JPH04280810A - Production of molecular sieve carbon - Google Patents

Production of molecular sieve carbon

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Publication number
JPH04280810A
JPH04280810A JP3067894A JP6789491A JPH04280810A JP H04280810 A JPH04280810 A JP H04280810A JP 3067894 A JP3067894 A JP 3067894A JP 6789491 A JP6789491 A JP 6789491A JP H04280810 A JPH04280810 A JP H04280810A
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JP
Japan
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resin powder
molecular sieve
gas
adsorption
pitch
Prior art date
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Application number
JP3067894A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Takahashi
勉 高橋
Chiaki Marumo
千郷 丸茂
Niro Shiomi
仁郎 塩見
Tatsuo Kinoshita
木下 龍生
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kanebo Ltd
Original Assignee
Kanebo Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04280810A publication Critical patent/JPH04280810A/en
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Abstract

PURPOSE:To produce a new and simple molecular sieve carbon having excellent separation performance. CONSTITUTION:At least one kind of resin powder selected from a group of phenolic resin powder, melamine resin powder or modified resin powders therefrom is mixed with at least one kind of binder component selected from coal tar, pitch and creosote oil and the mixture is formed into granular articles and these articles are carbonized.

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、分子ふるい炭素の製造
法に係り、さらに詳しくは、微細な細孔の分子ふるい効
果により、混合ガスの分離精製等の分野に応用される分
子ふるい炭素の製造法に関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a method for producing molecular sieve carbon, and more specifically, the present invention relates to a method for producing molecular sieve carbon, and more specifically, the molecular sieve carbon is applied to fields such as separation and purification of mixed gases due to the molecular sieving effect of fine pores. Regarding manufacturing methods.

【0002】0002

【従来の技術】非極性で疎水性の炭素を素材とした分子
ふるいは、耐熱,耐薬品性に優れ、極性物質の存在下に
おいても使用可能な分子ふるいとして注目を集めている
BACKGROUND OF THE INVENTION Molecular sieves made from non-polar and hydrophobic carbon are attracting attention as molecular sieves that have excellent heat resistance and chemical resistance and can be used even in the presence of polar substances.

【0003】従来この分子ふるい炭素は、天然原料を出
発物質とし、煩雑な工程により炭素表面のミクロ孔形状
を制御することにより製造されてきた(特公昭52−1
8675号公報)。これに対し、特開昭64−6130
6号公報では、合成高分子を主原料とし、より簡便なプ
ロセスにより均質性に優れた分子ふるい炭素の製造が可
能であることを明らかにしている。
Conventionally, this molecular sieve carbon has been produced by using natural raw materials as starting materials and controlling the micropore shape of the carbon surface through complicated processes (Japanese Patent Publication No. 52-1
Publication No. 8675). On the other hand, JP-A-64-6130
No. 6 discloses that molecular sieve carbon with excellent homogeneity can be produced using a synthetic polymer as the main raw material through a simpler process.

【0004】上記の如き製法により製造された分子ふる
い炭素は、各種混合ガスの分離、特に空気中の窒素と酸
素の分離に有効であることが開示されている。
It has been disclosed that the molecular sieve carbon produced by the above method is effective for separating various mixed gases, particularly for separating nitrogen and oxygen in the air.

【0005】特に上記の如き製法により製造された分子
ふるい炭素を利用して空気より窒素ガスを分離するPS
A式窒素ガス発生装置は、簡便で安価な窒素ガスの供給
方法として近年急速に広まりつつある。
[0005] Particularly, PS that separates nitrogen gas from air using molecular sieve carbon produced by the above-mentioned production method.
Type A nitrogen gas generators are rapidly becoming popular in recent years as a simple and inexpensive method of supplying nitrogen gas.

【0006】しかしながら、PSA式窒素ガス発生装置
で得られる窒素ガスは通常99〜99.9%程度の純度
であり、深冷分離法で得られる高純度窒素(99.99
9%以上)に比較し、品質的に劣っているのが現状であ
る。そのため、PSA式窒素ガス発生装置で得られた9
9〜99.9%程度の純度の窒素ガスを更に精製装置に
より純度を向上させる方法が採用されているが、本方法
では精製コストがかかるため、経済性の点で不利となら
ざろう得ない。
[0006] However, the nitrogen gas obtained by a PSA nitrogen gas generator usually has a purity of about 99 to 99.9%, and the high purity nitrogen obtained by cryogenic separation method (99.99%
9% or more), the quality is currently inferior. Therefore, the 9
A method has been adopted in which nitrogen gas with a purity of about 9 to 99.9% is further improved in purity using a purification device, but this method is unavoidably disadvantageous in terms of economic efficiency due to the high purification cost. .

【0007】精製装置を使用することなく、PSA式窒
素ガス発生装置のみで高純度窒素ガスを得るには、より
高性能な分子ふるい炭素の開発が不可欠であり、分子ふ
るい炭素の新規製造法の提供が望まれている。
[0007] In order to obtain high-purity nitrogen gas using only a PSA nitrogen gas generator without using purification equipment, it is essential to develop a higher performance molecular sieve carbon, and a new method for producing molecular sieve carbon is needed. It is hoped that it will be provided.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする問題点】本発明者等は上記の
課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成
したものであって、その目的とするところは分離性能の
優れた高性能分子ふるい炭素の新規且つ簡便な製造法を
提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] The present inventors have completed the present invention as a result of intensive research to solve the above problems. The object of the present invention is to provide a new and simple method for producing high-performance carbon molecular sieves.

【0009】[0009]

【問題点を解決するための手段】上述の目的は、フェノ
ール樹脂粉末,メラミン樹脂粉末又はこれらの変成樹脂
粉末より成る群から選ばれた少なくとも一種の樹脂粉末
と、コールタール,ピッチ,クレオソート油より選ばれ
た少なくとも一種のバインダー成分とを混合し、粒状物
に成形した後、炭化することを特徴とする分子ふるい炭
素の製造法により達せられる。
[Means for Solving the Problems] The above object is to combine at least one resin powder selected from the group consisting of phenolic resin powder, melamine resin powder, or modified resin powder thereof, and coal tar, pitch, and creosote oil. This is achieved by a method for producing molecular sieve carbon, which is characterized by mixing at least one selected binder component, forming into granules, and then carbonizing.

【0010】本発明には、その原料成分としてしてフェ
ノール樹脂粉末,メラミン樹脂粉末あるいは、それらの
変成樹脂より選ばれた一種または二種以上の樹脂粉末を
用いる。
[0010] In the present invention, phenol resin powder, melamine resin powder, or one or more resin powders selected from modified resins thereof are used as the raw material component.

【0011】フェノール樹脂は大別すると、レゾール樹
脂とノボラック樹脂に分けられ、その他に特殊なフェノ
ール樹脂や変性品等がある。レゾール樹脂は、通常、例
えば水酸化ナトリウム,アンモニア又は有機アミンの如
き塩基性触媒(約0.2〜2%)の存在下でフェノール
対ホルムアルデヒドのモル比が1:1〜2の如きホルム
アルデヒド過剰の条件下で反応することによって製造さ
れる。かくして得られるレゾール樹脂は、比較的多量の
遊離メチロール基を有するフェノールの1〜3量体が主
成分をなし、反応性が大きい。
[0011] Phenol resins can be broadly classified into resol resins and novolac resins, and there are also special phenol resins and modified products. Resole resins are usually prepared in excess of formaldehyde, such as at a molar ratio of phenol to formaldehyde of 1:1 to 2, in the presence of a basic catalyst (about 0.2 to 2%), such as sodium hydroxide, ammonia, or an organic amine. It is produced by reacting under certain conditions. The resol resin thus obtained is mainly composed of mono- to trimer of phenol having a relatively large amount of free methylol groups, and has high reactivity.

