JPH0153318B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はカーボンブラツク原料炭化水素物質の
製造方法に関するものである。カーボンブラツク
製造用の原料炭化水素物質としては、UOP特性
因子（Ｋ factor）が10.1以下、BMCIが100以上
で硫黄分や灰分が少なく遊離炭素や水分の懸濁し
ていないものがよいとされ、通常次のようなプロ
セスで製造されていたものが用いられている。す
なわち、石炭乾留タールの蒸留、石油蒸留残渣の
熱分解又は接触分解、あるいはエチレン製造に於
けるナフサの熱分解工程より得られるものが用い
られている。これらの製法の中で石炭乾留タール
の蒸留で得られる留分を用いる場合が、カーボン
ブラツクの取得量が最もよいので、従来からこの
方法が主に実施されている。ところがこの方法で
得られるカーボンブラツク原料油の取得量はコー
ルタールから290〜300℃程度の低沸点留分を除去
したいわゆるロードタールに対しせいぜい35wt
％程度であつた。 そこで、本発明者等はカーボンブラツク原料油
の取得量を増加させる方法につき鋭意検討を重ね
た結果、カーボンブラツクの原料油としては、ベ
ンゼン不溶分の含量を5wt％程度以下、好ましく
は1wt％程度以下に少なくしてやれば従来用いら
れていた留分よりも更に高沸点の留分でも使用で
き、かつコールタール中のベンゼン不溶分は、コ
ールタールを特定の溶剤で処理することにより効
率的に減少できること、及び該処理によりカーボ
ンブラツク原料油の取得量が大幅に増加すること
を見出し先に提案した（特公昭59―29631号公報
参照）。 その後更に検討を重ねた結果、コールタールを
直接に溶剤処理せず、先ず蒸留してロードタール
に該当する塔底留分を得、これを更に蒸留及び溶
剤処理することによつてカーボンブラツク原料油
の取得量が更に増大することを見出し、この知見
に基づき本発明を完成した。 すなわち、本発明の要旨は、ロードタール又
は／及びロードタールと類似の成分組成を有する
石炭系又は石油系重質炭化水素混合物質を蒸留し
て、標準沸点が400℃迄の塔頂留分と、第１の塔
底留分に分け、第１の塔底留分と、沸点または95
容量％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、該第１の塔底留分１容量部に対し溶
剤１〜10容量部の割合で混合し、次いで該混合物
を静置して成層分離し、得られた上層を蒸留して
前記溶剤を塔頂より留去し、得られた第２の塔底
留分と前記塔頂留分とを混合することを特徴とす
るカーボンブラツク原料炭化水素物質の製造方法
に存する。 以下、本発明を詳細に説明する。 本発明の出発原料は、ベンゼン不溶分を含有
し、かつ縮合環状芳香族化合物を含む重質炭化水
素物質であり、石炭を900〜1300℃程度の温度で
乾留して製鉄用、鋳物用等のコークスを製造する
際に得られるコールタールから、常圧蒸留により
沸点290〜300℃程度迄の低沸点留分を留去したい
わゆるロードタール、あるいは、原油から350℃
程度迄の軽油を留去した常圧残渣油、原油の減圧
蒸留残渣の熱分解又は接触分解、さらにはエチレ
ン製造に於けるナフサの熱分解工程より得られ重
質油等の石油系重質炭化水素混合物であつてロー
ドタールと類似の成分組成を有するもの等が挙げ
られる。これら石油系重質炭化水素混合物は各々
単独で、あるいは適宜の割合で混合して使用でき
るが、カーボンブラツク原料炭化水素物質の取得
率及びカーボンブラツクの取得率の点からロード
タールが好ましく用いられる。以下、出発原料と
してロードタールを用いる場合について説明す
る。 ロードタールはまず蒸留により標準沸点が400
℃程度迄の塔頂留分と残部の塔底留分とに分け、
この塔底留分を溶剤で抽出処理する。第１図に示
すように、この蒸留温度はカーボンブラツク原料
