JPS60206898A - 固体ピツチ／水スラリ−の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体ピンチ／水スラリーの製造方法に関するも
のである。

最近、軽質油の需要は増大しているのに対し、供給され
る原油の方はより重質なものに移行し、しかもその一部
は石炭によって代替されるようになっている。このよう
な社会的背景から、石油精製工場においては、重質原油
や重質残油を、溶剤脱歴、熱分解、接触分解等により軽
質化する各種の膜質ｊ１が設置されるようになってきて
いる。このような軽質化用の設備において副生するピッ
チ（又はピッチ状物）は、非常に重質で、融点が高いた
めに、直接燃焼しようとすると、その配管での輸送やノ
ズルからの噴霧に著しい困難が伴い、そのままの形で燃
料として利用することも極めて固困難である。しかしな
から、ピッチは石炭に比べて灰分が微量で、高位発熱量
は約８５０ｆｌＫｃａｌ／Ｋｇと大きく、燃料として有
利な特性を備えているため、従来の燃焼設備に対する供
給燃料として利用し得れば非常に有利であることは明ら
かである。

このようなことから、固体ピッチを微粉砕し、水中で分
散させて、固体ピッチ／水スラリーの形で用いることが
検討されている。このような固体ピッチ／水スラリーは
、固体ピッチとは異なり、輸送や貯蔵等のハンドリング
が容易である」二、バーナ用燃料として用いることがで
きるという利点を備えている。しかしながら、このよう
な固体ピンチ／水スラリーを工業的に生産するためには
、一般に、固体ピッチを冷却固化する工程、固体ピッチ
を固体輸送及び貯蔵の可能な粒度に粗粉砕するニー程、
これらの粗粉砕ピッチをベルトコンベア、サイロ等を設
備を用いて輸送、貯蔵する工程、粗粉砕ピッチを湿式微
粉砕する工程、あるいは乾式微粉砕して水と混合する工
程等が必要となる。

一方、ピッチ製造工程から得られる加熱溶融状態のピッ
チを原料として、直接固体ピッチ／水スラリーが製造で
きれば、前記固体ピッチ／水スラリーの製造工程におけ
る、固体ピッチの段階的粉砕工程を含む固体ハンドリン
グに関する部分を一切省くことができ、固体ピッチ／水
スラリーの製造方法として極めて有利である。

そこで、本発明者らは、ピッチ製造工程から得られる加
熱溶融ピッチを原料とし、これから直接固体ピッチ／水
スラリーを製造し得る方法を開発すべく鋭意研究を重ね
た結果、本発明を完成するに到った。

即ち、本発明によれば、加熱溶融された流動性を有する
ピッチを、分散媒としての水の存在下、機械力を加える
ことにより溶融状態で相粒子状に細分割して冷却固化さ
せると共に、得られた粗粒子状ピッチスラリーから水を
分離し、この分離水を冷却し、前記分散媒の一部として
循環使用し、かつ得られた粗粒子状ピッチを、分散媒と
しての水の存在下、必要に応じて分散剤の存在下、さら
に微粉砕化させ、固体ピッチ／水スラリーを生成させる
ことを特徴とする固体ピッチ／水スラリーの製造方法が
提供される。

本発明におけるピッチとしては、（ａ）原油減圧蒸留残
渣油等の重質油を、プロパン、ブタン等の溶剤で油分を
抽出処理する際に得られる抽出残渣（溶剤脱歴アスファ
ルト、あるいは５ｌ）Ａアスファルト等と呼ばれる）、
（ｂ）重質油を熱分解して軽質油を製造する際に得られ
る副生残渣、（ｃ）石油留分を接触分解（一般にＦＣＣ
法と呼ばれる）して得られる副生残渣、（ｄ）重質油を
スチーム熱処理して軽質油を製造する際に得られる副生
残渣等の石油系ピッチの他、（ｅ）液化石炭の蒸留残渣
やコールタールピッチ等の石炭系ピッチも適用され、さ
らに前記ピッチを水素化や熱処理して得られる変性ピッ
チも適用される。本発明において用いるピッチは１強常
５０’Ｃ以上、好ましくは６０℃以上の軟化点を有する
。

