JPH04145193A - Needle coke manufacturing method - Google Patents
Needle coke manufacturing methodInfo
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- JPH04145193A JPH04145193A JP26639790A JP26639790A JPH04145193A JP H04145193 A JPH04145193 A JP H04145193A JP 26639790 A JP26639790 A JP 26639790A JP 26639790 A JP26639790 A JP 26639790A JP H04145193 A JPH04145193 A JP H04145193A
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は黒鉛原料、特に電気製鋼用黒鉛電極用の原料と
して使用されているニードルコークスの製造方法に関す
る。更に詳しくは、キノリン不溶分を含まないコールタ
ール系原料油に石油系重質油を混合することで、CTE
およびパフィングが低く、且つか焼コークス嵩密度が高
い二一ドルコクスを製造する方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for producing graphite raw material, particularly needle coke used as a raw material for graphite electrodes for electrical steel manufacturing. More specifically, by mixing petroleum-based heavy oil with coal tar-based raw material oil that does not contain quinoline-insoluble matter, CTE
The present invention also relates to a method for producing twenty-one dollar coke with low puffing and high calcined coke bulk density.
ニードルコークスは主に電気製鋼電極の原料として用い
られるが、電気製鋼業界では電気炉の大型化、UHP
(ウルトラハイパワー)操業と操業条件がますます過酷
となってきており、より性能の優れた黒鉛電極、ひいて
は高品位のニードルコークスが要望されている。Needle coke is mainly used as a raw material for electric steelmaking electrodes, but in the electric steelmaking industry, electric furnaces are becoming larger and UHP
(Ultra High Power) Operations and operating conditions are becoming increasingly harsh, and there is a demand for graphite electrodes with even better performance, as well as higher-grade needle coke.
特にCTE (熱膨張係数)は電極使用時の耐熱衝撃性
に関係し、CTEが低いと電極消耗原単位が良くなるた
め、CTEの低い電極、コークスが要望されている。In particular, the CTE (coefficient of thermal expansion) is related to thermal shock resistance during use of the electrode, and the lower the CTE, the better the electrode consumption rate, so there is a demand for electrodes and coke with a low CTE.
一方、黒鉛電極を生産する側でも黒鉛化時の省エネルギ
ーのために黒鉛化時間の短縮を図っており、このため、
電極が黒鉛化時におこす不可逆的な熱膨脹現象(パフィ
ング)が問題となっている。On the other hand, manufacturers of graphite electrodes are also trying to shorten the graphitization time to save energy during graphitization.
A problem is the irreversible thermal expansion phenomenon (puffing) that occurs when the electrode graphitizes.
パフィングは黒鉛化時間が短くなればなるほど大きくな
り、極端な場合は黒鉛化かできなくなる。Puffing becomes larger as the graphitization time becomes shorter, and in extreme cases, graphitization becomes impossible.
またパフィングが大きいと黒鉛化後に得られる電極の嵩
密度が低下するなどの問題が生じる。従って、黒鉛電極
のCTEのみならず、黒鉛化時のパフィングもニードル
コークス品位の重要な指標となる。Further, if the puffing is large, problems such as a decrease in the bulk density of the electrode obtained after graphitization occur. Therefore, not only the CTE of the graphite electrode but also the puffing during graphitization is an important indicator of needle coke quality.
現在、かかるニードルコークスはコールタール系重質油
を原料としたものと、石油系重質油を原料としてものが
製造されている。コールタール系ニードルコークスは低
CTEという特徴があるが、窒素化合物が多くパフィン
グが高いという欠点がある。また、石油系ニードルコー
クスは、原料の芳香族性が低いためCTEが高いという
欠点がある。Currently, such needle coke is manufactured using coal tar-based heavy oil as a raw material and petroleum-based heavy oil as a raw material. Coal tar-based needle coke is characterized by low CTE, but has the drawback of high nitrogen compound content and high puffing. In addition, petroleum-based needle coke has a drawback of high CTE due to the low aromaticity of its raw materials.
ところでパフィングは、ニードルコークス中に含有され
ている硫黄化合物や窒素化合物等が、高温に加熱された
際に急激に分解してガス化し7、コークス組織を押し拡
げるために起きると考えられてきた。By the way, it has been thought that puffing occurs because sulfur compounds, nitrogen compounds, etc. contained in needle coke rapidly decompose and gasify when heated to high temperatures7, forcing the coke structure to expand.
この為パフィング防止対策として、硫黄と化合物を作る
様な金属化合物(例えば酸化鉄)を添加して、パフィン
グを起こす温度領域での硫黄を捕捉する方法が提案され
ている。Therefore, as a measure to prevent puffing, a method has been proposed in which a metal compound (for example, iron oxide) that forms a compound with sulfur is added to trap sulfur in the temperature range where puffing occurs.
しかしながら、この方法は硫黄化合物の多い石油系原料
から得られる石油系ニードルコークスには有効であると
しても、硫黄化合物の量が多過ぎるとパフィングが高く
なるため、硫黄分が少ない原料を選択する必要はある。However, even though this method is effective for petroleum-based needle coke obtained from petroleum-based feedstocks with a high sulfur compound content, excessive amounts of sulfur compounds will result in high puffing, so it is necessary to select raw materials with a low sulfur content. There is.
