JPS60166348A - カ−ボンブラツク用原料油 - Google Patents
カ−ボンブラツク用原料油Info
- Publication number
- JPS60166348A JPS60166348A JP2083784A JP2083784A JPS60166348A JP S60166348 A JPS60166348 A JP S60166348A JP 2083784 A JP2083784 A JP 2083784A JP 2083784 A JP2083784 A JP 2083784A JP S60166348 A JPS60166348 A JP S60166348A
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- JP
- Japan
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- oil
- carbon black
- raw material
- component
- material oil
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ゴムおよびプラスチック等の補強剤、充填剤
として適用するカーボンブラックの製造に有用な新規組
成の原料油に関する。
として適用するカーボンブラックの製造に有用な新規組
成の原料油に関する。
一般に、カーボンブラックは耐火材および断熱材を内張
すした円筒形状の反応炉頭部の燃焼室に液体燃料を導入
して高温燃焼ガス流を形成させ、この燃焼室に連設した
反応室を流下する高温燃焼ガスの旋回気流中に液体炭化
水素原料油を噴射し、熱分解反応を起生させてカーボン
ブラックに転化する方法により製造される。
すした円筒形状の反応炉頭部の燃焼室に液体燃料を導入
して高温燃焼ガス流を形成させ、この燃焼室に連設した
反応室を流下する高温燃焼ガスの旋回気流中に液体炭化
水素原料油を噴射し、熱分解反応を起生させてカーボン
ブラックに転化する方法により製造される。
カーボンブラック製造のための原料油としては、コーク
ス製造時に生ずるコールタールの分留重質油（クレオソ
ート油）あるい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）など特定の石炭系、石油系の原料油
が従来から使用されている。石炭系のクレオソート油は
芳香族成分を多量に含むため原料油としての適格性に優
れているが、タール蒸留によって副生ずるものである関
係でその供給量はタール蒸留工業の稼動状況に大きく依
存する。一方石油系のエチレンボトム油も石油化学工業
のすう勢によって影響される要素が少く々い。加えて、
近年燃料資源としての消費量の増大もあって、これら原
料油の安定確保が困難となりつつろる。特に石油系原料
油は海外の政治、経済情勢に左右されるところが大きく
量的、価格的にカーボンブラック原料油としての妙味が
低下してきている。このような状況の本とに安価で安定
供給が可能な新規原料油への転換、開発の必要性が高１
＋、特にコールタール蒸留の残留物として多量に生成す
るタールピッチが重質性ならびに芳香族成分を多量に含
む点から有用視されている。
ス製造時に生ずるコールタールの分留重質油（クレオソ
ート油）あるい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）など特定の石炭系、石油系の原料油
が従来から使用されている。石炭系のクレオソート油は
芳香族成分を多量に含むため原料油としての適格性に優
れているが、タール蒸留によって副生ずるものである関
係でその供給量はタール蒸留工業の稼動状況に大きく依
存する。一方石油系のエチレンボトム油も石油化学工業
のすう勢によって影響される要素が少く々い。加えて、
近年燃料資源としての消費量の増大もあって、これら原
料油の安定確保が困難となりつつろる。特に石油系原料
油は海外の政治、経済情勢に左右されるところが大きく
量的、価格的にカーボンブラック原料油としての妙味が
低下してきている。このような状況の本とに安価で安定
供給が可能な新規原料油への転換、開発の必要性が高１
＋、特にコールタール蒸留の残留物として多量に生成す
るタールピッチが重質性ならびに芳香族成分を多量に含
む点から有用視されている。
これらの観点から既にエチレンボトム油とタールピッチ
とを炭素と水素の元素比が０．９５〜１．４の範囲に混
合する原料油（特開昭５０−６８９９１号公報）やエチ
レンボトム油１００重量部に石油ピッチを１〜５０重量
部配置部る原料油（Ｉ＃開昭５５−４８２５５号公報）
が提案されている。前者においては粘度やＢＭＣ工など
の緒特性から従来原料油と同様に使用することができ、
また後者でもクレオソート油と同等の作業性や収率で使
用可能であるとされている。
とを炭素と水素の元素比が０．９５〜１．４の範囲に混
合する原料油（特開昭５０−６８９９１号公報）やエチ
レンボトム油１００重量部に石油ピッチを１〜５０重量
部配置部る原料油（Ｉ＃開昭５５−４８２５５号公報）
が提案されている。前者においては粘度やＢＭＣ工など
の緒特性から従来原料油と同様に使用することができ、