油の取得量と密接な関係がある。すなわち、第１
図は横軸をロードタールから塔頂留分を留去する
温度（標準沸点表示）、縦軸をロードタールに対
するカーボンブラツク原料油の取得率とし、実施
例及び比較例で得られた結果をプロツトしたもの
であり、取得率は留去温度の上昇と共に当初は増
加するが、その後は下降し400℃付近でロードタ
ールの取得率と同じになる。従つて、取得率の点
から留去温度は標準沸点としてロードタールの沸
点＋５℃〜400℃、好ましくはロードタールの沸
点＋10℃〜390℃の範囲内から選定される。ロー
ドタールの蒸留は20〜200mmHg程度の減圧で行う
のが好ましく、また厳密な分離を必要としないの
で単蒸留塔、又は蒸発器を用いればよい。 本発明で用いられる溶剤としては、沸点または
95容量％の留出温度が65〜290℃、好ましくは80
〜250℃である脂肪族炭化水素物質、又は脂環式
炭化水素物質を用いる。これらの脂肪族炭化水素
物質としては、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、
デカン、ペンタデカン等のC₆〜C₁₅のパラフイン
類、ナフサ、燈油等が挙げられる。また脂環式炭
化水素物質としては、シクロヘキサン、メチルシ
クロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロヘ
プタン、メチルシクロヘプタン、エチルシクロヘ
プタン、シクロオクタン、デカリン等のC₆〜C₈
の脂環式炭化水素又はアルキル基を有する脂環式
炭化水素が挙げられるが、経済性及び操作性の点
からナフサ又は燈油を用いるのが好ましい。上記
溶剤は２種以上を混合して使用することができ
る。溶剤の使用量は、あまり少ないと次の工程で
の成層分離が困難となり、またあまり多量に用い
ると成層分離液からの溶剤の回収に時間を要し経
済的でないので、通常は出発原料から標準沸点が
400℃迄の留分を留去した第１の塔底留分１容量
部に対し１〜10容量部、好ましくは２〜６容量部
用いられる。 第１の塔底留分と溶剤との混合は、撹拌槽、軸
流混合機、二軸流ノズル、エゼクター、スタテイ
ツクミキサー等を用いて常温〜200℃の温度で実
施される。混合時間は混合機の種類によつて異な
り、撹拌槽の場合は数分以上を要するがその他の
混合機の場合は数秒〜１分程度で充分である。得
られた混合物は、該混合物から成層分離した上層
が液状を保つて分離可能な温度、例えば常温〜
200℃に0.2〜２時間の間、常圧又は加圧下に静置
保持することによつて、ベンゼン不溶分の減少さ
れた炭化水素物質を含有する溶剤の上層と、主と
してベンゼン不溶分を含有する溶剤の下層とに成
層分離される。上記混合物の静置、分離は、加熱
用のジヤケツトを備えた容器又はシツクナー等を
用いて実施される。 得られた上層は、蒸発器又は蒸留塔を用い、常
圧又は減圧下の蒸留、あるいは水蒸気蒸留により
溶剤留分を留去する。留去された溶剤留分は、そ
のまま又は精製した後溶剤として循環使用され
る。この蒸留において得られた第２の塔底留分
は、先に留去した塔頂留分と混合される。得られ
る目的の生成物は、出発原料として用いる重質炭
化水素物質の種類によつても異なるが、通常平均
分子量250〜300、最高分子量350〜400、
BMCI180〜190、Ｃ／H1.35〜1.5、ベンゼン不溶
分1.0wt％、融点常温〜50℃程度の黒褐色のピツ
チ状のものである。この生成物は通常加熱溶融し
た状態で、カーボンブラツク原料油として用いら
れるが、コールタールの蒸留で得られたカルボン
油、ナフタリン油あるいは石油蒸留残渣の熱分解
又は接触分解もしくはナフサの熱分解により得ら
れるカーボンブラツク原料油と混合して使用する
こともできる。 一方下層はそのまま燃料等の用途に供するか、
あるいは蒸発器又は蒸留塔を用いて常圧又は減圧
下の蒸留、もしくは水蒸気蒸留により溶剤留分を
