JP2018127611A - Method for manufacturing coal tar pitch - Google Patents

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寿利 越川
Hisatoshi Koshikawa
寿利 越川
寛己 岡本
Hiroki Okamoto
寛己 岡本
川合 辰哉
Tatsuya Kawai
辰哉 川合
恵美 岡田
Emi Okada
恵美 岡田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a coal tar pitch having a high softening point and a high β-resin content.SOLUTION: A method for manufacturing a coal tar pitch having a softening point of 120-140°C and a β-resin content of 20 mass% or more of the present invention comprises: a distillation step for distilling a coal tar and obtaining an intermediate pitch; and a thermally modification step for thermally modifying the intermediate pitch obtained by the distillation step whose temperature lies in a range of 360-380°C while water vapor is blown in the intermediate pitch, where a weight ratio of steam/pitch is in a range of 40-150 kg (steam)/t (pitch).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、コールタールピッチの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing coal tar pitch.

従来、コールタールピッチは、製鉄耐火物用流し込み材、製鋼耐火物用補修材等の耐火物、金属溶解用黒鉛ルツボ、造粒活性炭、特殊炭素繊維、黒鉛電極等の特殊炭素材料などのバインダーとして用いられている。   Conventionally, coal tar pitch has been used as a binder for refractory materials such as casting materials for steel refractories, repair materials for steel refractories, graphite crucibles for melting metals, granulated activated carbon, special carbon fibers, graphite electrodes and other special carbon materials. It is used.

例えば、コールタールピッチをバインダーとして用いて耐火物を製造する場合、骨材とコールタールピッチ等の原料を混合したのち焼成を行う。そのため、バインダーには、適度な流動性と、焼成中に水が蒸発するに際して耐火物の割れが生じないよう、水の沸点よりも高い軟化点を備えることが求められる場合がある。   For example, when a refractory is produced using coal tar pitch as a binder, the aggregate and raw materials such as coal tar pitch are mixed and then fired. For this reason, the binder may be required to have an appropriate fluidity and a softening point higher than the boiling point of water so that cracking of the refractory does not occur when water evaporates during firing.

また、コールタールピッチをバインダーとして用いて特殊炭素材料、例えば黒鉛電極を製造する場合、黒鉛(骨材)とコールタールピッチを捏合し、成形した後、焼成、黒鉛化を行う。そのため、コールタールピッチには、黒鉛(骨材)との捏合性を高めるために、βレジン含有量が大きいことが求められる場合がある。   Further, when a special carbon material such as a graphite electrode is manufactured using coal tar pitch as a binder, graphite (aggregate) and coal tar pitch are combined and molded, and then fired and graphitized. Therefore, the coal tar pitch may be required to have a high β resin content in order to improve the compatibility with graphite (aggregate).

特許文献1には、300℃以上、400℃以下の温度範囲内の所定温度で10時間以内の第1段目の熱処理を行った後に、300℃以上、400℃以下の温度範囲内で第1段目の温度とは異なる温度で10時間以内の第2段目の熱処理を行うことで、β成分濃度の高いバインダーピッチを製造する技術が開示されている。   In Patent Document 1, the first heat treatment is performed within a temperature range of 300 ° C. or more and 400 ° C. or less after performing the first stage heat treatment for 10 hours or less at a predetermined temperature within a temperature range of 300 ° C. or more and 400 ° C. or less. A technique for producing a binder pitch having a high β component concentration by performing the second stage heat treatment within 10 hours at a temperature different from the stage temperature is disclosed.

特開平8−218078号公報JP-A-8-218078

本発明は、軟化点が高く、かつ、βレジン含有量が大きいコールタールピッチの製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a method for producing a coal tar pitch having a high softening point and a high β resin content.

本発明は、以下の態様を有する。
コールタールを蒸留して、中間ピッチを得る蒸留工程と、前記蒸留工程で得られた中間ピッチを、360〜380℃の温度範囲としつつ、水蒸気を、蒸気量/ピッチ重量比で40〜150kg・スチーム/t・ピッチの範囲で、前記中間ピッチに吹き込みながら熱改質してコールタールピッチを得る熱改質工程とを有する、軟化点が120〜140℃であり、かつ、βレジン含有量が20質量%以上である、コールタールピッチの製造方法。
The present invention has the following aspects.
Distillation step of coal tar to obtain an intermediate pitch, and the intermediate pitch obtained in the distillation step within a temperature range of 360 to 380 ° C., water vapor is 40 to 150 kg. In the range of steam / t · pitch, a thermal reforming step of obtaining a coal tar pitch by thermal reforming while blowing into the intermediate pitch, having a softening point of 120 to 140 ° C. and having a β resin content The manufacturing method of coal tar pitch which is 20 mass% or more.