また後者でもクレオソート油と同等の作業性や収率で使
用可能であるとされている。
しかし、タールピッチは本質的にキノリンネ溶分（以下
「ｑ工」という。）およびコークス残分の含有率が高く
、カーボンブラック生成反応時にこれがコークス化して
、いわゆるコークスグリッドとしてカーボンブラック中
に残存する大きな欠点がある。カーボンブラック中のコ
ークスグリッドはゴムあるいは樹脂成分に配合する際、
硬い微小粒として介在し、表面の肌荒れや機械的強度の
低下など製品特性を劣化させる要因となる。このためカ
ーボンブラック中のグリッド量は重要特性として規格化
されており、例えばＡＳＴＭ Ｄ−１５１４（１９８！
Ｓ年）では４５μふるい残分として０．２％以下にすべ
きことが規定されている。
「ｑ工」という。）およびコークス残分の含有率が高く
、カーボンブラック生成反応時にこれがコークス化して
、いわゆるコークスグリッドとしてカーボンブラック中
に残存する大きな欠点がある。カーボンブラック中のコ
ークスグリッドはゴムあるいは樹脂成分に配合する際、
硬い微小粒として介在し、表面の肌荒れや機械的強度の
低下など製品特性を劣化させる要因となる。このためカ
ーボンブラック中のグリッド量は重要特性として規格化
されており、例えばＡＳＴＭ Ｄ−１５１４（１９８！
Ｓ年）では４５μふるい残分として０．２％以下にすべ
きことが規定されている。
カーボンブラック生成反応時に形成するコークスグリッ
ドは、原料油中のＱ工およびコークス残分の増大ととも
に増加することは一般的に知られている。したがって通
常、原料油中のＱ工およびコークス残分の含有率を規制
して使用している。
ドは、原料油中のＱ工およびコークス残分の増大ととも
に増加することは一般的に知られている。したがって通
常、原料油中のＱ工およびコークス残分の含有率を規制
して使用している。
併し前記原料油混和物はこのコークスグリッドの生成に
関してはなんら考慮されていないため、従来の製造装置
や製造条件をそのまま適用する場合にはコークスグリッ
ドの生成を低位に維持することは困難である。
関してはなんら考慮されていないため、従来の製造装置
や製造条件をそのまま適用する場合にはコークスグリッ
ドの生成を低位に維持することは困難である。
本発明は、上記の実情に鑑み原料油中のＱ工およびコー
クス残分とカーボンブラック中に残存するコークスグリ
ッドとの関係について鋭意研究を重ねた結果、タールピ
ッチをクレオソート油などの重質油留分に混和し、かつ
そのＱ工およびコークス残分を特定の範囲に制御するこ
とにより有効に実用化し得るカーボンブラック用原料油
の開発に至ったものである。
クス残分とカーボンブラック中に残存するコークスグリ
ッドとの関係について鋭意研究を重ねた結果、タールピ
ッチをクレオソート油などの重質油留分に混和し、かつ
そのＱ工およびコークス残分を特定の範囲に制御するこ
とにより有効に実用化し得るカーボンブラック用原料油
の開発に至ったものである。
即ち、本発明により提供されるカーボンブラック用原料
油は、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Ｑ工がα７〜２０俤、コ
ークス残分が１５〜４０俤の範囲内に混和配合した組成
もしくはこれを主体組成とするところに特徴がある。
油は、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Ｑ工がα７〜２０俤、コ
ークス残分が１５〜４０俤の範囲内に混和配合した組成
もしくはこれを主体組成とするところに特徴がある。
本発明に用いられるタールピッチには特別な制限はなく
、コールタールを蒸留して軽油、中油、クレオソート油
、アントラセン油などの各留分を分留したときに得られ
る残留物で、例えばＪ工５Ｋ２４３９−１９８３に規定
されている一般用タールピッチを使用することができる
。またタールピッチを混和配合する油種としては、コー
ルタールを分留して得られる重質油留分が使用される。
、コールタールを蒸留して軽油、中油、クレオソート油
、アントラセン油などの各留分を分留したときに得られ
る残留物で、例えばＪ工５Ｋ２４３９−１９８３に規定
されている一般用タールピッチを使用することができる
。またタールピッチを混和配合する油種としては、コー
ルタールを分留して得られる重質油留分が使用される。
カーボンブラック製造時において原料油はバーナーを用
いて微粒子状に霧化した状態で反応炉に供給される。従
って、通常原料油は１５０℃以上に加温され、低粘度に
調整して使用に供されるが、タールピッチは高い粘度を
有する常温で固体状の物質であるため低粘度油に混和配
合して適度の流動性を保有させる必要がある。ところが
低粘度油は一般的に低沸点留分を多く含むために加温時
この低沸点留分が装置管内で気化し、安定操業の維持を
困難にするばかりでなく保安上の危険も招く。
いて微粒子状に霧化した状態で反応炉に供給される。従
って、通常原料油は１５０℃以上に加温され、低粘度に
調整して使用に供されるが、タールピッチは高い粘度を
有する常温で固体状の物質であるため低粘度油に混和配
合して適度の流動性を保有させる必要がある。ところが