一方、硫黄化合物が少く、逆に窒素化合物が多いコール
タール系原料から得られる石炭系ニードルコークスには
この方法は有効でなく、パフィング防1L対策としては
不十分である。On the other hand, this method is not effective for coal-based needle coke obtained from a coal tar-based raw material that is low in sulfur compounds and conversely high in nitrogen compounds, and is insufficient as a 1L measure to prevent puffing.
石炭系ニードルコークスについては、硫黄分が石油系に
くらべて低いにも拘らず、パフィングはそれ程低くない
ことから、石炭系ニードルコークスのパフィング原因を
詳細に調べた結果、パフィングの原因が硫黄だけでなく
、窒素も原因であることが判明した。Although the sulfur content of coal-based needle coke is lower than that of petroleum-based coke, puffing is not that low.As a result of a detailed investigation into the causes of puffing in coal-based needle coke, we found that the cause of puffing was sulfur alone. It turned out that nitrogen was also the cause.
ところで、コールタール系原料からニードルコークスを
製造するためには、コールタール系原料に含まれている
数%のキノリン不溶分(以FQI分と略称する)を取り
除く必要がある。By the way, in order to produce needle coke from coal tar-based raw materials, it is necessary to remove several percent of quinoline insoluble content (hereinafter abbreviated as FQI content) contained in the coal tar-based raw materials.
かかる脱Qlコールタール系原料から得られるニードル
コークスは、硫黄分は比較的少ないが、窒素分が多いた
め、パフィング防1に剤の効果が殆どない。このため、
パフィング低減のためにはニードルコークス中の窒素の
低減が大きな課題となっている。Needle coke obtained from such a Ql-free coal tar-based raw material has a relatively low sulfur content, but has a high nitrogen content, so the agent has little effect on puffing prevention. For this reason,
Reducing nitrogen content in needle coke is a major issue in order to reduce puffing.
一方、コールタール系ニードルコークスのCTEレベル
は、石油系ニードルコークスに比べると小さいが、CT
Eとパフィングは逆相関関係にあり、パフィングを小さ
くしなからCTEを小さくすることは通常の手段では困
難であった。On the other hand, the CTE level of coal tar-based needle coke is lower than that of petroleum-based needle coke;
There is an inverse correlation between E and puffing, and it has been difficult to reduce CTE without reducing puffing using conventional means.
そこで従来から、コールタール系原料を脱窒素する方法
が種々提案されている。例えば特開昭60149690
号公報に開示されている水素化法によるとCTEとパフ
ィングを同時に低減することが可能であることが示され
ている。この方法は大きな装置とコストを必要とする難
点がある。Therefore, various methods for denitrifying coal tar-based raw materials have been proposed. For example, Japanese Patent Publication No. 60149690
According to the hydrogenation method disclosed in the publication, it has been shown that it is possible to reduce CTE and puffing at the same time. This method has the disadvantage of requiring large equipment and cost.
特公昭82−45916号公報には、通常のコークスか
焼温度よりも高い1430〜1500℃の温度範囲で長
時間加熱することにより、コークス中の窒素分を放散さ
せたコークスを得る方法が提案されている。この方法も
エネルギーコストを必要とする難点がある。Japanese Patent Publication No. 82-45916 proposes a method of obtaining coke in which the nitrogen content in the coke is diffused by heating the coke for a long time at a temperature range of 1430 to 1500°C, which is higher than the normal coke calcination temperature. ing. This method also has the disadvantage of requiring energy costs.
また、特公昭57−61071号公報は、高品位コ−ク
ス(ニードルコークス)とカーボンブラック製造用高芳
香族含量の原料とを同時に製造することを目的として、
コールタールと熱クラッキング処理又は接触クラッキン
グ処理残留油とから成る混合物を用いることを開示して
いる。しかし、この発明は、コールタールを原料とする
ため、コークス化時に流れ組織の発達を阻害するキノリ
ン不溶分が含まれCTEが高くなる。またその実施例に
おける比較例から明らかなように、コールタールにクラ
ッキング残留油を混合することによって、コーキング原
料においても、得られたコークスにおいても硫黄分が顕
著に増大しており、パフィングの低下につながらないこ
とは明らかである。In addition, Japanese Patent Publication No. 57-61071 aims to simultaneously produce high-grade coke (needle coke) and a raw material with a high aromatic content for carbon black production.
The use of a mixture of coal tar and thermal or catalytic cracking residual oil is disclosed. However, since this invention uses coal tar as a raw material, it contains quinoline insoluble matter that inhibits the development of flow structure during coking, resulting in a high CTE. Furthermore, as is clear from the comparative example in the example, by mixing cracking residual oil with coal tar, the sulfur content increases significantly both in the coking raw material and in the coke obtained, which leads to a decrease in puffing. It is clear that it is not connected.
