JP2015212672A - コールタール類中のトルエン不溶分の定量方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】トルエン不溶分の迅速で正確な測定を簡便に実現する、方法について提供する。
【解決手段】コールタール類にトルエンを混合した溶液をフィルターを有するろ過器に供給してろ過を行ったのち、該ろ過器のフィルターにおける明度Ｌを測定し、該明度Ｌと予めトルエン不溶分量が判明しているコールタール類との関係を示す検量線に基づいて、前記明度Ｌの測定値に対応するトルエン不溶分量を求め、コールタール類中のトルエン不溶分の定量を行う。
【選択図】図１
【解決手段】コールタール類にトルエンを混合した溶液をフィルターを有するろ過器に供給してろ過を行ったのち、該ろ過器のフィルターにおける明度Ｌを測定し、該明度Ｌと予めトルエン不溶分量が判明しているコールタール類との関係を示す検量線に基づいて、前記明度Ｌの測定値に対応するトルエン不溶分量を求め、コールタール類中のトルエン不溶分の定量を行う。
【選択図】図１
Description
例えば、コークス炉から発生するコールタールには、トルエン不溶分が含まれている。このトルエン不溶分は、コールタールや、該コールタールを蒸留して得られるコールタールピッチ（以下、コールタールピッチを含めて「コールタール類」と総称する）を原料として製造される、ニードルコークスやピッチコークスなどのコークスにおいて、そのコークスの性状、例えば、熱膨張係数（ＣＴＥ）やハードグローブ粉砕性指数（ＨＧＩ）等に影響を与えるため、その定量化を行うことは重要である。
トルエン不溶分の定量は、通常コールタールにトルエンを添加して、トルエン不溶分ＴＩ（Toluene Insoluble）の量を測定して行われるのが一般的である。ここに、ＴＩの測定方法は、JIS Ｋ2425（2006年）14.２で規定されている。
すなわち、同規定の「ｃ）操作」に従って、試料約２ｇ[タールピッチの場合、粉末試料（粒度250μm以下）]を三角フラスコ300mLに0.1mgまで正しくはかり取る。トルエ
ン100mLをメスシリンダーにはかり取り、約50mLを三角フラスコに加え、ガラス棒でかき混ぜて底に付着した試料を分散させた後、ガラス棒及びフラスコ内壁を洗いながら、残りのトルエンを加える。
すなわち、同規定の「ｃ）操作」に従って、試料約２ｇ[タールピッチの場合、粉末試料（粒度250μm以下）]を三角フラスコ300mLに0.1mgまで正しくはかり取る。トルエ
ン100mLをメスシリンダーにはかり取り、約50mLを三角フラスコに加え、ガラス棒でかき混ぜて底に付着した試料を分散させた後、ガラス棒及びフラスコ内壁を洗いながら、残りのトルエンを加える。
次に、還流冷却器を付けた後、油浴（130±2℃）内に入れ、フラスコ内のトルエンが沸騰を始めてから30分間加熱する。直ちに、質量の分かっているろ過器を用いて、熱いうちに吸引ろ過する。この間、常にろ床が露出しないように注意しながら液を加える。
三角フラスコ内のろ過ケーキは、あらかじめ60℃に加熱したトルエン400mLを用いてろ過器中に洗い落とし、次に、フラスコ内壁に付着した不溶分は、毛筆などで落としながらトルエンでろ過器中に洗い落とし、更に、アセトン約５mLずつでろ過ケーキを４回洗浄する。次に、ろ過器を約110℃で60分間乾燥し、デシケーター中で放冷した後、質量をはかり、次の式によってトルエン不溶分を算出する。
ＴＩ＝（Ｍ1−Ｍ2）／Ｓ×100
ここに、ＴＩ：トルエン不溶分（質量％）（質量分率）
Ｍ1：（ろ過器＋ろ過助剤＋ろ過ケーキ）の質量（g）
Ｍ2：（ろ過器＋ろ過助剤）の質量（g）
Ｓ：試料の質量（g）
三角フラスコ内のろ過ケーキは、あらかじめ60℃に加熱したトルエン400mLを用いてろ過器中に洗い落とし、次に、フラスコ内壁に付着した不溶分は、毛筆などで落としながらトルエンでろ過器中に洗い落とし、更に、アセトン約５mLずつでろ過ケーキを４回洗浄する。次に、ろ過器を約110℃で60分間乾燥し、デシケーター中で放冷した後、質量をはかり、次の式によってトルエン不溶分を算出する。
ＴＩ＝（Ｍ1−Ｍ2）／Ｓ×100
ここに、ＴＩ：トルエン不溶分（質量％）（質量分率）
Ｍ1：（ろ過器＋ろ過助剤＋ろ過ケーキ）の質量（g）
Ｍ2：（ろ過器＋ろ過助剤）の質量（g）
Ｓ：試料の質量（g）
かように、ＴＩ量を算出するには、ろ過器を乾燥してろ過器の質量を計測してろ過ケーキの質量を算出する必要があり、トルエン不溶分（ろ過ケーキ）の質量を算出するまでに時間を要する。しかし、コールタール製品およびコールタールピッチ製品の製造工程において、トルエン不溶分（ＴＩ）測定値の結果によっては操業条件の変更を瞬時に行わなくてはならない。そのため、迅速で簡易的に測定できる方法が求められている。