【0012】また、ノボラック樹脂は、通常、フェノー
ル対ホルムアルデヒドのモル比が例えば1:0.7〜0
.9となるようなフェノール過剰の条件で、例えばシュ
ウ酸の如き酸触媒の存在下(通常0.2〜2%)でフェ
ノールとフォルマリンとを反応させることによって製造
される。
[0012] In addition, the novolak resin usually has a molar ratio of phenol to formaldehyde of, for example, 1:0.7 to 0.
.. It is produced by reacting phenol and formalin in the presence of an acid catalyst such as oxalic acid (usually 0.2 to 2%) under conditions where the amount of phenol is in excess such that the amount of phenol is 9.

【0013】かかる方法で得られるノボラック樹脂は、
フェノールが主としてメチレン基によって結合された3
−5量体が主成分をなし、遊離メチロール基を殆んど含
有せず、従ってそれ自体では自己架橋性を有せず、熱可
塑性を有する。
[0013] The novolak resin obtained by this method is
3 in which phenol is linked primarily by methylene groups
-5mer is the main component, contains almost no free methylol groups, and therefore does not have self-crosslinking property by itself and has thermoplasticity.

【0014】そこでノボラック樹脂は、例えばヘキサメ
チレンテトラミンの如き、それ自体ホルムアルデヒド発
生剤であると共に有機塩基(触媒)発生剤でもある架橋
剤を加えるか、あるいは、例えば固体酸触媒とパラホル
ムアルデヒド等を混合し、加熱下で反応させることによ
って硬化物を得ることができる。
[0014] Therefore, the novolac resin is prepared by adding a crosslinking agent such as hexamethylenetetramine, which itself is both a formaldehyde generator and an organic base (catalyst) generator, or by mixing a solid acid catalyst with paraformaldehyde, etc. A cured product can be obtained by reacting under heating.

【0015】また、近年にいたって、フェノール類とホ
ルムアルデヒドとを少なくとも含窒素化合物の存在下で
反応させて得られる縮合物に親水性高分子化合物を添加
し、反応させる方法(特公昭53−12958号公報)
、フェノールとホルムアルデヒドを塩基性水溶液中で反
応させて得られるプレポリマーを保護コロイドと混合し
、酸性下で不活性固形ビーズ状に凝固させる方法(特公
昭51−13491号公報)等により粉末状樹脂を製造
することが可能となっている。
In addition, in recent years, a method has been developed in which a hydrophilic polymer compound is added to a condensate obtained by reacting phenols and formaldehyde in the presence of at least a nitrogen-containing compound (Japanese Patent Publication No. 53-12958). Publication No.)
A powdered resin is produced by a method such as mixing a prepolymer obtained by reacting phenol and formaldehyde in a basic aqueous solution with a protective colloid and coagulating it into an inert solid bead shape under acidic conditions (Japanese Patent Publication No. 13491/1983). It is now possible to manufacture.

【0016】更に、粒状ないし粉末状のフェノール・ホ
ルムアルデヒド樹脂は、例えば、特開昭57−1770
11号公報,特開昭58−17114号公報等に開示さ
れた製造法によっても製造できる。その概要は以下の如
くである。室温下、15〜22重量%の塩酸と7〜15
重量%のホルムアルデヒドとからなる混合水溶液を攪拌
しながら、フェノールまたはフェノールと尿素,メラミ
ン,アニリン等の含窒素化合物とからなる混合物を該混
合水溶液に対して15分の1以下の割合で加え、反応系
内に白濁が生成する前に攪拌を停止し静置する。静置し
ている間に反応系内にはピンク色の粒状フェノール樹脂
が生成・沈降する。
Furthermore, granular or powdered phenol formaldehyde resins are disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1770.
It can also be produced by the production methods disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 11, No. 17114/1980, and the like. The outline is as follows. At room temperature, with 15-22% by weight hydrochloric acid and 7-15%
While stirring a mixed aqueous solution consisting of % formaldehyde, phenol or a mixture of phenol and a nitrogen-containing compound such as urea, melamine, aniline, etc. is added at a ratio of 1/15 or less to the mixed aqueous solution, and the reaction is carried out. Stop stirring and leave the system stationary before cloudiness forms in the system. While the reaction system was left standing, pink granular phenol resin was formed and precipitated.

【0017】次に、反応系全体を再度攪拌しながら40
〜90℃の温度にまで加熱・昇温して反応を完了せしめ
た後水洗し、引き続きアンモニア水溶液で中和処理後、
水洗,脱水,乾燥する。粒状フェノール樹脂は、その殆
どが粒径0.1〜150μの一次粒子またはその二次凝
集物からなる。その他にもフェノール樹脂粉末は、特開
昭61−51019号公報,特開昭61−127719
号公報,特開昭61−258819号公報,特開昭62
−272260号公報,特開昭62−1748号公報等
に記載の方法により製造できる。
Next, the entire reaction system was stirred again for 40 minutes.
After heating and raising the temperature to a temperature of ~90°C to complete the reaction, it was washed with water, and then neutralized with an ammonia aqueous solution.
Wash, dehydrate, and dry. The granular phenol resin is mostly composed of primary particles or secondary aggregates thereof with a particle size of 0.1 to 150 μm. In addition, phenolic resin powder is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 61-51019 and Japanese Patent Application Laid-open No. 61-127719.
No. 61-258819, JP-A-62
It can be produced by the methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 172-27260, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1748-1980, and the like.

【0018】本発明に用いるフェノール樹脂粉末は、上
記の種々の方法あるいは、他の公知の方法により製造さ
れるフェノール樹脂粉末であればいずれでもよく、その
製造方法,粒子形状等を特に限定するものではないが、
好ましくは、特開昭57−177011号公報,特開昭
58−17114号公報に開示された製造法で製造した
フェノール樹脂粉末を用いるとよい。メラミン樹脂はい
わゆる熱硬化性樹脂であり、加熱により化学反応が促進
され親水性の初期縮合物の形態ないしは、やや縮合の進
んだ疎水性縮合物の状態を経て最終的には不溶不融の硬
化物になる。
The phenol resin powder used in the present invention may be any phenol resin powder produced by the above-mentioned methods or other known methods, and there are no particular limitations on the production method, particle shape, etc. Not, but
Preferably, phenol resin powder manufactured by the manufacturing method disclosed in JP-A-57-177011 and JP-A-58-17114 may be used. Melamine resin is a so-called thermosetting resin, and the chemical reaction is accelerated by heating, and it becomes in the form of a hydrophilic initial condensate or a slightly condensed hydrophobic condensate, and finally becomes insoluble and infusible. Become a thing.

【0019】メラミン樹脂は、メラミンにアルデヒド、
通常はホルムアルデヒドを付加させて製造される。また
、種々のアルコールが同時に使用されることもある。 メラミン樹脂の生成は、先づメラミンにホルムアルデヒ
ドがメチロール基として付加し、ついでメチロール基が
他の分子のアミノ基やイミノ基との間で脱水縮合してメ
チレン基となる反応や、メチロール基同士で脱水縮合し
てジメチレンエーテル結合となる反応、あるいはメチロ
ール基とアルコールとの間で脱水してエーテル化する反
応により進行する。メラミン樹脂は、水溶性樹脂と油溶
性樹脂とに分けることができ、一般に水溶性樹脂はアル
コールとしてメタノールを使用して製造される。一方油
溶性樹脂は、ブチル化メラミン樹脂ともいわれ、通常ア
ルコールとしてブタノールを使用する。
[0019] Melamine resin contains melamine, aldehyde,
It is usually produced by adding formaldehyde. Also, various alcohols may be used simultaneously. The production of melamine resin involves a reaction in which formaldehyde is first added to melamine as a methylol group, and then the methylol group is dehydrated and condensed with amino groups or imino groups of other molecules to form methylene groups, or the methylol groups are combined with each other. The reaction proceeds by dehydration condensation to form a dimethylene ether bond, or by dehydration and etherification between a methylol group and an alcohol. Melamine resins can be divided into water-soluble resins and oil-soluble resins, and generally water-soluble resins are manufactured using methanol as alcohol. On the other hand, oil-soluble resins are also called butylated melamine resins, and butanol is usually used as the alcohol.

