JPS5953590A - 石炭系重質油の熱処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、コールタール、重アントラセン油等の石炭系
重質油の熱処理方法に関する。

代表的な石炭系重質油であるコールタールは、石炭乾留
により生成し、芳香族化合物に富む油分である。コール
タールから得られるベンゼン、ナフタリン、アントラセ
ン等の軽質の１〜３環芳香族化合物は、主にそのまま製
品として或いは化学工業原料として、又、ピッチは、電
極バインダー用等の炭素材料として積極的に利用されて
いるが、４環以上の芳香族化合物は、低価値のクレオソ
ート油等として利用されているに過ぎない。又、今後ピ
ッチ等の重質分の需要は減少する傾向にあると予測され
ていることから、４環以上の芳香族化合物及びピッチを
分解せしめ、コールタール中の軽質成分の収率を増大さ
せることが要望されている。

更に、コールタールの性状は、乾留に使用する原料炭の
種類、乾留条件（特に温度、時間）により大きく変動す
る。一般に、原料炭が同一である場合に、乾留条件を規
定するコークス炉の稼動率は、コークスの需要により左
右されるので、コークス炉の稼動率の高低に応じ得られ
るいわゆる高稼動率タールと低稼動率タールとでは、比
重、組成、各成分の物性等の性状が大きく異なることと
なり、タールの有効利用に対する障害となっている。

従って、性状の異なる各種のコールタールを処理するこ
とにより、軽質芳香族化合物の収率を高めるとともに、
ピッチ分の改質をも行ない得る新たな技術の出現が切望
されている。

本発明者は、上記の如き問題点に留意しつつ種々研究を
重ねた結果、特定温度の高温ガスと石炭系重質油とを接
触させる場合には、石炭系重質油の性状の如何にかかわ
らず、石炭系重質油中の重質分の軽質化が大巾に促進さ
れるとともに、ピッチ分の性質も著るしく改善されるこ
とを見出した即ち、本発明は、石灰系重質油と７００〜
１５００℃のガスとを０．１秒〜１２０分間接触させる
ことを特徴とする石炭系重質油の熱処理方法に係る。

本発明者の研究によれば、上記石炭系重質油の熱処理に
際し、高温ガスとして水素含有ガスを使用し且つ水添触
媒を存在させる場合には、軽質芳香族化合物の収率が更
に一層向上することが判明した。即ち、本発明は、水添
触媒の存在下に石炭系重質油と７００〜１５００℃の水
素含有ガスとを０．１秒〜１２０分間接触させることを
特徴とする石灰系重質油の熱処理方法にも係る。

本発明の対象となる石炭系重質油としては、コールター
ル、重アントラセン油、ピッチ等が例示される。

石炭系重質油と接触すべき７００〜１５００℃のガスと
しては、完全燃焼ガス、空気過剰ガス（Ｏ＿２過剰）、
不完全燃焼ガス、酸素−水素燃焼ガス（Ｈ＿２過剰）、
水素−塩素燃焼ガス等が例示される。

ガスの温度が７００℃未満の場合には、軽質化反応や重
質分の改質がほとんど進行しない為、所期の効果が達成
されない。一方、１５００℃を上回ると、過熱分解によ
り水素、メタン等のガス及び炭素微粉末の生成が促進さ
れ、好ましくない。

石炭系重質油に対するガスの使用量は、石炭系重質油の
種類、ガスの種類、ガスの温度等により変り得るが、通
常前者１００容量部に対し、後者１００〜５００００容
量部程度とする。重質油と高温ガスとの接触時間は、０
．１〜１２０分間とする。０．１秒未満の場合には、ガ
スと石炭系重質油との接触が十分でなく、軽質化反応や
重質分の改質が実質上ほとんど進行しない。一方１２０
分を上回る場合には、ほとんどの重質化、軽質化反応が
ほぼ完了しており、以後接触を継続することは、経済上
不利である。石炭系重質油とガスとの接触方法は、特に
限定されないが、液中燃焼方式によるのが有利である。

即ち、この方式によれば、（イ）高温ガス生成用の加熱
炉又は燃焼炉が不要となるので、設備がコンパクトとな
り、設備費が安価となる、（ロ）燃焼ガスを直接吹込む
ので、熱効率が高い等の利点が得られる。上記高温ガス
中には、反応を促進させる為に、塩素、臭素、硫化水素
、酸化窒素、リン等を高温ガス１００容量部に対して５
〜５０容量部程度添加することが出来る。

