JPH072949B2 - Method for manufacturing needle-shaped coke - Google Patents
Method for manufacturing needle-shaped cokeInfo
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- JPH072949B2 JPH072949B2 JP60215181A JP21518185A JPH072949B2 JP H072949 B2 JPH072949 B2 JP H072949B2 JP 60215181 A JP60215181 A JP 60215181A JP 21518185 A JP21518185 A JP 21518185A JP H072949 B2 JPH072949 B2 JP H072949B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ピッチ類などの重質瀝青質類を改質し、電極
材料等に適する針状コークスを製造する方法に関するも
のである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a needle-like coke suitable for an electrode material by modifying heavy bituminous materials such as pitches.
従来の技術 針状コークスは、人造黒鉛電極の原料として賞用されて
いる。近年、黒鉛電極を使用する電気製鋼業界等では、
生産性向上のため、大型電気炉の採用、UHP(ウルトラ
ハイパワー)操業が行なわれるようになり、使用条件が
ますます苛酷になりつつある。従って、より性能の優れ
た黒鉛電極が要望されている。2. Description of the Related Art Needle-like coke is widely used as a raw material for artificial graphite electrodes. In recent years, in the electric steelmaking industry using graphite electrodes,
In order to improve productivity, large electric furnaces have been adopted and UHP (ultra high power) operation has been carried out, and the operating conditions are becoming more and more severe. Therefore, there is a demand for a graphite electrode having higher performance.
特に重要な黒鉛電極の性能の一つは、熱膨張係数(Coef
ficient of thermal expansion、以下、C.T.E.と略す)
である。C.T.E.は黒鉛電極使用時の耐久スポーリング性
(耐熱衝撃性)に関係し、C.T.E.の大きいものは、ひび
割れを起こし易く、その結果電極脱落によるトラブルの
発生、あるいは電極消耗原単位の悪化などの重要な問題
を生ずる。One of the most important graphite electrode performances is the coefficient of thermal expansion (Coef
ficient of thermal expansion (hereinafter abbreviated as CTE)
Is. CTE is related to durability spalling resistance (thermal shock resistance) when using a graphite electrode, and one with a large CTE is prone to cracking, and as a result, problems such as electrode dislodgement or deterioration of electrode consumption unit are important. Cause problems.
一般に、人造黒鉛電極は、コークスとバインダーピッチ
を混練し、押出成型し、次いで焼成し、必要に応じて焼
成後含浸ピッチを含浸させてから二次焼成した後黒鉛化
して製造される。Generally, an artificial graphite electrode is manufactured by kneading coke and binder pitch, extruding, firing, optionally impregnating the impregnated pitch after firing, then secondary firing, and then graphitizing.
性能の良い人造黒鉛電極を得るためには、原料となるコ
ークスが良質の針状コークスであることが必要である。In order to obtain a high-performance artificial graphite electrode, it is necessary that the coke, which is a raw material, be good-quality needle coke.
重質瀝青質を原料として、針状コークスを製造する過程
において、一般的には重質瀝青質を加熱してゆくと等方
的な液体の中から光学異方性の液晶質のいわゆるメソフ
ェース球晶が発生し、それが成長、合体、変形しながら
メソフェースの量が増大し、500〜600℃での炭素六角網
目の積層を持つ黒鉛類似の微結晶子の集積状態を経て、
更に高温で反応するにつれて網目が発達し、巨大結晶に
成長してゆく。In the process of producing needle-shaped coke from heavy bituminous material, generally, when the heavy bituminous material is heated, a so-called mesophase sphere of optically anisotropic liquid crystal is selected from the isotropic liquid. A crystal is generated, the amount of mesophase increases as it grows, coalesces, and deforms, and through a state of accumulation of graphite-like microcrystallites having a carbon hexagonal network stack at 500 to 600 ° C,
As it reacts at a higher temperature, a network develops and grows into a giant crystal.
コークスを構成する組織成分の結晶の発達には、メソフ
ェースが非常に重要な役割を果す。The mesophase plays a very important role in the development of crystals of the tissue constituents of coke.