【0020】本発明に使用されるメラミン樹脂は、水溶
性,油溶性いずれでもよく、既知の方法にて製造された
ものでよい。本発明に用いるフェノール樹脂粉末,メラ
ミン樹脂粉末あるいはそれらの変成樹脂粉末の粒子形状
及び粒子サイズは特に限定するものではないが、好まし
くは粒子直径1〜100μm、より好ましくは粒子直径
3〜30μm程度である。本発明にはバインダー成分と
して、コールタール,ピッチ,クレオソート油より選ば
れた一種または二種以上の成分を用いる。
The melamine resin used in the present invention may be either water-soluble or oil-soluble, and may be produced by known methods. The particle shape and particle size of the phenol resin powder, melamine resin powder, or their modified resin powder used in the present invention are not particularly limited, but preferably have a particle diameter of 1 to 100 μm, more preferably a particle diameter of about 3 to 30 μm. be. In the present invention, one or more components selected from coal tar, pitch, and creosote oil are used as the binder component.

【0021】コールタールは石炭の乾留によって得られ
る炭化水素を主とした化合物の混合体であり、少量の水
分と微量の灰分を含んでいる。これら組成の割合や物理
化学的な性質は原料石炭の種類,乾留炉の型式,乾留条
件等により差があるが、現在既知の成分としては、40
0種以上の成分があり、このうち最も多いのが、ベンゼ
ン,トルエン,アントラセン等の中性成分であり、次い
で、ピリジン,アニリン,キノリン等の塩基性成分、更
にフェノール,クレゾール,ナフトール,アントラノー
ル等の酸性成分、ベンゾフラン,ジフェニレンオキシド
,p−メトキシベンゾフェノン等の含酸素成分、ベンゾ
チオフェン,ジフェニレンスルフィド,ナフトチオフェ
ン等の含硫黄成分である。本発明で用いるコールタール
は、上記成分等に於いて特に制限されるものではないが
、縮合環芳香族化合物が多いものの方がより適している
Coal tar is a mixture of compounds mainly consisting of hydrocarbons obtained by carbonization of coal, and contains a small amount of water and a small amount of ash. Although these compositional ratios and physicochemical properties vary depending on the type of raw coal, type of carbonization furnace, carbonization conditions, etc., the currently known components are 40%.
There are 0 or more types of components, and among these, the most common are neutral components such as benzene, toluene, and anthracene, followed by basic components such as pyridine, aniline, and quinoline, and furthermore phenol, cresol, naphthol, and anthranol. oxygen-containing components such as benzofuran, diphenylene oxide, and p-methoxybenzophenone; and sulfur-containing components such as benzothiophene, diphenylene sulfide, and naphthothiophene. The coal tar used in the present invention is not particularly limited in terms of the above-mentioned components, but one containing a large amount of condensed ring aromatic compounds is more suitable.

【0022】ピッチは、化学的には主に縮合環芳香族化
合物の混合物であり、粘性があり、通常、室温では固体
に近い形、あるいは固形物の形をとっている。原料によ
って分類すれば、石炭系ピッチ,石油系ピッチ、また木
材乾留時に得られるピッチやオイルサンド,オイルシュ
ール等から得られるピッチ等多種多様のものがある。
Pitch is chemically a mixture of mainly condensed ring aromatic compounds, is viscous, and is usually in the form of a solid or a solid at room temperature. Classified by raw materials, there are a wide variety of pitches, including coal-based pitch, petroleum-based pitch, pitch obtained during carbonization of wood, pitch obtained from oil sand, oil shur, etc.

【0023】石炭系ピッチは、石炭の乾留によって生じ
たコールタールの蒸留によって油分を留出させて、残留
物として得られるもので、沸点約350℃以上の多くの
高沸点物質や遊離炭素の混合物である。石油系ピッチは
、原油の減圧蒸留残渣油,原油の熱分解残渣,ガソリン
製造を目的とした流動接触分解装置からの分解残渣油等
の石油重質油を熱処理することによって、熱分解ガス及
び留出油等の分解生成物と共に熱重縮合した成分として
得られる。
Coal-based pitch is obtained as a residue by distilling coal tar produced by carbonization of coal to remove oil, and is a mixture of many high-boiling substances with a boiling point of about 350°C or higher and free carbon. It is. Petroleum-based pitch is produced by heat-treating heavy petroleum oils such as vacuum distillation residues of crude oil, crude oil pyrolysis residues, and cracking residues from fluid catalytic crackers for the purpose of producing gasoline. It is obtained as a component through thermal polycondensation together with decomposition products such as extracted oil.

【0024】また、ピッチは軟らかさまたは硬さの程度
によって、軟ピッチ,中ピッチ,硬ピッチの3種類に区
分される。通常、軟化点(環球法)により、約70℃以
下が軟ピッチ、約70℃〜85℃が中ピッチ、約85℃
以上が硬ピッチと区分されている。本発明に用いるピッ
チは、石炭系ピッチ,石油系ピッチ等いずれのピッチで
もよく、軟化点等の諸特性も特に制限するものではない
Furthermore, pitch is classified into three types depending on the degree of softness or hardness: soft pitch, medium pitch, and hard pitch. Usually, depending on the softening point (ring and ball method), below about 70℃ is soft pitch, about 70℃ to 85℃ is medium pitch, and about 85℃
The above pitches are classified as hard pitches. The pitch used in the present invention may be any pitch such as coal-based pitch or petroleum-based pitch, and its properties such as softening point are not particularly limited.

【0025】クレオソート油は、コールタールの各分留
油から成分を分離回収した残油を規格に応じて調合して
製造される。JIS規格によれば、比重,水分含有率,
蒸留試験結果等により1号〜3号に区分されている。ク
レオソート油は、通常化学的には主に縮合環芳香族化合
物の数十種類以上混合物であり、主な成分は、ナフタリ
ン,アントラセン,フェナントレン,ピレン,ビフェニ
ル,フルオレン,クレゾール,1メチルナフタリン,2
メチルナフタリン,ジメチルフルオレンや、これらの化
合物の各種誘導体等であり、沸点が200℃以上の化合
物が大部分を占める。
[0025] Creosote oil is produced by mixing the residual oil obtained by separating and recovering components from each fraction of coal tar oil according to specifications. According to JIS standards, specific gravity, moisture content,
They are classified into Nos. 1 to 3 based on distillation test results and other factors. Creosote oil is usually chemically a mixture of dozens or more types of fused ring aromatic compounds, and the main components are naphthalene, anthracene, phenanthrene, pyrene, biphenyl, fluorene, cresol, 1-methylnaphthalene,
These include methylnaphthalene, dimethylfluorene, and various derivatives of these compounds, and most of them have a boiling point of 200°C or higher.