本発明によれば、軟化点が高く、かつ、βレジン含有量が大きいコールタールピッチの製造方法を提供することができる。
本発明の製造方法によるコールタールピッチは、水の沸点より十分に高い軟化点を有するため、焼成工程において水が蒸発する際に軟化せず形状を維持でき、水の蒸発による成型体の割れを防ぐことができる。また、本発明の製造方法によるコールタールピッチは、βレジン含有量が大きく骨材コークスとの捏合性にも優れる。そのため、本発明によるコールタールピッチは、耐火物や特殊炭素材料用のバインダーとして好適である。
According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a coal tar pitch having a high softening point and a high β resin content.
Since the coal tar pitch by the production method of the present invention has a softening point sufficiently higher than the boiling point of water, it can maintain its shape without being softened when water evaporates in the firing step, and cracks in the molded product due to water evaporation. Can be prevented. In addition, the coal tar pitch produced by the production method of the present invention has a high β resin content and excellent compatibility with aggregate coke. Therefore, the coal tar pitch according to the present invention is suitable as a binder for refractories and special carbon materials.

図1は、本発明のコールタールピッチの製造方法の一実施形態を説明する説明図である。FIG. 1 is an explanatory view for explaining an embodiment of a method for producing a coal tar pitch of the present invention.

以下、本発明のコールタールピッチの製造方法の一実施形態について、図1を参照しながら説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。   Hereinafter, an embodiment of a method for producing a coal tar pitch of the present invention will be described with reference to FIG. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本発明のコールタールピッチの製造方法の一実施形態を説明する説明図である。本発明のコールタールピッチの製造方法は、コールタールを蒸留して中間ピッチを得る蒸留工程と、前記蒸留工程で得られた中間ピッチを、360〜380℃の温度範囲としつつ、水蒸気を、蒸気量/ピッチ重量比で40〜150kg・スチーム/t・ピッチの範囲で、前記中間ピッチに吹き込みながら熱改質してコールタールピッチを得る熱改質工程とを有する。   FIG. 1 is an explanatory view for explaining an embodiment of a method for producing a coal tar pitch of the present invention. The method for producing coal tar pitch of the present invention includes a distillation step for distilling coal tar to obtain an intermediate pitch, and the intermediate pitch obtained in the distillation step within a temperature range of 360 to 380 ° C. And a thermal reforming step of obtaining a coal tar pitch by thermal reforming while blowing into the intermediate pitch within a range of 40 to 150 kg · steam / t · pitch in an amount / pitch weight ratio.

<蒸留工程>
蒸留工程では、原料となるコールタールを、脱水塔に装入し脱水処理した後、分留塔に装入して蒸留処理し、低沸点油(ナフタリン油、アントラセン油等)を留出させて、中間ピッチを得る。
前記中間ピッチは、低沸点油を留去した後の釜残(残渣)として得られるものであり、その軟化点が70〜90℃であることが好ましい。
また、原料となるコールタールとしては、事前のコールタール配合工程で成分調整を行い、キノリン不溶分が4.5〜15質量%に調整されたものを用いることが好ましい。
<Distillation process>
In the distillation process, coal tar as a raw material is charged into a dehydrating tower and dehydrated, and then charged into a fractionating tower and distilled to distill low-boiling oil (naphthalene oil, anthracene oil, etc.). Get an intermediate pitch.
The intermediate pitch is obtained as a residue (residue) after distilling off the low-boiling oil, and the softening point is preferably 70 to 90 ° C.
Moreover, as coal tar used as a raw material, it is preferable to use a component in which components are adjusted in a prior coal tar blending step so that the quinoline insoluble content is adjusted to 4.5 to 15% by mass.

