JPS59136382A - Preparation of needle coke - Google Patents

Preparation of needle coke

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JPS59136382A
JPS59136382A JP997483A JP997483A JPS59136382A JP S59136382 A JPS59136382 A JP S59136382A JP 997483 A JP997483 A JP 997483A JP 997483 A JP997483 A JP 997483A JP S59136382 A JPS59136382 A JP S59136382A
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JP
Japan
Prior art keywords
coke
polyphenyl
puffing
coal tar
needle coke
Prior art date
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Pending
Application number
JP997483A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Kaji
鍛冶 正義
Makoto Yamashita
良 山下
Kazuya Shibata
和哉 柴田
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.)
Nippon Steel Chemical and Materials Co Ltd
Original Assignee
Nittetsu Chemical Industrial Co Ltd
Nippon Steel Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nittetsu Chemical Industrial Co Ltd, Nippon Steel Chemical Co Ltd filed Critical Nittetsu Chemical Industrial Co Ltd
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Publication of JPS59136382A publication Critical patent/JPS59136382A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain needle coke having low puffing, suitable for preparing graphitized materials such as artificial graphite electrodes, etc., by adding a polyphenyl (derivative), etc. to a hydrocarbon substance of coke source. CONSTITUTION:(A) 100pts.wt. hydrocarbon substance (e.g., coaly coal tar and/or coal tar pitch, etc.) is blended with (B) usually 1-30pts.wt. (preferably 1- 20pts.wt.) polyphenyl (derivative) and/or residual oil obtained by producing it, to give the desired needle coke. An (alkyl) diphenyl, triphenyl hydride, etc. and a residual oil consisting essentially of tetraethyl diphenyl or terphenyl, etc. may be cited as the component B.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はニードルコークスの製造に関する。[Detailed description of the invention] The present invention relates to the production of needle coke.

更に詳しくは、人造黒鉛電極等の黒鉛化物の製造に適し
た低パフイングニードルコークスの製造法に関するもの
である。
More specifically, the present invention relates to a method for producing low-puffing needle coke suitable for producing graphitized products such as artificial graphite electrodes.

従来から人造黒鉛電極等の黒鉛化物の製造に使用されて
いるニードルコークスは、一般にコールタール及び/又
はコールタールピッチ、或は石油系重質油を原料として
ディレートコ−カーにて。
Needle coke, which has been conventionally used to produce graphitized products such as artificial graphite electrodes, is generally produced in a dilate coker using coal tar and/or coal tar pitch, or heavy petroleum oil as a raw material.

−1= 450−550℃、圧力1〜6 、5 K97cnl 
の条件下で処理され1次いでロータリーキルン、シャフ
ト炉、ロータリーハース炉等により■焼されて製造され
ている。
-1 = 450-550℃, pressure 1-6, 5 K97cnl
It is manufactured by being processed under the following conditions and then fired in a rotary kiln, shaft furnace, rotary hearth furnace, etc.

人造黒鉛電極等の黒鉛化物を製造するには、前述の方法
により製造したコークスを粉砕、篩分し。
To produce graphitized products such as artificial graphite electrodes, the coke produced by the method described above is crushed and sieved.

適当な粒度配合に調整し、それにバインダーピッチを加
え、混練し、その混合物を押出成型機又はプレス成型機
等で成型し1次いで焼成工程を経た後、黒鉛化して製造
する。この黒鉛化物はその製造において、黒鉛化工程を
経るがその際2000〜3000℃近くの加熱が行われ
る。
The particle size is adjusted to an appropriate composition, a binder pitch is added thereto, the mixture is kneaded, the mixture is molded using an extrusion molding machine or a press molding machine, and after passing through a firing process, it is produced by graphitizing. In its manufacture, this graphitized material undergoes a graphitization step, during which heating is performed at approximately 2000 to 3000°C.