【0026】本発明に用いるクレオソート油は、JIS
規格による1,2,3号いずれでもよく、特に制限する
ものではないが、蒸留試験による結果に於いて360℃
までの留出量が60v/v%以上である3号が、好適に
用いられる。さて、本発明においては、上記のフェノー
ル樹脂粉末,メラミン樹脂粉末あるいはそれらの変成樹
脂粉末により選ばれた一種または二種以上の樹脂粉末と
、コールタール,ピッチ,クレオソート油より選ばれた
一種または二種以上のバインダー成分とを混合し、粒状
成形物を得る。
[0026] The creosote oil used in the present invention is
Any of No. 1, 2, or 3 according to the standard may be used, and there is no particular restriction, but according to the results of a distillation test, 360 ° C.
No. 3, which has a distillation amount of 60 v/v% or more, is preferably used. Now, in the present invention, one or more resin powders selected from the above-mentioned phenol resin powder, melamine resin powder, or modified resin powder thereof, and one or more resin powders selected from coal tar, pitch, and creosote oil are used. Two or more types of binder components are mixed to obtain a granular molded product.

【0027】これら樹脂粉末とバインダー成分の混合は
、室温あるいは加熱下で、ニーダーなどの市販の混合攪
拌機で行えばよい。バインダー成分として、コールター
ルまたはピッチを用いる場合には、その作業性を考慮し
、十分に流動性が生じる温度まで加熱しながら混合する
。また、作業性改善のため、適量の水あるいは、メタノ
ール,アセトン等の有機溶媒を加えてもよい。クレオソ
ート油の場合には、通常室温において液状であり、室温
下でも、混合時の作業性は良好である。
The resin powder and the binder component may be mixed at room temperature or under heating using a commercially available mixer such as a kneader. When coal tar or pitch is used as a binder component, its workability is considered and the mixture is heated to a temperature at which sufficient fluidity occurs. Further, in order to improve workability, an appropriate amount of water or an organic solvent such as methanol or acetone may be added. Creosote oil is usually liquid at room temperature, and has good workability during mixing even at room temperature.

【0028】本発明においては、樹脂粉末とバインダー
成分の混合比率について特に限定するものではないが、
混合時の作業性や粒状成形体の強度、炭化後の分子ふる
い炭素の物性等を考慮し、通常、フェノール樹脂粉末,
メラミン樹脂粉末あるいはそれらの変成樹脂粉末より選
ばれた一種または二種以上の樹脂粉末100重量部に対
し、コールタール,ピッチ,クレオソート油より選ばれ
た一種または二種以上のバインダー成分1〜50重量部
、好ましくは2〜35重量部、最も好ましくは3〜30
重量部である。本発明は、上記樹脂粉末とバインダー成
分の他に、他の添加成分を加えることを何ら制限するも
のではなく、例えば、液状のフェノール樹脂,液状メラ
ミン樹脂,ポリビニルアルコール,澱粉,結晶性セルロ
ース粉末,メチルセルロース,水,溶媒等を適量加える
ことができる。
In the present invention, the mixing ratio of the resin powder and the binder component is not particularly limited;
Considering the workability during mixing, the strength of the granular compact, the physical properties of the molecular sieve carbon after carbonization, etc., phenolic resin powder,
1 to 50 parts by weight of one or more binder components selected from coal tar, pitch, and creosote oil per 100 parts by weight of one or more resin powders selected from melamine resin powder or modified resin powder thereof. Parts by weight, preferably 2 to 35 parts by weight, most preferably 3 to 30 parts by weight
Parts by weight. The present invention does not limit the addition of other additive components in addition to the resin powder and binder component, such as liquid phenol resin, liquid melamine resin, polyvinyl alcohol, starch, crystalline cellulose powder, Appropriate amounts of methylcellulose, water, solvent, etc. can be added.

【0029】また、少量の石炭,コークス,やし殻炭等
を添加することも何ら制限されるものではない。更に本
発明では、その特性を損なわない範囲で混合及び造粒時
の作業性の向上のため、例えばエチレングリコール,ポ
リオキシエチレン,アルキルエーテル,ポリオキシエチ
レン脂肪酸エステル,ポリカルボン酸アンモニウム塩等
の界面活性剤,液状熱硬化性樹脂の硬化剤,ポリビニル
アルコールの架橋剤,押出造粒用の可塑剤等を少量加え
ることができる。
[0029] Furthermore, there is no restriction at all in adding a small amount of coal, coke, coconut shell charcoal, etc. Furthermore, in the present invention, in order to improve workability during mixing and granulation without impairing the properties, interfaces such as ethylene glycol, polyoxyethylene, alkyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, polycarboxylic acid ammonium salt, etc. A small amount of an activator, a hardening agent for liquid thermosetting resin, a crosslinking agent for polyvinyl alcohol, a plasticizer for extrusion granulation, etc. can be added.

【0030】本発明の原料成分は、混合装置により均一
に混合され、次いで粒状物に成形される。粒状物への成
形は、例えば単軸あるいは二軸の湿式押出造粒機,バス
ケットリューザーの如き堅型造粒機,半乾式ディスクペ
レッター等により行なうことができる。この成形は通常
室温で行なわれるが、ピッチ成分等が多い場合には加熱
下で実施してもよい。粒状物の形状は、例えば円柱状あ
るいは球状である。造粒により得られる粒状体の大きさ
は特に制限されないが、例えば円柱では直径0.5〜5
mm,長さ1〜10mm程度、球状の場合には直径0.
5〜10mm程度が好ましい。上述の如く得られた粒状
成形体を非酸化性雰囲気下で500〜1100℃の温度
領域で炭化するか、あるいは炭化後更に酸化性雰囲気下
において500〜1100℃の温度領域で、炭化物の1
5重量%以内の重量減少となる範囲で賦活を行なうこと
により分子ふるい炭素が得られる。炭化及び賦活温度は
好ましくは600〜1000℃、最も好ましくは650
〜950℃である。この場合、非酸化性雰囲気とは、例
えば、窒素,アルゴン,ヘリウム等の雰囲気である。炭
化工程での最高処理温度に到達するまでの昇温速度は特
に制限するものではないが好ましくは5〜500℃/H
である。また賦活時の酸化性雰囲気には例えば、空気,
水蒸気,炭酸ガス等を用いることができる。
The raw material components of the present invention are uniformly mixed by a mixing device and then formed into granules. Molding into granules can be carried out using, for example, a single-screw or twin-screw wet extrusion granulator, a rigid granulator such as a basket leuther, a semi-dry disc pelleter, or the like. This molding is usually carried out at room temperature, but may be carried out under heating if the pitch component is large. The shape of the granules is, for example, cylindrical or spherical. The size of the granules obtained by granulation is not particularly limited, but for example, a cylinder has a diameter of 0.5 to 5.
mm, the length is about 1 to 10 mm, and the diameter is 0.0 mm if it is spherical.
Approximately 5 to 10 mm is preferable. The granular compact obtained as described above is carbonized in a temperature range of 500 to 1100°C in a non-oxidizing atmosphere, or after carbonization, one part of the carbide is
Molecular sieve carbon can be obtained by performing activation within a range where the weight decreases within 5% by weight. The carbonization and activation temperature is preferably 600-1000°C, most preferably 650°C.
~950°C. In this case, the non-oxidizing atmosphere is, for example, an atmosphere of nitrogen, argon, helium, or the like. The temperature increase rate until reaching the maximum treatment temperature in the carbonization step is not particularly limited, but is preferably 5 to 500°C/H.
It is. In addition, the oxidizing atmosphere during activation includes, for example, air,
Steam, carbon dioxide gas, etc. can be used.

