JPH0321590B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0321590B2 JPH0321590B2 JP59192603A JP19260384A JPH0321590B2 JP H0321590 B2 JPH0321590 B2 JP H0321590B2 JP 59192603 A JP59192603 A JP 59192603A JP 19260384 A JP19260384 A JP 19260384A JP H0321590 B2 JPH0321590 B2 JP H0321590B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat treatment
- sulfur content
- heavy oil
- weight
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Working-Up Tar And Pitch (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は炭素材用ピツチの製法に関し、詳しく
は得られる炭素繊維の機械的強度が良好である炭
素材用ピツチの製法に関する。
は得られる炭素繊維の機械的強度が良好である炭
素材用ピツチの製法に関する。
従来、炭素繊維は、ポリアクリロニトリルから
得られる繊維を焼成することによつて製造されて
きた。しかしながら、これは原料が高価であり、
また焼成時の炭化収率が低いという問題があつ
た。そのため、近年は石油ピツチや石炭ピツチを
原料とする製法が数多く提案されている。
得られる繊維を焼成することによつて製造されて
きた。しかしながら、これは原料が高価であり、
また焼成時の炭化収率が低いという問題があつ
た。そのため、近年は石油ピツチや石炭ピツチを
原料とする製法が数多く提案されている。
しかし、従来提案されている方法によつて得ら
れる炭素繊維の機械的強度は充分に高いものでは
なかつた。
れる炭素繊維の機械的強度は充分に高いものでは
なかつた。
そこで、本発明者らは、機械的強度の充分に高
い炭素繊維を開発すべく検討した結果、炭素材用
ピツチに含まれる硫黄分が炭素繊維の機械的強度
に大きな影響を与えることを究明し、硫黄分の量
を低減させることにより、目的が達成されること
を見い出した。本発明はこの知見に基づいて完成
されたのである。
い炭素繊維を開発すべく検討した結果、炭素材用
ピツチに含まれる硫黄分が炭素繊維の機械的強度
に大きな影響を与えることを究明し、硫黄分の量
を低減させることにより、目的が達成されること
を見い出した。本発明はこの知見に基づいて完成
されたのである。
すなわち本発明は、沸点250℃以上の重質油を
脱硫処理して得た硫黄含有量0.2重量％以下の重
質油を温度400〜460℃，圧力５〜50mmHgにて第
１段の熱処理を行ない、次いで温度450〜500℃，
圧力0.1〜５mmHgにて第２段の熱処理を行なうこ
とを特徴とする硫黄含有量0.2重量％以下の炭素
材用ピツチの製法を提供するものである。
脱硫処理して得た硫黄含有量0.2重量％以下の重
質油を温度400〜460℃，圧力５〜50mmHgにて第
１段の熱処理を行ない、次いで温度450〜500℃，
圧力0.1〜５mmHgにて第２段の熱処理を行なうこ
とを特徴とする硫黄含有量0.2重量％以下の炭素
材用ピツチの製法を提供するものである。
本発明の原料油である沸点250℃以上、好まし
くは400℃以上の重質油としては種々のものが広
く用いられる。通常は、原油，石炭などから得ら
れる沸点250℃以上の重質油，タールなどを使用
することができる。特に石油の流動接触分解残油
などが好適である。これらの重質油は通常硫黄分
を１〜５％程度含有している。
くは400℃以上の重質油としては種々のものが広
く用いられる。通常は、原油，石炭などから得ら
れる沸点250℃以上の重質油，タールなどを使用
することができる。特に石油の流動接触分解残油
などが好適である。これらの重質油は通常硫黄分
を１〜５％程度含有している。
本発明では、まず上記の如き重質油を脱硫処理
して硫黄含有量を0.2重量％以下の重質油とする。
脱硫処理は通常行なわれている方法によれば良
く、特に制限はない。例えばコバルト−モリブデ
ン酸化物を用いて水素の存在下に300〜400℃の温
度で処理することにより行なわれる。脱硫処理
後、触媒を除去する。
して硫黄含有量を0.2重量％以下の重質油とする。
脱硫処理は通常行なわれている方法によれば良
く、特に制限はない。例えばコバルト−モリブデ
ン酸化物を用いて水素の存在下に300〜400℃の温
度で処理することにより行なわれる。脱硫処理
後、触媒を除去する。
次いで、この重質油に熱処理を行ないメソ相ピ
ツチとする。熱処理を行なうに先立つて、重質油
中に軽質油分、特に沸点400℃以下の軽質油分が
含まれている場合には、減圧蒸留を行なつて留去
することが望ましい。
ツチとする。熱処理を行なうに先立つて、重質油
中に軽質油分、特に沸点400℃以下の軽質油分が
含まれている場合には、減圧蒸留を行なつて留去
することが望ましい。