低粘度油は一般的に低沸点留分を多く含むために加温時
この低沸点留分が装置管内で気化し、安定操業の維持を
困難にするばかりでなく保安上の危険も招く。
他方、石油系重質油に混合した場合には、タールピッチ
との間で化学反応を起生じ高分子重縮合物であるガム状
物質を形成して、安定操業を阻害することがある。この
ため、タールピッチを混和配合する油種としては石炭系
の重質油が好ましく、特に初留点１８０℃以上、望まし
くは２００℃以上の初留点を有するクレオソート油を用
いることが最適である。
との間で化学反応を起生じ高分子重縮合物であるガム状
物質を形成して、安定操業を阻害することがある。この
ため、タールピッチを混和配合する油種としては石炭系
の重質油が好ましく、特に初留点１８０℃以上、望まし
くは２００℃以上の初留点を有するクレオソート油を用
いることが最適である。
タールピッチは、混和後のｑ工が０．７〜２．０チ、コ
ークス残分が１５〜４０−の範囲内になるように石炭系
重質油に混和配合される。上記範囲の組成性状は、クレ
オソート油などの重質油留分１００重量部に対しタール
ピッチを２０〜６０重量部の比率で配合することＫよっ
て調整することができる。
ークス残分が１５〜４０−の範囲内になるように石炭系
重質油に混和配合される。上記範囲の組成性状は、クレ
オソート油などの重質油留分１００重量部に対しタール
ピッチを２０〜６０重量部の比率で配合することＫよっ
て調整することができる。
また、上記原料油を主体組成として、これＫ例えば常用
のエチレンボトム油等の石油系原料油を配合して用いる
こともできる。
のエチレンボトム油等の石油系原料油を配合して用いる
こともできる。
本発明の原料油を用いてカーボンブラックを製造する場
合には原料油を微細な霧滴流として高温燃焼ガス中に供
給し、速やかに原料油霧滴流を気化して急速に熱分解反
応を起生させることが重要である。すなわち、微細な原
料油霧滴流は高速で流動する燃焼ガスから速やかに熱の
伝達を受けて気化熱分解し、重縮合反応をくり返してカ
ーボンブラックの前駆体となる中間生成物を形成する。
合には原料油を微細な霧滴流として高温燃焼ガス中に供
給し、速やかに原料油霧滴流を気化して急速に熱分解反
応を起生させることが重要である。すなわち、微細な原
料油霧滴流は高速で流動する燃焼ガスから速やかに熱の
伝達を受けて気化熱分解し、重縮合反応をくり返してカ
ーボンブラックの前駆体となる中間生成物を形成する。
この中間生成物を高度の撹乱状態下に高温で熱分解させ
てカーボンブラックに転化させるものである。
てカーボンブラックに転化させるものである。
この過程において原料油中に存在するＱ工や高分子量成
分も急速に熱分解され、また一部は燃焼する。したがっ
て、燃焼ガスを高温かつ高流速に保持し、原料油の気化
熱分解を促進させることによりコークスグリッドの生成
を効果的に抑制することが可能となる。
分も急速に熱分解され、また一部は燃焼する。したがっ
て、燃焼ガスを高温かつ高流速に保持し、原料油の気化
熱分解を促進させることによりコークスグリッドの生成
を効果的に抑制することが可能となる。
例えば図示構造の製造炉は、本発明の原料油を使用する
のに適した一例でおる。
のに適した一例でおる。
該製造炉は、頭部に燃焼バーナー５を備える燃焼室７と
これに連続する熱分解導管８に酸素供給用外管を有する
原料油噴射ノズル６を挿着してなる発生部ｌ、１′を複
数系列に設置し、各発生部の熱分解導管はひき続く円筒
状の主反応ゾーン２に収斂会合する構造となっている。
これに連続する熱分解導管８に酸素供給用外管を有する
原料油噴射ノズル６を挿着してなる発生部ｌ、１′を複
数系列に設置し、各発生部の熱分解導管はひき続く円筒
状の主反応ゾーン２に収斂会合する構造となっている。
熱分解導管内を高速流動する高温燃焼ガス流の横断方向
から噴射導入された原料油は急速に微粒化されるととも
に同時に供給される酸素ガスによって一層高熱化した雰
囲気に曝されて気化、熱分解が相乗的に促進される。こ
の過程で生じた中間生成ガス流は主反応ゾーンにおいて
高速かつ連続的に相互衝突し、高度の撹乱状態下で急速
にカーボンブラックに転化する。この発生機構によりコ
ークスグリッドの生成を極めて効果的忙抑制することが
できる。
から噴射導入された原料油は急速に微粒化されるととも
に同時に供給される酸素ガスによって一層高熱化した雰
囲気に曝されて気化、熱分解が相乗的に促進される。こ
の過程で生じた中間生成ガス流は主反応ゾーンにおいて
高速かつ連続的に相互衝突し、高度の撹乱状態下で急速
にカーボンブラックに転化する。この発生機構によりコ
ークスグリッドの生成を極めて効果的忙抑制することが
できる。
本発明によって提供される新規組成のカーボンブラック
用原料油はコールタールの蒸留工程で発生する安価かつ
安定供給可能なタールピッチを多量に含有するＫも拘ら
ず、組成的に操業トラブルおよび製品特性の劣化を併う
ことがなく円滑にカーボンブラックが製造できるから製
造原価低減化、原料油の省資源などに大きく貢献する利
益がもたらされる。また、本原料油は比重が高く芳香族
成分を多量に含むためカーボンブラックの収率向上にも
寄与する技術的効果がある。
