JPS598784A - コ−ルタ−ル材料の改質方法 - 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】 つと詳細にはコールタール中のキノリン不溶物含址を減
少及び（又は）改質させる方法に関する。

コールタールは通常、コークス炉における石炭の蒸留、
例えば冶金用コークスの製造時の副生物として得られる
。それはタールの蒸留によって分離されうる多数の炭化
水素化合物の混合物からなる。そうした蒸留の後の釜中
の残留物であるビッテは粘稠な物質で、加熱されると軟
化し流動する。

ピッチは慣用的に、その軟化点及び種々の溶剤、例えば
キノリン、ベンゼン及びジメチルホルムアミドへの溶解
度に従って分類される。その後者の特性は通常溶剤中に
不溶なピッチの割合で表わされ、例えばキノリン不溶（
Ｑｌ）であるピッチの割合は広く使用されるピッチの特
性である。

多くの０１生成は、タールがコークス生成中に曝される
高温で生じ、蒸留の後のヒ０ソチ残留物中に留する。タ
ール又はピッチ中のＱｌの存在は限られ／て数の用♂に
対してｔｒ．ｔ　ｙ「容されつる。しかしながら多くの
用途てに有意量のＱｌの存在はその材料の好捷しからぬ
特性と児′ｆＸ．される。Ｑｌの粒状性はピッチが小さ
なオリノィスを通過することを必妥とする殆んど全ての
工程を困難にする。例えばピッチの浸透は困難になる。

更に、もし、Ｑｌが＾い灰分生成不純物含量を持つよう
ならば、ピンチのコークス化（云い変えれは炭素化）に
よって生じる炭素ボディの燃焼速度を有意に増大する。

従って本発明の７つの目的はコールタール材料中のキノ
リ／不溶物陰量を減少させ、改質させる方法を提供する
ことである。

減少したキノリン不溶物含量をもつピンチ材料を得る方
法の提供も本発明の７つの目的である。

二頭様において、本発明＋ｄコールタールＨ月のキノリ
ン不溶物含量（Ｑｌ）を減少させ改質させる方法に関し
、その方法はコールタール材料をｎーメテルーコーピロ
リドン及び１００〜３３０℃で沸騰するコールタール蒸
留物フラクションの少くとも一種を含む溶剤と混合し、
それによってコールタール材料の溶剤溶解フラクション
及び溶剤不溶フラクションを生成させ、その２つの７ラ
クンヨ／を分離し、その際コールタール材料のＱｌに１
後者の７ラク７ヨンに濃縮され、溶剤溶解フラクション
は減少及び改質されだＱｌをもつコールタール材料から
なるようになるものである。好適にはこの方法は溶剤を
回収する追加工程を含む。

別の態様において、本発明は上述の溶剤溶解フラクショ
ンの蒸留による、減少し改質されたＱｌをもつピンチ材
料の製造に関する。

第７図は本発明の二頭様が要する工程を例示する模式的
なフローダイアグラムである。

第２図（第，２ａ図及び第，２ｂ図）はそれぞれタール
及びピッチ中の不溶粒状物の走査電子顕微鏡写真である
。

本発明はコールタール材料中のキノリン不溶物（Ｑｌ）
の含量を減少させうる方法に関する。このように処理さ
れたコールタール材料は減少されたＱｌをもつビノテを
得るために蒸留されうる。

咀に、こうして得られたピッチ中に含まれるＱｌは通常
、同じＱｌを持つ慣用的に得られたピンチとは異なる粒
径分布を持つ。本発明によるこの後者の性質はＱｌの°
“改質゛と呼ばれる。本発明は更に有意に減じた粘度と
より低い平均粒径とをもつ新規なコールタールピノティ
２料に関する。

