JPH1129718A - カーボンブラック用改質原料油 - Google Patents

カーボンブラック用改質原料油

Info

Publication number
JPH1129718A
JPH1129718A JP19937597A JP19937597A JPH1129718A JP H1129718 A JPH1129718 A JP H1129718A JP 19937597 A JP19937597 A JP 19937597A JP 19937597 A JP19937597 A JP 19937597A JP H1129718 A JPH1129718 A JP H1129718A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil
carbon black
component
catalyst
components
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP19937597A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanobu Maeda
真伸 前田
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.)
Tokai Carbon Co Ltd
Original Assignee
Tokai Carbon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokai Carbon Co Ltd filed Critical Tokai Carbon Co Ltd
Priority to JP19937597A priority Critical patent/JPH1129718A/ja
Publication of JPH1129718A publication Critical patent/JPH1129718A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゴム及びプラスチック等の補強材や充填材と
して用いられるカーボンブラックの製造に有用な改質原
料油を提供する。 【解決手段】 10〜30Wt%の脂肪族成分を含む石油
系重質油を、脱水素環化作用を有する触媒存在下で15
0〜250℃の温度に熱処理して脂肪族成分の一部を芳
香族成分に転換してなるカーボンブラック用改質原料
油。脱水素環化作用を有する触媒としてはCr23-Al2
3 、Pt-Al23 が好ましく、石油系重質油中に相対
的に多く存在する脂肪族炭化水素成分の一部が芳香族炭
化水素成分に転換し、カーボンブラック生成収率の向上
がもたらされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム及びプラスチ
ック等の補強材や充填材として用いられるカーボンブラ
ックの製造に有用な改質原料油に関する。
【0002】
【従来の技術】広範囲に亘る粒子性状のカーボンブラッ
クを工業的に製造することができるオイルファーネス法
は、一般的に、耐火材及び断熱材を内張りした円筒形状
の反応炉頭部の燃焼室において燃料油を過剰空気により
燃焼して高温燃焼ガス流を形成し、この高温燃焼ガス流
に原料油を噴霧導入して、熱分解反応を起生させること
によりカーボンブラックに転化する方法で製造されてい
る。
【0003】オイルファーネス法によるカーボンブラッ
ク製造のための原料油としては、石炭系重質油や石油系
重質油が用いられ、特にカーボンブラックの生成収率を
高位に維持するために芳香族炭化水素成分の多い組成の
原料油が有用されている。例えば、石炭系重質油として
はコークス製造時に生じるコールタールの分留重質油
(クレオソート油)、石油系重質油としてはナフサ分解
によって得られる残渣油(エチレンボトム油)あるいは
流動接触分解による石油精製時の残渣油(FCC残渣
油)等が用いられる。
【0004】しかしながら、これらの原料油はいずれも
副産物であり、コークス、石油化学製品、石油精製等の
生産動向によってその供給量が左右される問題がある。
したがって、安価で安定供給が可能な新規原料油の開発
の必要性が高まっている。
【0005】これらの観点から、メチルナフタリンの如
き多環芳香族炭化水素を主成分とする重質油とタールピ
ッチとを炭素と水素の元素数比が0.95〜1.4の範
囲内にあるように混合して成るカーボンブラック用原料
混和物(特開昭50−68991 号公報)、石油溜分を熱処理
して得られる残渣油100重量部に対し石油ピッチ1〜
50重量部を配合してなるカーボンブラック原料油組成
物(特開昭55−48255号公報)、更にコールタールを分
留して得られる重質油留分と蒸留残渣であるタールピッ
チとをキノリン不溶分が0.7〜2.0%、コークス残
分が15〜40%の範囲内に混和配合してなる組成もし
くはこれを主体組成とするカーボンブラック用原料油
(特開昭60−166348号公報)等が提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の原料油は特定の重質油留分を、特定割合で混合して調
製されたものであり、原料油の成分、組成の質的変換を
図ったものではない。一般に、重質油であっても脂肪族
炭化水素成分が多く芳香族炭化水素成分が少ない場合に
は、収率の低下を招き、又タールピッチ等の石炭系重質
油には芳香族成分が多く含まれている反面、カーボンブ
