JP3025540B2 - Needle coke manufacturing method - Google Patents

Needle coke manufacturing method

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JP3025540B2
JP3025540B2 JP03033331A JP3333191A JP3025540B2 JP 3025540 B2 JP3025540 B2 JP 3025540B2 JP 03033331 A JP03033331 A JP 03033331A JP 3333191 A JP3333191 A JP 3333191A JP 3025540 B2 JP3025540 B2 JP 3025540B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は黒鉛原料、特に電気製鋼
用黒鉛電極用の原料として使用されているニードルコー
クスの製造方法に関する。更に詳しくは、キノリン不溶
分を含まないコールタール系原料油に石油系重質油を混
合することで、CTEおよびパフィングが低く、且つか
焼コークス嵩密度が高いニードルコークスを製造する方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing graphite raw material, in particular, needle coke used as a raw material for a graphite electrode for electric steelmaking. More specifically, the present invention relates to a method for producing a needle coke having a low CTE and a low puffing and a high calcined coke bulk density by mixing a petroleum heavy oil with a coal tar stock oil containing no quinoline-insoluble matter.

【0002】[0002]

【従来の技術】ニードルコークスは主に電気製鋼電極の
原料として用いられるが、電気製鋼業界では電気炉の大
型化、UHP(ウルトラハイパワー)操業と操業条件が
ますます過酷となってきており、より性能の優れた黒鉛
電極、ひいては高品位のニードルコークスが要望されて
いる。特にCTE(熱膨脹係数)は電極使用時の耐熱衝
撃性に関係し、CTEが低いと電極消耗原単位が良くな
るため、CTEの低い電極、コークスが要望されてい
る。
2. Description of the Related Art Needle coke is mainly used as a raw material for electric steelmaking electrodes. However, in the electric steelmaking industry, electric furnaces have become larger, and UHP (ultra high power) operations and operating conditions have become increasingly severe. There is a demand for graphite electrodes having better performance and, consequently, high quality needle coke. In particular, CTE (coefficient of thermal expansion) is related to thermal shock resistance when an electrode is used, and when CTE is low, the unit consumption of the electrode is improved. Therefore, an electrode and coke having a low CTE are demanded.

【0003】一方、黒鉛電極を生産する側でも黒鉛化時
の省エネルギーのために黒鉛化時間の短縮を図ってお
り、このため、電極が黒鉛化時におこす不可逆的な熱膨
脹現象(パフィング)が問題となっている。パフィング
は黒鉛化時間が短くなればなるほど大きくなり、極端な
場合は黒鉛化ができなくなる。またパフィングが大きい
と黒鉛化後に得られる電極の嵩密度が低下するなどの問
題が生じる。従って、黒鉛電極のCTEのみならず、黒
鉛化時のパフィングもニードルコークス品位の重要な指
標となる。
[0003] On the other hand, the graphite electrode production side has also tried to shorten the graphitization time in order to save energy during the graphitization, and the irreversible thermal expansion phenomenon (puffing) caused by the electrode during graphitization has become a problem. Has become. Puffing increases as the graphitization time decreases, and in extreme cases graphitization becomes impossible. Further, if the puffing is large, problems such as a decrease in the bulk density of the electrode obtained after graphitization occur. Therefore, not only the CTE of the graphite electrode, but also the puffing during graphitization is an important index of the needle coke quality.

【0004】現在、かかるニードルコークスはコールタ
ール系重質油を原料としたものと、石油系重質油を原料
としたものが製造されている。コールタール系ニードル
コークスは低CTEという特徴があるが、窒素化合物が
多くパフィングが高いという欠点がある。また、石油系
ニードルコークスは、原料の芳香族性が低いためCTE
が高いという欠点がある。
[0004] At present, such needle coke is produced from coal tar heavy oil as a raw material and from petroleum heavy oil as a raw material. Coal tar needle coke is characterized by a low CTE, but has the disadvantage of high nitrogen content and high puffing. In addition, petroleum-based needle coke has a low aromaticity as a raw material,
Has the disadvantage of being expensive.

【0005】ところでパフィングは、ニードルコークス
中に含有されている硫黄化合物や窒素化合物等が、高温
に加熱された際に急激に分解してガス化し、コークス組
織を押し拡げるために起きると考えられてきた。この為
パフィング防止対策として、硫黄と化合物を作る様な金
属化合物(例えば酸化鉄)を添加して、パフィングを起
こす温度領域での硫黄を捕捉する方法が提案されてい
る。
[0005] By the way, puffing is considered to occur because sulfur compounds and nitrogen compounds contained in needle coke are rapidly decomposed and gasified when heated to a high temperature, and the coke structure is expanded. Was. Therefore, as a countermeasure against puffing, a method has been proposed in which a metal compound (for example, iron oxide) that forms a compound with sulfur is added to trap sulfur in a temperature range where puffing occurs.