本発明の固体ピンチ／水スラリーの製造方法は、（ｉ）
分散媒（このものは、冷却媒体として作用する）として
の水の存在下、機械力を加えることにより溶融ピッチを
そのまま粒子状に細分割させて冷却固化する工程（粗粒
子状ピッチスラリー製造工程）と、（１１）この冷却固
化工程で得られた粗粒子状ピッチから水を分離し、この
分離水を冷却し、前記冷却固化工程に循環使用する工程
（分離水冷却循環工程）と、（ｉｉｉ）この粗粒子状ピ
ッチを分散媒としての水の存在下、さらに機械力を加え
ることにより微粉砕化する工程（微粒子状ピッチスラリ
ー製造工程）を含む。加熱溶融した流動性に富むピッチ
を水中に導入すると、ピッチは直ぐには固化せず、ある
時間の間、その流動状態を保つが、本発明においては、
この流動状確のピッチに対し、これを剪断するような機
械力を加える。このような機械力を加えられた流動状態
のピッチは、細分割されて、表面を冷却されながら水中
へ分散して行き、最終的には冷却固化された固体組粒子
となる。この場合のピッチの粗粒子化は、塊状ピッチを
粗粉砕化する場合とは異なり、固体状ではなく、流体状
で行われることから、極めて容易であり、しかも、その
粗粒子化された粒子の寸法は均一化されている。この粒
子平均寸法は、加える機械力によって異なり、強い機械
力を加える程より細かな粒子となるが、一般的には直径
約１〜４０ｍｍ、好ましくは２〜１０ｍｍ、更に好まし
くは３〜５ｍｍの範囲にするのがよい。本発明において
は、前記のようにして溶融状態で細分割され、冷却固化
された粗粒状ピッチから１分散媒としての水を分離し、
この分離水を冷却し、前記溶融ピッチの冷却固化工程に
循環する。この循環水け、冷却固化工程においては、溶
融ピッチの冷却媒体の一部として再使用されるもので、
この循環水の使用により、新しい供給水の使用量を製品
として所望されるピッチスラリー濃度に応じた割合量に
設定することができる。

本発明においては、冷却工程で得られた粗粒子状ピッチ
は、分散媒としての水の存在下、さらに微粉砕化される
が、この場合の微粉砕化は、微粉砕化すべきピッチが既
に相当細かい粒子となっていると共に、その粒子径が均
一化されているために、極めて効率よく行うことができ
る。この微粉砕化により、最大粒子直径３５０μｍ以下
、好ましくは１５０μｍ以下のピッチ微粒子を含む固体
ピッチ／水スラリーが得られる。

本発明においては、前記した（ｉ）溶融ピッチを細分割
化、冷却及び固化する工程と（ｉｉｉ）粗粒子状ピッチ
の微−粉砕化工程とは一般にはそれぞれ別の装置におい
て実施される。即ち、溶融ピッチの細分割化、冷却及び
固化する工程（粗粒子状ピッチ製造工程）に用いられる
装置としては、溶融ピッチホッパー、溶融ピッチ細分割
機（攪拌羽根等）、溶融ピッチ冷却槽、粒子状ピッチ沈
降槽等を含むものが一般的に使用され、一方、粗粒子状
ピッチの微粉砕化工程に用いられる装置としては、例え
ば、連続式ボールミル、振動ミル、タワーミル、サンド
ミル、エツジランナー、マサツ円板ミル、石うす式コロ
イドミル、歯付コロイドミル等が用いられ、剪断力、衝
撃力、マサツカ、圧縮力等の機械力を与えるものであれ
ば任意である。もちろん、場合によっては、前記工程（
ｉ）と工程１ｉｉ）とは、同一の装置内で行うことも可
能である。

本発明において用いる加熱溶融ピッチは、通常、水の沸
点以上の温度に加熱されるが、液体輸送が容易な流動性
を得るために十分な高温度に保持するのがよく、ピッチ
軟化温度より５０℃以上、好ましくは１００〜２００℃
程度高い温度に保持するのが好ましい。本発明の方法は
、回分式又は連続式のいずれの方式でも実施可能である
が、通常は連続式で実施される。連続式で行う場合、前
記した粗粒子状ピッチ製造装置を第１段で用い、この装
置に対し、溶融ピッチと分散剤兼冷却媒体としての水を
導入し、前記のようにして溶融ピッチの細分割。

冷却及び同化を行って、粗粒子状の固体ピッチ／水スラ
リーを生成させる。この場合、循環水を用いないと、生
成する粗粒子状ピッチスラリー中のピッチ濃度は、供給
する溶融ピッチ温度及び量と分散媒として供給される水
の温度及び量で制約される。即ち、生成される粗粒子状
ピッチスラリー温度は、水の沸騰を回避するために１通
常、水の沸点以下の温度（１００℃以下）に設定される
ので、装置に供給されるピッチと水の割合は、それらの
温度によって決まる。例えば、比熱０．６Ｋｃａｌ／Ｋ
ｇ・℃、温度２０℃の水を供給原料として用いた場合、
供給する溶融ピッチと水との重量比が３５／６５を越え
ると、形成されるピッチスラリーの温度が１００℃を越
えるようになるので、ピッチスラリー中のピッチ濃度は
、必然的にこの重量比より小さな値に制限される。

前記のようにして粗粒子状ピッチスラリーを得る場合、
生成されるスラリー中のピッチ濃度は、供給するピッチ
温度と冷却用媒体として供給する水の温度によって決ま
るので、ある一定濃度のピッチスラリーしか得ることが
できない。もちろん、加圧型のｌＩｌ造装置を用いれば
、さらに高濃度のピッチスラリーを得ることができるが
、このような方法は、工業的に見た場合好ましい方法と
いうことはできない。従って、高濃度の粗粒子状ピッチ
スラリーを得るにはある種の工夫が必要とされるが、本
発明の場合、粗粒子状ピッチ製造装置において得られる
生成ピッチスラリーがら水を分離し、この分離水を冷却
し、冷却用媒体の少なくとも一部として循環使用する。