ラック生成時にコークスグリッドの発生原因となるヘキ
サン不溶分、キノリン不溶分、コークス残分等が増加す
る難点がある。
【0007】本発明者は、上記の先行技術とは異なる観
点から原料油中の化合物の化学構造と熱処理との関係に
ついて研究を進めた結果、特定の触媒存在下に熱処理す
ると原料油中の脂肪族成分が芳香族成分に転換されるこ
とを見出した。すなわち、石油系重質油中に含まれる脂
肪族成分は脱水素環化作用を有する触媒の存在下に加熱
すると、脂肪族成分の一部が効果的に芳香族成分に転換
し、カーボンブラック製造に有用な改質原料油とするこ
とができることを知見した。
【0008】本発明は上記の知見に基づいて開発された
ものであり、その目的は脂肪族成分が多く相対的に芳香
族成分の少ない石油系重質油を、脱水素環化作用を有す
る触媒を用いて熱処理することにより脂肪族成分の一部
を芳香族成分に転換、改質して、カーボンブラック製造
に有用な改質原料油を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明によるカーボンブラック用改質原料油は、1
0〜30Wt%の脂肪族成分を含む石油系重質油を、脱水
素環化作用を有する触媒存在下で150〜250℃の温
度に熱処理して脂肪族成分の一部を芳香族成分に転換し
てなることを構成上の特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】改質する石油系重質油としては、
相対的に脂肪族成分が多く含まれる、例えば、エチレン
ボトム油やFCC残渣油等が対象となり、コークスグリ
ットの発生原因となるヘキサン不溶分、キノリン不溶
分、コークス残分等が少ないものが好ましい。
【0011】これらの石油系重質油は、脱水素環化作用
を有する触媒存在下で温度150〜250℃の温度に熱
処理することにより、脂肪族成分の一部が芳香族成分に
転換されて改質される。脱水素環化作用を有する触媒と
しては、Al23 を担体としてその表面にCr23 やP
t を担持したCr23-Al23 、Pt-Al23 等の担体
付触媒が好ましく用いられ、触媒作用により脱水素環化
反応を生起して脂肪族成分の一部が一環芳香族成分、二
環芳香族成分あるいは三環芳香族成分等の芳香族成分に
転換して、カーボンブラック製造に有用な芳香族成分に
富む原料油に改質される。熱処理温度が150℃未満で
は芳香族成分への転換が遅く非効率となり、また250
℃を越えるとコーキング反応等の好ましくない反応が生
じるためである。
【0012】石油系重質油を触媒とともに熱処理して改
質する手段としては、例えば反応容器中に石油系重質油
と触媒とを入れて撹拌しながら適宜時間熱処理する方
法、あるいはカラム中に触媒を入れた触媒層に石油系重
質油を通過させながら熱処理する方法等が適用される。
【0013】このように本発明のカーボンブラック用改
質原料油は、相対的に脂肪族成分が多く芳香族成分の少
ない石油系重質油を脱水素環化作用を有する触媒ととも
に熱処理することにより、脂肪族成分の一部をカーボン
ブラック生成に有利な芳香族成分に転換してなるもので
あるからカーボンブラック生成収率の向上を図ることが
可能となる。更に、石油系重質油はヘキサン不溶分、キ
ノリン不溶分、コークス残分等が少ないのでカーボンブ
ラック生成時に発生するコークスグリットも低位に維持
することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を比較例と対比して詳
細に説明する。
【0015】実施例、比較例 改質する石油系重質油として2種類のFCC残渣油
(A、B)を用い、その成分分布を下記の方法により測
定した。 〔原料油の成分測定方法〕試料をヘキサンに溶解して不
溶分を濾過分離後、アミノプロピル基化学結合型シリカ
系充填剤を充填したカラムを備えた、高速液体クロマト
グラフィ〔例えば、日本分光(株)製、TRIROTAR-VI 〕
を用いる。検出器には示差屈折計(RI)及び紫外分光光度
計(UV)を用い、移動相にはヘキサン及びクロロホルムを
用いる。試料をカラムに注入後、ヘキサン移動相で脂肪
族成分 (P)、一環芳香族成分 (M)、二環芳香族成分
(D)、三環芳香族成分 (T)の順に分離する。これらの成
分の識別にはn-パラフィン(P) 、ベンゼン(M) 、ナフタ
レン(D) 、アントラセン(T) を標準物質として用いる。
三環芳香族成分の抽出終了後、紫外線吸光度計の吸光度
値が安定した時点で移動相をクロロホルムに換えて、以
後抽出する成分を極性成分(PP)として分取する。
【0016】分取した各化合物クラスの抽出液をロータ
リーエバポレーターにより濃縮し、窒素気流により溶媒
を完全に揮発させて質量を量る。各化合物クラス成分の
質量は次式より算出する。 MX =MX1−MX2 (X : P,M,D,T,PP) 式中、MX は化合物クラスXの質量 (g)、MX1は(サン
プルビン+溶質)の質量 (g)、MX2はサンプルビンの質
量 (g)である。各化合物クラス成分の濃度は次式により
算出する。 上式においてCX は化合物クラスXの濃度(Wt%)、M
Totalは全化合物クラス(ヘキサン可溶分)の質量の和
(g)、HIはヘキサン不溶分(Wt%)である。
【0017】〔脱水素環化作用を有する触媒の調製〕触
媒としてCr23-Al23 及びPt-Al23 触媒を下記
の方法により調製した。 (1)Cr23-Al23 ;平均粒径1mmのAl23 ビーズ
に無水クロム酸水溶液(無水クロム酸1重量部を4重量
部の蒸留水に溶解したもの)を含浸し、濾過後120℃