メソフェース生成過程においてメソフェースの粘性が低
く、容易に合体、成長すれば、偏光顕微鏡下で良好な流
れ構造を示し、得られたコークスの外観上も針状を呈す
るようになる。生成するメソフェースの粘性が高い場合
には、メソフェース小球体が合体しても成長が不十分で
偏光顕微鏡下でモザイク状を示し、外観上は塊状を呈
し、針状コークスを得ることは出来ない。In the process of forming mesophase, the viscosity of mesophase is low, and if they are easily coalesced and grown, they show a good flow structure under a polarization microscope, and the appearance of the obtained coke becomes needle-like in appearance. When the generated mesophase has a high viscosity, even if the mesophase spherules coalesce, the growth is insufficient and the mesophase spheres show a mosaic shape under a polarizing microscope.
針状コークスを製造する方法としては、これまで以下の
ようなものが知られている。The following methods have hitherto been known as methods for producing needle coke.
(1) コークス化過程において、メソフェースの粘性
が低く、容易に合体、成長し、良好な流れ構造となるよ
うな原料油種を選択する。(1) In the coking process, a raw material oil type is selected so that the viscosity of the mesophase is low, coalesces and grows easily, and has a good flow structure.
(2) コークス化過程においてメソフェースの合体、
成長を阻害する物質、又はコークス化過程においてメソ
フェースの合体、成長を阻害する物質に変化する物質を
原料中から除去する。(2) Mesophase coalescence in the coking process,
A substance that inhibits growth, or a substance that changes into a substance that coalesces or grows mesophase in the coking process is removed from the raw material.
(3) コークス化過程におけるメソフェースの粘性が
低く、容易に合体、成長が行なわれるように原料を改質
する。(3) The raw material is modified such that the viscosity of the mesophase in the coking process is low and the coalescence and growth can be easily performed.
第一の方法に関するものとしては、例えば特公昭53-358
02号、特開昭53-34801号、特開昭54-122301号に示され
た方法が指摘できる。この方法では非常に限られた重質
瀝青質が針状コークスの原料となるに過ぎない。Regarding the first method, for example, Japanese Examined Patent Publication Sho 53-358.
The methods shown in No. 02, JP-A-53-34801 and JP-A-54-122301 can be pointed out. In this method, very limited heavy bituminous material is the only raw material for needle coke.
第二の方法に関するものとしては、例えば特開昭53-669
01号、特開昭54-148191号、特開昭55-136111号に示され
た方法がある。この方法では重質瀝青質中に含まれるキ
ノリン不溶分として知られている非常に微細な非溶融性
の固体成分をいかに効率良く除去するかが問題となる。
しかしながらこの方法は生成するメソフェースの粘性を
低下させるものでは無く、その効果に限界がある。Examples of the second method include, for example, JP-A-53-669.
01, JP-A-54-148191 and JP-A-55-136111. The problem with this method is how to efficiently remove very fine non-melting solid components known as quinoline insoluble matter contained in heavy bituminous matter.
However, this method does not reduce the viscosity of the generated mesophase, and its effect is limited.
第三の方法に関するものとしては、例えば特公昭49-116
02号、特開昭59-122585号、特公昭49-11442号、特公昭5
1-41129号に示された方法があげられる。これらの方法
では、一般的に触媒を用いるが、その寿命が短かく、高
価である等の問題がある。As for the third method, for example, Japanese Patent Publication No. Sho 49-116.
02, JP-A-59-122585, JP-B-49-11442, JP-B-5
The method shown in 1-41129 is mentioned. In these methods, a catalyst is generally used, but there is a problem that its life is short and it is expensive.
又、特開昭59-182214号には第2と第3を併用する方法
が開示されているが、触媒に用いられる硫黄は、ピッチ
に溶解し、好ましくない影響を与えることがある。Further, JP-A-59-182214 discloses a method in which the second and third methods are used in combination, but the sulfur used in the catalyst may dissolve in the pitch and may have an unfavorable effect.
発明が解決しようとする問題点 本発明者等は、上述した従来技術に代る針状コークス製
造用原料の改質について種々検討した結果、ピッチ類な
どの重質瀝青質類にアルコール類を添加して熱反応する
ことにより、針状コークスの製造に適した原料に改質で
きることを見出し、本発明に到達した。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention The present inventors have made various studies on the modification of the raw material for needle-like coke production, which is an alternative to the above-mentioned conventional technique, and as a result, added alcohols to heavy bituminous substances such as pitches. The present inventors have found that the raw material suitable for the production of needle-shaped coke can be reformed by the thermal reaction, and have reached the present invention.