【0006】しかしながら、この方法は硫黄化合物の多
い石油系原料から得られる石油系ニードルコークスには
有効であるとしても、硫黄化合物の量が多過ぎるとパフ
ィングが高くなるため、硫黄分が少ない原料を選択する
必要はある。一方、硫黄化合物が少く、逆に窒素化合物
が多いコールタール系原料から得られる石炭系ニードル
コークスにはこの方法は有効でなく、パフィング防止対
策としては不十分である。
[0006] However, even if this method is effective for petroleum needle coke obtained from petroleum raw materials containing a large amount of sulfur compounds, if the amount of the sulfur compounds is too large, puffing becomes high, so that a raw material having a low sulfur content is used. You need to choose. On the other hand, this method is not effective for coal-based needle coke obtained from a coal tar-based raw material having a small amount of sulfur compounds and a large amount of nitrogen compounds, and is insufficient as a measure for preventing puffing.

【0007】石炭系ニードルコークスについては、硫黄
分が石油系にくらべて低いにも拘らず、パフィングはそ
れ程低くないことから、石炭系ニードルコークスのパフ
ィング原因を詳細に調べた結果、パフィングの原因が硫
黄だけでなく、窒素も原因であることが判明した。
Regarding coal-based needle coke, although the sulfur content is lower than that of petroleum-based, the puffing is not so low. Not only sulfur but also nitrogen was found to be the cause.

【0008】ところで、コールタール系原料からニード
ルコークスを製造するためには、コールタール系原料に
含まれている数%のキノリン不溶分(以下QI分と略称
する)を取り除く必要がある。
In order to produce needle coke from a coal tar-based raw material, it is necessary to remove a few percent of quinoline-insoluble matter (hereinafter abbreviated as QI) contained in the coal tar-based raw material.

【0009】かかる脱QIコールタール系原料から得ら
れるニードルコークスは、硫黄分は比較的少ないが、窒
素分が多いため、パフィング防止剤の効果が殆どない。
このため、パフィング低減のためにはニードルコークス
中の窒素の低減が大きな課題となっている。
[0009] Needle coke obtained from such a QI-free coal tar-based raw material has a relatively small sulfur content but a large nitrogen content, and thus has little effect of an anti-puffing agent.
For this reason, reduction of nitrogen in needle coke has become a major issue in reducing puffing.

【0010】一方、コールタール系ニードルコークスの
CTEレベルは、石油系ニードルコークスに比べると小
さいが、CTEとパフィングは逆相関関係にあり、パフ
ィングを小さくしながらCTEを小さくすることは通常
の手段では困難であった。
[0010] On the other hand, the CTE level of coal tar needle coke is smaller than that of petroleum needle coke, but CTE and puffing are in an inverse correlation, and it is difficult to reduce CTE while reducing puffing by ordinary means. It was difficult.

【0011】そこで従来から、コールタール系原料を脱
窒素する方法が種々提案されている。例えば特開昭60
−149690号公報に開示されている水素化法による
とCTEとパフィングを同時に低減することが可能であ
ることが示されている。この方法は大きな装置とコスト
を必要とする難点がある。
Therefore, various methods for denitrifying coal tar-based raw materials have been proposed. For example, JP
According to the hydrogenation method disclosed in JP-A-149690, it is shown that CTE and puffing can be simultaneously reduced. This method has the disadvantage that it requires large equipment and cost.

【0012】特公昭62−45916号公報には、通常
のコークスか焼温度よりも高い1430〜1500℃の
温度範囲で長時間加熱することにより、コークス中の窒
素分を放散させたコークスを得る方法が提案されてい
る。この方法もエネルギーコストを必要とする難点があ
る。
Japanese Patent Publication No. 62-45916 discloses a method for obtaining coke in which nitrogen in the coke is diffused by heating for a long time in a temperature range of 1430 to 1500 ° C., which is higher than a normal coke calcination temperature. Has been proposed. This method also has a disadvantage that it requires energy cost.

【0013】また、特公昭57−61071号公報は、
高品位コークス(ニードルコークス)とカーボンブラッ
ク製造用高芳香族含量の原料とを同時に製造することを
目的として、コールタールと熱クラッキング処理又は接
触クラッキング処理残留油とから成る混合物を用いるこ
とを開示している。しかし、この発明は、コールタール
を原料とするため、コークス化時に流れ組織の発達を阻
害するキノリン不溶分が含まれCTEが高くなる。また
その実施例における比較例から明らかなように、コール
タールにクラッキング残留油を混合することによって、
コーキング原料においても、得られたコークスにおいて
も硫黄分が顕著に増大しており、パフィングの低下につ
ながらないことは明らかである。
Further, Japanese Patent Publication No. 57-61071 discloses
Disclosed is the use of a mixture of coal tar and residual oil subjected to thermal cracking or catalytic cracking for the purpose of simultaneously producing high-grade coke (needle coke) and a raw material having a high aromatic content for producing carbon black. ing. However, in the present invention, since coal tar is used as a raw material, a quinoline-insoluble component that inhibits the development of a flow structure during coking is contained, and the CTE is increased. Also, as is clear from the comparative example in that example, by mixing the cracking residual oil with coal tar,
It is clear that the sulfur content in both the coking raw material and the obtained coke is significantly increased, and does not lead to a decrease in puffing.