しかしながら、この黒鉛化物の製造の際、該コークスの
性状或は化学組成により、その黒鉛化過程でパフィング
現象(膨張)が生じ−そのため例えば該コークスを使用
して製造した人造黒鉛電極では1強度が佃下し、その使
用時において折損等のトラブルを生じ、電炉工業での生
産性を著しく低下させる結果となる。パフィングの原因
にろいては、コークス中の炭素−硫黄結合が高温で不安
定2− になり、硫黄が遊離1〜.遊離した硫黄と水素が結合し
て生成する硫化水素がコークス外部への逸散する時にコ
ークス組織を押し拡げるため生ずると説明されている。
However, during the production of this graphitized product, a puffing phenomenon (swelling) occurs during the graphitization process due to the properties or chemical composition of the coke.Therefore, for example, an artificial graphite electrode produced using the coke has a strength of 1. This causes troubles such as breakage during use, resulting in a significant decrease in productivity in the electric furnace industry. The cause of puffing is that the carbon-sulfur bonds in coke become unstable at high temperatures, and sulfur is liberated. It is explained that this occurs because hydrogen sulfide, which is produced by the combination of free sulfur and hydrogen, pushes and spreads the coke structure when it escapes to the outside of the coke.

このように硫黄に起因するパフィングを防止するために
はもともと硫黄分の少ない原料からコークスを製造する
ことが手っ取り早いのであるが近年低硫黄分のコークス
源を入手することが困難になり次第に高硫黄分コークス
源に移行することになり、必然的に前述のパフィングの
問題が一層増加することと々つた。
In order to prevent puffing caused by sulfur, it is originally easy to produce coke from raw materials with low sulfur content, but in recent years it has become difficult to obtain coke sources with low sulfur content. The transition to high sulfur coke sources has inevitably led to an increase in the aforementioned puffing problem.

このパフィング現象は前述の如く黒鉛化物に悪影響を与
えるため、従来から黒鉛化工程におけるこの現象を防止
するため種々の研究がなされている。
Since this puffing phenomenon has an adverse effect on the graphitized material as described above, various studies have been carried out to prevent this phenomenon in the graphitization process.

例えば人造黒鉛電極の製造時におけるパフィングを防止
するために、電極の押出し、及び焼成前に、燻焼コーク
スとバインダーピッチの混合物にパフィング防止剤とし
て例えば鉄、カルシウム、アルミニウム或はマンガン等
の酸化物を添加し、焼成後の黒鉛化工程で発生する硫化
水素を補足する3− ことによりパフィング現象を防止していた。
For example, in order to prevent puffing during the manufacture of artificial graphite electrodes, oxides such as iron, calcium, aluminum, or manganese are added to the mixture of smoldered coke and binder pitch as anti-puffing agents before extrusion and firing of the electrodes. The puffing phenomenon was prevented by adding hydrogen sulfide to capture the hydrogen sulfide generated in the graphitization process after firing.

しかしこの方法では固体のパフィング防止剤を使用する
ため、これを均一に分散させるのが非常、 に歎かしく
、パフィング防止の効果をムラなく得るためには、多量
のパフィング防止剤と混捏技術を必要としていた。また
この方法ではパフィング防止剤がコークス粒子の周囲か
ら作用するため。
However, since this method uses a solid anti-puffing agent, it is very difficult to disperse it uniformly, and in order to obtain the anti-puffing effect evenly, a large amount of anti-puffing agent and mixing techniques are required. It was. Also, in this method, the anti-puffing agent acts from around the coke particles.

コークス粒子の内部までは作用しにくいという欠点もあ
った。
Another disadvantage was that it was difficult to penetrate the inside of coke particles.

これらの欠点を解決するためには1例えば特開昭55−
110190号に開示されているようにディレートコ−
カードラムにコークス源を装入する前に少量のパフィン
グ防止剤を添加する方法が有効である。しかし、この方
法も例えば酸化鉄等の固体のパフィング防止剤を取扱う
場合は、これを均一に分散させるだめの特別な技術を要
する。
In order to solve these drawbacks, for example, 1.
Derate code as disclosed in No. 110190
An effective method is to add a small amount of anti-puffing agent before charging the coke source to the card drum. However, when using a solid anti-puffing agent such as iron oxide, this method requires a special technique for uniformly dispersing the anti-puffing agent.

またフェロセン等のコークス源に溶解する有機金属錯体
を使用すれば容易に均一分散が可能となるがこれらはあ
まりに高価過ぎる。
Further, uniform dispersion can be easily achieved by using an organometallic complex such as ferrocene that dissolves in the coke source, but these are too expensive.