また、上記蒸留処理は、連続式プロセス(連続式蒸留)で行うことが好ましい。図1に示す実施形態では、脱水塔と分留塔を直列に配置し、脱水処理および蒸留処理をともに連続式プロセスで行った例を図示している。図1に示す実施形態では、原料となるコールタールが、連続的に脱水塔に装入され、該脱水塔で連続的に脱水処理された後、前記脱水塔から連続的に排出される。前記排出されたコールタールは、配管ラインにより連続的に分留塔に装入され、該分留塔で連続的に蒸留処理されて中間ピッチとされて、前記分留塔から連続的に排出されるように構成されている。   Moreover, it is preferable to perform the said distillation process by a continuous process (continuous distillation). In the embodiment shown in FIG. 1, an example is shown in which a dehydration tower and a fractionation tower are arranged in series, and both the dehydration treatment and the distillation treatment are performed in a continuous process. In the embodiment shown in FIG. 1, coal tar as a raw material is continuously charged into a dehydration tower, dehydrated continuously in the dehydration tower, and then continuously discharged from the dehydration tower. The discharged coal tar is continuously charged into a fractionation tower by a piping line, continuously distilled in the fractionation tower to obtain an intermediate pitch, and continuously discharged from the fractionation tower. It is comprised so that.

<熱改質工程>
熱改質工程では、前記蒸留工程で得られた中間ピッチを、改質槽に装入して熱改質を行う。
この熱改質工程では、前記中間ピッチを360〜380℃の温度範囲としつつ、水蒸気を、蒸気量/ピッチ重量比(ピッチの単位重量(t)当たりに吹き込む水蒸気の重量(kg))で40〜150kg・スチーム/t・ピッチの範囲で、前記中間ピッチに吹き込みながら熱改質してコールタールピッチを得る。
<Thermal reforming process>
In the thermal reforming step, the intermediate pitch obtained in the distillation step is charged into a reforming tank to perform thermal reforming.
In this thermal reforming step, the steam is blown at a steam volume / pitch weight ratio (weight (kg) of steam blown per unit weight (t) of pitch) of 40 while the intermediate pitch is set to a temperature range of 360 to 380 ° C. In the range of ˜150 kg · steam / t · pitch, the coal tar pitch is obtained by thermal reforming while blowing into the intermediate pitch.

本発明においては、中間ピッチの温度を上記範囲内としつつ、水蒸気を上記範囲内で中間ピッチに吹き込みながら熱改質することで、120〜140℃の軟化点と、20質量%以上のβレジン含有量を有するコールタールピッチを得ることができる。   In the present invention, the temperature of the intermediate pitch is within the above range, and heat reforming is performed while blowing water vapor into the intermediate pitch within the above range, so that a softening point of 120 to 140 ° C. and a β resin of 20% by mass or more are obtained. A coal tar pitch having a content can be obtained.

熱改質工程における中間ピッチの温度が360℃未満であると、中間ピッチの重質化が十分に進行せずに所望の軟化点およびβレジン含有量を有するコールタールピッチが得られない。また、熱改質に要する時間も長くなり生産効率が低下する。一方、熱改質工程における中間ピッチの温度が380℃超であると、キノリン不溶分であるメソフェーズが増加し、所望のβレジン含有量を有するコールタールピッチが得られなくなる。また、コールタールピッチの重質化が進行しすぎたり、または、コールタールピッチの一部が熱分解したりして、所望の軟化点を有するコールタールピッチが得られにくくなる。   If the temperature of the intermediate pitch in the thermal reforming step is less than 360 ° C., the intermediate pitch is not sufficiently increased in weight, and a coal tar pitch having a desired softening point and β resin content cannot be obtained. In addition, the time required for the thermal reforming becomes longer and the production efficiency is lowered. On the other hand, if the temperature of the intermediate pitch in the heat reforming step is higher than 380 ° C., the mesophase which is a quinoline insoluble component increases, and a coal tar pitch having a desired β-resin content cannot be obtained. Further, the coal tar pitch becomes too heavy, or a part of the coal tar pitch is thermally decomposed, making it difficult to obtain a coal tar pitch having a desired softening point.