また、特公昭49−2648]号公報には、ニードルコ
ークス製造方法として、石炭系コールタールピッチと石
油系重質油を混合後、200〜320℃で加熱攪拌し、
生成したコールタールピッチ中のQIを含む沈殿物を分
離除去した混合液をコークス化することを開示している
。しかし、この方法を用いると、加熱攪拌して沈殿物が
生成する際、コールタールピッチ中の炭化反応の主成分
であるβレジンのような重質成分が同時に析出するため
、炭化原料中に含まれるコールタールピッチ由来の炭化
成分か減少し、コークスの収率が減少するだけでなく、
コークスの性状が、石油系単独で炭化した場合に近くな
り、CTEが高くなってしまう。In addition, Japanese Patent Publication No. 49-2648 describes a method for manufacturing needle coke in which coal-based coal tar pitch and petroleum-based heavy oil are mixed and then heated and stirred at 200 to 320°C.
This patent discloses coking a mixture obtained by separating and removing a QI-containing precipitate from the generated coal tar pitch. However, when this method is used, when a precipitate is generated by heating and stirring, heavy components such as β resin, which is the main component of the carbonization reaction in coal tar pitch, are precipitated at the same time. Not only does the carbonization component derived from coal tar pitch decrease, resulting in a decrease in coke yield, but also
The properties of the coke become similar to those obtained when petroleum-based oil is carbonized alone, resulting in a high CTE.
従来の方法に記載した技術動向より、大規模な装置、コ
ストを必要とする水素化法によることなく、またコーク
スの高温長時間加熱のようなエネルギーコストを費やす
ことなく、現在のニードルコークス用原料から窒素性を
減少させる方策が熱望されている。Based on the technological trends described in the conventional method, current raw materials for needle coke can be used without using hydrogenation methods that require large-scale equipment and costs, and without incurring energy costs such as high-temperature and long-term heating of coke. Measures to reduce nitrogen content are eagerly awaited.
本発明の目的は、コールタール系原料から、キノリン不
溶分を除去すると共にコールタール系ニードルコークス
の特徴である低CTEを維持しながら、窒素性を減少さ
せた異種の原料と混合してコークス化することによって
、CTEとパフィングが共に優れたニードルコークスの
製造方法を提供することにある。The purpose of the present invention is to remove quinoline-insoluble content from coal tar-based raw materials, maintain the low CTE characteristic of coal tar-based needle coke, and mix it with a different type of raw material with reduced nitrogen content to form coke. By doing so, it is an object of the present invention to provide a method for producing needle coke that is excellent in both CTE and puffing.
本発明者らは、前記の課題を解決するため鋭意研究を行
った結果、キノリン不溶分を除去したコールタール系原
料と窒素性の低い石油系重質油を混合して炭化すると、
コールタール系原料を単独で炭化した場合より、流れ組
織がよくなり、コールタール系原料に比べ原料中の窒素
が低減され、CTEは石炭系ニードルコークスと変わら
ないことに着目し、本発明を完成した。The present inventors have conducted extensive research to solve the above problems, and have found that when coal tar-based raw materials from which quinoline insoluble matter has been removed and petroleum-based heavy oil with low nitrogen content are mixed and carbonized,
The present invention was completed by focusing on the fact that the flow structure is better than when coal tar-based raw materials are carbonized alone, the nitrogen content in the raw materials is reduced compared to coal-tar-based raw materials, and the CTE is the same as that of coal-based needle coke. did.
すなわぢ、本発明は
(1)予めキノリン不溶分を除去したコールタール系重
質油と、硫黄分1.2重量%以下、窒素性0.5重量%
以下で、実質的にキノリン不溶分を含有せず、且つ芳香
族指数faが0.65以上、コンラドソン残炭量CCR
が10重量%以上に調整した石油の流動接触分解油の重
質成分であるデカント油とを混合してコークス化するこ
とを特徴とするニードルコークスの製造方法、
(2) 予めキノリン不溶分を除去したコールタール系
重質油と、硫黄分1.2重回%以下、窒素性0.5重量
%以下で、実質的にキノリン不溶分を1、.02以上、
コンラドソン残炭ff1ccRが10重二%以」二に調
整した石油の流動接触分解油の重質成分であるデカント
油とを混合してコークス化することを特徴とするニード
ルコークスの製造方法、
(3)石油の流動接触分解油の重質成分であるデカント
油が、流動接触分解の重質成分を予め減圧蒸留して軽質
分をカットシて調製したものである前記(1) 、(2
)のいずれかに記載のニードルコークスの製造方法であ
る。In other words, the present invention provides (1) coal tar-based heavy oil from which quinoline-insoluble components have been removed in advance, a sulfur content of 1.2% by weight or less, and a nitrogen content of 0.5% by weight.
In the following, substantially no quinoline insoluble matter is contained, the aromatic index fa is 0.65 or more, and the Conradson residual carbon content CCR
A method for producing needle coke, characterized in that coke is produced by mixing decant oil, which is a heavy component of fluidized catalytic cracking oil of petroleum, adjusted to a concentration of 10% by weight or more, and (2) removing insoluble quinoline content in advance. Coal tar-based heavy oil with a sulfur content of 1.2% by weight or less, a nitrogen content of 0.5% by weight or less, and a quinoline-insoluble content of 1.0% or less. 02 or more,
A method for producing needle coke, characterized in that coke is produced by mixing decant oil, which is a heavy component of fluid catalytic cracking oil of petroleum, adjusted to have a Conradson residual coal ff1ccR of 10% or more, (3) ) The decant oil, which is a heavy component of fluid catalytic cracking oil of petroleum, is prepared by previously distilling the heavy components of fluid catalytic cracking under reduced pressure to cut out the light components.
