JPS5929631B2 - カ−ボンブラツク原料炭化水素物質の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカーボンブラック原料炭化水素物質の製造法に
関するものである。

カーボンブラック製造用の原料炭化水素物質としては、
ＵＯＰ特性因子（にｆａｃｔｏｒ）が１０．１以下、Ｂ
ＭＣＩが１００以上で硫黄分や灰分が少なく遊離炭素や
水分の懸濁していないものがよいとさ札通常次のような
プロセスで製造されてたものが用いられている。すなわ
ち、石炭乾留タールの蒸留、石油蒸留残渣の熱分解又は
接触分解、あるいはエチレン製造に於けるナフサの熱分
解工程より得られている。これらの製法の中で石炭乾留
タールの蒸留で得られる留分を用いる場合が、カーボン
ブラックの収得量が最もよいので、従来からこの方法力
住に実施されている。ところがこの方法で得られるカー
ボンブラック原料油の取得量はコールタールに対しせい
ぜい４０ｗｔ％程度であり、また多数の蒸留塔を必要と
する欠点がある。そこで、本発明者等はカーボンブラッ
ク原料油の取得量を増加させると共に蒸留塔の本数を減
らす方法につき鋭意検討を重ねた結果、カーボンブラッ
クの原料油としては、ベンゼン不溶分の含量を５ｗｔ％
程度以下、好ましくは１ｗｔ％程度以下に少なくしてや
れば従来用いられていた留分よりも更に高沸点の留分で
も使用でき、かつコールタール中のベンゼン不溶分は、
コールタールを特定の溶剤で処理することにより効率的
に減少できることを見出し、この知見に基づき本発明を
完成した。

すなわち、本発明の要旨は、ベンゼン不溶分を含有し、
かつ縮合環状芳香族化合物を含む炭化水素物質と、沸点
または９５容量％の留出温度が６５〜２９０℃である脂
肪族炭化水素物質及び（又は）脂環式炭化水素物質より
なる溶剤とを、炭化水素物質１容量部に対し溶剤１〜１
０容量部の割合で混合し、次いで該混合物を静置して成
層分離し、得られた上層を蒸留して前記溶剤を塔頂より
留去することにより、塔底留分として改質された縮合環
状芳香族化合物を含む炭化水素物質を得ることを特徴と
するカーボンブラック原料炭化水素物質の製造法に存す
る。以下、本発明を詳細に説明する。

本発明の出発原料として用いられる炭化水素物質は、ベ
ンゼン不溶分を含有し、かつ縮合環状芳香族化合物を含
むものであり、例えばコールタール、コールタールから
常圧蒸留により沸点２９０℃程度迄の低沸点留分を留去
した塔底留分いわゆるロードタール、コールタールピツ
チ、あるいはピツチコークスを製造する際に副生する重
質油が挙げられるが、中でもロードタールが最も好まし
く用いられる。

溶剤としては、沸点または９５容量％の留出温度が６５
〜２９０℃、好ましくは８０〜２５０℃である脂肪族炭
化水素物質、又は脂環式炭化水素物質を用いる。

これらの脂肪族炭化水素物質としては、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン、デカン、ヘプタデカン等のＣ６〜Ｃ，
５のパラフイン類、ナフサ、燈油等が挙げられる。また
脂環式炭化水素物質としては、シクロヘキサン、メチル
シクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロヘプタ
ン、メチルシクロヘプタン、エチルシクロヘプタン、シ
クロオクタン、デカリン等のＣ６〜Ｃ８の脂環式炭化水
素又はアルキル基を有する脂環式炭化水素が挙げられる
が、経済性及び操作性の点からナフサ又は燈油を用いる
のが好ましい。これらの溶剤は、出発原料として用いる
炭化水素物質の種類によつて、該炭化水素物質の初留温
度より溶剤の乾点が数℃程度以上低くなるものを選定す
るのが好ましい。特に回収した溶剤を循環使用する場合
は、この選定条件は重要となる。回収溶剤中に出発原料
に用いた炭化水素物質が含まれる場合は、回収溶剤を更
に蒸留精製して循環使用すればよい。蒸留精製により留
去された留分はカーボンブラツク原料油として使用でき
る。上記溶剤は２種以上を混合して使用することができ
る。溶剤の使用量は、あまり少ないと次の工程での成層
分離が困難となり、またあまり多量に用いると成層分離
液からの溶剤の回収に時間を要し経済的でないので、通
常は出発原料として用いる炭化水素物質１容量部に対し
１〜１０容量部、好ましくは２〜６容量部用いられる。
出発物質の炭化水素物質と溶剤との混合は、撹拌槽、軸
流混合機、二軸流ノズル、工セクター等を用いて常温〜
２００℃の温度で０．１〜４時間の間実施される。

