は連続式成型コークス製造方法から発生す
る低温乾留タールに、その系内において酸化性ガスを吹
込むことにより、所望品質のバインダーを製造し、その
一部もしくは全部をその系内でバインダーとして循環使
用する方法である。

本発明法においては酸化性ガスとして主にエアーブロー
の場合について説明したがエアーブローに限定されるこ
とはなく、酸素含有量が５〜１００％に対して十分通用
できるものである。なお、前記酸素濃度範囲であればガ
ス顕然の有効利用を図るため、エアーに燃焼排ガス等を
混合して、酸化性ガスとしてブローしてもタールは十分
改質できる。

（実　施　例） 実施例−１ 本発明の実施例１を第１図に従って説明する。改質対象
のタール４を約５ｋｇタール改質装置１に入れ、加熱器
３により２００　ｔに加熱・保定した状態でエアーブロ
ワ−６から３１／■ｉｎ／ｋｇのエアーを吹込み改質さ
せた後、タール改質装置１底部から抜き出し、改質ター
ル容器２に溜める。改質タール５の品質は主にエアープ
ロー時間を変えることにより、容易にコントロールでき
る。また、改質タール５のバインダーとしての評価は成
型炭を製造し、成型炭の圧潰・落下強度および熱間耐圧
強度を測定することによって行った。なお、本実施例に
おいては実験規模のため加熱器を使用したが実験規模で
はタールおよび酸化性ガスの顕熱を利用できるので、加
熱器による加熱は不要である。

実施例−２ 本発明の実施例２を第２図に従って説明する。成型炭製
造設備９で製造した成型炭を成型コークス乾留炉１０に
装入して、加熱ガス１２により乾留し、乾留炉底部から
成型コークス１１を排出するプロセスにおいて、乾留炉
頂部から発生する低温乾留タールを含む発生コークスガ
スと加熱ガスの混合ガスは炉頂ガス顕熱回収塔１３に導
かれ、ここでガスクーラー１４で冷却凝縮捕集された低
温乾留タールの全部もしくは一部をスプレーして、炉頂
ガスとの熱交換をおこなわせると共に、発生ガス中のタ
ール分の一部を凝縮捕集し、ガスクーラー１４で捕集し
たタールと混合もしくは個別にタール改質装置１に入れ
、エアープロワ−６によりエアーを吹込み改質する。な
お、改質装置におけるタールと酸化性ガスとの接触時間
は約１０ｈ「であり、改質温度は２００℃にコントロー
ルした。改質タールは改質タール容器２に一時溜め、こ
れより抜き出し成型コークス用原料８に添加し、成型炭
用バインダーとして循環使用される。余剰の改質タール
５はこの循環系から抜き取り、他のバインダーもしくは
粘結剤等として使用する。

実施例１．２の結果を第２表に示す０本発明の方法によ
り改質したタールは参考値として示す室炉ＳＯＰなみ以
上の熱間耐圧強度を示しており、連続式成型コークス製
造法の成型炭用バインダーとして十分使用できる。

弗２表 （発明の効果） 低温乾留タールを１５０℃に加熱し、酸化性ガスにより
ブローすることにより熱間耐荷重性の優れた成型コーク
ス用バインダーに、容易に改質でき、また、連続式成型
コークス製造方法の炉頂ガス顕然回収プロセスに本発明
のタール改質方法を採用することにより、系内でのバイ
ンダー自給技術が確立される。

さらに、本方法は通常の室炉式コークス製造法において
、フリュー温度低下環により室炉タールが軽質化し、タ
ール品質が低下した場合等においても、その品質改善技
術としても応用できる等顕著な効果を示すものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の実施態様例を示す設備フ
ロー図、第３図は成型炭温度と成型炭の圧潰強度の関係
を示す図、第４図はエアープロー時間と改質歩留および
改質タールの軟化点との関係を示す図、第５図は酸化性
ガス中酸素濃度と改質タールの軟化点の関係を示す図、
第６図はエアーブロー時間と改質クールの性状の関係を
示す図、第７図はタールの減量曲線を示す図である。 １・・・タール改質装置　２・・・改質タール容器３・
・・加熱器　　　　　４・・・タール５・・・余剰改質
タール　６・・・エアーブロワ−７・・・０２濃度調整
用ガス ８・・・成型コークス用原料 ９・・・成型炭製造設備 １０・・・成型コークス乾留炉 １１・・・成型コークス　１２・・・加熱ガス１３・・
・炉頂ガス顕熱回収塔 １４・・・ガスクーラー ｌ：タール改質装置　　　　　　　　　　　　　８：成
型コークス用原料２；改質タール容器　　　　　　　　
　　　　　　９・成型炭製造設備３　：加熱Ｈ１０：成
型コークス乾留炉４：タール　　　　　　　　　　　　
　　　　　１１：成型コークス第２図 Ｌ 第３図 成型炭温度Ｉ”Ｃ］ 第４図 エアープロー時間［ｈｒ］ 第５図 酸化性ガス中酸素濃度［％］ 第６図 エアープロー時間１ｈｒｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　連続式成型コークス製造方法において、その系内で
   発生する低温乾留タールを１５０〜５００℃の温度範囲
   で酸化性ガスを用いてブローし、熱間耐荷重性の優れた
   ピッチに改質することを特徴とするタールの改質方法。 ２　連続式成型コークス製造方法において、その系内で
   発生する低温乾留タールを１５０〜５００℃の温度範囲
   で酸化性ガスを用いてブローし、熱間耐荷重性の優れた
   成型コークス用バインダーに改質するとともに、このバ
   インダーを系内で循環使用することを特徴とするタール
   の改質方法。