本発明の目的は、原料となる重質瀝青質類を改質し、コ
ークス化過程におけるメソフェースの粘性を低下させる
ことにより、生成するコークスの結晶性を向上させ、よ
り良質の針状コークスを得る製造方法を提供するもので
ある。The object of the present invention is to improve the crystallinity of the coke to be produced by modifying the heavy bituminous material as a raw material and lowering the viscosity of the mesophase in the coking process, and to obtain higher quality acicular coke. A manufacturing method is provided.
問題点を解決するための手段 本発明は、重質瀝青質類にアルコール類を添加して250
℃以上の温度で熱反応させたのち、生コークス化し、次
いでか焼することを特徴とする針状コークスの製造方法
である。Means for Solving the Problems The present invention is based on the addition of alcohols to heavy bituminous substances.
A method for producing needle-like coke, which comprises heat-reacting at a temperature of ℃ or more, forming raw coke, and then calcining.
従来アルコール類と重質瀝青質類との関連は、例えば特
開昭55-136111号に見られるように重質瀝青質類中から
不適当な成分を除外するための抽出剤として考えられて
おり、処理剤としては全く無縁のものであった。Conventionally, the relationship between alcohols and heavy bituminous substances has been considered as an extractant for excluding inappropriate components from heavy bituminous substances as seen in, for example, JP-A-55-136111. The treatment agent was completely unrelated.
また一般的に原料中の酸素(O)、硫黄(S)等は炭素
化過程を経て製品を得る工程中において黒鉛化を阻害す
るものであることが知られており、アルコール類との反
応は、Oを与える恐れもあり、針状コークス製造用原料
の改質手段としては常識的には全く考えられないことで
ある。In addition, it is generally known that oxygen (O), sulfur (S), etc. in the raw materials inhibit graphitization in the process of obtaining a product through the carbonization process, and the reaction with alcohols , O may be added, and it is completely unthinkable as a means for modifying the raw material for producing needle-shaped coke.
本発明者等はこのような常識に反して重質瀝青質類と各
種化合物との熱反応について詳細に検討した結果、重質
瀝青質類をアルコール類と熱反応させることにより、針
状コークスの製造において、より適した原料に改質でき
ることを見出し、本発明に到達したものである。Contrary to such common sense, the present inventors have studied in detail the thermal reaction between heavy bituminous substances and various compounds, and by thermally reacting the heavy bituminous substances with alcohols, acicular coke The present invention has been found to be capable of being modified into a more suitable raw material in the production, and has reached the present invention.
本発明で言う重質瀝青質類とはコールタール、重質石炭
液化油、石油蒸留残渣油、石油分解残油およびそれから
製造したピッチ留分を指すが、針状コークス用ピッチの
収率から考えて、軽質分をカットしたもの、いわゆるピ
ッチ留分が好ましい。The heavy bituminous substances referred to in the present invention refer to coal tar, heavy coal liquefied oil, petroleum distillation residual oil, petroleum cracked residual oil, and pitch fractions produced from it. Considered from the yield of needle coke pitch. Thus, a so-called pitch fraction obtained by cutting light components is preferable.
本発明で言うアルコール類とは、メタノール、エタノー
ル、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサ
ノール、ヘプタノール、オクタノール等の飽和アルコー
ル、アリルアルコール等の不飽和アルコール、エチレン
クロルヒドリン等のハロゲノアルコール、エチレングリ
コール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコー
ル、グリセリン等の多価アルコール、エタノールアミン
等のアミノアルコール等、アルコール性水酸基を有する
化合物である。The alcohols referred to in the present invention, methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, heptanol, saturated alcohols such as octanol, unsaturated alcohols such as allyl alcohol, halogeno alcohols such as ethylene chlorohydrin, ethylene glycol, It is a compound having an alcoholic hydroxyl group, such as a polyhydric alcohol such as diethylene glycol, triethylene glycol or glycerin, or an amino alcohol such as ethanolamine.
重質瀝青質類とアルコール類との熱反応は、250℃以上
好ましくは300℃〜550℃の間で5分間以上加熱して行な
われる。250℃より低温では反応は生じない。又、高温
になると重質瀝青質類のコークス化反応が激しくなり好
ましくない。The thermal reaction between heavy bituminous substances and alcohols is carried out by heating at 250 ° C or higher, preferably between 300 ° C and 550 ° C for 5 minutes or longer. No reaction occurs below 250 ° C. Further, when the temperature becomes high, the coking reaction of heavy bituminous substances becomes intense, which is not preferable.
