JPH03331B2

JPH03331B2 -

Info

Publication number: JPH03331B2
Application number: JP60251678A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Yoshida; Hideo Unuma; Wakunori Maekawa; Shinichi Teramoto; Kohei Kodaira; Tooru Matsushita
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1985-11-08
Filing date: 1985-11-08
Publication date: 1991-01-07
Also published as: JPS62108723A

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野本発明は石炭系アスフアルテンの黒鉛化法に関
するものである。さらに詳しくいえば、本発明
は、石炭液化の際に副生するアスフアルテンやプ
レアスフアルテンなどの石炭系アスフアルテン類
を高温、高圧下で熱処理して黒鉛化する方法に関
するものである。従来の技術近年、石油資源の枯渇及び石油価格の高騰に伴
つて、代替エネルギーの必要性が認識されるよう
になり、その代替エネルギーの１つとして石炭の
液化に関する数多くの研究がなされている。この石炭の液化は、通常粉砕した石炭と赤泥な
どの触媒とをアントラセン油などの溶媒に加えて
スラリーを形成させ、該スラリーを水素加圧下に
おいて350〜550℃の温度で処理することによつて
行われる。この際、石炭としては、例えば無煙
炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐炭、亜炭及びこれらの
混合物などが用いられるが、いずれの場合にも、
アスフアルテンやプレアスフアルテンなどの石炭
系プレアスフアルテン類の副生は免れない。例え
ば北海道炭を通常の方法で液化する場合、石炭系
アスフアルテン類が20〜50重量％（無水無灰原炭
基準）の範囲で生成する〔「燃料協会誌」第53巻、
第1011ページ（1974年）〕。他方において、石炭類、溶剤精製炭、石炭のエ
チル化生成物、石炭モデル物質などの石炭関連物
質の高圧下での熱処理方法として、例えばピスト
ン・シリンダー型装置を用いる方法（〜
1000MPa）、ゴールド・チユーブ（Gold Tube）
法（〜200MPa）、オートクレーブを用いる方法
（〜100MPa）などの研究が行われているが、石
炭液化生成物である石炭系アスフアルテン類の高
圧下における熱処理の研究はこれまでほとんど行
われていなかつた。発明が解決しようとする問題点本発明の目的は、石炭液化で生成するアスフア
ルテンやプレアスフアルテンなどの石炭系アスフ
アルテン類を原料として用い、高温、高圧下で熱
処理することにより、無灰の黒鉛を製造する方法
を提供することにある。なお、アスフアルテンはヘキサン不溶ベンゼン
可溶生成物として、プレアスフアルテンはベンゼ
ン不溶ピリジン可溶生成物として得られる。問題点を解決するための手段本発明者らは、先に石炭系アスフアルテン類を
熱間静水圧圧縮法により比較的低温、低圧、例え
ば800〜1400℃の温度、69〜284MPaの圧力で処
理して黒鉛化することを試みたが満足しうる結果
は得られなかつた。そこで、本発明者らはさらに研究を重ねた結
果、該石炭系アスフアルテン類を例えばピスト
ン・シリンダー型装置を用いて、より高温、高圧
下で処理することにより、有効に黒鉛化しうるこ
とを見出し、この知見に基づいて本発明を完成す
るに至つた。すなわち、本発明は、石炭液化の際に副生する
石炭系アスフアルテンを1000MPa以上の圧力下、
1800℃以上の温度において熱処理することを特徴
とする黒鉛化法を提供するものである。本発明方法において、原料の石炭系アスフアル
テンを得るための石炭の液化に用いられる石炭と
しては、例えば無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐
炭、亜炭及びこれらの混合物が挙げられる。ま
た、石炭の液化法としては公知の方法を用いるこ
