JPH05125366A - 石炭タールピツチ、その製造方法及び使用方法 - Google Patents
石炭タールピツチ、その製造方法及び使用方法Info
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Abstract
的異方性の低い石炭タールピッチを経済的に提供する。 【構成】 石炭タール蒸留の第1蒸留段階の釜残を蒸発
機中で1ミリバールを超えない圧力のもとに蒸留するこ
とによって石炭タールピッチを製造する際に 330ないし
10000 m2/m3 の蒸発機比表面積を有する蒸発機を用い、
300℃から 380℃までの範囲内の蒸発機内部温度におい
て、上記釜残の平均滞留時間2ないし 10分間となるよ
うに蒸留を実施する。
Description
チ、このものの製造方法及びこのものの使用方法に関す
る。
する際に釜残として軟質ピッチ又は標準ピッチが得ら
れ、このものから、場合によりキャリヤガスの導入のも
とに、又は低い圧力の適用のもとに更に蒸留することに
よって硬質ピッチが作られる。これらのピツチは所望の
性質に調節するために互いに混合するか、又は種々の石
炭タール留分と混合される。
場合に健康に障害を及ぼしうる各種の物質を含んでい
る。最も古くから知られており、かつ最もよく研究され
ている石炭タールピッチの中の化合物の1つは発癌物質
であるベンゾ[a]ピレン(すなわち 3,4- ベンツピレ
ン)である。立法機関はこのような危険性に対して、50
ppm を超えるベンゾ[a]ピレン(BaP)の含有量を
有する石炭タールピッチを危険物質と表示し、そして対
応的な注意をもって取り扱わなければならないことを義
務づけた。標準ピッチのBaP含有量は約 10000 ppm
と 14000 ppm との間である。酸化的に、又は蒸留によ
り得られた硬質ピッチは約 4000 - 12000ppm のBaP
を含有している。
くために、或る領域では、その製造された成品の特性プ
ロフィルがより劣悪になるにもかかわらず種々の石炭タ
ールピッチを他の瀝青質蒸留残渣又は樹脂と置き換えて
いる。その例は石炭ブリケットや道路工事における煉瓦
のための結合材としての瀝青、或いは耐火物産業におけ
る結合材としてのフェノール樹脂である。
コークス化に際しては石炭タールが必ず生じ、これは約
50 重量%の標準ピッチを含んでいる。本発明の目的
は、加工に際しての人に対する危険性を同時に低下させ
るとともにピッチの有利な実用性を利用することであ
る。
含有量の低い、2%よりも低い光学的異方性を有する石
炭タールピッチの製造という課題があった。
50 ppm よりも低いベンゾ[a]ピレンを含む石炭ター
ルピッチによって解決される。
し 380℃の温度範囲において1ミリバールを超えない圧
力のもとで、かつ蒸発機中での上記釜残の2ないし 10
分間の滞留時間において蒸留を行ない、その際この蒸発
機が 330 から 10000 m2/m3までの蒸発機比表面積を有
する場合に、このようなピッチが石炭タールの1次蒸留
の釜残から製造できることを見出した。この滞留時間は
好ましくは約5分間である。そのような蒸発機は、例え
ば流下薄膜蒸発機、薄層蒸発機、及びヨーロッパ特許 E
P 0 299 222 A1 に記述されているような回転補助体の
設けられた蒸発機である。
ミリバールを超えない圧力のもとで 300 から 425℃
までの温度範囲において薄層蒸発機中で 100℃以下の軟
化点を有する濾過された石炭タールピッチを蒸留するこ
とにより、キノリン中に不溶性の物質(QI)の含有量
が低く、高い軟化点、及び対応する高いコークス化残渣
を有するピッチを得ることが公知である。
形成を避けることであるから、そのピッチ物質の平均滞
留時間は非常に短くなければならない。この理由から、
その例1においては最も低い処理温度において平均滞留