熱反応はアルコール類が封じ込められることが必要であ
り、従って自生圧以上の加圧下で行なわれる。この圧力
は用いられるアルコール類の沸点が低い場合は臨界圧を
超えることもある。The thermal reaction needs to contain alcohols, and therefore is carried out under a pressure higher than the autogenous pressure. This pressure may exceed the critical pressure if the alcohol used has a low boiling point.
熱反応の効果は次の様にして知ることが出来る。即ち、
熱反応を行なった後、次いで該重質瀝青質類を熱処理す
ることにより重質瀝青質中にメソフェースが生じる。The effect of thermal reaction can be known as follows. That is,
After the thermal reaction, the heavy bituminous material is then heat-treated to generate mesophases in the heavy bituminous material.
本発明でいうメソフェースとは、冷却固化したピッチの
表面を研磨して反射偏光顕微鏡を用いて観察することに
より決定できる光学的に異方性を示す組織を指す。又、
メソフェースピッチ中のメソフェース含有量は、この様
に観察して認められる異方性組織の割合をさす。メソフ
ェースは「炭素」、NO.116、P35(1984)に記述されて
いる様に「分子群は規則的に配向しているが流動性を有
し、かつ溶融解、再析出等の可逆的相変化が可能な液晶
状態」である。The mesophase referred to in the present invention refers to a structure exhibiting optical anisotropy that can be determined by polishing the surface of the cooled and solidified pitch and observing it using a reflection polarization microscope. or,
The mesophase content in the mesophase pitch refers to the proportion of anisotropic structure observed in this way. Mesophase is “carbon”, as described in NO.116, P35 (1984), “Molecular group has regular orientation but fluidity, and reversible phase such as melting solution and reprecipitation. It is a changeable liquid crystal state. "
従ってメソフェースピッチは高温ではその一部或は全て
が等方性組織に転換している可能性もあるが、高温での
組織の観察は非常に難しく明確なことはわかっていな
い。Therefore, it is possible that some or all of the mesophase pitch is converted to an isotropic structure at high temperature, but it is very difficult to clearly observe the structure at high temperature, and it is not clear.
さらに、熱処理を強化するに従い、メソフェースの量は
増加し、遂にはコークス化する。この間メソフェースの
含有量が多くなるに従い、メソフェースピッチの軟化点
は高くなるが、アルコール類と熱反応させた重質瀝青質
類から得られるメソフェースピッチの軟化点は同一のメ
ソフェース含有量では、アルコール類と熱反応させたも
のの方が数℃〜数10℃低い。Further, as the heat treatment is strengthened, the amount of mesophase increases, and finally it becomes coke. During this period, as the content of mesophase increases, the softening point of the mesophase pitch increases, but the softening point of the mesophase pitch obtained from the heavy bituminous materials thermally reacted with alcohols has the same mesophase content. The ones that have been thermally reacted with alcohols are several degrees Celsius to several tens of degrees Celsius lower.
また、アルコール類と熱反応を行なった場合とそうでな
い場合のそれぞれのメソフェースが連続相を形成したメ
ソフェースピッチの反射偏光顕微鏡による組織観測を行
ったところ、アルコール類との熱反応を行なった重質瀝
青質類から得られるメソフェースの方が同一メソフェー
ス含有量で比較すると、メソフェース中のドメインが大
きい。In addition, the microstructure of the mesophase pitch in which the mesophases formed a continuous phase with and without thermal reaction with alcohols were observed by a reflection polarization microscope. When the mesophases obtained from the bituminous substances are compared with the same mesophase content, the domains in the mesophases are larger.
換言すれば、積層の欠陥が少ないことがわかる。In other words, it can be seen that there are few stacking faults.
以上のことから、アルコール類を熱反応した重質瀝青質
類を、さらに熱処理して生じるメソフェースは、アルコ
ール類と熱反応をさせていない重質瀝青質類を熱処理し
て生じるメソフェースより流動性が高いことがわかる。From the above, the mesophase produced by further heat-treating the heavy bituminous material obtained by thermally reacting alcohols is more fluid than the mesophase produced by heat-treating the heavy bituminous material not thermally reacted with alcohols. You can see that it is expensive.