とができる。例えば石炭液化油やアントラセン油
などの溶媒中に前記石炭の微粉末と触媒とを加え
てスラリーを形成させ、このスラリーを水素加圧
下、350〜550℃の温度で処理することにより、石
炭の液化が行われる。この際、使用する触媒とし
ては、従来石炭の液化に用いられている活性の高
い触媒であればいずれでもよい。このようなもの
としては、例えば、鉄、コバルト、ニツケル、モ
リブデン、タングステンなどの化合物が挙げられ
る。これらは単独で用いてもよいし、また、２種
以上組み合わせて用いてもよい。このほか、従来
から石炭の液化反応に用いられている赤泥、鉄鉐
石、ニツケル鉱石なども使用することができる。このようにして得られた石炭液化生成物をヘキ
サン、ベンゼン、ピリジンなどの溶媒を用いて抽
出処理し、ヘキサン不溶ベンゼン可溶生成物とし
てアスフアルテンを、ベンゼン不溶ピリジン可溶
生成物としてプレアスフアルテンを取り出す。本発明方法においては、このアスフアルテンや
プレアスフアルテンなどの石炭系アスフアルテン
を、例えばピストン・シリンダー型装置を用い
て、1000MPa以上好ましくは1000〜1200MPaの
圧力下、1800℃以上の温度好ましくは1800〜2000
℃の温度において熱処理することにより黒鉛化を
行う。この際、圧力が1000MPa未満や温度が
1800℃未満では黒鉛化が十分に進行しない。また
温度を2000℃より高くしても、黒鉛化は促進され
ず、むしろエネルギー経済的に不利となる。ま
た、処理時間は圧力や温度によつて左右される
が、通常10分〜２時間程度である。なお、黒鉛化の程度は、熱処理物のＸ線回折を
行い、（002）面に対する格子面間隔より求められ
る。発明の効果石炭そのものを原料として黒鉛化処理を行う場
合、石炭の性状により黒鉛化性が異なるので、石
炭の性状に応じて黒鉛化条件を変える必要があ
り、また生成物には石炭由来の鉱物質が含まれる
という問題があつた。これに対し、本発明は石炭液化で生成する石炭
系アスフアルテン類を用いているので、出発原料
の石炭の性状に関係なく、同一黒鉛化条件により
同様な性状を有する黒鉛を得ることができ、しか
も得られた黒鉛は石炭由来の鉱物質を含まない無
灰のものになるという利点を有している。実施例次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。例石炭として太平洋炭（Ｃ：76.9wt％、Ｈ：
6.4wt％、Ｏ＋Ｎ＋Ｓ：16.7wt％）及び大夕張炭
（Ｃ：85.6wt％、Ｈ：6.2wt％、Ｏ＋Ｎ＋Ｓ：
8.2wt％）を用い、内容積12の回転式オートク
レーブ中で、赤泥・硫黄触媒の存在下、反応温度
400℃、反応圧19.0〜25.4MPaの条件で、120分間
液化反応を行つた。次いで、液化反応生成物をヘ
キサン及びベンゼンで順次抽出し、ヘキサン不容
ベンゼン可溶生成物としてアスフアルテンを分離
した。アスフアルテンの収率は太平洋炭で24.8wt
％、大夕張炭で33.1wt％であつた。次に、このようにして得られたアスフアルテン
の試料それぞれをタンタル箔製の管中に封入して
圧力室内に設置し、ピストン・シリンダー型高圧
装置を用いて、1000MPa（10Kbar）の圧力下で、
1600℃及び1800℃の各温度で30分間黒鉛化処理を
行つた。熱処理後の試料は粉砕してＸ線回折を行
い、学振法により（002）面に対する格子面間隔
d₀₀₂（Å）を求めた。また、比較のために、前記アスフアルテンそれ
ぞれについて、熱間静水圧圧縮（HIP）法によ
り、1400℃、284.4MPaの条件で黒鉛化処理を行
い、前記と同様にして（002）面に対する格子面
間隔d₀₀₂（Å）を求めた。これらの結果を次表に
示す。

【表】この表から分かるように、（002）面に対する格
子面間隔d₀₀₂は1400℃、284.4MPaでは3.42〜3.43
Åであり、黒鉛化過程への遷移領域にあるが、
1600℃、1000MPaでは3.39Åと減少し、さらに
1800℃、1000MPaでは3.36〜3.37Åと極めて小さ
な値となり、黒鉛化が進行したことを示してい
る。

Claims

【特許請求の範囲】

１石炭液化の際に副生する石炭系アスフアルテ
ン類を1000MPa以上の圧力下、1800℃以上の温
度において熱処理することを特徴とする黒鉛化方
法。