さらにこの方法は、パフィング防止の効果をあげ4− ているがいづれもコークスの灰分増加につながるもので
あった。
Furthermore, although this method was effective in preventing puffing, it also led to an increase in the ash content of the coke.

その他コークス中の窒素又は硫黄原子を除去するに1例
えば特願昭57−64817号に開示されている方法は
コークス■焼工程において、 1300〜1500℃の
温度範囲で出来るだけ長時間かけて生コークスを■焼す
るものであり、一応の成果を納めている。
In order to remove nitrogen or sulfur atoms from coke, for example, the method disclosed in Japanese Patent Application No. 57-64817 is to burn raw coke at a temperature range of 1300 to 1500°C for as long as possible in the coke baking process. It is a method of grilling, and has achieved some results.

本発明者等は鋭意研究した結果、黒鉛化物の製造に際し
、その黒鉛化工程でのパフィングを防止する方法を発明
した。
As a result of intensive research, the present inventors have invented a method for preventing puffing during the graphitization process during the production of graphitized products.

本発明はコークス源となる炭化水素物質に、ポリフェニ
ル、ポリフェニル誘導体及びそれらを製造した残渣油接
添加するものである。
The present invention involves adding polyphenyl, polyphenyl derivatives, and the residues produced by producing them to a hydrocarbon material serving as a coke source.

これらの有機物はコークス源となる炭化水素物質に溶解
し、しかも常温で反対のものも多いため均一分散が容易
である。しかも残渣油は価格も安く。
These organic substances dissolve in hydrocarbon substances that serve as coke sources, and since many of these organic substances dissolve at room temperature, uniform dispersion is easy. Moreover, residual oil is cheap.

添加剤として非常にすぐれている。Excellent as an additive.

これらを添加したコークス源から得られたコークスは灰
分が少なくしかも黒鉛化工程でのパフイ5− ング現象が著く少ないものとなる。
Coke obtained from a coke source to which these are added has a low ash content and is significantly less prone to puffing during the graphitization process.

すなわち本発明はコークス源となる炭化水素物−をコー
クス化製造装置に装入して、コークスを製造する方法に
おいて、該炭化水素物質にポリフェニル、ポリフェニル
誘導体、及びそれ等を製造した残渣油から選ばれた1種
又は2種以上の混合物を添加することを特徴とするニー
ドルコークスの製造法である。
That is, the present invention provides a method for producing coke by charging a hydrocarbon material serving as a coke source into a coking production apparatus, and in which polyphenyl, polyphenyl derivatives, and residual oil from which they are produced are added to the hydrocarbon material. This is a method for producing needle coke characterized by adding one type or a mixture of two or more types selected from the following.

次に本発明を詳述する。Next, the present invention will be explained in detail.

本発明に使用するコークス源としての炭化水素物質はニ
ードルコークス製造用の原料1例えば石炭系のコールタ
ール及び/又はコールタールピッチ或は1石油系のニー
ドルコークス製造用石油系重質油等である。
The hydrocarbon substance used as a coke source in the present invention is raw material 1 for producing needle coke, such as coal-based coal tar and/or coal tar pitch, or petroleum-based heavy oil for producing needle coke, etc. .

石炭系コールタール及び/又はコールタールピッチより
ニードルコークスを製造する場合、コールタール及び/
又はコールタールピッチ中に含まれるキノリンネ溶分を
除去する必要がある。該キノリンネ溶分の除去方法とし
ては、濾過法、遠心分離法、或は溶剤精製法等が採用出
来る。
When producing needle coke from coal-based coal tar and/or coal tar pitch, coal tar and/or
Alternatively, it is necessary to remove the quinolinated content contained in coal tar pitch. As a method for removing the quinoline solution, a filtration method, a centrifugation method, a solvent purification method, etc. can be adopted.

6− 本発明でコークス化原料に添加するポリフェニル、ポリ
フェニル誘導体及びそれ等を製造した残渣油はいづれも
ベンゼンを加熱縮合させて製造するものである。本発明
で使用するポリフェニル。
6- The polyphenyl, the polyphenyl derivative, and the residual oil from which they are added to the coking raw material in the present invention are all produced by heating and condensing benzene. Polyphenyl used in the present invention.