留去した後、燃料又はピツチコークスの原料等に
用いられる。回収した溶剤留分は溶剤として循環
使用される。 以上詳述したように、本発明ではベンゼン不溶
分を含有し、かつ縮合環状芳香族化合物を含む石
炭素又は石油系重質炭化水素物質から400℃迄の
留分を塔頂留分として留去することによつて得ら
れた第１の塔底留分を特定の溶剤と混合し、成層
分離した上層から留去し、得られた第２の塔底留
分を前記塔頂留分と混合するという簡単な操作に
より、後記実施例に示すように出発重質炭化水素
物質に対し約70％の高収率でカーボンブラツク原
料炭化水素物質を得ることができる。また、本発
明で得られたカーボンブラツク原料炭化水素物質
の特性は前述の通りであるが、従来、カーボンブ
ラツクの原料油として使用されているアントラセ
ン油の物性（BMCI153、Ｃ／H1.9、平均分子量
180）と比較していづれも高く、これを原料油と
して製出するカーボンブラツクはハイストラクチ
ヤーとなり、ゴム補強用として特に適しているの
で、本発明はカーボンブラツク原料炭化水素物質
の製法として極めて有用である。 次に本発明を実施例により更に具体的に説明す
るが、本発明はその要旨をこえない限り以下の実
施例に限定されるものではない。 実施例 石炭の乾留によつて得られたコールタールを常
圧蒸留塔に500／Hrの割合で連続的に供給し、
軽油、カルボン油、ナフタリン油等沸点290℃迄
の留分（低沸点留分）を留去した。塔底留分（ロ
ードタール）は400／Hrであつた。 次いでこのロードタールを20mmHgのフラツシ
ユ蒸留塔に連続的に供給し、下記の表に示す標準
沸点迄の留分（塔頂留分）を留去した。得られた
第１の塔底留分（ソフトピツチ）と沸点範囲160
〜260℃の燈油とを130℃に保持されたジヤケツト
付撹拌槽に導入した。燈油の導入量は缶残留分の
２倍容量とした。得られた混合物は130℃に保持
されたジヤケツト付静置槽に導入し、成層分離さ
れた上層を減圧蒸留塔に導入した。撹拌槽及び静
置槽に於ける滞留時間は約0.5Hr及び約1Hrに調
節した。減圧蒸留塔から50mmHg、165℃の条件下
で留出する溶剤留分は回収溶剤として撹拌槽へ循
環使用した。塔底より得られる第２の塔底留分と
前記フラツシユ蒸留塔で留去した塔頂留分とを混
合し、生成物（カーボンブラツク原料炭化水素物
質）の性状を測定した。得られた測定結果及び生
成量等を表に示す。 また、比較のためロードタールから塔頂留分を
留去しない以外は実施例と全く同様に処理して得
られた結果を下記表に併記する。 なお、前記ロードタール中のベンゼン不溶分は
11.4wt％であつた。

【表】

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は、ロードタールよりカーボンブラツク
原料炭化水素物質を製造した場合において、蒸留
工程における塔頂留分留出温度と生成物収率との
関係を示すグラフである。横軸は塔頂留分留去温
度（標準留分）を、縦軸は生成物収率（％）を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロードタール又は／及びロードタールと類似
   の成分組成を有する石炭系又は石油系重質炭化水
   素物質を蒸留して標準沸点が400℃迄の塔頂留分
   と、第１の塔底留分に分け、第１の塔底留分と、
   沸点または95容量％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、該第１の塔底留分１容
   量部に対し溶剤１〜10容量部の割合で混合し、次
   いで該混合物を静置して成層分離し、得られた上
   層を蒸留して前記溶剤を塔頂より留去し、得られ
   た第２の塔底留分と前記塔頂留分とを混合するこ
   とを特徴とするカーボンブラツク原料炭化水素物
   質の製造方法。