コールタールおよびピッチに含まれる重質分（トルエン不溶分）の測定方法は上述のとおりJIS（JIS Ｋ2425）にあるが、JIS法では溶剤不溶分の質量を測定するため時間を要する。しかし、コールタール製品およびピッチ製品の製造工程においては、トルエン不溶分（ＴI）測定値の結果により操業変更を瞬時に行わなくてはならない場合がある。そのために、迅速で簡易的に測定できる方法が求められている。
そこで、本発明は、トルエン不溶分に対して迅速で正確な測定を簡便に実現する、方法について提案することを目的とするものである。
上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、コールタール類をトルエンに溶解させた溶液におけるトルエン不溶分と、コールタール類にトルエンを添加した溶液のろ過を行った、ろ過器のフィルターにおける白色度との間に相関があることを見出した。すなわち、上述のJIS Ｋ2425に規定の「加工タール及びタールピッチのトルエン不溶分定量方法」に従う定量処理において、コールタール類にトルエンを添加した溶液のろ過を行うと、ろ過器のフィルターには、上記したトルエン不溶分が付着し、それが堆積することによって着色がなされてゆく。そして、この着色の度合いを明度Ｌ値として表した際に、このＬ値がトルエン不溶分量と良い相関を示すことを新たに見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の要旨構成は、次のとおりである。
コールタール類にトルエンを混合した溶液をろ過器に供給してろ過を行ったのち、該ろ過器のフィルターにおける明度Ｌを測定し、該明度Ｌと予めトルエン不溶分量が判明しているコールタール類との関係を示す検量線に基づいて、前記明度Ｌの測定値に対応するトルエン不溶分量を求め、コールタール類中のトルエン不溶分を定量するコールタール類中のトルエン不溶分の定量方法。
コールタール類にトルエンを混合した溶液をろ過器に供給してろ過を行ったのち、該ろ過器のフィルターにおける明度Ｌを測定し、該明度Ｌと予めトルエン不溶分量が判明しているコールタール類との関係を示す検量線に基づいて、前記明度Ｌの測定値に対応するトルエン不溶分量を求め、コールタール類中のトルエン不溶分を定量するコールタール類中のトルエン不溶分の定量方法。
本発明によれば、従来の例えばJIS法（JIS Ｋ2425）より迅速にトルエン不溶分の定量化が可能であるから、例えば、コールタール製品およびピッチ製品の製造工程において、当該不溶分であるＴＩ値の結果により操業変更を瞬時に行うことができる。
本発明のトルエン不溶分の測定方法について、詳しく説明する。
まず、コールタール類から採取した試料に、トルエンを添加そして混合した後、それをろ過する。この工程は、JIS Ｋ2425に規定の「加工タール及びタールピッチのトルエン不溶分定量方法」の上述した「ｃ）操作」に従って行えばよい。
まず、コールタール類から採取した試料に、トルエンを添加そして混合した後、それをろ過する。この工程は、JIS Ｋ2425に規定の「加工タール及びタールピッチのトルエン不溶分定量方法」の上述した「ｃ）操作」に従って行えばよい。
次いで、上記工程を経たろ過器からフィルターを取り出して、例えばハンター式測色色差計を用いてフィルター表面のＬ値を測定する。このＬ値と、予め作成しておいた検量線とを照らし合わせ、当該Ｌ値に対応するＴＩ値を求める。
ここで、検量線の作成は、ＴＩ量が判明しているコールタールに対して、上記したJIS
Ｋ2425に規定の「ｃ）操作」に従って、ろ過を終了したフィルターのＬ値を測定する。このＬ値の測定を、ＴＩ量が判明している複数のコールタールに対して行って、ＴＩ量とＬ値との関係を示す検量線を作成する。
この検量線の作成にあたって、JIS Ｋ2425でＴＩ量を測定した試料（例えば、ＴＩ量が1.0質量％）を芳香族系溶媒で希釈して、ＴＩ量が0.60〜0.64質量％の試料（希釈試料）を準備した。次に、これらの希釈試料を用いて、JIS Ｋ2425の上記した手順の工程を経た、ろ過器からフィルターを取り出して、例えばハンター式測色色差計を用いてフィルター表面のＬ値を測定した。なお、希釈に用いた芳香族系の溶媒のみについても同様にＬ値を測定したが、この値はフィルターのＬ値と同じ値であった。
かくして作成した検量線について、ＴＩ量が0.613質量％でのＬ値を１とする指数にてＬ値を相対値として表示したものを図１に示す。
Ｋ2425に規定の「ｃ）操作」に従って、ろ過を終了したフィルターのＬ値を測定する。このＬ値の測定を、ＴＩ量が判明している複数のコールタールに対して行って、ＴＩ量とＬ値との関係を示す検量線を作成する。
この検量線の作成にあたって、JIS Ｋ2425でＴＩ量を測定した試料（例えば、ＴＩ量が1.0質量％）を芳香族系溶媒で希釈して、ＴＩ量が0.60〜0.64質量％の試料（希釈試料）を準備した。次に、これらの希釈試料を用いて、JIS Ｋ2425の上記した手順の工程を経た、ろ過器からフィルターを取り出して、例えばハンター式測色色差計を用いてフィルター表面のＬ値を測定した。なお、希釈に用いた芳香族系の溶媒のみについても同様にＬ値を測定したが、この値はフィルターのＬ値と同じ値であった。