) is the method for producing needle coke according to any one of the above.
本発明において使用されるコールタール系原料は、石炭
を乾留する際生成するコールタール並びにコールタール
から分離される高沸点タール油およびタールピッチ等で
あり、好ましくはタールピッチである。The coal tar-based raw materials used in the present invention include coal tar produced when coal is carbonized, as well as high boiling point tar oil and tar pitch separated from the coal tar, and preferably tar pitch.
タールピッチは、軟化点70℃以下の軟ピツチ、軟化点
70〜85℃程度の中ピツチおよび軟化点85℃以上の
高ピツチがあり、いずれも使用可能で・あるが、取扱い
の点で軟ピツチを使用することが有利である。また、ク
ールピッチ、コールタール又は高沸点タール油の2又は
3種類を混合したものであってもよい。There are three types of tar pitch: soft pitch with a softening point of 70°C or lower, medium pitch with a softening point of 70 to 85°C, and high pitch with a softening point of 85°C or higher. It is advantageous to use Alternatively, a mixture of two or three types of cool pitch, coal tar, or high boiling point tar oil may be used.
コールタール系原料からQI分を除去する方法について
は、既に数多くの文献か出されているが、濾過、遠心分
離などの機械的な方法で除去することも可能であるが、
QI分の粒径か極めて小さいことから、分離速度が遅く
、濾過の際LI詰まりを生しるなど分離効率が低く、工
業的には実施できない。溶媒を加えて低粘度にしても同
様である。Many documents have already been published regarding methods for removing QI components from coal tar-based raw materials, but it is also possible to remove them using mechanical methods such as filtration and centrifugation.
Since the particle size corresponding to QI is extremely small, the separation rate is slow and the separation efficiency is low, such as LI clogging during filtration, so it cannot be implemented industrially. The same thing can be done even if a solvent is added to lower the viscosity.
工業的に実施できる方法としては特開昭57−3015
9号公報および特開昭53−669旧号公報に開示され
ているように、コールタール系原料にヘキサン、オクタ
ン、灯油、ナフサ、ブタノール等の脂肪族系溶剤とベン
ゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタリン、フェノ
ール類等の芳香族系溶剤との混合溶剤を添加混合して不
溶性生成物をQI粉粒子まわりに生成させ、粒子を増大
させて沈降分離除去する方法が効果的である。As a method that can be implemented industrially, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-3015
As disclosed in Publication No. 9 and JP-A No. 53-669, coal tar-based raw materials are combined with aliphatic solvents such as hexane, octane, kerosene, naphtha, and butanol, and benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene. An effective method is to add and mix a mixed solvent with an aromatic solvent such as phenol to form an insoluble product around the QI powder particles, increase the size of the particles, and then remove the particles by sedimentation.
本発明で重要な点は、この後特定の性状に調整した石油
の流動接触分解油の重質成分であるデカント油(Flu
id Catalytic Cracker Deca
nt Oil。An important point in the present invention is that decant oil (Flu
id Catalytic Cracker Deca
nt Oil.
通称FCC−Do)を混合してコークス化することにあ
る。Commonly known as FCC-Do), it is mixed and coked.
本発明者等の検討結果によれば、この場合FCC−Do
の性状によっては、コールタール系二ドルコークス中味
の場合に比較して、バッフィングは低減されるが、その
反面てCTEのアップ率が高くなるもののあることが分
った。According to the study results of the present inventors, in this case, FCC-Do
It has been found that depending on the properties of the coke, buffing may be reduced compared to the case of coal tar-based two-dollar coke content, but on the other hand, the rate of increase in CTE may be increased.
そこで詳細に検討した結果、窒素分が0.5重量%以下
、硫黄分が1.2重量%以下で1″1つ芳香族指数fa
が0.65以上、コンラドソン残炭量CCRが10重量
%以上となるような特定の範囲内に調整したFCC−D
oを混合することによって、原料油がコールタール系重
質油中味の場合に比較して、バッフィングの低減と同時
にCTEのアップ率をも可及的に低減させ得ることが判
った。As a result of detailed study, we found that when the nitrogen content is 0.5% by weight or less and the sulfur content is 1.2% by weight or less, the aromatic index fa
FCC-D adjusted within a specific range such that CCR is 0.65 or more and Conradson residual coal amount CCR is 10% by weight or more.
It has been found that by mixing o, it is possible to reduce buffing and at the same time reduce the CTE increase rate as much as possible compared to when the raw material oil is a coal tar-based heavy oil content.
芳香族指数faが0.65以上の代りに100もてきる
。FCC−DOの品質によって、これらの特性値が対応
しないときは、何れかの値が本発明の範囲に入る場合と
する。The aromatic index fa is 100 instead of 0.65 or more. If these characteristic values do not correspond depending on the quality of the FCC-DO, any value falls within the scope of the present invention.