ピッチ類を熱処理してメソフェースを経由して生コーク
ス化し、ついでか焼してニードルコークスを製造する過
程において、ニードルコークスの組織構造は生コークス
の段階で前駆的に決定されその組織構造に大きく支配さ
れる。さらに生コークスの組織構造は、生成するメソフ
ェースの流動性に大きく支配され、流動性が高い程ドメ
インが大きくなり、結果的に良質のニードルコークスを
与えることとなる。In the process of heat-treating pitches to form raw coke via mesophase and then calcining to produce needle coke, the structure of needle coke is predominantly determined at the stage of raw coke and largely governed by that structure. To be done. Furthermore, the texture structure of raw coke is largely controlled by the fluidity of the generated mesophase, and the higher the fluidity, the larger the domain, resulting in the provision of good quality needle coke.
重質瀝青質類とアルコール類との熱反応のメカニズムは
以下のように考えられる。The mechanism of the thermal reaction between heavy bituminous substances and alcohols is considered as follows.
コールタールピッチとイソプロパノールを熱反応させた
後、反応物から留去した軽質分の核磁気共鳴(NMR)ス
ペクトルには、アセトン特有のピークが認められた。
又、コールタールピッチとノルマルブタノール、セカン
ダリーブタノールを熱反応させた後、反応物から留去し
た軽質分の赤外吸収(IR)スペクトルには、原料には存
在しないカルボニルの吸収が認められた。A peak peculiar to acetone was observed in the nuclear magnetic resonance (NMR) spectrum of the light fraction distilled from the reaction product after thermal reaction of coal tar pitch and isopropanol.
In addition, after thermal reaction of coal tar pitch with normal butanol and secondary butanol, the infrared absorption (IR) spectrum of the light fraction distilled off from the reaction product showed absorption of carbonyl which was not present in the raw material.
従って、アルコールの水素がコールタールピッチに移行
し、自からはカルボニル化合物に変ったとも考えられる
が、カルボニルの生成は、添加したアルコールの一部で
あり、かなりの量はアルコールのまま残留しており、単
にピッチの加熱反応がアルコールが存在することによっ
て特異なものとなっている事も考えられ、詳細について
は明らかではない。Therefore, it is conceivable that the hydrogen of the alcohol moved to coal tar pitch and changed from itself to a carbonyl compound, but the formation of carbonyl is a part of the added alcohol, and a considerable amount remains as the alcohol. However, it is possible that the heating reaction of the pitch is unique due to the presence of alcohol, and the details are not clear.
重質瀝青質類とアルコール類との熱反応させた後熱処理
して得られるメソフェースピッチの軟化点の低下は、ア
ルコール類の添加比率によって変る。The lowering of the softening point of the mesophase pitch obtained by heat-treating heavy bituminous substances with alcohols and then heat-treating depends on the addition ratio of alcohols.
アルコールの添加比率を変えて熱反応を行なったコール
タールピッチを処理温度、処理時間、減圧度を変化させ
て熱処理することによってメソフェースの含有量の異る
メソフェースピッチを製造してメソフェースピッチの軟
化点とメソフェースの含有量の関係を求めて、メソフェ
ース含有量70%のときの軟化点を比較したものでは、ア
ルコール類のわずかな添加量でもかなりの軟化点の低下
が生じていた。The mesophase pitch with different mesophase content is manufactured by heat treating the coal tar pitch that has undergone thermal reaction by changing the addition ratio of alcohol by changing the processing temperature, the processing time and the degree of pressure reduction. When the relationship between the softening point and the content of mesophase was determined and the softening point was compared when the mesophase content was 70%, the softening point was considerably lowered even with a slight addition amount of alcohol.
この様な効果を発現せしめるには、アルコール類の添加
量は重質瀝青質類に対して1wt%以上好ましくは2wt%以
上が望ましい。また熱反応は加圧下に5分以上が好まし
い。In order to exert such effects, the amount of alcohols added is preferably 1 wt% or more, and more preferably 2 wt% or more, with respect to heavy bituminous substances. Further, the thermal reaction is preferably carried out for 5 minutes or more under pressure.
重質瀝青質類とアルコール類との熱反応において、苛性
アルカリ、炭酸アルカリ、タール塩基類等の塩基性物質
を使用することは反応を一層促進するのに有効である。
塩基性物質の使用により、同一効果を得るための熱反応
の温度の低下、反応時間の短縮、アルコール類の添加比
率の削減が図れる。In the thermal reaction between heavy bituminous substances and alcohols, it is effective to use a basic substance such as caustic alkali, alkali carbonate, tar bases or the like to further accelerate the reaction.