熱処理は２段法により行なわれる。２段熱処理
は次の如く行なわれる。
は次の如く行なわれる。
まず、上記で得た重質油に第１段熱処理を行な
う。この第１段熱処理は温度400〜460℃，圧力５
〜50mmHg、好ましくは温度410〜450℃，圧力10
〜50mmHgの条件で行なわれる。なお、熱処理時
間は通常0.1〜20時間、好ましくは0.2〜10時間で
ある。ここで第１段熱処理の温度が400℃未満で
あると、反応が遅く熱処理に長時間を要し、一方
460℃を超えると、揮発分の除去量が多くなり収
率が低下し、コーキングが発生するので好ましく
ない。また、第１段熱処理の圧力が５mmHg未満
であると、揮発分の除去量が多くなり収率が低下
し、50mmHgを超えると、軽質分の除去が不十分
となり、分子量分布が広くなるので好ましくな
い。
う。この第１段熱処理は温度400〜460℃，圧力５
〜50mmHg、好ましくは温度410〜450℃，圧力10
〜50mmHgの条件で行なわれる。なお、熱処理時
間は通常0.1〜20時間、好ましくは0.2〜10時間で
ある。ここで第１段熱処理の温度が400℃未満で
あると、反応が遅く熱処理に長時間を要し、一方
460℃を超えると、揮発分の除去量が多くなり収
率が低下し、コーキングが発生するので好ましく
ない。また、第１段熱処理の圧力が５mmHg未満
であると、揮発分の除去量が多くなり収率が低下
し、50mmHgを超えると、軽質分の除去が不十分
となり、分子量分布が広くなるので好ましくな
い。
第１段熱処理工程においてメソ相ピツチを多量
に生成させた場合、比重差分離等によりメソ相ピ
ツチを除去した方がよい。また、メソ相ピツチを
生成させない場合は重質油にそのまま次の第２段
熱処理を適用してもよい。
に生成させた場合、比重差分離等によりメソ相ピ
ツチを除去した方がよい。また、メソ相ピツチを
生成させない場合は重質油にそのまま次の第２段
熱処理を適用してもよい。
このようにして得られた等方性ピツチを第２段
熱処理する。この第２段熱処理は、等方性ピツチ
或いは僅かにメソ相ピツチを含む等方性ピツチを
第１段熱処理より厳しい条件で行なうものであ
り、通常、温度450〜500℃，圧力0.1〜５mmHg、
好ましくは温度460〜500℃，圧力0.5〜３mmHgの
条件で0.2〜30分間行なう。ここで第２段熱処理
の温度が450℃未満であると、軽質分の除去が困
難となつて熱処理時間が長くなり、一方500℃を
超えると、収率が低下し、コーキングが発生し反
応速度の制御が困難となるので好ましくない。ま
た、第２段熱処理の圧力が0.1mmHg未満である
と、収率が低下し真空装置が大がかりなものとな
り、５mmHgを超えると、軽質分の除去が不十分
となり、分子量分布が広くなるので好ましくな
い。さらに、軟化点を上げるためには圧力を低く
するか、或いは処理時間を長くすればよい。
熱処理する。この第２段熱処理は、等方性ピツチ
或いは僅かにメソ相ピツチを含む等方性ピツチを
第１段熱処理より厳しい条件で行なうものであ
り、通常、温度450〜500℃，圧力0.1〜５mmHg、
好ましくは温度460〜500℃，圧力0.5〜３mmHgの
条件で0.2〜30分間行なう。ここで第２段熱処理
の温度が450℃未満であると、軽質分の除去が困
難となつて熱処理時間が長くなり、一方500℃を
超えると、収率が低下し、コーキングが発生し反
応速度の制御が困難となるので好ましくない。ま
た、第２段熱処理の圧力が0.1mmHg未満である
と、収率が低下し真空装置が大がかりなものとな
り、５mmHgを超えると、軽質分の除去が不十分
となり、分子量分布が広くなるので好ましくな
い。さらに、軟化点を上げるためには圧力を低く
するか、或いは処理時間を長くすればよい。
このようにして炭素材用ピツチが得られる。こ
の炭素材用ピツチより製造される炭素繊維，フイ
ルム，フイラメント，ヤーンなどは、機械的強
度、特に引張強度，引張弾性率などに優れたもの
である。したがつて、本発明の炭素材用ピツチの
製法は種々の炭素材，炭素繊維，フイルム，フイ
ラメント，ヤーンなどの原料の製造に極めて有用
である。
の炭素材用ピツチより製造される炭素繊維，フイ
ルム，フイラメント，ヤーンなどは、機械的強
度、特に引張強度，引張弾性率などに優れたもの
である。したがつて、本発明の炭素材用ピツチの
製法は種々の炭素材，炭素繊維，フイルム，フイ
ラメント，ヤーンなどの原料の製造に極めて有用
である。
次に、実施例により本発明を詳しく説明する。
実施例 １
重質軽油の流動接触分解残油（硫黄分1.2重量
％）80ｇを内容積300mlのオートクレーブに入れ、
脱硫触媒としてコバルト−モリブデン酸化物のア
ルミナ担持触媒20ｇを加えて水素ガスを60Kg／cm2
となるように導入し、反応温度370℃において１
時間撹拌しながら反応を行なつた。その結果、硫
黄分0.1重量％の脱硫重質油を得た。この脱硫重
質油を過して触媒を除去し、次いで減圧蒸留に
よつて軽質油分を除去することにより軟化点100
℃でトルエンに可溶な残渣油を得た。
％）80ｇを内容積300mlのオートクレーブに入れ、
脱硫触媒としてコバルト−モリブデン酸化物のア
ルミナ担持触媒20ｇを加えて水素ガスを60Kg／cm2