ここで、芳香族指数faは、原料曲中の全炭素原子数に
対する芳香族環炭素数の比率であり、次の式で求められ
た数値である。Here, the aromatic index fa is the ratio of the number of aromatic ring carbon atoms to the total number of carbon atoms in the raw material, and is a numerical value determined by the following formula.
f a −(C−(Hα/2+Hβ/2+H7/3)
) / C但し、 C;原料中の全炭素原子数
Ha;原料中の芳香族環からのα位水素の原子数、
Hβ;原料中の芳香族環からのβ位水素の原子数、
Hγ;原料中の芳香族環からのγ位水素の原子数、
通常、石油の流動接触分解装置からのボトム重質油であ
るFCC−Doは窒素分が0.5重量%以下、硫黄分が
0.5〜4重量%であり、又芳香族指数faは0.4〜
0.7、コンラドソン残炭ff1ccRは2〜10重量
%の範囲内にある。f a -(C-(Hα/2+Hβ/2+H7/3)
) / C However, C: Total number of carbon atoms in the raw material Ha: Number of α-position hydrogen atoms from the aromatic ring in the raw material, Hβ: Number of β-position hydrogen atoms from the aromatic ring in the raw material, Hγ; The number of hydrogen atoms at the γ-position from the aromatic ring in the raw material. FCC-Do, which is the bottom heavy oil from a fluid catalytic cracker for petroleum, usually has a nitrogen content of 0.5% by weight or less and a sulfur content of 0.5% by weight. 5 to 4% by weight, and the aromatic index fa is 0.4 to 4% by weight.
0.7, Conradson residual carbon ff1ccR is within the range of 2 to 10% by weight.
本発明で使用するFCC−Doは、芳香族指数faが0
.65以上、且つコンラドソン残炭量OCRが10重量
%以上に調整されたものである。FCC-Do used in the present invention has an aromatic index fa of 0.
.. 65 or more, and the Conradson residual coal amount OCR is adjusted to be 10% by weight or more.
芳香族指数faは0.65以上でも、コンラドソン残炭
11CCRが10重量%未満の場合、或いはコンラドソ
ン残炭EtCCRが10重量%以上でも芳香族指数fa
が0.65未満の場合には、コークス化条件によっては
、CTEがコールタール系重質油単味を原料油とした場
合よりも悪化する場合がある。Even if the aromatic index fa is 0.65 or more, if the Conradson residual carbon 11CCR is less than 10% by weight, or even if the Conradson residual carbon EtCCR is 10% by weight or more, the aromatic index fa
is less than 0.65, depending on the coking conditions, the CTE may be worse than when coal tar-based heavy oil alone is used as the raw material oil.
これは、芳香族指数faが0.6″5未満、或いはコン
ラドソン残炭ff1ccRが10重量%未満を示すよう
な軽質なFCC−Doは炭化速度が非常に早く、コール
タール系重質油と混合してコークス化しても、低CTE
を示す異方性組織を生成するような炭化速度とガス発生
のバランスが得られない為と思われる。This is because light FCC-Do, which has an aromatic index fa of less than 0.6"5 or a Conradson residual carbon ff1ccR of less than 10% by weight, has a very fast carbonization rate and cannot be mixed with coal tar-based heavy oil. Low CTE even when made into coke
This seems to be because the balance between carbonization rate and gas generation cannot be achieved to produce an anisotropic structure exhibiting .
かかるFCC−DOの調整方法としては、流動接触分解
装置に出来るだけ芳香族性の高い原料(石油)を用いる
か、流動接触分解装置の分解温度を高くするか、或いは
通常の石油の流動接触分解装置からのボトム重質油であ
るFCC,Doを減圧蒸留にて又は加熱処理にて軽質分
をカットすること等を利用することができる。Methods for preparing such FCC-DO include using a raw material (petroleum) with as high aromaticity as possible in the fluid catalytic cracker, increasing the cracking temperature of the fluid catalytic cracker, or using conventional fluid catalytic cracking of petroleum. It is possible to use methods such as cutting off the light components of bottom heavy oil FCC, Do from the equipment by vacuum distillation or heat treatment.
なおかかる本発明が使用するFCC−DOは実質的にキ
ノリン不溶分を含有しないが、必要に応して脱キノリン
不溶分処理をすることが望ましい。Although the FCC-DO used in the present invention does not substantially contain quinoline-insoluble matter, it is desirable to perform a treatment to remove quinoline-insoluble matter, if necessary.
FCC−Doをコールタール系重質油に混合することに
よって、この原料油から製造したコークスは、窒素含有
量が特に0.4重量%以下、硫黄含有量が1.0重量%
以下のものか、パフィングの低下が大きく好ましい。By mixing FCC-Do with coal tar-based heavy oil, the coke produced from this feedstock has a nitrogen content of 0.4% by weight or less and a sulfur content of 1.0% by weight.
The following are preferred as they greatly reduce puffing.
なお、前記のFC(、−Doは、単独でコークス原料油
とすると、石油系ニードルコークスのパフィング原因と
なる硫黄を多く含み、また石炭系ニードルコークスに比
べてCTEか高いコークスしか得られない。In addition, when the above-mentioned FC (, -Do) is used alone as a coke feedstock oil, it contains a lot of sulfur which causes puffing of petroleum-based needle coke, and only a coke with a higher CTE can be obtained than coal-based needle coke.