尚、石炭系重質油と高温ガスとの接触反応時に石炭系重
質油自体の温度は、ガスの温度と等しくする必要はなく
、２０〜４００℃程度で良い。

更に、本発明において高温ガスとして水素含有ガスを使
用する場合には、粒状又は粉末状の水添触媒を反応系内
に加えることにより高芳香族成分の水添が行なわれ、熱
分解反応が促進されて、軽質分の収率がより向上する。

触媒としては、通常の水添反応に使用されているものが
全て使用可能であり、Ｃｏ−Ｎｉ−Ａｌ＿２Ｏ＿３担体
、Ｎｉ−Ｍｏ−Ａｌ＿２Ｏ＿３担体等の他に、赤泥触媒
、鉄触媒等の安価な使い捨て触媒等が例示される。触媒
使用量は、石灰系重質油１００重量部に対し、５０重量
部程度まで、より好ましくは１０〜２０重要部とするの
が良い。

実施例１ 下記第１表に示す性状を有する低稼動率コールタールの
３００℃以下の軽質留分を蒸留によりカットして第１表
に示す性状の軟ピッチを得た。

上記で得られた軟ピッチ５００ｇを内容積１．５ｌの反
応槽に収納し、ＣＯ＿２９．１％、Ｈ＿２Ｏ１８．２％
及びＮ＿２７２．７％からなる所定温度の高温ガス８０
０ｌを常圧で１時間該反応槽に吹き込んだ。各ガス温度
における各生成物の収率及び反応残渣ピッチの物制性は
、第２表に示す通りである。尚、比較例１は、未処理軟
ピッチの結果を示す。

実施例２ 水素／酸素＝２．５（モル比）なる燃料ガスを完全燃焼
させることにより得られた未反応水素ガスを含む高温ガ
ス（１３００℃）を使用する以外は、実施例１と同様に
して軟ピッチを処理した。各生成物の収率は、第３表に
示す通りである。尚、実施例１において１３００℃の燃
焼ガスを使用した場合を併せて示す。

水素含有ガスを高温ガスとして使用することにより軟質
ピッチの軽質化が更に促進されることが明らかである。

実施例３ 実施例１において得られた軟ピッチ（原料Ａ）、実施例
１において該軟ピッチを９００℃の高温ガスで処理して
得られた残渣物ピッチと沸点３００℃以上の留出油との
混合物（原料Ｂ）及び下記第４表に示す組成の高稼動率
コールタールの３００℃以下の留分を蒸留によりカット
したもの（原料℃）を夫々温度４２０℃、圧力８ｋｇ／
ｃｍ＾２の条件下に８時間熱処理することにより、第５
表に示す性状のピッチを得た。

尚、以下の表において“ＢＳ”とあるのは、ベンゼン可
溶分を示し、“ｆａ”とあるのは、芳香族成分率（全炭
素数に占める芳香族炭素数の割合）を、示す。

尚、電極特性は、以下の様にして測定した。アルミニウ
ム電極用コークス粉に１５重量％のピッチを混入し、均
一にねつ合した後、０．５Ｋｇ／ｃｍ＾２の荷重下、加
振力３．０Ｇで９０秒間振動成型し、成型物の密度を測
定した。次いで、成型物から焼成用のテストピース（直
径１５ｍｍ×長さ３０ｍｍ）を５本切り取り、還元雰囲
気下で１０００℃×７２時間焼成し、焼成物の密度及び
電気比抵抗値を測定した。

実施例４ 高温ガス（１３００℃）に塩素ガス１０容量％を加えた
混合ガスを使用する以外は、実施例１と同様にして軟ピ
ッチを処理した。各生成物の収率は、第６表に示す通り
である。尚、実施例１において塩素ガスを含まない１３
００℃の燃焼ガスを使用した場合を併せて示す。

第６表に示す結果から、塩素ガスの使用によりラジカル
反応が促進されたことが明らかである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）石炭系重質油と７００〜１５００℃のガスとを０
   ．１秒〜１２０分間接触させることを特徴とする石炭系
   重質油の熱処理方法。
2. （２）水添触媒の存在下に石炭系重質油と７００〜１５
   ００℃の水素含有ガスとを０．１秒〜１２０分間接触さ
   せることを特徴とする石炭系重質油の熱処理方法。