得られた混合物は、該混合物から成層分離した上層が液
状を保つて分離可能な温度、例えば常温〜２００℃に０
．１〜８時間の間、常圧又は加圧下に静置保持すること
によつて、ベンゼン不溶分の減少された炭化水素物質を
含有する溶剤の上層と、主としてベンゼン不溶分を含有
する溶剤の下層とに成層分離される。上記混合物の静置
、分離は、加熱用のジヤケツトを備えた容器又はシツク
ナ一等を用いて実施される。得られた上層は、蒸発器又
は蒸留塔を用い、常圧又は減圧下の蒸留、あるいは水蒸
気蒸留により溶剤留分を留去する。

留去された溶剤留分は、そのまま又は精製した後溶剤と
して循環使用される。この蒸留において缶残又は塔底留
分として得られる目的の生成物は、出発原料として用い
る炭化水素物質の種類によつても異なるが、通常平均分
子量２００〜３００、最高分子量３５０〜４００、ベン
ゼン不溶分５〜０ｗｔ％、融点常温〜５０℃程度の黒褐
色のピツチ状のものである。この生成物は通常加熱溶融
した状態でカーボンブラツク原料油として用いられるが
、コールタールの蒸留で得られたカルボン油、ナフタリ
ン油あるいは石油蒸留残渣の熱分解又は接触分解もしく
はナフサの熱分解により得られるカーボンブラツク原料
油と混合して使用することもできる。下層はそのまま燃
料等の用途に供するか、あるいは蒸発器又は蒸留塔を用
いて常圧又は減圧下の蒸留、もしくは水蒸気蒸留により
溶剤留分を留去した後、燃料又はピツチコークスの原料
等に用いられる。

回収した溶剤留分は溶剤として循環される。以上詳述し
たように、本発明ではベンゼン不溶分を含有し、かつ縮
合環状芳香族化合物を含む炭化水素物質を特定の溶剤と
混合し、成層分離した上層から溶剤を留去するという簡
単な操作により、後記実施例に示すように出発炭化水素
物質に対し約６５％の高収率でカーボンブラツク原料炭
化水素物質を得ることができ、また従来法に比べ蒸留塔
の数も大巾に減らすことができるので、カーボンブラツ
ク原料炭化水素物質の製法として極めて有用である。

次に本発明法を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に限定さ
れるものではない。

実施例 １ 石炭の乾留によつて得られたコールタールを常圧蒸留塔
に５００１／Ｈｒの割合で連続的に供給し、軽油カルボ
ン油、ナフタリン油等沸点２９０℃迄の留分を留去した
。

塔底より留出する留分（ロードタール）は４００１／Ｈ
ｒであつた。次いでこのロードタールと沸点範囲１６０
〜２６００Ｃの燈油８００１／Ｈｒとをジヤケツト付撹
拌槽に導入し１５０℃に保持し乍ら混合した。得られた
混合物を１５０℃に保持されたジヤケツト付静置槽に導
入し、成層分離された上層を７２０ＩＡＩｒの割合で減
圧蒸留塔に導入した。撹拌槽及び静置槽に於ける滞留時
間は約１Ｈｒ及び約２Ｈｒであつた。減圧蒸留塔から５
０ｍｍＨｇ１１６５℃の条件下で留出する溶剤留分は回
収溶剤として撹拌槽へ循環使用した。塔底より２６０１
／Ｈｒの割合で得られる留分の性状はベンゼン不溶分０
．１ｗｔ％、平均分子量約２４０、最高分子量約４００
１ＢＭＣＩ１７５であり、従来カーボンブラツクの原料
油として使用されているアントラセン油の平均分子量１
５０〜２００、最高分子量３００に対し、分子量がかな
り高かつたが、得られた減圧蒸留塔の塔底留分を原料油
として常法に従つてカーボンブラツクを製造したところ
、得られたカーボンブラツクの品質は従来の原料油を用
いた場合とほぼ同じであつた。なお、前記ロードタール
中のベンゼン不溶分は１１．４ｗｔ％であつた。