【0031】ところで、分子ふるい炭素の分子ふるい効
果は、ミクロ孔の細孔直径が吸着分子の分子径に極めて
近い数Åの領域となり分子径の異なる種々の物質に対し
て選択的吸着特性を示すことによるものである。従って
、分子ふるい炭素の性能はミクロ孔の細孔径分布により
規定され、細孔直径が通常10Å以下、好ましくは3〜
5Å程度の範囲にシャープな分布を有するものが分子ふ
るい炭素として好ましい。本発明の分子ふるい炭素の窒
素ガスの吸着等温線より求められる細孔径分布は、直径
10Å以下好ましくは3〜5Åの領域にミクロ孔の細孔
径分布の極大値を有し、10Å以下の細孔容積は好まし
くは0.1〜0.7cc/g、より好ましくは0.15
〜0.5cc/gである。
By the way, the molecular sieve effect of molecular sieve carbon is such that the pore diameter of the micropores is in the range of several angstroms, which is extremely close to the molecular diameter of the adsorbed molecules, and exhibits selective adsorption characteristics for various substances with different molecular diameters. This is due to a number of reasons. Therefore, the performance of molecular sieve carbon is determined by the pore size distribution of the micropores, and the pore diameter is usually 10 Å or less, preferably 3 to 3.
Carbon sieves having a sharp distribution in a range of approximately 5 Å are preferred as molecular sieve carbons. The pore size distribution determined from the nitrogen gas adsorption isotherm of the carbon molecular sieve of the present invention has a maximum value of the pore size distribution of micropores in the region of diameters of 10 Å or less, preferably 3 to 5 Å, and pores of 10 Å or less The volume is preferably 0.1 to 0.7 cc/g, more preferably 0.15
~0.5cc/g.

【0032】上記細孔構造を有する分子ふるい炭素の比
表面積は窒素吸着によるB.E.T法により測定した結
果、通常1〜600m2 /g、好ましくは10〜50
0m2 /g、最も好ましくは50〜350m2 /g
程度である。また、本発明の分子ふるい炭素の粒子嵩密
度は好ましくは0.1〜1.2g/cm3 、気孔率は
好ましくは25〜50%、炭素含有量は好ましくは90
重量%以上である。
The specific surface area of the molecular sieve carbon having the above-mentioned pore structure is determined by B. E. As a result of measurement by T method, it is usually 1 to 600 m2/g, preferably 10 to 50 m2/g.
0m2/g, most preferably 50-350m2/g
That's about it. Further, the particle bulk density of the molecular sieve carbon of the present invention is preferably 0.1 to 1.2 g/cm3, the porosity is preferably 25 to 50%, and the carbon content is preferably 90%.
% by weight or more.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明の分子ふるい炭素は、上記の如く
簡便な製法により製造することができ、また優れた吸着
容量と選択的吸着特性を有する。そのため、本発明の分
子ふるい炭素は種々の混合ガスの分離に使用することが
できる。例えば、窒素ガスと酸素ガスの気体混合物,メ
タンガスと水素ガスの気体混合物,キシレン異性体,ブ
タン異性体,ブテン異性体等の炭化水素異性体混合物,
エチレンとプロピレンの混合物,アルゴンを含む気体混
合物等の分離に使用できる。
Effects of the Invention The molecular sieve carbon of the present invention can be produced by the simple method described above, and has excellent adsorption capacity and selective adsorption properties. Therefore, the molecular sieve carbon of the present invention can be used to separate various mixed gases. For example, gaseous mixtures of nitrogen gas and oxygen gas, gaseous mixtures of methane gas and hydrogen gas, hydrocarbon isomer mixtures such as xylene isomers, butane isomers, butene isomers,
It can be used to separate mixtures of ethylene and propylene, gas mixtures containing argon, etc.

【0034】より具体的に例えば窒素ガスと酸素ガスを
含有する気体混合物から、窒素ガス,酸素ガス,又は窒
素ガスと酸素ガスのいずれか一方が富化された気体混合
物を取得するために使用することができる。あるいは、
メタンガスと水素ガスを含有する気体混合物から、メタ
ンガス,水素ガス,又はメタンガスと水素ガスのいずれ
か一方が富化された気体混合物を取得するために使用で
きる。そのためには、圧力スイング吸着法を採用するの
が望ましい。
More specifically, for example, it is used to obtain nitrogen gas, oxygen gas, or a gas mixture enriched in either nitrogen gas or oxygen gas from a gas mixture containing nitrogen gas and oxygen gas. be able to. or,
It can be used to obtain a gas mixture enriched with methane gas, hydrogen gas, or either methane gas and hydrogen gas from a gas mixture containing methane gas and hydrogen gas. For this purpose, it is desirable to employ a pressure swing adsorption method.

【0035】圧力スイング吸着法では、通常2搭ないし
3搭の吸着搭に分子ふるい炭素を充填し、3〜7kgf
/cm2 程度の加圧下での選択的吸着と減圧または常
圧での吸着剤の再生を周期的に繰り返すことにより混合
ガスの分離を行うことができる。この方法によって上述
の混合ガスの分離の他スチームリフォーミングガス,エ
チレンプラントのオフガス,メタノール分解ガス,アン
モニア分解ガス,コークス炉排ガス等よりの水素回収あ
るいは転炉排ガスよりの一酸化炭素の回収等も実施する
ことができる。以下実施例を挙げて本発明を具体的に説
明する。
In the pressure swing adsorption method, two or three adsorption towers are usually filled with molecular sieve carbon, and 3 to 7 kgf
The mixed gas can be separated by periodically repeating selective adsorption under a pressure of about /cm2 and regeneration of the adsorbent under reduced pressure or normal pressure. In addition to the above-mentioned mixed gas separation, this method can also be used to recover hydrogen from steam reforming gas, ethylene plant off-gas, methanol cracked gas, ammonia cracked gas, coke oven exhaust gas, etc., and carbon monoxide from converter exhaust gas. It can be implemented. The present invention will be specifically explained below with reference to Examples.

【0036】実施例1 400lの反応容器に、塩酸18%およびホルムアルデ
ヒド9%からなる混合水溶液300kgを入れ、温度を
20℃とした。つぎにこの反応容器に、濃度98%(2
%は水)のフェノールと水とを用いて調整した濃度90
%のフェノール水溶液(20℃)を12kg添加した。 添加後30〜40秒間攪拌し、反応容器内の内容物が急
激に白濁すると同時に攪拌を中止し静置した。静置をつ
づけると内温が徐々に上昇し、内容物は次第に淡いピン
ク色に変色し、白濁してから30分後には、スラリー状
生成物がみられた。
Example 1 300 kg of a mixed aqueous solution consisting of 18% hydrochloric acid and 9% formaldehyde was placed in a 400 liter reaction vessel, and the temperature was adjusted to 20°C. Next, a concentration of 98% (2
% is water) concentration adjusted using phenol and water 90
% phenol aqueous solution (20°C) was added. After the addition, the mixture was stirred for 30 to 40 seconds, and at the same time the contents in the reaction vessel suddenly became cloudy, stirring was stopped and the mixture was allowed to stand still. As the contents were left to stand still, the internal temperature gradually rose, and the contents gradually turned pale pink, and 30 minutes after the contents became cloudy, a slurry-like product was observed.