本発明では、かかる石油系重質油を脱Qlt、たコール
タール系重質油と混合して、これを原料油としてコーク
ス化することによって、パフィングとCTEとを同時に
低Fさせることがてきる。In the present invention, puffing and CTE can be simultaneously lowered by mixing such petroleum-based heavy oil with de-Qlt-removed coal tar-based heavy oil and coking this as a raw material oil. .
本発明において、コールタール系重質油に対するFCC
−Doの混合率はコールタール系重質油90〜20w1
,1に対し、FCC−DOが10〜80 w+N 、好
ましくはコールタール系重質油80〜501、に対し、
FCC−Doが20〜501、である。FCC−Doの
混合率がio=+hより低い場合はコールタール系ニー
ドルコークス中にパフィングが高く、FCC−Doの混
合率か8O−=Nより多い場合は、CTEが石油系ニー
ドルコークス並に高くなってしまう。In the present invention, FCC for coal tar-based heavy oil
-The mixing ratio of Do is coal tar-based heavy oil 90~20w1
, 1, FCC-DO is 10 to 80 w+N, preferably coal tar heavy oil 80 to 501,
FCC-Do is 20-501. If the mixing ratio of FCC-Do is lower than io=+h, puffing will be high in coal tar-based needle coke, and if the mixing ratio of FCC-Do is higher than 8O-=N, the CTE will be as high as petroleum-based needle coke. turn into.
また、コールタール系重質油とFCC−DOを混合して
炭化した場合、ニードルコークス中に残存する窒素、硫
黄の含有量は、混合比率に対してほぼ加成性が成り立つ
。従って、パフィングの原因となる窒素分はコールター
ル系原料に比べ確実に減少出来ることがイっかる。硫黄
分はコールタール系原料に比べ増加するが、その増加量
は0.5重量%以内であり、硫黄が原因のパフィングに
対してはパフィング防止剤か効果的なため、この程度の
増加は問題にならない。Further, when coal tar-based heavy oil and FCC-DO are mixed and carbonized, the content of nitrogen and sulfur remaining in the needle coke is almost additive with respect to the mixing ratio. Therefore, the nitrogen content, which causes puffing, can be reliably reduced compared to coal tar-based raw materials. Although the sulfur content increases compared to coal tar-based raw materials, the amount of increase is within 0.5% by weight, and since anti-puffing agents are effective against puffing caused by sulfur, this increase is a problem. do not become.
なお、本発明では、QI分を除去したコールタール系重
質油に、実質的にQI分を含有しない特定性状のFC(
、−Doを混合するので、両者の相溶性は非常によく、
混合時に不溶性沈殿物を生じることはない。In addition, in the present invention, FC (FC) with specific properties that does not substantially contain QI is added to coal tar-based heavy oil from which QI has been removed.
, -Do are mixed, so the compatibility between the two is very good,
No insoluble precipitates are formed during mixing.
これらの事実から、QI分を除去したコールタール系重
質油に特定性状に調整したFCC−DOを混合してコー
クス化することによって、CTE。Based on these facts, CTE can be achieved by mixing coal tar-based heavy oil from which the QI content has been removed with FCC-DO adjusted to specific properties and coking it.
パフィングが共に優れるニードルコークスを製造するこ
とが可能となった。It has become possible to produce needle coke with excellent puffing properties.
脱QI後、特定性状に調整したFCC−DOと混合した
後、コークス化する方法は公知の方法が採用できる。例
えば、デイレードコーカーで加圧下(1〜20kg/+
JG) 、450−550℃で生コークスを製造し、つ
いて生コークスをロータリーキルン、シャフト炉等で1
200〜1500℃で鍜焼してニードルコークスとする
。After QI removal, a known method can be used for mixing with FCC-DO adjusted to specific properties and then forming coke. For example, under pressure (1 to 20 kg/+) in a delayed coker.
JG), produce raw coke at 450-550℃, and then heat the raw coke in a rotary kiln, shaft furnace, etc.
It is calcined at 200 to 1500°C to produce needle coke.
本発明方法により得られたニードルコークスは、粉砕、
粒度調整後、バインダーピッチと混合して成形する。こ
れを焼成した後、2500℃以上の温度で■焼すれば優
れた性能の黒鉛電極を効率的に得ることができる。Needle coke obtained by the method of the present invention can be crushed,
After adjusting the particle size, it is mixed with binder pitch and molded. If this is fired and then fired at a temperature of 2500°C or higher, a graphite electrode with excellent performance can be efficiently obtained.
すなわち、本発明の方法で得られたニードルコークスか
ら作られた黒鉛電極はCTEが小さく、また、製造中パ
フィングが起こり難いので強度も優れている。That is, the graphite electrode made from the needle coke obtained by the method of the present invention has a small CTE, and also has excellent strength because it is difficult to cause puffing during manufacturing.