で乾燥したのち空気中で温度500℃に加熱して焼成し
た。 (2)Pt-Al23 ;塩化白金(IV)酸六水和物1重量部
及び蟻酸ナトリウム1.6重量部を200重量部の蒸留
水に溶解した水溶液中に平均粒径1mmのAl23 ビーズ
を浸漬し、4時間超音波撹拌した。次いで、濾過し、蒸
留水で洗浄したのち120℃で乾燥後、空気中で2時間
焼成した。
【0018】〔FCC残渣油の改質〕改質処理は、反応
容器に触媒を充填したステンレス鋼管を用い、ステンレ
ス鋼管の外側から加熱し、200〜250℃の温度に調
節しながら行った。処理時間はCr23-Al23 の場合
30時間、Pt-Al23 の場合15時間とした。
【0019】このようにして熱処理した各原料油の成分
を上記の方法により測定して、その結果を表1に示し
た。なお、表1において原料油試料はそれぞれ下記の原
料油を示す。 A、B…FCC残渣油 C…Aを触媒(Cr23-Al23 )により200〜22
0℃の温度で熱処理したもの D…Bを触媒(Cr23-Al23 )により230〜25
0℃の温度で熱処理したもの E…Aを触媒(Pt-Al23 )により210〜230℃
の温度で熱処理したもの F…Bを触媒(Pt-Al23 )により220〜230℃
の温度で熱処理したもの
【0020】
【表1】 (表注)*1 Fr−P;脂肪族炭化水素成分、 Fr−M;一環芳香族成分 Fr−D;二環芳香族成分、 Fr−T;三環芳香族成分 Fr−PP;極性成分、 HI;ヘキサン不溶分
【0021】表1より、FCC残渣油AあるいはBを脱
水素環化作用を有する触媒Cr23-Al23 とともに熱
処理することにより、脂肪族炭化水素成分(Fr−P)が
減少し、芳香族成分(Fr−D、Fr−T)が増加している
ことが判る。同様の傾向が、触媒Pt-Al23 を用いた
場合にも認められる。更に、BMCIの値も向上し、脂
肪族成分の含有率が高いFCC残渣油が、カーボンブラ
ック用の原料油として好適な芳香族成分の含有率が大き
い原料油に改質されていることが判る。
【0022】次に、これらの原料油を用いて図1に示し
た発生装置によりカーボンブラックを生成して、カーボ
ンブラックの生成収率を比較した。発生装置は、頭部に
ウインドボックス5を介して燃料油バーナー6を同軸的
に装着した燃焼ゾーン1(内径200mm 、長さ300mm)、燃
焼ガスの流れ方向に対し直角に原料油噴射ノズル7を装
着した原料油導入ゾーン2(内径60mm、長さ100mm)、熱
分解反応ゾーン3(内径60mm、長さ500mm)、及びクエン
チ用スプレーノズル8を備えた冷却ゾーン4(内径60m
m)を連設した構造から構成されている。
【0023】燃料油には比重(15/4℃)0.903 、粘度
(cSt 50℃)16.1、引火点96℃の炭化水素油を用いて、
表2に示した発生条件を適用してN339 級のカーボンブ
ラックを発生した。このようにしてカーボンブラックを
製造した際のカーボンブラック生成収率及び諸特性を表
2に併載した。
【0024】
【表2】
【0025】表1、2の結果から、FCC残渣油Aを改
質して脂肪族成分の一部を芳香族成分に転換した改質原
料油C、Eを用いてカーボンブラックを製造した場合に
は、カーボンブラックの生成収率は4.6〜6.2%向
上し、同様にFCC残渣油Bを改質した改質原料油D、
Fを用いてカーボンブラックを製造した場合には、生成
収率が3.6〜3.9%向上していることが認められ
る。また、高芳香族化に伴うヘキサン不溶分の増加も少
なく、発生するコークスグリットも低位に保持されてい
ることが判る。
【0026】
【発明の効果】以上のとおり、本発明のカーボンブラッ
ク用改質原料油によれば、10〜30Wt%の脂肪族成分
を含む石油系重質油をCr23-Al23 やPt-Al23
等の脱水素環化作用を有する触媒存在下で150〜25
0℃の温度に熱処理して、脂肪族成分の一部を一環、二
環及び三環芳香族成分に転換した組成成分としたもので
あるから、カーボンブラックの生成収率を高位に改善す
ることができ、カーボンブラック製造用の原料油として
極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の改質原料油を用いてカーボンブラック
を生成した発生装置を例示した横断面図である。
【符号の説明】
1 燃焼ゾーン 2 原料油導入ゾーン 3 熱分解反応ゾーン 4 冷却ゾーン 5 ウインドボックス 6 燃料油バーナー 7 原料油噴射ノズル 8 クエンチ用スプレーノズル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 10〜30Wt%の脂肪族成分を含む石油
    系重質油を、脱水素環化作用を有する触媒存在下で15
    0〜250℃の温度に熱処理して脂肪族成分の一部を芳
    香族成分に転換してなることを特徴とするカーボンブラ
    ック用改質原料油。
  2. 【請求項2】 脱水素環化作用を有する触媒が、Cr2
    3-Al23 又はPt-Al23 である請求項1記載のカー
    ボンブラック用改質原料油
JP19937597A 1997-07-09 1997-07-09 カーボンブラック用改質原料油 Pending JPH1129718A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19937597A JPH1129718A (ja) 1997-07-09 1997-07-09 カーボンブラック用改質原料油