また、熱改質工程における水蒸気の吹き込み量が40kg・スチーム/t・ピッチ未満であると、軽質分を十分に留出できず、コールタールピッチの軟化点が低くなり所望の軟化点を有するコールタールピッチが得られなくなる。一方、熱改質工程における水蒸気の吹き込み量が150kg・スチーム/t・ピッチ超であると、コールタールピッチの軟化点が高くなりすぎて、所望の軟化点を有するコールタールピッチが得られなくなる。
熱改質工程における水蒸気の吹き込み量は、蒸気量/ピッチ重量比で、40〜120kg・スチーム/t・ピッチが好ましく、50〜100kg・スチーム/t・ピッチがより好ましい。
なお、熱改質工程で用いる水蒸気としては、特に限定されないが、例えば工場で使用可能な飽和蒸気等が挙げられる。
In addition, if the amount of steam blown in the thermal reforming process is less than 40 kg · steam / t · pitch, the light component cannot be sufficiently distilled, and the coal tar pitch has a low softening point and has a desired softening point. Tar pitch cannot be obtained. On the other hand, if the amount of steam blown in the thermal reforming step is more than 150 kg · steam / t · pitch, the coal tar pitch has a too high softening point and a coal tar pitch having a desired softening point cannot be obtained.
The amount of steam blown in the thermal reforming step is preferably 40 to 120 kg · steam / t · pitch, and more preferably 50 to 100 kg · steam / t · pitch in terms of the steam amount / pitch weight ratio.
The steam used in the thermal reforming process is not particularly limited, and examples thereof include saturated steam that can be used in a factory.

また、上記熱改質の時間は、8〜16時間が好ましい。熱改質の時間が8時間未満であると、中間ピッチの重質化が十分に進行せずに所望の軟化点およびβレジン含有量を有するコールタールピッチが得られなくなるおそれがある。一方、熱改質の時間が16時間超であると、キノリン不溶分であるメソフェーズが増加し、所望のβレジン含有量を有するコールタールピッチが得られなくなるおそれがある。また、コールタールピッチの重質化が進行しすぎたり、または、コールタールピッチの一部が熱分解したりして、所望の軟化点を有するコールタールピッチが得られにくくなる。   The heat reforming time is preferably 8 to 16 hours. If the heat reforming time is less than 8 hours, the intermediate pitch is not sufficiently heavier and a coal tar pitch having a desired softening point and β resin content may not be obtained. On the other hand, if the heat reforming time exceeds 16 hours, the mesophase, which is insoluble in quinoline, increases, and a coal tar pitch having a desired β-resin content may not be obtained. Further, the coal tar pitch becomes too heavy, or a part of the coal tar pitch is thermally decomposed, making it difficult to obtain a coal tar pitch having a desired softening point.

熱改質工程における熱改質は、連続式プロセス(連続式熱改質)で行うことが好ましい。さらに、前記熱改質は、複数の改質槽を用いて行うことが好ましい。図1に示す実施形態では、2つの改質槽(改質槽1、改質槽2)を直列に配置して、熱改質を連続式プロセスで行った例を図示している。図1に示す実施形態では、上記蒸留工程において分留塔から排出された中間ピッチが連続的に改質槽1に装入され、該改質槽1で熱改質された後、改質槽1から連続的に排出される。そして、前記改質槽1から排出された中間ピッチは、配管ラインにより連続的に改質槽2に装入され、該改質槽2で熱改質されコールタールピッチとされ、該改質槽2から連続的に排出されるように構成されている。この際、前記改質槽1、前記改質槽2での熱改質は、それぞれ上記所定の中間ピッチの温度範囲内で、かつ、前記改質槽1と前記改質槽2での水蒸気の吹き込み量の合計が、上記所定の水蒸気の吹き込み量の範囲内の条件で行われる。また、熱改質の時間としては、改質槽1での熱改質の時間と改質槽2での熱改質の時間の合計(改質槽1および改質槽2での滞留時間の合計)で、8〜16時間が好ましい。
熱改質工程での熱改質を連続式プロセスで行うことで、熱改質効率を高めることができ、コールタールピッチの生産効率を高めることができる。さらに、前記熱改質を複数の改質槽を用いた連続式プロセスで行うことで、コールタールピッチの生産効率をより高めることができる。
The thermal reforming in the thermal reforming step is preferably performed by a continuous process (continuous thermal reforming). Further, the thermal reforming is preferably performed using a plurality of reforming tanks. In the embodiment shown in FIG. 1, an example in which two reforming tanks (reforming tank 1 and reforming tank 2) are arranged in series and thermal reforming is performed by a continuous process is illustrated. In the embodiment shown in FIG. 1, the intermediate pitch discharged from the fractionation tower in the distillation step is continuously charged into the reforming tank 1 and thermally reformed in the reforming tank 1, and then the reforming tank. 1 is continuously discharged. The intermediate pitch discharged from the reforming tank 1 is continuously charged into the reforming tank 2 through a piping line, and is thermally reformed in the reforming tank 2 to be a coal tar pitch. 2 is configured to be continuously discharged. At this time, the thermal reforming in the reforming tank 1 and the reforming tank 2 is performed within the temperature range of the predetermined intermediate pitch, and the steam in the reforming tank 1 and the reforming tank 2 is changed. The total amount of blowing is performed under conditions within the range of the predetermined amount of blowing water vapor. The thermal reforming time is the sum of the thermal reforming time in the reforming tank 1 and the thermal reforming time in the reforming tank 2 (the residence time in the reforming tank 1 and the reforming tank 2). In total, 8 to 16 hours are preferable.
By performing the thermal reforming in the thermal reforming process in a continuous process, the thermal reforming efficiency can be increased, and the coal tar pitch production efficiency can be increased. Furthermore, by performing the thermal reforming in a continuous process using a plurality of reforming tanks, the production efficiency of coal tar pitch can be further increased.