本発明においては、コーキング時の炭化速度、ガス発生
状態が異なる重質油を混合してコーキングすることで、
コーキング時の炭化速度、ガス発生状態を変化させ、低
CTEを示す光学的異方性組織を持つニードルコークス
を製造することができる。また、同時にパフィングの原
因となる窒素分、硫黄分が低くなり、低パフイング化が
可能である。In the present invention, by coking by mixing heavy oils with different carbonization rates and gas generation states during coking,
Needle coke with an optically anisotropic structure exhibiting a low CTE can be produced by changing the carbonization rate and gas generation state during coking. At the same time, the nitrogen content and sulfur content, which cause puffing, are reduced, making it possible to reduce puffing.
以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこの実施例によって何等限定されるものでは
ない。The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples in any way.
(実施例1)
予めQ1分を除去したコールタールピッチ(CTP)に
窒素分0.1重証%、硫黄分0.67重量%、fa
O,73,CCR11,3重量%に調整したFCCデカ
ント油を混合比7/3〜3/7で、温度100℃に加熱
して混合し、得られたピッチを小型反応器で480〜4
85℃において、8時間コークス化を行い、牛コークス
を作り、その後1450℃で1時間、アルゴン雰囲気て
■焼を行った。(Example 1) Coal tar pitch (CTP) from which Q1 was removed in advance had a nitrogen content of 0.1% by weight, a sulfur content of 0.67% by weight, fa
FCC decant oil adjusted to O,73, CCR11,3% by weight is heated to a temperature of 100°C and mixed at a mixing ratio of 7/3 to 3/7, and the resulting pitch is heated to 480 to 4% by weight in a small reactor.
Coke was made at 85° C. for 8 hours to produce cow coke, and then baked at 1450° C. for 1 hour in an argon atmosphere.
得られたコークスについて、コークス中ノx 素、硫黄
分、パフィング、CTE等をKPI定した。結果を第1
表に示す。尚、パフィングの測定はパフィングインヒビ
−ターとしてFe2O3を1%添加して行った。Regarding the obtained coke, KPIs were determined for NOx, sulfur content, puffing, CTE, etc. in the coke. Results first
Shown in the table. The measurement of puffing was carried out by adding 1% of Fe2O3 as a puffing inhibitor.
(実施例2)
使用したFCC−Doがfa−0,68、CCR=1.
1.1wt5+の他は実施例1と同様に処理を行った、
結果を第1表に示す。(Example 2) FCC-Do used was fa-0,68, CCR=1.
1.1wt5+ was treated in the same manner as in Example 1, except for
The results are shown in Table 1.
実施例及び比較例
第1表
炭化温度
480〜485℃
(比較例1)
FCC−Doを混合しないことの他は実施例1と同様に
処理を行った。結果を第2表に示す。Examples and Comparative Examples Table 1 Carbonization temperature: 480 to 485° C. (Comparative Example 1) The same treatment as in Example 1 was carried out except that FCC-Do was not mixed. The results are shown in Table 2.
(比較例2)
コールタールピンチを混合しないことの他は、実施例1
と同様に処理を行った。結果を第1表に示す。また、パ
フィング測定結果も同時に示(7た。(Comparative Example 2) Example 1 except that coal tar pinch was not mixed.
The same process was carried out. The results are shown in Table 1. The puffing measurement results are also shown at the same time (7).
(比較例3)
使用したFCC−Doがfa−0,63、CCR= 1
.0. 6WT$1の他は実施例1と同様に処理を行っ
た、結果を第2表に示す。(Comparative Example 3) FCC-Do used was fa-0.63, CCR=1
.. 0. The treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except for 6WT$1, and the results are shown in Table 2.
(比較例4)
使用したFCC−Doがfa−0,68、CCR=7.
0wrxの他は実施例1と同様に処理を行った、結果を
第2表に示す。(Comparative Example 4) FCC-Do used was fa-0.68, CCR=7.
The processing was performed in the same manner as in Example 1 except for 0wrx, and the results are shown in Table 2.
第2表
炭化温度 480〜485℃
(実施例3)
予めQ1分を除去したコールタールピッチに、軽沸点骨
の蒸留カット率により調整したCCRの異なる各種FC
C−Do (但し、fa>0.65、d4 >1.02
0)を混合比1/1で温度100℃に加熱して混合し1
、得られたピッチを小型反応器で480〜490℃にお
いて、8時間コークスを作り、その後1450℃で1時
間、アルゴン雰囲気下で■焼を行った。Table 2 Carbonization temperature 480-485°C (Example 3) Various FCs with different CCRs adjusted by the distillation cut rate of light boiling point bones were added to coal tar pitch from which Q1 was removed in advance.
C-Do (however, fa>0.65, d4>1.02
0) at a mixing ratio of 1/1 and mixed at a temperature of 100°C.
The resulting pitch was heated to 480-490°C in a small reactor to make coke for 8 hours, and then calcined at 1450°C for 1 hour in an argon atmosphere.
得られたコークスについてCTE、パフインクを測定し
た。結果を第3表に示す。また、第1図に、コールター
ルピッチ単独のCTEと比較してのCTEの増加量をC
CHに対してプロットした。The CTE and puff ink of the obtained coke were measured. The results are shown in Table 3. Figure 1 also shows the amount of increase in CTE compared to the CTE of coal tar pitch alone.
Plotted against CH.