By using a basic substance, it is possible to reduce the temperature of the thermal reaction for obtaining the same effect, shorten the reaction time, and reduce the addition ratio of alcohols.
例えば、コールタールピッチ100重量部に対し、イソプ
ロパノール100重量部を添加し、更に塩基性物質として
苛性カリ(KOH)1重量部を加え320℃、90分、加圧下で
熱反応を行い、反応後軽質分を留去し、そのNMRスペク
トルを測定してアセトンの生成量を比較したところ、無
添加に比較して約3倍量のアセトンが生成しており、さ
らに熱処理したピッチとKOHを使用せずに同一条件で熱
反応、熱処理を行なったピッチとでは、軟化点はKOHを
使った方が約20℃低かった。For example, 100 parts by weight of isopropanol is added to 100 parts by weight of coal tar pitch, and 1 part by weight of caustic potassium (KOH) is further added as a basic substance, and a thermal reaction is performed under pressure at 320 ° C. for 90 minutes, and after the reaction, it is light. After distilling off the fractions and measuring the NMR spectrum to compare the amount of acetone produced, it was found that about 3 times the amount of acetone was produced compared to the case without addition, and the heat-treated pitch and KOH were not used. The softening point was about 20 ° C lower when KOH was used for heat-treated and heat-treated pitch under the same conditions.
重質瀝青質類とアルコール略を熱反応させた後熱処理し
てコークス化し、生コークスを得、さらにか焼して針状
コークスを得る。生コークス化するためには、オートク
レーブによるバッチ法、ディレードコーキング法等公知
の方法を採用することができる。ついで針状コークスを
生成するためのか焼に際しては、電気炉、ロータリーキ
ルン等公知の方法を採用することができる。After the heavy bituminous substance and alcohol are reacted with each other by heat, they are heat-treated to form coke, and raw coke is obtained. Further, it is calcined to obtain needle-like coke. A known method such as a batch method using an autoclave or a delayed coking method can be adopted for forming raw coke. Then, in the calcination for producing the needle-shaped coke, a known method such as an electric furnace or a rotary kiln can be adopted.
熱処理は、未反応のアルコール類や生成したカルボニル
化合物を除いて行う。これには蒸留、静置分離、遠心分
離等の方法があるが、通常熱処理は、400℃以上の高温
下10kg/cm2Gの加圧下で行なわれることが多く、ことさ
ら事前に分離しておかなくても自然に留去させ得るので
熱反応に引続いてそのまま生コークス化に移行してもよ
い。あるいはアルコール類は、重質瀝青質との相溶性が
乏しいので、熱反応後の反応系を静置することにより、
相分離を生じ分離することもできる。また、アルコール
類、生成したカルボニル化合物が水溶性の場合、抽出に
より水相に移行させて分離することもできる。The heat treatment is performed by removing unreacted alcohols and the generated carbonyl compound. Although there are methods such as distillation, static separation, and centrifugation, the heat treatment is usually performed under a high temperature of 400 ° C or higher and a pressure of 10 kg / cm 2 G. Even if it is not necessary, the coke can be distilled off naturally, so that it is possible to directly shift to raw coke following the thermal reaction. Or alcohols have poor compatibility with heavy bitumen, so by leaving the reaction system after thermal reaction,
Phase separation can also occur and be separated. Further, when the alcohol and the carbonyl compound produced are water-soluble, they can be transferred to the aqueous phase by extraction and separated.
重質瀝青質類中のキノリン不溶性物質等は、一般に改質
したピッチの品位を低下させる。本発明においても粗原
料である重質瀝青質類中のキノリン不溶性物質を除去す
ることが好ましい。Quinoline-insoluble substances and the like in heavy bituminous substances generally deteriorate the quality of the modified pitch. Also in the present invention, it is preferable to remove the quinoline-insoluble substance in the heavy bituminous substance which is a raw material.
キノリン不溶性物質の除去はアルコール類との熱反応を
行う前、又は熱反応後のいずれでもよい。除去には、キ
ノリンや各種溶剤を用いる溶剤抽出、溶融濾過、遠心分
離等公知の方法を使用することができる。The quinoline-insoluble substance may be removed either before the thermal reaction with the alcohol or after the thermal reaction. For removal, known methods such as solvent extraction using quinoline or various solvents, melt filtration, centrifugation can be used.