ポリフェニル誘導体id +ジフェニル、アルキルジフ
ェニル、水素化トリフェニル等であり、それ等を製造し
た残渣油とは、前記ポリフェニル等を分離除去した残り
の油(以下ポリフェニル残渣油という)である。
These are polyphenyl derivatives id + diphenyl, alkyldiphenyl, hydrogenated triphenyl, etc., and the residual oil from which they are produced is the oil remaining after the polyphenyl etc. have been separated and removed (hereinafter referred to as polyphenyl residual oil).

勿論、との残渣油は目的とするポリフェニルを分離除去
した残りの油ということから、テトラエチルジフェニル
を主体とする残渣、或はターフェニルを主体とする残渣
油等があり、いづれも本発明に使用し得る。
Of course, since the residual oil is the oil remaining after the target polyphenyl has been separated and removed, there are residual oils mainly consisting of tetraethyl diphenyl and residual oils mainly consisting of terphenyl, both of which are applicable to the present invention. Can be used.

これ等のものをニードルコークス製造用原料であるコー
ルタール及び/又はコールタールピッチ或は石油系重質
油に添加して得たコークスを用いて製造した黒鉛化物は
その黒鉛化工程でのノくフイングが低減したものとなる
。ポリフェニル、ポリフェニル誘導体及びそれ等を製造
した残渣油は熱分7− 解9重縮合反応によって3次元的な架橋結合を持つ炭化
物に々り易すく、そのためこれ等をコークス原料に添加
してコークス化したものは、該コークスの微細組織中に
3次元結合から成るクロスリンクを形成し、コークスが
非常に強固なものになると考えられる。この現象は従来
のようにパフィングの原因と考えられている硫黄等のへ
テロ原子を直接相手にするのではなく、それ等のガスの
急激な発生に対しても充分に耐えることの出来るふくれ
に強いコークスを形成するものと考えられる。
Graphitized products manufactured using coke obtained by adding these materials to coal tar and/or coal tar pitch or petroleum heavy oil, which are raw materials for producing needle coke, are This results in reduced flying. Polyphenyl, polyphenyl derivatives, and residual oils from the production of them tend to turn into carbides with three-dimensional crosslinks due to thermal 7-9 polycondensation reactions, so they are added to coke raw materials. It is thought that the coke forms crosslinks consisting of three-dimensional bonds in the microstructure of the coke, making the coke extremely strong. This phenomenon does not directly deal with heteroatoms such as sulfur, which are thought to be the cause of puffing, as in the past, but rather with swelling that can sufficiently withstand the sudden generation of such gases. It is thought that strong coke is formed.

又本発明で使用する添加剤は、金属化合物のような灰分
を増加させない利点をも有する。
The additives used in the present invention also have the advantage of not increasing ash content like metal compounds.

これ等の添加剤をコークス化原料の炭化水素物質に添加
するが、前記石炭系コールタール及び/又はコールター
ルピッチを使用する場合、キノリンネ溶分を除去する前
後のいづれにおいても添加することが出来る。
These additives are added to the hydrocarbon material of the coking raw material, but when using the above-mentioned coal-based coal tar and/or coal tar pitch, they can be added either before or after removing the quinolinated content. .

その添加量はコークス源炭化水素物質100部に対して
1〜30部で、好ましくは1〜20部である。1部より
少ないとさして効果はなく、逆に308一 部より多く添加すると、これより製造したコークスは結
晶成長が阻害されニードルコークスとしての特徴を損う
ので好ましくない。
The amount added is 1 to 30 parts, preferably 1 to 20 parts, per 100 parts of the coke source hydrocarbon material. If the amount is less than 1 part, there is no significant effect, and if more than 1 part 308 is added, crystal growth of the coke produced therefrom will be inhibited and the characteristics of needle coke will be impaired, which is not preferable.

これ等のものを添加したコークス化原料を通常の条件に
おけるディレートコ−カーで、先ず生コークスを製造し
、次いで該生コークスをロータリーキルンで■焼し、コ
ークスを得る。
First, green coke is produced from coking raw materials to which these substances have been added in a dilate coker under normal conditions, and then the green coke is burned in a rotary kiln to obtain coke.