広くいって、本発明の方法はギノリン不溶成分からギノ
リン可溶分を分離するためにコールタール材料を溶剤抽
出することからなる。その際この操作のために選ばれる
溶剤はｎ−メチル−ノーピロリドン及び７００〜３に０
℃、好適にー、、２００〜３３０℃間で沸騰するコール
タール蒸留物フラクションの少くとも一種を含む。以下
においで、後者の溶剤は洗浄オイルと呼ぶ。この用語は
当業界において広く用いられている。コールタール材料
と溶剤との混合の結果、引続き分離されつる一つのフラ
クション、即ら溶剤溶解フラクションと、Ｑｌの大部分
を有する溶剤に不溶のフラクションとが生成するが、コ
ールタール材料からなる前者のフラクションは有意に減
少したＱｌをもつ。これらのフラクションは濾過、遠心
分離、テカンデ−／′ヨン等の３Ｌつな慣用法によって
分離されうる。

こうして処理されたコールタール材料の溶剤溶解フラク
ションはこれを蒸留して種々な沸点を持つ神々なフラク
ションを分離し、有意に減少したＱ）をもつピッチ材料
を得ることができる。こうして製造ざハるピッチ材料は
低いＱｌ、かなり減少した粘度及び比較的低い平均粒径
と関連した多数の特性と用途とをもつ。ピッチ残渣から
高沸点成分を分離するのに役立つ蒸留は高沸点成分と一
緒に留出されるｎ−メチルーーーピロリドンヲ高沸点成
分から分離するのにも役立つ。ｎ−メチル−」−ピロリ
ドンは蒸留物中に含丑れる軽沸魚介よりも低い沸点を持
ちそれでそれらから分離されつる。蒸留物の洗浄オイル
フラクションはｎ−メチル−ノー上００リドンと共に留
去されうるものであり、同等に（個々に、或いはｎ−ノ
チルーａ−ピロリドンと組合せて）この溶剤抽出法にお
ける溶剤として使用されつる。このこと−蒸留操作にお
ける若干の融通性を可能にする。そこで蒸留物中に含捷
れるｎ−メチルースーピロリドン及び（又は）洗浄オイ
ルノラク／ヨンー史に別のコールタール材料の抽出用と
して１１循環されつる。

この抽出に使用される溶剤のけは分離技術に要求される
生成コールタール−溶剤混合物の粘度（そしてこれは本
法の温度にも依存する）によって、棟だ実質止金てのキ
ノリン可溶物質を溶解するのに必要な敏によって部分的
に決定される。典型的には混合物中の溶剤の割合は通常
、混合物の約、２０〜ｇθ係の範囲であろう。即ち溶剤
、タール比は／：り〜’、’：／の範囲内である。

ここで第７図を参照するに、ライン１を経て導入される
ｎ−メチル−一−ピロリドンは、いくらかの軽沸魚介を
追加含有しつる再循環溶剤と混合させることができ、そ
してライン２を経て混合タンク１０に導入され、そこで
既にライン４を経てこのタンクへ導入されている未処理
タールと、取扱いとその後の加工が十分容易な高温で混
合される。次に混合物はライン６を経て分離工程２０へ
通り、そこで溶剤溶解フラクションと溶剤に不溶なフラ
クションとを、できれば比重の差によるかｔＩ過によっ
て分け、その結果として前者のフラクションはライン８
を経てこの工程から出て、後者のフラク／ヨ／はライン
１を経てこの工程から出て行く。減少されたＱｌをもつ
タールを含む前者のフラクションンま蒸留工程３０で蒸
留され、そこからｎ−メチル−ノーピロリドン及び軽沸
魚介は蒸留物の初期フラクションとして現われ、所望に
よっては分離工程４０において互いに分離でき、或はラ
イン１３及び１５を経てコールタール材料の次のバッチ
の抽出での溶剤として用いるために再循環されることも
できる。この蒸留からライン９を経て得られるピッチ残
渣は減少されたＱ１含量の他に著しく減少された粘度、
低い平均粒径の不溶物を持つ。

本方法の使用者が得る利点は多く、本法の使用の結果生
しるコールタールからのＱｌの除去の程度たけではない
。本法の他の有利な態様の若干は不法で使用される溶剤
系、即ちｎ−メチル−Ω−ピロリｌ゛ン及び（又は）タ
ール蒸留物の軽沸点留分から生じる。特に溶剤の使用し
やすさ、回収しやすさ、再使用しやすさ及びこれらの操
作を慣用のピンチ製造法へ組込みうる便宜である。