なお、前記改質槽1と前記改質槽2における熱改質の条件(中間ピッチの温度、水蒸気の吹き込み量、熱改質時間)は、同じであってもよいし、異なってもよい。一例として、前記熱改質の条件としては、改質槽1において、中間ピッチの温度を372〜376℃の範囲とし、水蒸気の吹き込み量を30〜45kg・スチーム/t・ピッチの範囲とし、5〜6時間滞留させる熱改質を行った後、改質槽2において、中間ピッチの温度を372〜376℃の範囲とし、水蒸気の吹き込み量を30〜45kg・スチーム/t・ピッチの範囲とし、5〜6時間滞留させる熱改質を行う熱改質条件が挙げられる。複数の改質槽を用いて連続式で熱改質する場合の水蒸気の吹込み量は、各改質槽での水蒸気の吹込み量の合計量である。
なお、図1に示す実施形態では、2つの改質槽を配置して熱改質を行った例を示しているが、これに限定されず、本発明の熱改質工程で用いる改質槽の数は任意である。
The conditions for thermal reforming in the reforming tank 1 and the reforming tank 2 (intermediate pitch temperature, steam blowing amount, thermal reforming time) may be the same or different. As an example, the conditions for the thermal reforming are as follows. In the reforming tank 1, the temperature of the intermediate pitch is in the range of 372 to 376 ° C., the amount of steam blown is in the range of 30 to 45 kg · steam / t · pitch, 5 After performing the thermal reforming for ˜6 hours, in the reforming tank 2, the temperature of the intermediate pitch is in the range of 372 to 376 ° C., and the amount of steam blown is in the range of 30 to 45 kg · steam / t · pitch, Examples include thermal reforming conditions for performing thermal reforming for 5 to 6 hours. The amount of steam blown in the case of performing thermal reforming in a continuous manner using a plurality of reforming tanks is the total amount of steam blown in each reforming tank.
In addition, in embodiment shown in FIG. 1, although the example which has arrange | positioned two reforming tanks and performed thermal reforming is shown, it is not limited to this, The reforming tank used by the thermal reforming process of this invention The number of is arbitrary.

さらに、本発明においては、前記蒸留工程と前記熱改質工程とを連続式プロセスで行うことが好ましい。図1に示す実施形態では、蒸留工程における分留塔と、熱改質工程における改質槽1とを直列に配置し、蒸留工程と熱改質工程とを連続式プロセスで行った例を図示している。図1に示す実施形態では、前記分留塔から連続的に排出された中間ピッチが、配管ラインにより連続的に改質槽1に装入され、所定の熱改質が施されるように構成されている。
コールタールピッチをかかる連続式プロセスで製造することで、コールタールピッチの生産効率をより高めることができる。
Furthermore, in the present invention, it is preferable that the distillation step and the thermal reforming step are performed in a continuous process. In the embodiment shown in FIG. 1, an example in which a fractionation tower in a distillation step and a reforming tank 1 in a thermal reforming step are arranged in series, and the distillation step and the thermal reforming step are performed in a continuous process. Show. In the embodiment shown in FIG. 1, the intermediate pitch continuously discharged from the fractionation tower is continuously charged into the reforming tank 1 through a piping line and subjected to predetermined thermal reforming. Has been.
By producing coal tar pitch by such a continuous process, the production efficiency of coal tar pitch can be further increased.

上記各工程により、本発明のコールタールピッチが製造される。製造されたコールタールピッチは、適宜クーラー等の装置を用いて冷却し固化してもよい。   Through the above steps, the coal tar pitch of the present invention is produced. The produced coal tar pitch may be appropriately cooled and solidified using an apparatus such as a cooler.