【0014】また、特公昭49−26481号公報に
は、ニードルコークス製造方法として、石炭系コールタ
ールピッチと石油系重質油を混合後、200〜320℃
で加熱攪拌し、生成したコールタールピッチ中のQIを
含む沈殿物を分離除去した混合液をコークス化すること
を開示している。しかし、この方法を用いると、加熱攪
拌して沈殿物が生成する際、コールタールピッチ中の炭
化反応の主成分であるβレジンのような重質成分が同時
に析出するため、炭化原料中に含まれるコールタールピ
ッチ由来の炭化成分が減少し、コークスの収率が減少す
るだけでなく、コークスの性状が、石油系単独で炭化し
た場合に近くなり、CTEが高くなってしまう。
Japanese Patent Publication No. 49-26481 discloses a needle coke production method in which coal-based coal tar pitch and petroleum heavy oil are mixed and then mixed at 200 to 320 ° C.
And coke the mixed solution obtained by separating and removing the precipitate containing QI in the generated coal tar pitch. However, when using this method, when a precipitate is generated by heating and stirring, a heavy component such as β resin, which is a main component of the carbonization reaction in the coal tar pitch, is simultaneously precipitated, so that it is contained in the carbonized raw material. The carbonized component derived from coal tar pitch decreases, and not only the coke yield decreases, but also the properties of the coke become closer to those obtained when carbonized by petroleum alone, resulting in an increase in CTE.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】従来の方法に記載した
技術動向より、大規模な装置、コストを必要とする水素
化法によることなく、またコークスの高温長時間加熱の
ようなエネルギーコストを費やすことなく、現在のニー
ドルコークス用原料から窒素分を減少させる方策が熱望
されている。
According to the technical trends described in the conventional methods, energy costs such as high-temperature and long-time heating of coke are consumed without using a hydrogenation method requiring large-scale equipment and cost. Therefore, there is an eager need for a measure to reduce the nitrogen content from the current raw material for needle coke.

【0016】本発明の目的は、コールタール系原料か
ら、キノリン不溶分を除去すると共にコールタール系ニ
ードルコークスの特徴である低CTEを維持しながら、
窒素分を減少させた異種の原料と混合してコークス化す
ることによって、CTEとパフィングが共に優れたニー
ドルコークスの製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to remove quinoline-insoluble components from a coal tar-based raw material while maintaining a low CTE characteristic of a coal tar-based needle coke.
It is an object of the present invention to provide a method for producing needle coke having both excellent CTE and puffing by mixing with different kinds of raw materials having reduced nitrogen content and coking.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決するため鋭意研究を行った結果、キノリン不溶
分を除去したコールタール系原料と窒素分の低い石油系
重質油を混合して炭化すると、コールタール系原料を単
独で炭化した場合より、流れ組織がよくなり、コールタ
ール系原料に比べ原料中の窒素が低減され、CTEは石
炭系ニードルコークスと変わらないことに着目し、本発
明を完成した。
Means for Solving the Problems The present inventors have conducted intensive studies in order to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that coal tar-based raw materials from which quinoline insolubles have been removed and petroleum heavy oil having a low nitrogen content. When mixed and carbonized, the flow structure is better than when coal tar-based raw material is carbonized alone, nitrogen in the raw material is reduced compared to coal tar-based raw material, and CTE is not different from coal-based needle coke. Thus, the present invention has been completed.

【0018】すなわち、本発明は (1) 予めキノリン不溶分を除去したコールタール系
重質油と、硫黄分1.2重量%以下、窒素分0.5重量
%以下で、実質的にキノリン不溶分を含有せず、且つH
/Cが1.06以下、コンラドソン残炭量CCRが10
重量%以上に調整した石油の流動接触分解油の重質成分
であるデカント油とを混合してコークス化することを特
徴とするニードルコークスの製造方法、
That is, the present invention relates to (1) a coal tar heavy oil from which quinoline insoluble matter has been removed in advance, and a quinoline insoluble matter having a sulfur content of 1.2% by weight or less and a nitrogen content of 0.5% by weight or less. Containing no H
/ C is 1.06 or less, Conradson carbon residue CCR is 10
A method for producing needle coke, characterized by mixing coke by mixing with decant oil which is a heavy component of fluid catalytic cracking oil of petroleum adjusted to not less than weight%,

【0019】(2) 石油の流動接触分解油の重質成分
であるデカント油が、流動接触分解の重質成分を予め減
圧蒸留して軽質分をカットして100℃での比重d100
4 が1.020以上に調製したものである前記(1)に
記載のニードルコークスの製造方法である。
(2) Decant oil, which is a heavy component of fluid catalytic cracking oil of petroleum, is subjected to vacuum distillation of the heavy component of fluid catalytic cracking in advance to cut light components, and specific gravity d 100 at 100 ° C.
4 is a method for producing a needle coke according to the above (1), wherein the needle coke is prepared to be 1.020 or more.