用原料油はコールタールの蒸留工程で発生する安価かつ
安定供給可能なタールピッチを多量に含有するＫも拘ら
ず、組成的に操業トラブルおよび製品特性の劣化を併う
ことがなく円滑にカーボンブラックが製造できるから製
造原価低減化、原料油の省資源などに大きく貢献する利
益がもたらされる。また、本原料油は比重が高く芳香族
成分を多量に含むためカーボンブラックの収率向上にも
寄与する技術的効果がある。
次に本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例
表−１に示す性状のクレオソート油およびタールピップ
を用い、クレオソート油１００重量部に対しタールピッ
チを種々の割合で混和配合して表−２に示す組成性状の
原料油を調製した。
を用い、クレオソート油１００重量部に対しタールピッ
チを種々の割合で混和配合して表−２に示す組成性状の
原料油を調製した。
表−１
表−２
−
木
表−２の各原料油を用い、以下の製造炉および発生条件
によりＮ５３９級のカーボンブラックを製造した。
によりＮ５３９級のカーボンブラックを製造した。
く製造炉〉
後部に内径２００１１Ｉ１１．長さ５０００ｍの広径部
位ｌＯを連設した内径９０冨翼、長さ４ｏｏｍの狭径部
位９の前面に、頭部にウィンドボックス４を唐ユ 介して補かバーナー５を同軸的に挿着した燃焼室７〔内
径４００ｇ１１１．長さ８００１１ＩＩ（うち円錐部分
２０（ＩＪ：ｌと周囲に酸素ガス供給用外管を有する原
料油噴射ノズル６を側部に挿着した熱分解導管８（内径
６０醪、長さ６００ｔａ）とを備えた２系列の発生部１
．１′を交角α＝６０°に収斂集合させた図示構造の反
応炉を使用した。
位ｌＯを連設した内径９０冨翼、長さ４ｏｏｍの狭径部
位９の前面に、頭部にウィンドボックス４を唐ユ 介して補かバーナー５を同軸的に挿着した燃焼室７〔内
径４００ｇ１１１．長さ８００１１ＩＩ（うち円錐部分
２０（ＩＪ：ｌと周囲に酸素ガス供給用外管を有する原
料油噴射ノズル６を側部に挿着した熱分解導管８（内径
６０醪、長さ６００ｔａ）とを備えた２系列の発生部１
．１′を交角α＝６０°に収斂集合させた図示構造の反
応炉を使用した。
く発生条件〉
燃料油として比重（１５７４℃）０．９０１． 粘度（
Ｃ８Ｔ ５０℃） １６．１．引火点９６℃の炭化水素
油を用い、表３に示した発生条件を適用した。
Ｃ８Ｔ ５０℃） １６．１．引火点９６℃の炭化水素
油を用い、表３に示した発生条件を適用した。
上記の仕様により製造された各カーボンブラックの緒特
性を表−４に示した。
性を表−４に示した。
各製造ロットのうち、 Ｒｕｎ Ｎ１４〜８は本発明例
に相当するもの、Ｒｕｎ ｌＩ＆Ｌ９は本発明の特性要
件びＲｕｎ ＩＩ＆Ｌ１はクレオソート油を使用して従
来造条件を適用した場合の参考例である。
に相当するもの、Ｒｕｎ ｌＩ＆Ｌ９は本発明の特性要
件びＲｕｎ ＩＩ＆Ｌ１はクレオソート油を使用して従
来造条件を適用した場合の参考例である。
原料油中のＱ工が０６６チ、コークス残分が１４を越え
るＲｕｎ％ ３の比較例はふるい残分の増頌向を示すが
、Ｑ工０．６６〜１．９３％、コーク残分１４．１〜４
０．０−の本発明範囲内の原料油適用した場合には規格
内の品質レベルを充分維し得ることを示すものである。
るＲｕｎ％ ３の比較例はふるい残分の増頌向を示すが
、Ｑ工０．６６〜１．９３％、コーク残分１４．１〜４
０．０−の本発明範囲内の原料油適用した場合には規格
内の品質レベルを充分維し得ることを示すものである。
囚は、本発明に適用するカーボンブラックを製するため
の反応炉を例示した縦断面図である。 ｌ、１′・・・・・・発生部、 ２・・・・・・主反応
ゾーン。 ３・・・・・・クエンデ用スプレーノズル、４・・・・
・・ウィンドボックス、 ５・・・・・・燃焼バーナー
。 ６・・・・・・原料油噴射ノズル、 ７・・・・・・燃
焼室。 ８・−・・・・熱分解導管、 ９・・・・・・狭径部位
。 １０、・・・・・・広径部位、 α・・・・・・交角、
Ｐ・・・交点特許出願人 東海カーボン株式会社 代理人 弁理士 高 畑 正 也
の反応炉を例示した縦断面図である。 ｌ、１′・・・・・・発生部、 ２・・・・・・主反応
ゾーン。 ３・・・・・・クエンデ用スプレーノズル、４・・・・
・・ウィンドボックス、 ５・・・・・・燃焼バーナー
。 ６・・・・・・原料油噴射ノズル、 ７・・・・・・燃
焼室。 ８・−・・・・熱分解導管、 ９・・・・・・狭径部位
。 １０、・・・・・・広径部位、 α・・・・・・交角、
Ｐ・・・交点特許出願人 東海カーボン株式会社 代理人 弁理士 高 畑 正 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、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ネ溶分が０．７〜
ｚＯ％、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。 ２−Ｉｉ質抽油留分１００重量部対しタールピッチ２０
〜６０重量部を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