(コールタールピッチ)
上記各工程により、軟化点が120〜140℃であり、かつ、βレジン含有量が20質量%以上であるコールタールピッチが製造される。
コールタールピッチのβレジン含有量の上限は、特に限定されないが、30質量%以下であることが好ましい。
本発明によるコールタールピッチは、水の沸点より十分に高い軟化点を有するため、焼成工程において水が蒸発する際に軟化せず形状を維持でき、水の蒸発による成型体の割れを防ぐことができる。また、βレジン含有量が大きく骨材コークスとの捏合性にも優れる。そのため、耐火物や特殊炭素材料用のバインダーとして好適である。
(Coal tar pitch)
Through the above steps, a coal tar pitch having a softening point of 120 to 140 ° C. and a β resin content of 20% by mass or more is produced.
The upper limit of the β resin content of the coal tar pitch is not particularly limited, but is preferably 30% by mass or less.
Since the coal tar pitch according to the present invention has a softening point sufficiently higher than the boiling point of water, the shape can be maintained without being softened when water evaporates in the baking process, and cracking of the molded body due to water evaporation can be prevented. it can. Further, the β resin content is large and the compatibility with the aggregate coke is also excellent. Therefore, it is suitable as a binder for refractories and special carbon materials.

なお、本発明における軟化点、βレジン含有量の測定条件は以下のとおりである。
[軟化点の測定条件]
軟化点は、JIS K 2425:2006(クレオソート油、加工タール及びタールピッチ試験方法)の8.タールピッチの軟化点測定方法(環球法)に準拠して測定した。
[βレジン含有量の測定条件]
トルエン不溶分(TI)含有量(質量%)とキノリン不溶分(QI)含有量(質量%)との差(TI−QI)を求め、これをβレジン含有量(質量%)とした。
トルエン不溶分(TI)含有量は、JIS K 2425:2006(クレオソート油、加工タール及びタールピッチ試験方法)の14.2(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)に準拠して測定した。
キノリン不溶分(QI)含有量は、JIS K 2425:2006(クレオソート油、加工タール及びタールピッチ試験方法)の15.1(ろ過法)に準拠して測定した。
In addition, the measurement conditions of the softening point and β resin content in the present invention are as follows.
[Measurement conditions for softening point]
The softening point is JIS K 2425: 2006 (creosote oil, processed tar and tar pitch test method). The tar pitch was measured according to the softening point measurement method (ring ball method).
[Measurement conditions for β resin content]
The difference (TI-QI) between the toluene insoluble content (TI) content (% by mass) and the quinoline insoluble content (QI) content (% by mass) was determined, and this was defined as the β resin content (% by mass).
Toluene insoluble content (TI) content is measured according to JIS K 2425: 2006 (Creosote oil, processed tar and tar pitch test method) 14.2 (Toluene insoluble content determination method of processed tar and tar pitch). did.
The quinoline insoluble content (QI) content was measured in accordance with 15.1 (filtration method) of JIS K 2425: 2006 (creosote oil, processed tar and tar pitch test method).