【0020】本発明において使用されるコールタール系
原料は、石炭を乾留する際生成するコールタール並びに
コールタールから分離される高沸点タール油およびター
ルピッチ等であり、好ましくはタールピッチである。タ
ールピッチは、軟化点70℃以下の軟ピッチ、軟化点7
0〜85℃程度の中ピッチおよび軟化点85℃以上の高
ピッチがあり、いずれも使用可能であるが、取扱いの点
で軟ピッチを使用することが有利である。また、タール
ピッチ、コールタール又は高沸点タール油の2又は3種
類を混合したものであってもよい。
The coal tar-based raw material used in the present invention is coal tar produced during carbonization of coal, high boiling tar oil and tar pitch separated from coal tar, and preferably tar pitch. Tar pitch is a soft pitch having a softening point of 70 ° C. or less, and a softening point of 7.
There are a medium pitch of about 0 to 85 ° C. and a high pitch of a softening point of 85 ° C. or higher, and both can be used. However, it is advantageous to use a soft pitch in terms of handling. Further, a mixture of two or three types of tar pitch, coal tar and high boiling tar oil may be used.

【0021】コールタール系原料からQI分を除去する
方法については、既に数多くの文献が出されているが、
槇過、遠心分離などの機械的な方法で除去することも可
能であるが、QI分の粒径が極めて小さいことから、分
離速度が遅く、槇過の際目詰まりを生じるなど分離効率
が低く、工業的には実施できない。溶媒を加えて低粘度
にしても同様である。
Although a number of literatures have already been published on the method of removing QI from coal tar-based raw materials,
It is also possible to remove by mechanical methods such as paste and centrifugation, but the particle size of the QI is extremely small, so the separation speed is slow, and the separation efficiency is low, such as clogging during paste. It cannot be carried out industrially. The same applies to the case where the viscosity is lowered by adding a solvent.

【0022】工業的に実施できる方法としては特開昭5
7−30159号公報および特開昭53−66901号
公報に開示されているように、コールタール系原料にヘ
キサン、オクタン、灯油、ナフサ、ブタノール等の脂肪
族系溶剤とベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフ
タリン、フェノール類等の芳香族系溶剤との混合溶剤を
添加混合して不溶性生成物をQI粒子のまわりに生成さ
せ、粒子を増大させて沈降分離除去する方法が効果的で
ある。
An industrially applicable method is disclosed in
As disclosed in JP-A-7-30159 and JP-A-53-66901, an aliphatic solvent such as hexane, octane, kerosene, naphtha, butanol and the like, benzene, toluene, xylene, methyl An effective method is to add and mix a mixed solvent with an aromatic solvent such as naphthalene or phenol to form an insoluble product around the QI particles, increase the particles, and settle and remove the particles.

【0023】本発明で重要な点は、この後特定の性状に
調整した石油の流動接触分解油の重質成分であるデカン
ト油(Fluld Catalytic Cracker Decant Oil, 通称FC
C−DO)を混合してコークス化することにある。
An important point of the present invention is that a decant oil (fluid catalytic cracker oil, commonly called FC), which is a heavy component of a fluid catalytic cracking oil of petroleum which has been adjusted to specific properties thereafter, is used.
C-DO) to form coke.

【0024】本発明者等の検討結果によれば、この場合
FCC−DOの性状によっては、コールタール系ニード
ルコークス単味の場合に比較して、パッフィングは低減
されるが、その反面でCTEのアップ率が高くなるもの
のあることが分った。
According to the results of investigations by the present inventors, in this case, depending on the properties of FCC-DO, puffing is reduced as compared with the case of coal tar needle coke alone, but on the other hand, CTE of CTE is reduced. It turned out that there was a thing where the up rate became high.

【0025】そこで詳細に検討した結果、窒素分が0.
5重量%以下、硫黄分が1.2重量%以下で且つH/C
が1.06以下、コンラドソン残炭量CCRが10重量
%以上となるような特定の範囲内に調整したFCC−D
Oを混合することによって、原料油がコールタール系重
質油単味の場合に比較して、パッフィングの低減と同時
にCTEのアップ率をも可及的に低減させ得ることが判
った。但しH/Cはデカント油中の水素と炭素の原子数
比を表わす。
Therefore, as a result of a detailed study, it was found that the nitrogen content was 0.1%.
5% by weight or less, sulfur content of 1.2% by weight or less and H / C
FCC-D adjusted to a specific range such that the Conradson residual carbon content CCR is 10% by weight or more and the Conradson residual carbon content CCR is 106% or less.
It was found that by mixing O, as compared with the case where the raw material oil was a coal-tar heavy oil alone, it was possible to reduce the puffing and at the same time reduce the CTE increase rate as much as possible. However, H / C represents the atomic ratio of hydrogen and carbon in the decant oil.