カーボンブラック用原料油。 ３重質油密分がクレオソート油である特許請求の範囲第
１項記載のカーボンブラック用原料油。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083784A JPS60166348A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | カ−ボンブラツク用原料油 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2083784A JPS60166348A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | カ−ボンブラツク用原料油 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6887788A Division JPS63264673A (ja) | 1988-03-23 | 1988-03-23 | カーボンブラックの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60166348A true JPS60166348A (ja) | 1985-08-29 |
| JPS6220228B2 JPS6220228B2 (ja) | 1987-05-06 |
Family
ID=12038180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2083784A Granted JPS60166348A (ja) | 1984-02-09 | 1984-02-09 | カ−ボンブラツク用原料油 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60166348A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63264673A (ja) * | 1988-03-23 | 1988-11-01 | Tokai Carbon Co Ltd | カーボンブラックの製造方法 |
| JPH02245066A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-28 | Mitsubishi Kasei Corp | カーボンブラック原料油の製造方法 |
| JP2013064051A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Tokai Carbon Co Ltd | カーボンブラック用原料油の製造方法 |
Citations (5)
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| US4154808A (en) * | 1975-10-24 | 1979-05-15 | Deutsche Gold- Und Silber-Scheideanstalt Vormals Roessler | Process for the production of high qualtiy carbon black |
| JPS5548255A (en) * | 1978-10-03 | 1980-04-05 | Kureha Chem Ind Co Ltd | Raw oil composition for carbon black |
| JPS5679179A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-29 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | Production of hydrocarbon substance as raw material for carbon black |
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-
1984
- 1984-02-09 JP JP2083784A patent/JPS60166348A/ja active Granted
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| JPH0348228B2 (ja) * | 1988-03-23 | 1991-07-23 | Tokai Carbon Kk | |
| JPH02245066A (ja) * | 1989-03-16 | 1990-09-28 | Mitsubishi Kasei Corp | カーボンブラック原料油の製造方法 |
| JP2013064051A (ja) * | 2011-09-16 | 2013-04-11 | Tokai Carbon Co Ltd | カーボンブラック用原料油の製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JPS6220228B2 (ja) | 1987-05-06 |
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