【0037】引き続いて内容物を75〜76℃まで30
分間で昇温し、この温度で攪拌しながら40分間保持し
た。つぎにこの内容物を水洗した後、濃度0.1%のア
ンモニア水溶液で50℃において6時間中和処理し、つ
いで水液濾過し、80℃で6時間乾燥して、平均粒子径
28μmのフェノール樹脂粉末を得た。また、メラミン
樹脂粉末は、メラミン樹脂水溶液(住友化学工業(株)
製,スミテックスレジンM−3)を熱硬化させた後、粉
砕機にて粉砕して平均粒径12μmの粉末を準備した。
Subsequently, the contents were heated to 75-76°C for 30 minutes.
The temperature was raised in 1 minute, and maintained at this temperature for 40 minutes while stirring. Next, the contents were washed with water, neutralized with an ammonia aqueous solution with a concentration of 0.1% at 50°C for 6 hours, filtered with an aqueous solution, dried at 80°C for 6 hours, and phenol with an average particle size of 28 μm was prepared. A resin powder was obtained. In addition, melamine resin powder is a melamine resin aqueous solution (Sumitomo Chemical Co., Ltd.)
After thermally curing Sumitex Resin M-3) manufactured by Sumitex Co., Ltd., it was pulverized using a pulverizer to prepare a powder having an average particle size of 12 μm.

【0038】また、バインダー成分としてコールタール
(JIS規格,K2439−1979,精製タール2号
),ピッチ(軟化点80℃,灰分0.4%以下),クレ
オソート油(JIS規格,K2439−1979,3号
)を準備した。更にその他の添加物としてポリビニルア
ルコール(重合度1700,けん化度99%)の15重
量%水溶液および馬鈴薯澱粉を用意した。上記各原料を
表1に示す配合割合で、ニーダーで15分間混合した後
、2軸押出造粒機により押し出し、平均粒径3mmφ×
6mmLの円柱状ペレットを製造した。この各組成のペ
レットをそれぞれ90℃で24時間硬化及び乾燥させた
後、有効径600φ×2000mmLのロータリーキル
ンに入れ、窒素気流下において、30℃/Hで800℃
まで昇温し、該温度で1時間保持した後、炉冷した。
[0038] As binder components, coal tar (JIS standard, K2439-1979, refined tar No. 2), pitch (softening point 80°C, ash content 0.4% or less), creosote oil (JIS standard, K2439-1979, No. 3) was prepared. Furthermore, as other additives, a 15% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol (degree of polymerization 1700, degree of saponification 99%) and potato starch were prepared. The above raw materials were mixed in a kneader for 15 minutes at the mixing ratio shown in Table 1, and then extruded using a twin-screw extrusion granulator to obtain an average particle size of 3 mmφ×
A cylindrical pellet of 6 mmL was produced. After curing and drying the pellets of each composition at 90°C for 24 hours, they were placed in a rotary kiln with an effective diameter of 600φ x 2000mmL, and heated to 800°C at 30°C/H under a nitrogen stream.
The temperature was raised to 100.degree. C., maintained at this temperature for 1 hour, and then cooled in the furnace.

【0039】こうして得られた粒状炭化物の分子ふるい
特性を評価するため、図1に示す吸着特性測定装置によ
り窒素ガス及び酸素ガスの吸着量を測定した。同図にお
いて、試料室(4)(200ml)に3gの試料を入れ
、バルブ(11),(8)を閉じ、バルブ(2),(3
)を開けて30分間脱気した後バルブ(2),(3)を
閉じバルブ(11)を開け、調整室5(200ml)内
に酸素ガスまたは窒素ガスを送り込み、設定圧(6.0
0kgf/cm2 )になったところでバルブ(11)
を閉じ、バルブ(3)を開け所定時間における内部圧力
の変化を測定して、酸素及び窒素の各々の吸着速度を求
めた。
In order to evaluate the molecular sieving properties of the granular carbide thus obtained, the amounts of nitrogen gas and oxygen gas adsorbed were measured using the adsorption property measuring device shown in FIG. In the same figure, 3g of sample is put into sample chamber (4) (200ml), valves (11) and (8) are closed, and valves (2) and (3
) was opened and deaerated for 30 minutes, then valves (2) and (3) were closed, valve (11) was opened, and oxygen or nitrogen gas was sent into the adjustment chamber 5 (200 ml), and the set pressure (6.0
When it reaches 0kgf/cm2), turn off the valve (11).
was closed, the valve (3) was opened, and the change in internal pressure over a predetermined period of time was measured to determine the adsorption rate of each of oxygen and nitrogen.

【0040】なお、(1)は真空ポンプ、(6),(7
)は圧力センサー、(9),(12)は記録計、(10
)は圧力計、(14),(15)はガスレギュレーター
、(16)は窒素ボンベ、(17)は酸素ボンベである
。窒素と酸素の分離性能を示す指標として吸着開始1分
後の吸着量を窒素分はQ1 ,酸素分はQ2 とし、吸
着量差ΔQを下記の式(I) ΔQ=Q2 −Q1         ……(I)によ
り、また窒素吸着圧力をP1 (atm),酸素吸着圧
力をP2 (atm)として選択係数αを下記の式(I
I) より求めた。その結果を表1〜4に示す。
Note that (1) is a vacuum pump, (6), (7
) is the pressure sensor, (9), (12) is the recorder, (10
) is a pressure gauge, (14) and (15) are gas regulators, (16) is a nitrogen cylinder, and (17) is an oxygen cylinder. As an index showing the separation performance of nitrogen and oxygen, the adsorption amount 1 minute after the start of adsorption is taken as Q1 for nitrogen and Q2 for oxygen, and the difference in adsorption amount ΔQ is calculated using the following formula (I) ΔQ=Q2 −Q1 ...(I ), and the selection coefficient α is determined by the following formula (I
I). The results are shown in Tables 1-4.

【0041】[0041]

【表1】[Table 1]

【0042】[0042]

【表2】[Table 2]

【0043】[0043]

【表3】[Table 3]

【0044】[0044]

【表4】[Table 4]

【0045】表1〜4に示す様にバインダー成分(コー
ルタール,ピッチ,クレオソート油)を全く含まない試
料No.1は、ある程度の分子ふるい性能は示すがバイ
ンダー成分含有試料(No.2〜No.8)に比較する
と、吸着量差,選択係数とも小さく、分子ふるい性能に
顕著な差が生じている。また、試料No.9ではバイン
ダー成分が多過ぎるため、酸素吸着容量が低く実用性が
ない。
As shown in Tables 1 to 4, sample No. 1 contains no binder components (coal tar, pitch, creosote oil). Sample No. 1 shows a certain degree of molecular sieving performance, but when compared to the binder component-containing samples (No. 2 to No. 8), both the adsorption amount difference and the selection coefficient are small, and there is a noticeable difference in the molecular sieving performance. In addition, sample No. No. 9 has too much binder component, so the oxygen adsorption capacity is low and it is not practical.

【0046】実施例2 実施例1の試料5を用い、圧力スイング吸着(PSA)
法により空気中の窒素と酸素の分離実験を実施した。本
実験に用いたPSA組成物の概略図を図2に示す。吸着
搭サイズは、内径50φ×1000mmLであり、2本
の吸着搭内に分子ふるい炭素を充填した。試料No.5
の充填密度は、0.665g/cm3 であった。まず
コンプレッサーで圧縮した空気を吸着搭に送り、吸着搭
の圧力をゲージ圧で7kgf/cm2 ・Gとし、脱着
再生は吸着搭を常圧にもどすことにより実施した。PS
A操作は、均圧(加圧)−吸着−均圧(減圧)−排気の
4工程で実施し、各工程の切り換えは、電磁弁をシーケ
ンサーで自動制御して行なった。PSA操作条件を表5
に示す。
Example 2 Using sample 5 of Example 1, pressure swing adsorption (PSA) was performed.
An experiment was conducted to separate nitrogen and oxygen in the air using the method. A schematic diagram of the PSA composition used in this experiment is shown in FIG. 2. The size of the adsorption towers was 50φ in inner diameter x 1000 mmL, and the two adsorption towers were filled with molecular sieve carbon. Sample No. 5
The packing density was 0.665 g/cm3. First, air compressed by a compressor was sent to the adsorption column, and the pressure in the adsorption column was set to 7 kgf/cm2.G in gauge pressure, and desorption and regeneration was carried out by returning the adsorption column to normal pressure. P.S.
Operation A was performed in four steps: pressure equalization (pressurization) - adsorption - pressure equalization (depressurization) - exhaust, and switching between each step was performed by automatically controlling a solenoid valve with a sequencer. Table 5 shows the PSA operating conditions.
Shown below.