【0026】通常、石油の流動接触分解装置からのボト
ム重質油であるFCC−DOは窒素分が0.5重量%以
下、硫黄分が0.5〜4重量%であり、又H/Cは1.
1〜1.2、コンラドソン残炭量CCRは2〜10重量
%の範囲内にある。本発明で使用するFCC−DOは、
H/Cが1.06以下、且つコンラドソン残炭量CCR
が10重量%以上に調整されたものである。
Usually, FCC-DO, which is a bottom heavy oil from a fluid catalytic cracking unit for petroleum, has a nitrogen content of 0.5% by weight or less, a sulfur content of 0.5 to 4% by weight, and an H / C Is 1.
1 to 1.2, Conradson residual carbon content CCR is in the range of 2 to 10% by weight. FCC-DO used in the present invention is:
H / C is 1.06 or less and Conradson residual carbon amount CCR
Is adjusted to 10% by weight or more.

【0027】H/Cが1.06以下でも、コンラドソン
残炭量CCRが10重量%未満の場合、或いはコンラド
ソン残炭量CCRが10重量%以上でもH/Cが1.0
6超の場合には、コークス化条件によっては、CTEが
コールタール系重質油単味を原料油とした場合よりも悪
化する場合がある。
Even if the H / C is 1.06 or less, the Conradson residual carbon content CCR is less than 10% by weight, or even if the Conradson residual carbon content CCR is 10% by weight or more, H / C is 1.0% or more.
If it exceeds 6, depending on the coking conditions, the CTE may be worse than when using coal tar heavy oil as the raw material oil.

【0028】これは、H/Cが1.06超、或いはコン
ラドソン残炭量CCRが10重量%未満を示すような軽
質なFCC−DOは炭化速度が非常に早く、コールター
ル系重質油と混合しコークス化しても、低CTEを示す
異方性組織を生成するような炭化速度とガス発生のバラ
ンスが得られない為と思われる。
This is because light FCC-DO having an H / C of more than 1.06 or a Conradson residual carbon amount CCR of less than 10% by weight has a very high carbonization rate and a coal tar heavy oil. It is considered that even when mixing and coking, the balance between the carbonization rate and the gas generation that generates an anisotropic structure exhibiting a low CTE cannot be obtained.

【0029】かかるFCC−DOの調整方法としては、
流動接触分解装置に出来るだけ芳香族性の高い原料(石
油)を用いるか、流動接触分解装置の分解温度を高くす
るか、或いは通常の石油の流動接触分解装置からのボト
ム重質油であるFCC−DOを減圧蒸留にて又は加熱処
理にて軽質分をカットすること等を利用することができ
る。
As a method for adjusting the FCC-DO,
Either use a raw material (petroleum) with as high aromaticity as possible in the fluid catalytic cracking unit, increase the cracking temperature of the fluid catalytic cracking unit, or use FCC, which is a bottom heavy oil from a general petroleum fluid catalytic cracking unit. -It is possible to utilize the method of cutting light components of DO by distillation under reduced pressure or heat treatment.

【0030】なおかかる本発明が使用するFCC−DO
は実質的にキノリン不溶分を含有しないが、必要に応じ
て脱キノリン不溶分処理をすることが望ましい。
The FCC-DO used in the present invention
Does not substantially contain a quinoline-insoluble component, but it is desirable to carry out a dequinoline-insoluble component treatment as necessary.

【0031】FCC−DOをコールタール系重質油に混
合することによって、この原料油から製造したコークス
は、窒素含有量が特に0.4重量%以下、硫黄含有量が
1.0重量%以下のものが、パフィングの低下が大きく
好ましい。
By mixing FCC-DO with coal tar heavy oil, the coke produced from this base oil has a nitrogen content of not more than 0.4% by weight and a sulfur content of not more than 1.0% by weight. Are preferred since they greatly reduce puffing.

【0032】なお、前記のFCC−DOは、単独でコー
クス原料油とすると、石油系ニードルコークスのパフィ
ング原因となる硫黄を多く含み、また石炭系ニードルコ
ークスに比べてCTEが高いコークスしか得られない。
When the above-mentioned FCC-DO is used alone as a coke feedstock, it contains a large amount of sulfur which causes puffing of petroleum-based needle coke, and can obtain only coke having a higher CTE than that of coal-based needle coke. .