この様にして製造したコークスを粉砕し1粒度を調整し
、バインダーピッチを添加した混合物を加圧成型した後
、焼成及び黒鉛化した黒鉛化物はパフィング現象が少な
いものであった。
The coke produced in this manner was pulverized to adjust the particle size, and a mixture containing binder pitch was pressure-molded, then fired and graphitized.The graphitized product had little puffing phenomenon.

次に実施例を用いて説明する。Next, an explanation will be given using an example.

実施例1 キノリンネ溶分0.1部を含有するコールタール軟ピツ
チ100部に対してテトラエチルジフェニルを主体とす
る残渣油を7部添加し、生コークスを製造し1次いで1
400℃で■焼して、@焼コークスを製造した。
Example 1 7 parts of residual oil mainly consisting of tetraethyl diphenyl was added to 100 parts of coal tar soft pitch containing 0.1 part of quinoline solution to produce raw coke.
It was baked at 400°C to produce @burned coke.

次に■焼コークスを粉砕し、20〜70メツシュ粉砕物
50部及び100メツシユ以下の粉砕物5〇9一 部をバインダーピッチで混合し、押出成型により成型体
(径20闘、長さloO闘)を作成した。
Next, the burned coke is crushed, 50 parts of the 20-70 mesh pulverized material and 509 parts of the 100 mesh or less pulverized material are mixed with a binder pitch, and extrusion molded into a molded product (diameter 20 mm, length loO mm). )It was created.

この成型体を900℃、6時間焼成し、焼成テストピー
スを作成した。パフィングの測定は横型タンマン炉に先
に作成した焼成テストピースをセットシ、ディラドメー
タを使用して室温から2600℃までの温度帯域におけ
るテストピースの長さ方向の伸び率を測定した。結果を
表に示す。
This molded body was fired at 900°C for 6 hours to create a fired test piece. Puffing was measured by setting the previously prepared fired test piece in a horizontal Tamman furnace and measuring the elongation rate in the length direction of the test piece in a temperature range from room temperature to 2600° C. using a diradometer. The results are shown in the table.

実施例2 実施例1で使用したコールタールピッチ100部に対し
ターフェニルを主体とする残渣油を15部添加し、生コ
ークスを製造し1次いで1400℃で■焼して、■焼コ
ークスを得た。
Example 2 15 parts of residual oil mainly composed of terphenyl was added to 100 parts of the coal tar pitch used in Example 1 to produce raw coke, which was then baked at 1400°C to obtain burned coke. Ta.

その後の■焼テストピースの作成及び試験方法は実施例
1と同じである。結果を表に示す。
The subsequent preparation of the baked test piece and the testing method were the same as in Example 1. The results are shown in the table.

比較例 実施例1で使用したコールタール軟ピツチを用いて1本
発明で使用する添加剤を加えずに、以後は実施例1と同
様の操作で焼成テストピースの作成、及び試験を行って
比較データとした。結果を10− 表に示す。
Comparative Example Using the coal tar soft pitch used in Example 1, a fired test piece was prepared and tested in the same manner as in Example 1, without adding the additives used in the present invention, and compared. It was used as data. The results are shown in Table 10.

表 以上のごとく5本願発明は、従来のコークスの欠点を改
善するものであり、産業上利用し得るものである。
As shown in the table above, the present invention improves the drawbacks of conventional coke and can be used industrially.

11− 680−11- 680-

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 コークス源となる炭化水素物質をコークス製造装
置に装入して、コークスを製造する方法において、該炭
化水素物質にポリフェニル。 ポリフェニル誘導体、及びそれ等を製造した残渣油から
選ばれた1種又は2種以上の混合物を添加することを特
徴とするニードルコークスの製造法。
[Claims] 1. A method for producing coke by charging a hydrocarbon material serving as a coke source into a coke production apparatus, wherein the hydrocarbon material contains polyphenyl. A method for producing needle coke, which comprises adding one or a mixture of two or more selected from polyphenyl derivatives and residual oils from which they are produced.
JP997483A 1983-01-26 1983-01-26 Preparation of needle coke Pending JPS59136382A (en)

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