【0047】本実験では、製品窒素ガスの取出量が1l
/minで窒素純度(N2 +Ar,vol%)99.
9991%,取出量1.5l/minで99.993%
であった。
In this experiment, the amount of product nitrogen gas taken out was 1 liter.
Nitrogen purity (N2 + Ar, vol%) 99./min.
9991%, 99.993% at withdrawal rate 1.5l/min
Met.

【0048】[0048]

【表5】[Table 5]

【0049】比較例1 実施例1の試料No.1を用い実施例2と同様の実験を
行なった(試料No.1の吸着搭充填密度は0.661
g/cm3 )。その結果、製品ガス取出量1l/mi
nで窒素純度99.7%,1.5l/minで99.4
%で、実施例2に比較し大幅に性能が劣っていた。
Comparative Example 1 Sample No. of Example 1. An experiment similar to Example 2 was conducted using Sample No. 1 (the adsorption packing density of Sample No. 1 was 0.661
g/cm3). As a result, the product gas extraction amount was 1l/mi.
Nitrogen purity 99.7% at n, 99.4 at 1.5l/min
%, the performance was significantly inferior to that of Example 2.

【0050】比較例2 実施例1の試料No.9を用い実施例2と同様の実験を
行なった。試料No.9の充填密度は0.658g/c
m3 であった。その結果、製品ガス取出量1l/mi
nで窒素純度96.5%,1.5l/minで95.4
%で、分離性能は著しく劣るものであった。
Comparative Example 2 Sample No. 1 of Example 1. An experiment similar to that in Example 2 was conducted using Example 9. Sample No. The packing density of 9 is 0.658g/c
It was m3. As a result, the product gas extraction amount was 1l/mi.
Nitrogen purity 96.5% at n, 95.4 at 1.5l/min
%, the separation performance was significantly inferior.

【0051】実施例3 400lの反応容器にフェノール24kg,ノボラック
樹脂56kgを入れ50℃に加熱攪拌し、ノボラック樹
脂をフェノールに溶解させた。次に37重量%ホルマリ
ン24kg,水56kg,ヘキサメチレンテトラミン2
.2kg,塩化カルシウム3.4kg,フッ化カリウム
2.3kgを投入し、90℃まで昇温し、同温度で18
0分反応させて微小球状硬化フェノール樹脂のエマルジ
ョンを得た。これを40℃まで冷却し、200lの水を
添加して上澄液を除去した後、下層の微小球状化した樹
脂粒子を水洗して風乾した。これを更に50〜60℃で
乾燥し、平均粒径約20μmのフェノール樹脂粉末を得
た。
Example 3 24 kg of phenol and 56 kg of novolac resin were placed in a 400 liter reaction vessel and heated to 50°C with stirring to dissolve the novolak resin in the phenol. Next, 24 kg of 37% formalin, 56 kg of water, and 2 kg of hexamethylenetetramine.
.. 2 kg of calcium chloride, 3.4 kg of potassium fluoride, and 2.3 kg of potassium fluoride were added, and the temperature was raised to 90°C.
The reaction was carried out for 0 minutes to obtain an emulsion of microspherical hardened phenol resin. This was cooled to 40° C., 200 liters of water was added and the supernatant liquid was removed, and the microspheroidal resin particles in the lower layer were washed with water and air-dried. This was further dried at 50 to 60°C to obtain a phenol resin powder with an average particle size of about 20 μm.

【0052】樹脂粉末として、上記フェノール樹脂粉末
と、実施例1と同様にして製造した平均粒径7μmのメ
ラミン樹脂粉末を準備し、またバインダー成分としてピ
ッチ(軟化点80℃,灰分0.4%以下),クレオソー
ト油(JIS規格K2439,3号)を準備した。更に
その他の添加物としてメラミン樹脂水溶液(住友化学工
業(株)製,スミテックスレジンM3),ポリビニルア
ルコール(重合度1700,けん化度99%)の10重
量%水溶液およびエチレングリコールを準備した。
As resin powders, the above phenol resin powder and melamine resin powder with an average particle size of 7 μm produced in the same manner as in Example 1 were prepared, and pitch (softening point: 80° C., ash content: 0.4%) was prepared as a binder component. (below) and creosote oil (JIS standard K2439, No. 3) were prepared. Furthermore, as other additives, a melamine resin aqueous solution (Sumitex Resin M3, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), a 10% by weight aqueous solution of polyvinyl alcohol (degree of polymerization 1700, degree of saponification 99%), and ethylene glycol were prepared.

【0053】上記各原料を実施例1と同様に表6〜9に
示す配合割合で混合,押出造粒し、平均粒径3mmφ×
6mmLの円柱状ペレットを得た。この各ペレットを、
それぞれ85℃で24時間硬化および乾燥させた後、有
効径600φ×2000mmLのロータリーキルンに入
れ、窒素気流下において60℃/Hで900℃まで昇温
し、該温度で30分間保持した後、炉冷した。こうして
得られた粒状炭化物の酸素および窒素の吸着能を実施例
1と同様の方法で測定した。その結果を表6〜9に示す
[0053] The above raw materials were mixed and extruded into granules in the same manner as in Example 1 in the proportions shown in Tables 6 to 9, and the average particle diameter was 3 mmφ×
A cylindrical pellet of 6 mmL was obtained. Each pellet is
After curing and drying each at 85°C for 24 hours, they were placed in a rotary kiln with an effective diameter of 600φ x 2000mmL, heated to 900°C at a rate of 60°C/H under a nitrogen stream, kept at that temperature for 30 minutes, and then cooled in the furnace. did. The oxygen and nitrogen adsorption capacity of the granular carbide thus obtained was measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 6-9.

【0054】[0054]

【表6】[Table 6]

【0055】[0055]

【表7】[Table 7]

【0056】[0056]

【表8】[Table 8]

【0057】[0057]

【表9】[Table 9]

【0058】表6〜9に示す様にバインダー成分(コー
ルタール,ピッチ,クレオソート油)を全く含まない試
料No.10はある程度の分子ふるい性能は示すが、バ
インダー成分含有試料(No.11〜18)に比較する
と、吸着量差,選択係数とも小さく、分子ふるい性能が
低い。また試料No.19は、バインダー成分が多過ぎ
るため、酸素吸着容量が低く実用性がない。
As shown in Tables 6 to 9, sample No. 1 contains no binder components (coal tar, pitch, creosote oil). Sample No. 10 shows a certain degree of molecular sieving performance, but when compared to the binder component-containing samples (Nos. 11 to 18), both the adsorption amount difference and the selection coefficient are small, and the molecular sieving performance is low. Also, sample No. No. 19 has too much binder component, so its oxygen adsorption capacity is low and it is not practical.