本法の驚くべき成果は、ピッチの粘度及びＱｌの粒径分
布の影響の受は方である。未抽出タールから誘導される
ピッチの粒径分イ１】、或幻本発明の溶剤とは異なる溶
剤で抽出されたピンチのそれは屡々より大きな粒状凝集
度によって特徴づけられる。こうして得られたピンチ材
料は未処理コールタールの蒸留で得られたピンチの粘度
より低い粘度で特徴づけられる。このことはピンチの粒
径が重要な予め焦成した（ｐｒｅｂａｋｅｄ）電極の含
浸のような用途で特に重要である。

以下の諸例は本発明の例示に役立つであろう。

例　　／ 本例は慣用のコールタール材料の０１が本発明によって
溶剤としてコールタール蒸留物（洗浄オイル）の軽沸魚
介を用いるとどのように減少さ７１つるかを例示する。

乙、５％の０１を持ちスチールミル 生産物の代表的な性質を持つコールタールの試料を洗浄
オイルとタール対洗浄オイル比３：、２で混合した。混
合物をプフナーロートＡ／の分析用ロンどを使い工程を
促進するために中程度の真空を利用して１過し／こ。処
理されたタールの０１を測定した。そこでｆ液を大気圧
下に蒸留し、ピッチ残渣のＱ１含量をＡＳＴＭＤ、ｌ？
／＆に従って決定した。実験結果を以下の表／に丑とめ
て示す。上記の操作をそれぞれ７．０及び、２．？、’
７％の０１値をもつ他の２種の市販コールタール試料に
ついて繰返した。いずれの場合にも処理されたタール中
の０１は元の試料中のＱｌの少部分にすぎなかった。

上記のプロセスで生じるＱ１除去の程度の指標であるお
そらく一層顕匿な成果は、元のタールと比べてピッチ残
渣中の低いＱ１含量であった。ＱＩ　Ｖｉ通常、一部に
は容量が大きく減少するだめに、また一部には蒸留中に
生じる若干のクランキングのためにピンチ中に濃縮され
るものであるからこのことは駕くべきことである。それ
にも拘らず、全ての場合にピッチ中のＱｌは濾過以前の
タール中の０１の少部分にすぎなかった。

上記の操作を同じ３種のタール試料についてタール：溶
剤比に／、ｌｌを用いて繰返し／ζ。先の組と定性的に
は実質上同じである実験結果も以下の表／にまとめであ
る。

表　　／ ／　　　　　　　　　　　３：；ｌ　　　　　　　　　
乙♂　　　　　　　　　　０．０゜２　　　　　０．３
；ｌ　　３：２　７．０　０．３　　／、０３　３：、
２　．２３．７　０．７　　り、汐／　　　　　　　　
　／　：　ｑ　　　　　　　　乙、３　　　　　　　　
０．３　　　　　　　０．！；。２　　　　　　　　　
　／　°　グ　　　　　　　　　タ、０　　　　　　　
　　θ　０３　　　　　　　０．Ａ−３／：’ｌ　　、
２３．７　０．３　３．０例　　ノ 本例はタールからの０１の抽出における溶剤としてｎ−
メチル−ノーピロリドンの使用を例示する。

例／のものと同一なタール試料を先の例に述べたと実質
上同じ操作及び試験にかけた。表ユに葦とめられている
これらの実験試行の１果は例／におけると実質」−同し
パターンに従う。処理されたタールは大きく減少された
Ｑｌを持ち、それはまだタール蒸留後に残るピッチ残渣
の低いＱ１含量にも示される。

表　　− ／　　３：、ｌ　　ふ０　０．／　　０．７２３：λ　
グ、−〇、／　　３．’１ ３　３：、２　７ｇ、λ　０．３　　’１．左／　　／
：４’　　、！ｉ′、０　０．．２　　／、３．２　／
：ダ　グ、ｅ２　０．／　　／、ｇ３　／：ダ　７ｇ、
２　０．０３　　ふ７例　　３ 本例は慣用溶剤（この場合にはキノリン）を用いて抽出
されたタール中の不溶物の粒径と、本発明による前駆体
タールの抽出後のピッチ中の残留物の不溶物の粒径との
定性的比較を示す。