時間は1分よりも短い。他の諸例においてもその生成量
から分かるように類似の短い滞留時間が維持されてい
る。
軟化点(Kraemer-Sarnow) にも拘らずなお 140 ppm の
ベンゾ[a]ピレンを含み、従って表示する義務があ
る。ここでもその圧力は1ミリバールであり、そして 3
61℃の蒸留温度は 300 ないし380 ℃の温度範囲内に存
在するので、その結果はベンゾ[a]ピレンの分離のた
めの滞留時間の重要性を示している。
細に説明する。更に実験した結果、300 ℃よりも低い蒸
留温度はベンゾ[a]ピレンの所望の低い含有量に導か
ないということが示された。380 ℃よりも高い温度にお
いてはQIの新しい形成はピッチ内の不均一性及びその
蒸留装置の連続運転に際して障害をもたらす場合があ
る。100 ミリバールの圧力及び 420℃に高められた塔底
温度におけるバブル蒸留においても 60 分の滞留時間に
おいてさえ、ベンゾ[a]ピレンの含有量を僅かに1%
から 4200ppm に減少させることができただけである。
得られたピッチは 3.8%のメソ相含有量において 116℃
の溶融開始温度(TMA)を有していた。
いた: 軟化点: DIN 51920 トルエン不溶性物質(TI): DIN 51906 キノリン不溶性物質(QI): DIN 51921 コークス化残渣: DIN 51905 光学的異方性は、エポキシド樹脂中に埋め込んだピッチ
片について自動映像解析装置の備えられた適当なビデオ
カメラを用いて研削及び研磨の後、上視型偏光顕微鏡に
よって測定した。
熱機械的分析は Mettler の組み合わせ装置 TA3000/TM
A40 を用いて 0.05 N の支持力及び5 K/min の加熱速
度において N2 保護ガスのもとに、プレスされたピッチ
粉末(直径7 mm、高さ 1.2mm) について行なった。記
載した特性温度は次のように定義されたものである。す
なわち溶融開始温度は侵入ゾンデの5μmの侵入深さに
相当し、溶融完了は1μmの侵入深さに相当する。例1 石炭タールピッチ〔軟化点(Mettler)EPM= 89 ℃、
TI= 24.1 %、QI= 5.8%、β−樹脂= 18.3 %、
コークス化残渣= 51.4 %、BaP含量= 1.1%、溶融
開始点(TMA)= 36 ℃、及び溶融完了温度(TM
A)= 62 ℃〕を1ミリバールの真空のもとに 300℃の
蒸留温度で5分間の平均滞留時間において薄層蒸発機中
で蒸留する。
づけられている: TI 50.5 % QI 10.2 % β−樹脂 40.3 % コークス化残渣 83.3 % BaP含有量 35 ppm 溶融開始温度(TMA) 156 ℃ 溶融完了温度(TMA) 194 ℃ 光学的異方性 0.0 %例2 その他が例1におけると等しい条件のもとで、但し 340
℃の蒸留温度において例1のピッチを蒸留する。
づけられている: TI 62.7 % QI 12.2 % β−樹脂 50.5 % コークス化残渣 88.5 % BaP含有量 20 ppm 溶融開始温度(TMA) 193 ℃ 溶融完了温度(TMA) 237 ℃ 光学的異方性 0.0 %例3 その他が前の各例におれると等しい条件のもとで、但し
380℃の蒸留温度において例1のピッチを蒸留する。
づけられている: TI 70.8 % QI 14.6 % β−樹脂 56.2 % コークス化残渣 92.3 % BaP含有量 20 ppm 溶融開始温度(TMA) 220 ℃ 溶融完了温度(TMA) 266 ℃ 光学的異方性 0.0 % 例1ないし3の各ピッチは適当な混合温度に調節したと
きに直接結合材として使用することができる。多孔質構
造体(例えば複合材)のための含浸材としての直接の使
用も可能である。これらのピッチは熱分解に際して等方
性の結合コークス構造を与え、従って最終生成物の高い