この関係により、CCRが1.0WT%以下になると、
パフィングは、あまり変わらずに急激にCTEが増加す
ることがわかる。Due to this relationship, when CCR becomes 1.0WT% or less,
It can be seen that puffing causes a sudden increase in CTE without much change.
又、CCRが10wt、1以上では、CTEの増加量は
、はぼ一定水準に維持されている。Further, when the CCR is 10 wt or more than 1, the amount of increase in CTE is maintained at a nearly constant level.
(実施例4)
CCRが1.、1 wTxと一定でfaが異なる各種の
FCC−DOを用いることの他は実施例1と同様に処理
を行った。(Example 4) CCR is 1. , 1 wTx and different fa were used, but the same process as in Example 1 was performed.
尚、ここで用いたFCC−Doは、 た。The FCC-Do used here is Ta.
結果を第4表に示す。また、第2表にCTEの増加量を
faに対してプロットした。The results are shown in Table 4. Further, in Table 2, the amount of increase in CTE is plotted against fa.
この関係より、faが0.65未満になると急激にCT
Eが増加することがわかる。From this relationship, when fa becomes less than 0.65, CT suddenly increases.
It can be seen that E increases.
第3表
第4表
〔発明の効果〕
本発明の方法によれば、
コールタール系原料油
の水素化やコークスの高温長時間■焼などエネルギー
コストを要することなく、特定の性状に調整したFCC
−Doと混合してコークス化することによって、低CT
E、低バフ5イングのニードルコークスを低コストで製
造できる。コークス業界に寄与するところの大きい発明
である。Table 3 Table 4 [Effects of the Invention] According to the method of the present invention, energy consumption can be achieved in hydrogenation of coal tar-based feedstock oil, high-temperature long-time baking of coke, etc.
FCC adjusted to specific properties without any cost
- Low CT by mixing with Do and coking
E. Needle coke with low buffing can be produced at low cost. This invention greatly contributed to the coke industry.
第1図はF CC−D O/ CT P −1,/ 1
の時、FCC−DoのCCRと、コークスのCTEとの
関係を示したグラフである。
第2図はFCC−Do/CTP−1/1の時、FCC−
Doのfaと、コークスのCTEとの関係を示したグラ
フである。
出願代理人
藤
本 博 光
第1図
第2図
fat幻Figure 1 shows FCC-D O/CT P-1,/1
It is a graph showing the relationship between CCR of FCC-Do and CTE of coke at the time of . Figure 2 shows FCC-Do/CTP-1/1 and FCC-Do/CTP-1/1.
It is a graph showing the relationship between fa of Do and CTE of coke. Application agent Hiroshi Fujimoto Figure 1 Figure 2 fat illusion
Claims (3)
質油と、硫黄分1.2重量%以下、窒素分0.5重量%
以下で、実質的にキノリン不溶分を含有せず、且つ芳香
族指数faが0.65以上、コンラドソン残炭量CCR
が10重量%以上に調整した石油の流動接触分解油の重
質成分であるデカント油とを混合してコークス化するこ
とを特徴とするニードルコークスの製造方法。(1) Coal tar-based heavy oil from which quinoline insoluble matter has been removed in advance, sulfur content 1.2% by weight or less, nitrogen content 0.5% by weight
In the following, substantially no quinoline insoluble matter is contained, the aromatic index fa is 0.65 or more, and the Conradson residual carbon content CCR
1. A method for producing needle coke, which comprises mixing decant oil, which is a heavy component of fluidized catalytic cracking oil of petroleum with a concentration of 10% by weight or more, to form coke.
質油と、硫黄分1.2重量%以下、窒素分0.5重量%
以下で、実質的にキノリン不溶分を含有せず、且つ10
0℃での比重(d_4^1^0^0)が1.02以上、
コンラドソン残炭量CCRが10重量%以上に調整した
石油の流動接触分解油の重質成分であるデカント油とを
混合してコークス化することを特徴とするニードルコー
クスの製造方法。(2) Coal tar-based heavy oil from which quinoline insoluble matter has been removed in advance, sulfur content 1.2% by weight or less, nitrogen content 0.5% by weight
Below, substantially no quinoline insoluble matter is contained, and 10
Specific gravity at 0℃ (d_4^1^0^0) is 1.02 or more,
A method for producing needle coke, which comprises mixing decant oil, which is a heavy component of fluid catalytic cracking oil of petroleum with a Conradson residual carbon content CCR adjusted to 10% by weight or more, to form coke.
油が、流動接触分解の重質成分を予め減圧蒸留して軽質
分をカットして調製したものである請求項(1)、(2
)のいずれかに記載のニードルコークスの製造方法。(3) The decant oil, which is a heavy component of fluid catalytic cracking oil of petroleum, is prepared by previously distilling the heavy components of fluid catalytic cracking under reduced pressure and cutting off the light components. 2
) The method for producing needle coke according to any one of the above.
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| WO2024059836A1 (en) * | 2022-09-16 | 2024-03-21 | H Quest Vanguard, Inc. | Polycyclic aromatic molecules, pitch, and graphite, having low impurities and large crystalline structure, and products made therefrom |
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- 1990-10-05 JP JP26639790A patent/JP2923028B2/en not_active Expired - Fee Related
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