以下に実施例を示すが、メソフェース含有量は面積基準
であり、他は特に記していない限り部数及び百分率は重
量基準である。Examples are shown below, but the mesophase content is based on area, and the number of parts and percentages are based on weight unless otherwise specified.
実施例 軟化点82℃、TI 11%、QI 0%のコールタールピッチ100
部とイソプロパノール50部をオートクレーブに仕込み、
内部の空気をN2ガスで置換した後、密閉して320℃で90
分間熱反応を行なった。このときの圧力は80kg/cm2Gで
あった。Example Coal tar pitch 100 with softening point 82 ° C, TI 11%, QI 0%
Parts and 50 parts of isopropanol are charged into an autoclave,
After replacing the internal air with N 2 gas, seal it at 90 ° C at 320 ° C.
A thermal reaction was performed for a minute. The pressure at this time was 80 kg / cm 2 G.
熱反応終了後冷却して未反応のイソプロパノールを含む
上澄液をデカンテーションにより分離して、熱反応させ
たピッチ(A)を得た。このピッチ(A)を分取して、
生コークス化させる熱処理を行ない、生コークス化の過
程で取り出して、このものの反射偏光顕微鏡による観察
を行なったところ、後述する比較例のものと比べてメソ
フェースのドメインが大きくなっていることを確認し
た。After the completion of the thermal reaction, the mixture was cooled and the supernatant containing unreacted isopropanol was separated by decantation to obtain a thermally reacted pitch (A). Sort this pitch (A),
When heat treatment for making raw coke was carried out, it was taken out in the process of making raw coke, and it was observed with a reflection polarization microscope.It was confirmed that the domain of the mesophase was larger than that of the comparative example described later. .
更にピッチ(A)をオートクレーブに仕込み、内部の空
気をN2ガスで置換した後550℃で2時間、2.5kg/cm2Gで
熱処理して生コークスを得た。Further, the pitch (A) was charged into an autoclave, the air inside was replaced with N 2 gas, and then heat treatment was performed at 550 ° C. for 2 hours at 2.5 kg / cm 2 G to obtain raw coke.
次いで、電気炉でおよそ1400℃でか焼して針状コークス
を得た。さらに針状コークスを粉砕し、粒度配合(20〜
70メッシュ粉砕物50%、及び100メッシュアンダーの粉
砕物50%)した後、バインダーピッチを添加して混練
し、押出成型法により生テストピースを作成した。この
生テストピースを電気炉で約800℃で焼成し、次いで260
0℃の温度で黒鉛化して黒鉛化ピースを作成した。Then, it was calcined in an electric furnace at about 1400 ° C. to obtain needle coke. Furthermore, the needle-shaped coke is crushed and the particle size blended (20 ~
After crushing 70 mesh crushed product 50% and 100 mesh under crushed product 50%), binder pitch was added and kneaded, and a raw test piece was prepared by an extrusion molding method. This raw test piece is fired in an electric furnace at about 800 ° C and then 260
Graphitization was performed at a temperature of 0 ° C. to prepare a graphitized piece.
黒鉛化ピースのC.T.E.をディラトメーターを使用し、室
温〜500℃の間で測定したところ1.15×10-6deg-1で非常
に良好であった。The CTE of the graphitized piece was 1.15 × 10 -6 deg -1 when measured using a dilatometer between room temperature and 500 ° C.
比較例1 実施例で用いたと同じコールタールピッチを熱反応を施
さないで試験管にとり、他の条件を実施例と同様にして
処理時間を変えて種々のメソフェースピッチを得た。こ
のうちの実施例と同程度のメソフェース含有量を持つも
のの反射偏光顕微鏡観察を行なった。結果は前述のとお
りである。Comparative Example 1 The same coal tar pitch as that used in the example was taken in a test tube without thermal reaction, and various treatment conditions were changed under the same conditions as in the example to obtain various mesophase pitches. Among them, those having the same mesophase content as those of Examples were observed by a reflection polarization microscope. The results are as described above.
更に、実施例と同条件でオートクレーブ中で熱処理して
生コークスを得た。次いで、実施例と同条件でか焼し、
同様の手順で生テストピースを作成し、次いで焼成、黒
鉛化して黒鉛化ピースを作成した。このもののC.T.E.を
実施例と同条件で測定したところ1.25×10-6deg-1であ
った。Further, heat treatment was carried out in an autoclave under the same conditions as in the example to obtain raw coke. Then, calcining under the same conditions as in the example,
A raw test piece was prepared by the same procedure and then fired and graphitized to prepare a graphitized piece. When the CTE of this product was measured under the same conditions as in the Example, it was 1.25 × 10 −6 deg −1 .