第、２　（ａ）図はキノリンを用いた抽出による残留タ
ールＱ１の走査電子顕微鏡（Ｓ、　Ｅ、　Ｍ、　）写真
である。

第、２　（ｂ）図はｎ−メチル−ノーピロリドン抽出後
の同じタールから作られたピッチ中の不溶′吻のＳ、　
Ｅ。

Ｍ、写真である。

前者の写真の代表的粒径か約／ミクロ／以」−であり凝
集した粒子の大きさが約ｑミクロン捷での範囲に亘るこ
とか容易に見てとれよう。後者の写真（第、２　（ｂ）
図）の粒径は約０．７ミクロン以下〜約０、Ｓミクロン
の範囲にあり、より大きな凝集体は大きさが約７ミクロ
ンである。

後者の写真中の粒子はタールの抽出による不溶物を含む
のみならず、更に元の０１が濃縮され０１粒子の生長の
核として機能するようなピッチ製造のだめのタール蒸留
中に生じる“′二次″Ｑ１をも含んでいることを理解す
ると、粒径分布の差はことさらに本質的である。

上記の操作は、尚業界の熟練者に明白であり且つ特許請
求の範囲に入るような極めて多様な変更を受けうるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の二頭様が必要とする工程を例示する模
式的なフローダイアグラムであり、第Ω図（ａ、、ｂ）
はそれぞれタール及びピッチ中の不溶粒状物の走査電子
顕微鏡写真である。 図中、１０：混合タンク、２ｏ：分離工程、３０：蒸留
工程、４０：分離工程。 特許庁長官　殿 １　事件の表示　昭和、５−７　　年特詐願　第１／７
乙０３号２、発明の名称　　　コールタール材料の改質
方法３、　補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　　　　トムター　イ／コーポレーテツド４　代理
人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　コールタール月利中のキノリンネ溶物（Ｑｌ
   ）の含量を減少させる方法において、コールタール月利
   を、ｎ−メチル−２−ピロリドン及ヒ１００〜３．Ｓ０
   ℃間で沸騰するコールタール蒸留物のフラクションの少
   くとも７種を含む溶剤と混合し、それによって溶剤溶解
   フラクションと溶剤不溶フラクションとを生成させるこ
   と、その溶剤溶解フラクションをコールタール材料の溶
   剤不溶ノラクノヨ／から分離すること、その際Ｑ１がそ
   の溶剤不溶フラクション中に濃縮され、溶剤溶解フラク
   ションがＱｌの減少したコールクール材料からなるよう
   になることを特徴とする上記の方法。 （２）　そのコールタール材料の溶剤溶解フラクション
   を蒸留してピッチ材料を得る追加工程であって、その際
   そのピッチ材料がコールクール材料の蒸留によって得ら
   れるピッチ材料よりも低いＱｌをもつようになる追加二
   ［程を含む、特許請求の範囲第（１）項記載の方法。 （３）その蒸留が溶剤を溶剤溶解フラクションから分離
   するのに更に役立つ、特ｉ？Ｉ請求の範囲第（２）項記
   載の方法。 ←）その分離された溶剤が別のコールクール材料の抽出
   に用いられる、特許請求の範囲第（３）項記載の方法。 ＜Ｓ＞　　その溶剤のコールクール材料に対する比が約
   グ、／〜約／：’ｌの範囲にある、特許請求の範囲第（
   １）、（２）又は（３）項記載の方法。 （乙）その混合及び分離の工程が７に一７Ｓ℃の温度範
   囲で行われる、特許請求の範囲第（１）、（，２）又は
   （３）項記載の方法。 （７）その分離が混合物のｒ過によって行われる、特許
   請求の範囲第（１）、（（２）又は（３）項記載の方法
   。 （ｇ）　　その分離が混合物の遠心分離によって行われ
   る、特許請求の範囲第（１）、（，２）又Ｖｉ（、？）
   項記載の方法。 （９）その分離が重力分離である、特許請求の範囲第（
   １）、ｉ、２）又は（３）項記載の方法。