(実施例1)
図1に示す実施形態に従い、コールタールピッチを製造した。
<コールタール配合工程>
石炭を乾留した際に発生したコールタールを配合して、キノリン不溶分を7.0質量%に調整した原料コールタールを得た。
<蒸留工程>
上記原料コールタールに対して、脱水処理および蒸留処理を連続式プロセスで行い、軟化点85℃の中間ピッチを得た。
<熱改質工程>
上記蒸留工程で得られた中間ピッチを、連続式熱改質により処理した。すなわち、前記中間ピッチを改質槽1に連続的に装入して、中間ピッチの温度を372℃、水蒸気の吹き込み量を45kg・スチーム/t・ピッチとして熱改質を行い、次いで、改質槽1で熱改質した中間ピッチを、配管ラインにより連続的に改質槽2に装入し、前記中間ピッチの温度を372℃、水蒸気の吹き込み量を45kg・スチーム/t・ピッチとして熱改質を行いコールタールピッチを製造した。改質槽1と改質槽2での合計の熱改質時間は、11時間であった。
その後、得られたコールタールピッチをクーラーに装入し、水冷により固化して棒状ピッチとした。製造条件とコールタールピッチ(生成物)の性状、生産効率を表1に示す。
Example 1
According to the embodiment shown in FIG. 1, a coal tar pitch was produced.
<Coal tar blending process>
Coal tar generated when coal was carbonized was blended to obtain raw material coal tar having a quinoline insoluble content adjusted to 7.0% by mass.
<Distillation process>
The raw coal tar was subjected to dehydration treatment and distillation treatment by a continuous process to obtain an intermediate pitch having a softening point of 85 ° C.
<Thermal reforming process>
The intermediate pitch obtained in the distillation step was processed by continuous thermal reforming. That is, the intermediate pitch is continuously charged into the reforming tank 1 and subjected to thermal reforming at an intermediate pitch temperature of 372 ° C. and a steam blowing amount of 45 kg · steam / t · pitch. The intermediate pitch thermally modified in the tank 1 is continuously charged into the reforming tank 2 through a piping line, and the temperature of the intermediate pitch is 372 ° C. and the steam blowing amount is 45 kg · steam / t · pitch. Coal tar pitch was manufactured with quality. The total thermal reforming time in the reforming tank 1 and the reforming tank 2 was 11 hours.
Thereafter, the obtained coal tar pitch was charged into a cooler and solidified by water cooling to obtain a rod-like pitch. Table 1 shows production conditions, properties of coal tar pitch (product), and production efficiency.

(実施例2、3)
原料コールタール、熱改質工程における条件を表1に示すように変えたこと以外は、実施例1と同様にしてコールタールピッチを製造した。製造条件とコールタールピッチ(生成物)の性状、生産効率を表1に示す。
(Examples 2 and 3)
A coal tar pitch was produced in the same manner as in Example 1 except that the conditions in the raw material coal tar and the thermal reforming step were changed as shown in Table 1. Table 1 shows production conditions, properties of coal tar pitch (product), and production efficiency.

(実施例4)
熱改質工程における熱改質をバッチ式(回分式)で行ったこと以外は、実施例1と同様にして、コールタールピッチを製造した。
すなわち、実施例1と同様にして、コールタール配合工程、蒸留工程を行って、軟化点85℃の中間ピッチを得た。そして、前記中間ピッチを、改質槽に装入し、当該改質槽での熱改質をバッチ式(回分式)で行った。前記熱改質の条件としては、中間ピッチの温度を372℃、水蒸気の吹き込み量を90kg・スチーム/t・ピッチとし、11時間の熱改質を行った。加えて、改質槽への中間ピッチ張り込みから昇温、熱改質完了後に冷却して改質槽外のタンクへ払出すのに合計4時間要した。製造条件とコールタールピッチ(生成物)の性状、生産効率を表1に示す。
Example 4
A coal tar pitch was produced in the same manner as in Example 1 except that the thermal reforming in the thermal reforming step was performed in a batch mode (batch mode).
That is, in the same manner as in Example 1, the coal tar blending step and the distillation step were performed to obtain an intermediate pitch having a softening point of 85 ° C. And the said intermediate pitch was charged into the reforming tank, and the thermal reforming in the said reforming tank was performed by the batch type (batch type). As the conditions for the thermal reforming, the temperature of the intermediate pitch was 372 ° C., the steam blowing amount was 90 kg · steam / t · pitch, and the thermal reforming was performed for 11 hours. In addition, it took a total of 4 hours to put the intermediate pitch into the reforming tank, raise the temperature, cool after completion of thermal reforming, and pay it out to the tank outside the reforming tank. Table 1 shows production conditions, properties of coal tar pitch (product), and production efficiency.

(比較例1)
実施例1と同様のコールタール配合工程、蒸留工程により得られた中間ピッチ(ただし、前記蒸留工程において、留出成分を調整して軟化点を135℃に調整したもの)を、比較例1のコールタールピッチとした。すなわち、比較例1では、熱改質工程を行わなかった。前記コールタールピッチ(生成物)の性状を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The intermediate pitch obtained by the same coal tar blending step and distillation step as in Example 1 (however, the distillate component was adjusted and the softening point was adjusted to 135 ° C. in the distillation step) was compared with that of Comparative Example 1. Coal tar pitch was used. That is, in Comparative Example 1, no thermal reforming process was performed. Table 1 shows the properties of the coal tar pitch (product).