【0033】本発明では、かかる石油系重質油を脱QI
したコールタール系重質油と混合して、これを原料油と
してコークス化することによって、コールタール系重質
油主体の場合の特性であるCTEが低い効果を悪化させ
ないで、パフィングを大幅に低減させることができる。
本発明において、コールタール系重質油に対するFCC
−DOの混合率はコールタール系重質油90〜20wt
%に対し、FCC−DOが10〜80wt%、好ましく
はコールタール系重質油80〜50wt%に対し、FC
C−DOが20〜50wt%である。FCC−DOの混
合率が10wt%より低い場合はコールタール系ニード
ルコークス並にパフィングが高く、FCC−DOの混合
率が80wt%より多い場合は、CTEが石油系ニード
ルコークス並に高くなってしまう。
In the present invention, such a petroleum heavy oil is de-QI
By mixing with coal tar-based heavy oil and coking it as a raw material oil, puffing is greatly reduced without deteriorating the low effect of CTE, which is the characteristic of coal-tar based heavy oil. Can be done.
In the present invention, FCC for coal tar heavy oil
-The mixing ratio of DO is coal tar heavy oil 90 to 20 wt.
% Of FCC-DO, preferably 80 to 50% by weight of coal-tar heavy oil,
C-DO is 20 to 50 wt%. When the mixing ratio of FCC-DO is lower than 10 wt%, the puffing is as high as that of coal tar needle coke, and when the mixing ratio of FCC-DO is higher than 80 wt%, the CTE becomes as high as that of petroleum needle coke. .

【0034】また、コールタール系重質油とFCC−D
Oを混合して炭化した場合、ニードルコークス中に残存
する窒素、硫黄の含有量は、混合比率に対してほぼ加成
性が成り立つ。従って、パフィングの原因となる窒素分
はコールタール系原料に比べ確実に減少出来ることがわ
かる。硫黄分はコールタール系原料に比べ増加するが、
その増加量は0.5重量%以内であり、硫黄が原因のパ
フィングに対してはパフィング防止剤が効果的なため、
この程度の増加は問題にならない。
Further, coal tar heavy oil and FCC-D
When O is mixed and carbonized, the content of nitrogen and sulfur remaining in the needle coke is substantially additive with respect to the mixing ratio. Therefore, it can be seen that the nitrogen content causing the puffing can be surely reduced as compared with the coal tar raw material. Although the sulfur content increases compared to coal tar-based raw materials,
The increase is within 0.5% by weight, and since the anti-puffing agent is effective against the puffing caused by sulfur,
This increase is not a problem.

【0035】なお、本発明では、QI分を除去したコー
ルタール系重質油に、実質的にQI分を含有しない特性
性状のFCC−DOを混合するので、両者の相溶性は非
常によく、混合時に不溶性沈殿物を生じることはない。
これらの事実から、QI分を除去したコールタール系重
質油に特定性状に調整したFCC−DOを混合してコー
クス化することによって、CTE、パフィングが共に優
れるニードルコークスを製造することが可能となった。
In the present invention, the coal tar heavy oil from which the QI component has been removed is mixed with FCC-DO having a characteristic property substantially not containing the QI component, so that the compatibility between the two is very good. No insoluble precipitates form on mixing.
From these facts, it is possible to produce a needle coke excellent in both CTE and puffing by mixing the coal tar heavy oil from which the QI component has been removed with the FCC-DO adjusted to a specific property and coking. became.

【0036】脱QI後、特定性状に調整したFCC−D
Oと混合した後、コークス化する方法は公知の方法が採
用できる。例えば、ディレードコーカーで加圧下(1〜
20kg/cm2 G)、450〜550℃で生コークスを製
造し、ついで生コークスをロータリーキルン、シャフト
炉等で1200〜1500℃でか焼してニードルコーク
スとする。
FCC-D adjusted to specific properties after de-QI
A known method can be employed for coking after mixing with O. For example, under pressure (1 ~
Raw coke is produced at 450 to 550 ° C. at 20 kg / cm 2 G), and then the raw coke is calcined at 1200 to 1500 ° C. in a rotary kiln, shaft furnace or the like to obtain needle coke.

【0037】本発明方法により得られたニードルコーク
スは、粉砕、粒度調整後、バインダーピッチと混合して
成形する。これを焼成した後、2500℃以上の温度で
か焼すれば優れた性能の黒鉛電極を効率的に得ることが
できる。すなわち、本発明の方法で得られたニードルコ
ークスから作られた黒鉛電極はCTEが小さく、また、
製造中パフィングが起こり難いので強度も優れている。
The needle coke obtained by the method of the present invention is pulverized, adjusted for particle size, mixed with a binder pitch and molded. If this is fired and then calcined at a temperature of 2500 ° C. or more, a graphite electrode having excellent performance can be efficiently obtained. That is, the graphite electrode made from the needle coke obtained by the method of the present invention has a small CTE,
Since puffing hardly occurs during production, the strength is excellent.

【0038】[0038]

【作用】本発明においては、コーキング時の炭化速度、
ガス発生状態が異なる重質油を混合してコーキングする
ことで、コーキング時の炭化速度、ガス発生状態を変化
させ、低CTEを示す光学的異方性組織を持つニードル
コークスを製造することができる。また、同時にパフィ
ングの原因となる窒素分、硫黄分が低くなり、低パフィ
ング化が可能である。
In the present invention, the carbonization rate during coking,
By mixing and coking heavy oils having different gas generation states, it is possible to produce a needle coke having an optically anisotropic structure exhibiting a low CTE by changing the carbonization rate and the gas generation state during coking. . At the same time, the nitrogen content and the sulfur content that cause puffing are reduced, and low puffing is possible.