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19937597A JPH1129718A (ja) 1997-07-09 1997-07-09 カーボンブラック用改質原料油

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1129718A true JPH1129718A (ja) 1999-02-02

Family

ID=16406722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19937597A Pending JPH1129718A (ja) 1997-07-09 1997-07-09 カーボンブラック用改質原料油

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1129718A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009024071A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラック及びその製造方法
JP2012207233A (ja) * 2012-07-31 2012-10-25 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラック
WO2014200009A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
JP2015520259A (ja) * 2012-05-17 2015-07-16 ウォン ウィン−ヤン カーボンブラック製造のための熱分解油

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009024071A (ja) * 2007-07-19 2009-02-05 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラック及びその製造方法
JP2015520259A (ja) * 2012-05-17 2015-07-16 ウォン ウィン−ヤン カーボンブラック製造のための熱分解油
JP2012207233A (ja) * 2012-07-31 2012-10-25 Mitsubishi Chemicals Corp カーボンブラック
WO2014200009A1 (ja) * 2013-06-14 2014-12-18 住友ゴム工業株式会社 ゴム組成物及び空気入りタイヤ
US20160083553A1 (en) * 2013-06-14 2016-03-24 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and pneumatic tire
US9598552B2 (en) * 2013-06-14 2017-03-21 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and pneumatic tire
US10590254B2 (en) 2013-06-14 2020-03-17 Sumitomo Rubber Industries, Ltd. Rubber composition and pneumatic tire

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4609456A (en) Process for converting heavy petroleum residues to hydrogen and gaseous distillable hydrocarbons
US4180453A (en) Process for the steam-cracking of heavy feedstocks
US4530754A (en) Process for the conversion of heavy hydrocarbon oils into light hydrocarbon oils
RU2002117936A (ru) Способ конверсии тяжелого сырья, такого как тяжелые сырые нефти и кубовые остатки
US4443325A (en) Conversion of residua to premium products via thermal treatment and coking
US9550947B2 (en) Hydrocracking process of heavy hydrocarbon distillates using supercritical solvent
US4094746A (en) Coal-conversion process
KR20120064685A (ko) 석탄의 촉매 추출 방법
US4504377A (en) Production of stable low viscosity heating oil
JPS5898387A (ja) ガス状オレフイン及び単環芳香族炭化水素の製造方法
Sviridenko et al. Upgrading of heavy crude oil by thermal and catalytic cracking in the presence of NiCr/WC catalyst
EP3950887A1 (en) Process for production of graphite coke from an admixture of coal and petroleum based hydrocarbons
US3897329A (en) Spit flow hydrodesulfurization of petroleum fraction
US3224959A (en) Hydroconversion of hydrocarbons with the use of a tubular reactor in the presence of hydrogen and the recycling of a portion of the tar-like viscous residue
JPS61163991A (ja) 炭素繊維用原料として好適なピツチの連続的製造方法
US3326796A (en) Production of electrode grade petroleum coke
US4017378A (en) Binders for electrodes
RU2333932C1 (ru) Способ электрохимического крекинга тяжелых нефтепродуктов
JPH1129718A (ja) カーボンブラック用改質原料油
JPS59168090A (ja) アスフアルテン、樹脂などのような難処理の石油残留物の開裂及び水素化方法
US3984305A (en) Process for producing low sulfur content fuel oils
US4188235A (en) Electrode binder composition
US4961837A (en) Process for the production of petroleum tar pitch for use as a binder in the production of electrodes
US3068168A (en) Conversion of asphaltic materials
US1922499A (en) Destructive hydrogenation of carbonaceous materials