強度をもたらす。技術的な理由から直接使用することが
できない場合にはそれら例1ないし例3のピッチの粘度
をBaPの含有量の低い相容性の種々の油を用いて低下
されることができる。例4 72 重量部の例1からの石炭タールピッチを 28 重量部
のアントラセン油(ベンゾ[a]ピレン 40 ppm 、沸点
範囲 290 - 370℃)の中に 200℃において溶解して電極
用結合材を作る。
ている: EPM 111.5 ℃ TI 38.5 % QI 7.7 % β−樹脂 30.8 % コークス化残渣 63.8 % BaP含有量 40 ppm 溶融開始温度(TMA) 50 ℃ 溶融完了温度(TMA) 85 ℃ 光学的異方性 0.0 % β−樹脂は電極用結合材の場合、一般に 20 %と 25 %
との間の範囲にある。コークス化残渣は期待した値より
も高い。ベンゾ[a]ピレン含有量約1%を有する通常
の結合材と異なってこの新規なピッチは僅かに 40 ppm
という極端に低い含有量を有する。
ト化用、出銑口充填材用及び耐火物用等の結合材も同様
にして作ることができる。ベンゾ[a]ピレン含量の少
ない油としては、なかでも種々の石油留分のオレフィン
製造用の熱分解の塔底油からの留分も用いることができ
る。
させるためにピッチと相溶する他の種々の油、樹脂、又
は瀝青質も用いることができる。例5 市販で入手できる瀝青質表面保護材用の製品(Vedag 社
の Emaillit BVextra)92 部をレトルトの中で例1の生
成物8部とともに均一混合し、そして最後に撹拌しなが
ら還流温度まで加温する。もう一度冷却した後にこの生
成物は使用に供することができる。この新規な混合物は
同じ良好な作業性とともに改善された耐候性を有する塗
装材をもたらす。例6 規格瀝青物質(B 200)89 部を 150℃に加温する。例
1からの微粒状のピッチ 11 部を撹拌しながら加える。
得られた軟化温度及び透過性値は規格瀝青物質(B 80)
のそれに相当する。透過性値は 77 l/10 mm 、Fraass
に従う破折点は -17℃、そして軟化点(環球法)は 4
8 ℃である。従って破折点はB 80 のそれよりも7 oK
低い。このことから、可塑化領域がより広がっているこ
とが分かる。例7 例1からの石炭タールピッチ 60 重量部を、沸点範囲 2
30 ないし 290℃の石炭タール油 25 重量部及びトルオ
ール/キシロール混合物 15 重量部の中に溶解する。そ
のようにして植物根貫通に抵抗性の高い建築物被覆用の
殺黴性の迅速乾燥性塗装材が得られる。
Claims (6)
- 【請求項1】 50 ppm よりも少ないベンゾ[a]ピレ
ンを含むことを特徴とする、2%よりも低い光学的異方
性を有する石炭タールピッチ。 - 【請求項2】 第1蒸留段階において常圧又は減圧のも
とに石炭タールを蒸留し、そしてこの第1蒸留段階の釜
残を蒸発機中で1ミリバールを超えない圧力のもとに蒸
留することによって請求項1の石炭タールピッチを製造
するに当り、この蒸発機の内部温度が 300℃から 380℃
までの範囲内にあり、そして上記釜残の平均滞留時間が
2ないし 10 分間であって、その際その蒸発機が 330
ないし10000 m2/m3 の蒸発機比表面積を有することを特
徴とする方法。 - 【請求項3】 蒸発機からの蒸留残渣をベンゾ[a]ピ
レンの少ない高芳香族性の油と混合する、請求項2の方
法。 - 【請求項4】 請求項1の石炭タールピッチを結合剤又
は含浸剤として使用する方法。 - 【請求項5】 請求項1の石炭タールピッチを塗料の製
造に使用する方法。 - 【請求項6】 請求項1の石炭タールピッチを植物根貫
通に抵抗性のある建築物被覆材の製造に使用する方法。
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