【0039】[0039]

【実施例】以下に実施例によって本発明を更に具体的に
説明するが、本発明はこの実施例によって何等限定され
るものではない。 (実施例1)予めQI分を除去したコールタールピッチ
(CTP)に窒素分0.1重量%、硫黄分0.67重量
%、H/C 0.94、CCR 11.3重量%に調整
したFCCデカント油を混合比7/3〜3/7で、温度
100℃に加熱して混合し、得られたピッチを小型反応
器で480〜485℃において、8時間コークス化を行
い、生コークスを作り、その後1450℃で1時間、ア
ルゴン雰囲気でか焼を行った。得られたコークスについ
て、コークス中の窒素、硫黄分、パフィング、CTE等
を測定した。結果を表1に示す。尚、パフィングの測定
はパフィングインヒビーターとしてFe2 3 を1%添
加して行った。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to the following Examples, which should not be construed as limiting the present invention. (Example 1) Coal tar pitch (CTP) from which QI was removed was adjusted to 0.1% by weight of nitrogen, 0.67% by weight of sulfur, 0.94 of H / C, and 11.3% by weight of CCR. The FCC decant oil is mixed at a mixing ratio of 7/3 to 3/7 by heating to a temperature of 100 ° C., and the obtained pitch is coked in a small reactor at 480 to 485 ° C. for 8 hours to produce raw coke. After that, calcination was performed at 1450 ° C. for 1 hour in an argon atmosphere. With respect to the obtained coke, nitrogen, sulfur content, puffing, CTE, etc. in the coke were measured. Table 1 shows the results. The puffing was measured by adding 1% of Fe 2 O 3 as a puffing inhibitor.

【0040】 (実施例2)使用したFCC−DOがH/C=1.0
1、CCR=11.1wt%の他は実施例1と同様に処
理を行った、結果を表1に示す。
(Example 2) FCC-DO used was H / C = 1.0
The results were shown in Table 1, except that the treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that the CCR was 11.1 wt%.

【0041】実施例及び比較例Examples and Comparative Examples

【表1】 [Table 1]

【0042】 (比較例1)FCC−DOを混合しないことの他は実施
例1と同様に処理を行った。結果を表2に示す。
(Comparative Example 1) A process was performed in the same manner as in Example 1 except that FCC-DO was not mixed. Table 2 shows the results.

【0043】 (比較例2)コールタールピッチを混合しないことの他
は、実施例1と同様に処理を行った。結果を表2に示
す。また、パフィング測定結果も同時に示した。
(Comparative Example 2) A treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that no coal tar pitch was mixed. Table 2 shows the results. The results of the puffing measurement are also shown.

【0044】 (比較例3)使用したFCC−DOがH/C=1.1
1、CCR=10.6wt%の他は実施例1と同様に処
理を行った、結果を表2に示す。
(Comparative Example 3) FCC-DO used was H / C = 1.1
The treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except for 1, CCR = 10.6 wt%. The results are shown in Table 2.

【0045】 (比較例4)使用したFCC−DOがH/C=1.0
2、CCR=7.0wt%の他は実施例1と同様に処理
を行った、結果を表2に示す。
(Comparative Example 4) FCC-DO used was H / C = 1.0
2, The treatment was performed in the same manner as in Example 1 except that CCR = 7.0 wt%. The results are shown in Table 2.

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】 (実施例3)予めQI分を除去したコールタールピッチ
に、軽沸点分の蒸留カット率により調整したCCRの異
なる各種FCC−DO(但し、H/C<1.06,d
100 4 ≧1.02)混合比1/1で温度100℃に加熱
して混合し、得られたピッチを小型反応器で480〜4
90℃において、8時間コークスを作り、その後145
0℃で1時間、アルゴン雰囲気下でか焼を行った。
(Example 3) Coal tar pitch from which the QI component had been removed in advance was added to various FCC-DOs having different CCRs adjusted according to the distillation cut rate for the light boiling point (however, H / C <1.06, d
100 4 ≧ 1.02) Heat the mixture to a temperature of 100 ° C. at a mixing ratio of 1/1 and mix.
Coke at 90 ° C. for 8 hours, then 145
Calcination was performed at 0 ° C. for 1 hour under an argon atmosphere.

【0048】得られたコークスについてCTE、パフィ
ングを測定した。結果を表3に示す。また、図1に、コ
ールタールピッチ単独のCTEと比較してのCTEの増
加量をCCRに対してプロットした。この関係により、
CCRが10wt%以下になると、パフィングは、あま
り変わらずに急激にCTEが増加することがわかる。ま
た、CCRが10wt%以上では、CTEの増加量は、
ほぼ一定水準に維持されている。
The obtained coke was measured for CTE and puffing. Table 3 shows the results. In FIG. 1, the increase in CTE as compared with the CTE of coal tar pitch alone is plotted against CCR. With this relationship,
It can be seen that when the CCR becomes 10 wt% or less, the puffing does not change much and the CTE sharply increases. When the CCR is 10 wt% or more, the increase in CTE is
It is maintained at a nearly constant level.