【0059】実施例4 実施例3の試料No.14を用い、実施例2と全く同様
にして、PSA法により空気中の窒素と酸素の分離実験
を実施した。試料No.14の充填密度は0.668g
/cm3 であった。本実験では、製品窒素ガスの取出
量が1l/minで窒素純度(N2 +Arvol%)
99.9993%,取出量1.5l/minで99.9
94%であった。
Example 4 Sample No. 3 of Example 3. In exactly the same manner as in Example 2, an experiment was carried out to separate nitrogen and oxygen in the air using PSA No. 14. Sample No. The packing density of 14 is 0.668g
/cm3. In this experiment, the amount of product nitrogen gas taken out was 1 liter/min, and the nitrogen purity (N2 + Arvol%) was
99.9993%, 99.9 at withdrawal rate 1.5l/min
It was 94%.

【0060】実施例3の試料No.10を用い、実施例
4と同様の実験を行なった(試料No.10の充填密度
は0.663g/cm3 )。その結果、製品窒素ガス
取出量1l/minで窒素純度99.3%,1.5l/
minで99.1%であり、実施例4に比較して大幅に
性能が劣っていた。
Sample No. 3 of Example 3 An experiment similar to Example 4 was conducted using Sample No. 10 (packing density of sample No. 10 was 0.663 g/cm3). As a result, the nitrogen purity was 99.3% at a product nitrogen gas extraction rate of 1 liter/min, 1.5 liter/min.
The min value was 99.1%, and the performance was significantly inferior to that of Example 4.

【0061】比較例4 実施例4の試料No.19を用い、実施例4と同様の実
験を行なった(試料No.19の充填密度は0.660
g/cm3 )。その結果、製品窒素ガス取出量1l/
minで窒素純度97.0%,1.5l/minで97
.8%で分離性能は著しく劣るものであった。
Comparative Example 4 Sample No. 4 of Example 4. An experiment similar to Example 4 was conducted using Sample No. 19 (the packing density of Sample No. 19 was 0.660
g/cm3). As a result, the amount of product nitrogen gas taken out was 1 liter/
Nitrogen purity 97.0% at min, 97 at 1.5l/min
.. At 8%, the separation performance was extremely poor.

【0062】実施例5 実施例1の試料No.5と同一組成,同一条件で造粒し
た平均粒径3mmφ×6mmLの円柱状ペレットを60
0mmφ×2000mmLのロータリーキルンに入れ、
窒素気流下90℃/Hの昇温速度で所定の温度まで昇温
し、該温度で1時間保持し、その後炉冷して炭化物を得
た。該炭化物の窒素,酸素吸着特性測定結果を表10に
示す。
Example 5 Sample No. of Example 1. 60 cylindrical pellets with an average particle diameter of 3 mmφ x 6 mm L, which were granulated with the same composition and under the same conditions as 5.
Put it in a rotary kiln of 0mmφ x 2000mmL,
The temperature was raised to a predetermined temperature at a heating rate of 90° C./H under a nitrogen stream, maintained at this temperature for 1 hour, and then cooled in a furnace to obtain a carbide. Table 10 shows the measurement results of the nitrogen and oxygen adsorption properties of the carbide.

【0063】炭化時の加熱処理温度が、本発明より低い
温度で得られた試料20では、酸素吸着量,吸着量差Δ
Q,選択係数αとも小さく、分子ふるい炭素として好ま
しくない。試料No.21,22,23は酸素吸着量,
吸着量差ΔQ,選択係数αとも大きく分子ふるい炭素と
して実用性を有しており、特に試料22の特性が優れて
いることが分かる。また、本発明より高い温度で得られ
た試料24では、酸素吸着量,吸着量差ΔQが小さく好
ましくない。
In sample 20, which was obtained at a heat treatment temperature during carbonization lower than that of the present invention, the amount of oxygen adsorption and the difference in adsorption amount Δ
Both Q and selectivity coefficient α are small, making it undesirable as a molecular sieve carbon. Sample No. 21, 22, 23 are oxygen adsorption amounts,
It can be seen that both the adsorption amount difference ΔQ and the selection coefficient α are large, making it practical as a molecular sieve carbon, and the characteristics of sample 22 are particularly excellent. Further, in sample 24 obtained at a temperature higher than that of the present invention, the amount of oxygen adsorption and the difference in adsorption amount ΔQ are small, which is not preferable.

【0064】[0064]

【表10】[Table 10]

【0065】実施例6 実施例5で製造した各試料を用い実施例2と同一条件で
、PSA法により空気中の窒素と酸素の分離実験を実施
した。その結果を表11に示す。表5に示すように、炭
化時の加熱処理温度が本発明より低い温度で得られた試
料20は、分離性能が劣っている。試料No.21,2
2,23は、優れた分離性能を有していることが分かる
。また、本発明より高い温度で得られた試料24は、分
離性能が劣っていた。
Example 6 Using each of the samples produced in Example 5, an experiment was conducted to separate nitrogen and oxygen in the air by the PSA method under the same conditions as in Example 2. The results are shown in Table 11. As shown in Table 5, Sample 20, which was obtained at a heat treatment temperature during carbonization lower than that of the present invention, had poor separation performance. Sample No. 21,2
It can be seen that Nos. 2 and 23 have excellent separation performance. Moreover, sample 24 obtained at a higher temperature than the present invention had poor separation performance.

【0066】[0066]

【表11】[Table 11]

【0067】[0067]

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】実施例1〜5に用いた吸着特性測定装置。FIG. 1 shows an adsorption property measuring device used in Examples 1 to 5.

【図2】実施例6に使用した圧力スイング吸着(PSA
)装置の説明図である。
[Figure 2] Pressure swing adsorption (PSA) used in Example 6
) is an explanatory diagram of the device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  真空ポンプ 2,3,8,11,12,13  バルブ4  試料室 5  調整室 6,7  圧力センサー 9  記録計 10  圧力計 14,15  ガスレギュレーター 16  窒素ボンベ 17  酸素ボンベ 21  空気圧縮機 22  エアードライヤー 23,23a  吸着搭 24,24a,27,27a,30,30a,35,3
7  開閉弁 28  排気路パイプ 29,29a  取出路パイプ 31  メインパイプ 34  リザーバータンク 36  製品ガス取出パイプ
1 Vacuum pump 2, 3, 8, 11, 12, 13 Valve 4 Sample chamber 5 Adjustment chamber 6, 7 Pressure sensor 9 Recorder 10 Pressure gauge 14, 15 Gas regulator 16 Nitrogen cylinder 17 Oxygen cylinder 21 Air compressor 22 Air dryer 23, 23a Adsorption tower 24, 24a, 27, 27a, 30, 30a, 35, 3
7 On-off valve 28 Exhaust pipes 29, 29a Outlet pipe 31 Main pipe 34 Reservoir tank 36 Product gas outlet pipe

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  フェノール樹脂粉末,メラミン樹脂粉
末又はこれらの変成樹脂粉末より成る群から選ばれた少
なくとも一種の樹脂粉末と、コールタール,ピッチ,ク
レオソート油より選ばれた少なくとも一種のバインダー
成分とを混合し、粒状物に成形した後、炭化することを
特徴とする分子ふるい炭素の製造法。
Claim 1: At least one resin powder selected from the group consisting of phenol resin powder, melamine resin powder, or modified resin powder thereof; and at least one binder component selected from coal tar, pitch, and creosote oil. A method for producing molecular sieve carbon, which is characterized by mixing, forming into granules, and then carbonizing.
JP3067894A 1991-03-06 1991-03-06 Production of molecular sieve carbon Pending JPH04280810A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009062268A (en) * 2007-08-09 2009-03-26 Tokyo Gas Co Ltd Molecular sieve carbon and method for producing thereof
JP2011508642A (en) * 2008-01-02 2011-03-17 ツェオシス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Method for recovering halogenated hydrocarbons

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