実施例 ２ 実施例１に於ける静置槽の温度を３０℃にする以外は実
施例１と全く同様にしてコールタールを処理した。

減圧蒸留塔の塔底より得られる留分は１８８１／Ｈｒで
、ベンゼン不溶分０．０ｗｔ％、平均分子量約２２０１
最高分子量約３５０ｓＢＭＣＩ１６５の物性を有してい
た。この留分を原料油として常法に従つてカーボンブラ
ツクを製造したところ、得られたカーボンブラツクの品
質は従来の原料油を用いた場合とほぼ同じであつた。実
施例 ３ コールタールを常圧蒸留して沸点２９０℃迄の留分を留
去することによつて得られた残留分（ロドタール）に、
沸点範囲１５０〜２５０℃の燈油を種々の割合で添加し
、１５０℃に保持された撹拌機付密閉容器中で１時間撹
拌した後撹拌機を停止し、その状態で２時間静置した。

次いで成層分離した下層を抜出した後容器内に残留する
上層分を減圧蒸留し、溶剤分を留去した。得られた残留
物のロードタールに対する収率及びベンゼン不溶分を測
定し、測定結果を第１図に示した。なお、比較のために
実施例３で用いたロードタルを４０ｍｍＨｇ１２８『Ｃ
の条件下で蒸留して得られた留分のロードタールに対す
る収率は３６．６ｗｔ％であり、本発明法に於ける収率
が従来法に比し極めて優れていることがわかる。また、
得られた留分（通常のクレオソート油に相当する）は、
ベンゼン不溶分０．０５ｗｔ％、平均分子量約１８０１
最高分子量約２８０、ＢＭＣＩｌ５３の物性を有してい
た。

実施例 ４ 実施例１で得られたロードタールを４００１／Ｈｒの割
合で減圧蒸留塔に連続的に導入し、沸点（常圧）約４０
０℃までの留分を除去した。

減圧蒸留塔々底より得られる留分（いわゆるコールター
ルピツチ）は２６０１／Ｈｒであつた。次いで、このコ
ールタールピツチを、実施例１で用いたと同じ灯油５２
０１／Ｈｒと、実施例１と同様な方法で連続的に混合、
成層分離、及び溶剤回収を行ない、溶剤回収塔の塔底よ
り９６１／Ｈｒの留分を得た。

この留分の性状はベンゼン不溶分０．１５ｗｔ％、平均
分子量約３００、最高分子量約４５０、ＢＭＣＩｌ８８
であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例３で得られた測定結果を示すグラフであ
り、横軸はロードタールに対する溶剤の容量比、左側縦
軸は生成物のベンゼン不溶分の重量％、右側縦軸はロー
ドタールに対する生成物の収率（重量％）を示し、グラ
フ中実線は生成物中のベンゼン不溶分含量、鎖線はロー
ドタールに対する生成物の収率を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ベンゼン不溶分を含有し、かつ縮合環状芳香族化合
   物を含む炭化水素物質と、沸点または９５容量％の留出
   温度が６５〜２９０℃である脂肪族炭化水素物質及び（
   又は）脂環式炭化水素物質よりなる溶剤とを、炭化水素
   物質１容量部に対し溶剤１〜１０容量部の割合で混合し
   、次いで該混合物を静置して成層分離し、得られた上層
   を蒸留して前記溶剤を塔頂より留去することにより、塔
   底留分として、改質された縮合環状芳香族化合物を含む
   炭化水素物質を得ることを特徴とするカーボンブラック
   原料炭化水素物質の製造法。