【0049】 (実施例4)CCRが11wt%と一定でH/Cが異な
る各種のFCC−DOを用いることの他は実施例1と同
様に処理を行った。なお、ここで用いたFCC−DOは
H/C≦1.06の場合d100 4 ≧1.02であり、H
/C>1.06の場合d100 4 <1.02である。結果
を表4に示す。また、図2にCTEの増加量をH/Cに
対してプロットした。この関係より、H/Cが1.06
超になると急激にCTEが増加することがわかる。
Example 4 A process was performed in the same manner as in Example 1 except that various types of FCC-DO having a constant CCR of 11 wt% and different H / C were used. Note that the FCC-DO used here is d 100 4 ≧ 1.02 when H / C ≦ 1.06.
When /C>1.06, d 100 4 <1.02. Table 4 shows the results. FIG. 2 plots the increase in CTE with respect to H / C. From this relationship, H / C is 1.06
It can be seen that the CTE sharply increases when the value exceeds the limit.

【0050】[0050]

【表3】 [Table 3]

【0051】[0051]

【表4】 [Table 4]

【0052】[0052]

【発明の効果】本発明の方法によれば、コールタール系
原料油の水素化やコークスの高温長時間か焼などエネル
ギー、コストを要することなく、特定の性状に調整した
FCC−DOと混合してコークス化することによって、
低CTE、低パフィングのニードルコークスを低コスト
で製造できる。コークス業界に寄与するところの大きい
発明である。
According to the method of the present invention, it is possible to mix with FCC-DO adjusted to a specific property without requiring energy and cost such as hydrogenation of coal tar-based feedstock and calcination of coke at high temperature for a long time. By coking,
Needle coke with low CTE and low puffing can be manufactured at low cost. This is a major invention that contributes to the coke industry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】FCC−DO/CTP=1/1の時、FCC−
DOのCCRと、コークスのCTEとの関係を示したグ
ラフである。
FIG. 1 When FCC-DO / CTP = 1/1, FCC-
It is the graph which showed the relationship between CCR of DO and CTE of coke.

【図2】FCC−DO/CTP=1/1の時、FCC−
DOのH/Cと、コークスのCTEとの関係を示したグ
ラフである。
[Fig. 2] When FCC-DO / CTP = 1/1, FCC-
It is the graph which showed the relationship between H / C of DO, and CTE of coke.

フロントページの続き (72)発明者 川野 求 福岡県北九州市小倉北区中井2−4−5 −306 (56)参考文献 特開 昭61−293292(JP,A) 特開 昭58−118889(JP,A) 特開 平2−202989(JP,A) 特公 昭49−26481(JP,B2) 特公 昭57−61071(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C10B 57/04 Continuation of the front page (72) Inventor Satoru Kawano 2-4-5-306 Nakai, Kokurakita-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka (56) References JP-A-61-293292 (JP, A) JP-A-58-118889 (JP) JP-A-2-202989 (JP, A) JP-B-49-26481 (JP, B2) JP-B-57-61071 (JP, B1) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) C10B 57/04

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 予めキノリン不溶分を除去したコールタ
ール系重質油と、硫黄分1.2重量%以下、窒素分0.
5重量%以下で、実質的にキノリン不溶分を含有せず、
且つ水素と炭素の原子数比(H/C)が1.06以下、
コンラドソン残炭量CCRが10重量%以上に調整した
石油の流動接触分解油の重質成分であるデカント油とを
混合してコークス化することを特徴とするニードルコー
クスの製造方法。
1. A coal tar heavy oil from which quinoline insolubles have been removed in advance, a sulfur content of 1.2% by weight or less and a nitrogen content of 0.1%.
5% by weight or less, containing substantially no quinoline-insoluble matter,
And the atomic ratio of hydrogen to carbon (H / C) is 1.06 or less;
A method for producing needle coke, comprising mixing coke with a decant oil which is a heavy component of fluidized catalytic cracking oil of petroleum whose Conradson residual carbon content CCR is adjusted to 10% by weight or more.
【請求項2】 石油の流動接触分解油の重質成分である
デカント油が、流動接触分解の重質成分を予め減圧蒸留
して軽質分をカットして100℃での比重が1.020
以上に調製したものである請求項1に記載のニードルコ
ークスの製造方法。
2. A decant oil, which is a heavy component of a fluid catalytic cracking oil of petroleum, is subjected to vacuum distillation of a heavy component of the fluid catalytic cracking in advance to cut light components, and has a specific gravity of 1.020 at 100 ° C.
The method for producing needle coke according to claim 1, which is prepared as described above.
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