(比較例2)
実施例1と同様のコールタール配合工程を経た原料コールタールに対し、脱水処理および蒸留処理を連続式プロセスで行い、軟化点70℃の中間ピッチとした後、該中間ピッチを改質槽1に連続的に装入して、中間ピッチの温度を360℃、水蒸気の吹き込み量を15kg・スチーム/t・ピッチとして熱改質を行い、次いで、改質槽1で熱改質した中間ピッチを、配管ラインにより連続的に改質槽2に装入し、前記中間ピッチの温度を360℃、水蒸気の吹き込み量を22kg・スチーム/t・ピッチとして熱改質を行いコールタールピッチを製造した。改質槽1と改質槽2での合計の熱改質時間は、10時間であった。製造条件とコールタールピッチ(生成物)の性状、生産効率を表1に示す。
(Comparative Example 2)
The raw material coal tar that has undergone the same coal tar blending step as in Example 1 is subjected to dehydration treatment and distillation treatment by a continuous process to obtain an intermediate pitch with a softening point of 70 ° C. Continuously charged, the intermediate pitch temperature is 360 ° C., the steam blowing amount is 15 kg · steam / t · pitch, and then the intermediate pitch is thermally reformed in the reforming tank 1. The reforming tank 2 was continuously charged through a piping line, and the temperature of the intermediate pitch was 360 ° C., and the steam was blown into 22 kg · steam / t · pitch for thermal reforming to produce coal tar pitch. The total thermal reforming time in the reforming tank 1 and the reforming tank 2 was 10 hours. Table 1 shows production conditions, properties of coal tar pitch (product), and production efficiency.

Figure 2018127611
Figure 2018127611

表1に示すように、本発明の製造方法により製造された実施例1〜4のコールタールピッチは、所望の軟化点およびβレジン含有量を有している。実施例1〜4のコールタールピッチは、水の沸点より十分に高い軟化点を有するため、焼成工程において水が蒸発する際に軟化せず形状を維持でき、水の蒸発による成型体の割れを防ぐことができる。また、βレジン含有量が大きく骨材コークスとの捏合性にも優れる。
さらに、実施例1〜3では、熱改質を連続式プロセスとしたことで、熱改質をバッチ式とした実施例4と比較して、コールタールピッチの生産効率をより高めることができた。
一方、本発明の熱改質を行わなかった比較例1では、βレジン含有量を十分に高めることができず、所望のβレジン含有量を有するコールタールピッチを製造することができなかった。比較例2では、熱改質工程における水蒸気の吹込み量が少ないため、所望の軟化点を有するコールタールピッチを製造することができなかった。
As shown in Table 1, the coal tar pitches of Examples 1 to 4 manufactured by the manufacturing method of the present invention have a desired softening point and β resin content. Since the coal tar pitch of Examples 1 to 4 has a softening point sufficiently higher than the boiling point of water, the shape can be maintained without being softened when water evaporates in the firing step, and cracks of the molded body due to water evaporation can be maintained. Can be prevented. Further, the β resin content is large and the compatibility with the aggregate coke is also excellent.
Furthermore, in Examples 1 to 3, by making the thermal reforming a continuous process, it was possible to further improve the coal tar pitch production efficiency compared to Example 4 in which the thermal reforming was a batch type. .
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the thermal reforming of the present invention was not performed, the β resin content could not be sufficiently increased, and a coal tar pitch having a desired β resin content could not be produced. In Comparative Example 2, a coal tar pitch having a desired softening point could not be produced because the amount of steam blown in the thermal reforming process was small.

Claims (1)

コールタールを蒸留して、中間ピッチを得る蒸留工程と、
前記蒸留工程で得られた中間ピッチを、360〜380℃の温度範囲としつつ、水蒸気を、蒸気量/ピッチ重量比で40〜150kg・スチーム/t・ピッチの範囲で、前記中間ピッチに吹き込みながら熱改質してコールタールピッチを得る熱改質工程とを有する、
軟化点が120〜140℃であり、かつ、βレジン含有量が20質量%以上である、コールタールピッチの製造方法。
A distillation step of distilling coal tar to obtain an intermediate pitch;
While the intermediate pitch obtained in the distillation step is set to a temperature range of 360 to 380 ° C., water vapor is blown into the intermediate pitch at a steam amount / pitch weight ratio of 40 to 150 kg · steam / t · pitch. A thermal reforming step of obtaining a coal tar pitch by thermal reforming,
A method for producing coal tar pitch, which has a softening point of 120 to 140 ° C. and a β resin content of 20% by mass or more.
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