かくして作成した検量線について、ＴＩ量が0.613質量％でのＬ値を１とする指数にてＬ値を相対値として表示したものを図１に示す。
コークス炉ガスから発生したコールタールを沈降分離処理し、ＴＩ量が0.63質量％程度になるように精製した（試料１）。この試料１を更に、沈降分離や遠心分離などの処理の回数を変化させて、ＴＩ量が異なる試料２、３を作製した。なお、試料２、３の順で分離処理回数を増やした。したがって、試料１、２、３の順でＴＩ量が減少していると考えられる。
なお、試料の作製は、次の（ａ）〜（ｃ）の工程に従って行った。
（ａ）まず、試料（粒度250μm以下）約１ｇをビーカー50mlに0.1mgまではかり取り、トルエン20mlを加え、ガラス棒でときどきかき混ぜながら約75℃の水浴中に30分間浸す。この間ビーカー底部に塊ができやすいから、これを砕く。
（ｂ）次に、質量の分かっているろ過器に、あらかじめ110℃で乾燥したろ過助剤１ｇをはかり取り、その約半分を試料の入っているビーカーに入れ、かき混ぜた後、前記ろ過器（あらかじめトルエン約３mlを入れ、静かにゆすって表面を平らにしておく。）を用いて吸引ろ過する。
（ｃ）ビーカー内のろ過ケーキは、トルエン10mlずつで５回洗浄し、その都度ビーカー内のろ過ケーキをろ過器中に移し入れる。このとき、ろ過器内の液が完全になくならないうちに、次の液を入れる。次に、アセトン10mlずつで同様の操作を５回行う。
（ａ）まず、試料（粒度250μm以下）約１ｇをビーカー50mlに0.1mgまではかり取り、トルエン20mlを加え、ガラス棒でときどきかき混ぜながら約75℃の水浴中に30分間浸す。この間ビーカー底部に塊ができやすいから、これを砕く。
（ｂ）次に、質量の分かっているろ過器に、あらかじめ110℃で乾燥したろ過助剤１ｇをはかり取り、その約半分を試料の入っているビーカーに入れ、かき混ぜた後、前記ろ過器（あらかじめトルエン約３mlを入れ、静かにゆすって表面を平らにしておく。）を用いて吸引ろ過する。
（ｃ）ビーカー内のろ過ケーキは、トルエン10mlずつで５回洗浄し、その都度ビーカー内のろ過ケーキをろ過器中に移し入れる。このとき、ろ過器内の液が完全になくならないうちに、次の液を入れる。次に、アセトン10mlずつで同様の操作を５回行う。
次いで、上記（ｃ）の工程を経たろ過器からフィルターを取り出して、ハンター式測色色差計を用いてフィルター表面のＬ値を、試料各々について測定した。このＬ値を図１に示した検量線におけるＬ値（相対値）と同様の相対値にして、同検量線にて対応をみた結果、表１に示すＴＩ量が得られた。
また、試料１、２、３について、上記（ｃ）の工程を経たろ過器からフィルターを取り出し、110℃で60分乾燥後、デシケーターで放冷後、質量を測定してＴＩ量を実測した（JIS Ｋ2425準拠と称す）。その結果を、表１に併記するように、トルエン不溶分の定量を正確かつ短時間で行うことができた。
Claims (1)
- コールタール類にトルエンを混合した溶液をろ過器に供給してろ過を行ったのち、該ろ過器のフィルターにおける明度Ｌを測定し、該明度Ｌと予めトルエン不溶分量が判明しているコールタール類との関係を示す検量線に基づいて、前記明度Ｌの測定値に対応するトルエン不溶分量を求め、コールタール類中のトルエン不溶分を定量するコールタール類中のトルエン不溶分の定量方法。
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|---|---|---|---|
| JP2014095890A JP2015212672A (ja) | 2014-05-07 | 2014-05-07 | コールタール類中のトルエン不溶分の定量方法 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113466081A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-10-01 | 西北大学 | 一种高效测定煤焦油四组分的方法 |
| CN115389664A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-11-25 | 宝钢化工湛江有限公司 | 气相色谱法测定焦炉煤气三苯含量的方法 |
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-
2014
- 2014-05-07 JP JP2014095890A patent/JP2015212672A/ja active Pending
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