比較例2 軟化点36℃、TI 11%、QI 2.5%のコールタールピッチ
を実施例と同条件でオートクレーブ中でコークス化して
生コークスを得た。得られた生コークスは塊状であっ
た。Comparative Example 2 Coal tar pitch having a softening point of 36 ° C., TI of 11% and QI of 2.5% was coked in an autoclave under the same conditions as in Example to obtain raw coke. The raw coke obtained was lumpy.
次いで実施例と同条件でか焼し、同様の手順で生テスト
ピースを作成し、次いで焼成し、黒鉛化して黒鉛化ピー
スを作成した。Then, calcination was carried out under the same conditions as in the example, and a raw test piece was prepared by the same procedure, followed by firing and graphitization to prepare a graphitized piece.
このもののC.T.E.は実施例と同条件で測定したところ1.
80×10-6deg-1であった。The CTE of this product was measured under the same conditions as in the example 1.
It was 80 × 10 -6 deg -1 .
QIを含有しないコールタールピッチを原料とした比較例
1はQIを含有するコールタールピッチを原料とした比較
例2より小さいC.T.E.を示した。Comparative Example 1 using a coal tar pitch containing no QI as a raw material showed a CTE smaller than that of Comparative Example 2 using a coal tar pitch containing QI as a raw material.
アルコールを添加して熱反応を行なったコールタールピ
ッチを原料とした実施例では、比較例1より更に小さい
C.T.E.を示し、アルコールを添加して熱反応した場合に
はC.T.E.が改善されることが良く解る。In the example using coal tar pitch, which was subjected to a thermal reaction by adding alcohol, as a raw material, it was smaller than that in Comparative Example 1.
CTE is shown, and it is well understood that CTE is improved when alcohol is added and the reaction is carried out by heat.
発明の効果 以上詳述したように、本発明は従来全く考えられなかっ
た、重質瀝青質類をアルコール類と熱反応させて改質
し、性能の優れた針状コークスを製造する方法を提供す
るもので、産業上極めて大きな価値を有するものであ
る。EFFECTS OF THE INVENTION As described in detail above, the present invention provides a method for producing needle-like coke having excellent performance, which has not been considered at all in the past, by subjecting heavy bituminous materials to thermal reaction with alcohols for modification. It has a great industrial value.
Claims (4)
250℃以上の温度で熱反応させた後、生コークス化し、
次いでか焼することを特徴とする針状コークスの製造方
法。1. An alcohol is added to heavy bituminous substances,
After heat reaction at a temperature of 250 ℃ or more, raw coke,
A method for producing needle-shaped coke, which comprises calcination.
加圧下に行なわれる特許請求の範囲第(1)項記載の製
造方法。2. The production method according to claim 1, wherein the thermal reaction between the heavy bituminous substances and the alcohols is carried out under pressure.
量%以上添加し、熱反応が300℃以上で加圧下に5分以
上行なわれる特許請求の範囲第(1)項記載の製造方
法。3. The production according to claim 1, wherein the alcohol is added in an amount of 1% by weight or more with respect to the heavy bituminous substance, and the thermal reaction is carried out at 300 ° C. or more under pressure for 5 minutes or more. Method.
が、塩基性物質の存在下に行われる特許請求の範囲第
(1)項記載の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the thermal reaction between the heavy bituminous substance and the alcohol is carried out in the presence of a basic substance.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215181A JPH072949B2 (en) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Method for manufacturing needle-shaped coke |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60215181A JPH072949B2 (en) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Method for manufacturing needle-shaped coke |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274989A JPS6274989A (en) | 1987-04-06 |
| JPH072949B2 true JPH072949B2 (en) | 1995-01-18 |
Family
ID=16668008
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60215181A Expired - Lifetime JPH072949B2 (en) | 1985-09-30 | 1985-09-30 | Method for manufacturing needle-shaped coke |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH072949B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116004267B (en) * | 2022-12-20 | 2026-04-28 | 山东亿维新材料有限责任公司 | A method for preparing a high-processability and high-capacity anode material precursor |
-
1985
- 1985-09-30 JP JP60215181A patent/JPH072949B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6274989A (en) | 1987-04-06 |
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