となるように導入し、反応温度370℃において１
時間撹拌しながら反応を行なつた。その結果、硫
黄分0.1重量％の脱硫重質油を得た。この脱硫重
質油を過して触媒を除去し、次いで減圧蒸留に
よつて軽質油分を除去することにより軟化点100
℃でトルエンに可溶な残渣油を得た。
得られた残渣油を第１段熱処理工程において、
420℃，10mmHgの条件下にて１時間30分熱処理を
行ない、続いて第２段熱処理工程において460℃，
１mmHgの条件下に20分間熱処理した。この結果、
硫黄分が0.1重量％であり、軟化点30℃，光学的
異方性相100％の炭素材用ピツチを得た。
420℃，10mmHgの条件下にて１時間30分熱処理を
行ない、続いて第２段熱処理工程において460℃，
１mmHgの条件下に20分間熱処理した。この結果、
硫黄分が0.1重量％であり、軟化点30℃，光学的
異方性相100％の炭素材用ピツチを得た。
このピツチを糸径10μの繊維に紡糸した後、空
気中で10分間かけて200℃から400℃まで昇温する
ことによつて、不融化を行なつた。次いで、1500
℃で10分間焼成することにより炭素繊維を得た。
得られた炭素繊維は引張強度300Kg／mm2，引張弾
性率28ton／mm2であり、機械的強度の大きなもの
であつた。
気中で10分間かけて200℃から400℃まで昇温する
ことによつて、不融化を行なつた。次いで、1500
℃で10分間焼成することにより炭素繊維を得た。
得られた炭素繊維は引張強度300Kg／mm2，引張弾
性率28ton／mm2であり、機械的強度の大きなもの
であつた。
比較例 １
重質軽油の流動接触分解残油（硫黄分1.2重量
％）を脱硫処理することなく、実施例１と同様の
条件にて熱処理を行なつた。熱処理後、硫黄分
0.8重量％，軟化点310℃，光学的異方性相100％
の炭素材用ピツチを得た。
％）を脱硫処理することなく、実施例１と同様の
条件にて熱処理を行なつた。熱処理後、硫黄分
0.8重量％，軟化点310℃，光学的異方性相100％
の炭素材用ピツチを得た。
得られたピツチより実施例１と同様にして炭素
繊維を得た。得られた炭素繊維は引張強度250
Kg／mm2，引張弾性率25ton／mm2であつた。
繊維を得た。得られた炭素繊維は引張強度250
Kg／mm2，引張弾性率25ton／mm2であつた。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 沸点250℃以上の重質油を脱硫処理して得た
硫黄含有量0.2重量％以下の重質油を温度400〜
460℃，圧力５〜50mmHgにて第１段の熱処理を行
ない、次いで温度450〜500℃，圧力0.1〜５mmHg
にて第２段の熱処理を行なうことを特徴とする硫
黄含有量0.2重量％以下の炭素材用ピツチの製法。 ２ 重質油が、石油の流動接触分解残油である特
許請求の範囲第１項記載の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192603A JPS6172094A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 炭素材用ピツチの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192603A JPS6172094A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 炭素材用ピツチの製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6172094A JPS6172094A (ja) | 1986-04-14 |
| JPH0321590B2 true JPH0321590B2 (ja) | 1991-03-25 |
Family
ID=16294006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192603A Granted JPS6172094A (ja) | 1984-09-17 | 1984-09-17 | 炭素材用ピツチの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6172094A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549115B2 (ja) * | 1972-10-30 | 1980-12-10 | ||
| JPS4972303A (ja) * | 1972-11-11 | 1974-07-12 | ||
| JPS5129728B2 (ja) * | 1972-12-30 | 1976-08-27 |
-
1984
- 1984-09-17 JP JP59192603A patent/JPS6172094A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6172094A (ja) | 1986-04-14 |
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