このようにして、循環水を用いる時には、その＠環水の
持つ冷却能力に応じた分だけ溶融ピッチの供給割合を増
大させ、新しい供給水量を減少させることができる。従
って、循環水の量及び温度を調節することにより、所望
する高濃度の粗粒子状ピッチスラリーを生成させること
ができる。

前記の粗粒子状ピッチスラリーからの水の分離は、従来
公知の種々の固液分離方法により行うことができ、例え
ば、沈降法、濾過法、遠心法等が採用され、この粗粒子
状ピッチスラリーからの木の分離工程は、粗粒子状ピッ
チスラリーの製造装置内モ行うこともできるし、また、
その製造装置からいったん外部へ取出して別の装置を用
いて行うこともできる。この粗粒子状ピッチスラリーか
らの水の分離は、前記したように新しい供給水の使用量
を減少又は省略化し得る他、高濃度の粗粒−子状ピツチ
スラリーを製造し得るという利点を有する。本発明の場
合、水を分離した後に得られる粗粒子状ピッチは、その
水の分離程度とも関係するが、一般には、濃度４０〜７
５重量％、好ましくは６５〜７５重量％の高濃度ピッチ
スラリーを形成する。

また、高濃度ピッチスラリーの温度は、通常、３０〜８
０℃、好ましくは４０〜６０℃程度である。

粗粒子状ピッチスラリーから分離された水は、前記のよ
うに、適当温度に冷却されて、溶融ピッチに対する冷却
用媒体として循環使用されるが、この場合の冷却温度は
、その循環水の割合にもよるが、一般には、４５℃以下
、通常２０〜３０℃程度の循環水が得られるようにすれ
ば十分である。循環水量を多くすればその循環水の温度
は高く設定できる。

本発明においては、粗粒子状ピッチスラリーから循環用
水が分離された後の高濃度の粗粒子状ピッチスラリーは
、分散媒としての水の存在下、通常の方法により湿式微
粉砕される。この微粉砕化においては、生成ピッチスラ
リーの低粘度化やピッチ粒子の沈降性緩和等の目的のた
めに、界面活性剤やその他の従来公知の分散剤を適宜併
用することもできる。分散剤のスラリー中濃度は、通常
、ピッチ１００重量部に対し０．１〜２重量部、好まし
くは０．２〜１重量部程度であり、その最適量は分散剤
の種類によって適宜選定する。さらに、本発明で得られ
る微粒子状ピッチスラリーに対しては、その使用目的に
応じて種々の補助添加剤を加えることができ、例えば、
燃料として用いる場合には。

燃焼助剤、燃焼ガスの脱硫、脱硝剤、灰分改質剤等を加
えることができ、また各種反応装置へ供給する反応原料
として用いる場合、反応助剤、触媒等を添加することが
できる。

本発明において、用いる加熱溶融ピッチとしては、ピッ
チ製造装置又は、石油精製装置等がら抜出される溶融状
態のピッチをそのまま利用するのが好ましいが、もちろ
ん、固体ピッチを加熱溶融して用いることができる。ま
た、本発明で製品として得られる微粒子状ピッチスラリ
ー中のピッチ濃度は特に制約されないが、経済性の上で
は、高濃度スラリーとして用いるのが有利であり、通常
、ピッチ濃度５０重量％以上、好ましくは、７０〜８０
重量％のスラリーとするのがよい。

次に本発明を図面により詳細に説明する。図面は本発明
の方法を実施する場合の装置系統図を示す。

この図において、粗粒子状ピッチスラリー製造装置１は
、ピッチホッパー２、ピッチ冷却槽３及びピッチ沈降槽
４からなり、ピッチホッパーとピッチ冷却槽との間には
連結部５が配設され、この連結部５のピッチホッパー底
部付近には、タービン攪拌羽根（溶融ピッチ細分割器）
６が配設され、この攪拌羽根６はモータ７により駆動さ
れる。ピッチ冷却槽３は、その内部にジャマ板８が配置
され、その底部においてピッチ沈降槽４に連結する。ま
た、ピッチホッパー１とピッチ沈降槽との間には、ポン
プ１１及び冷却器１２を含む分離水ＷｉＱライン１０が
配設される。

ピッチ沈降槽４の底部には、粗粒子状ピッチスラリーを
排出するためのスクリューフィーダ２０が連結部２１を
介して設けられ、このスクリューフィーダ２０には、そ
の駆動用モータ２２が連結される。

スクリューフィーダ２０は、ライン２３．２４を介して
湿式微粉砕機２５の入口部２６に連結し、この湿式微粉
砕機２５の出口部２７には流量計２９を含むライン２８
が連結し、そしてライン２８には流量計３１を含むピッ
チスラリー楯環ライン３０と、ピッチスラリー排出ライ
ン３２が連結され、この排出ライン３２にはピッチ濃度
計３３が連結される。

前記のような装置系を用いて本発明法を実施するには、
ラインＰから溶融ピッチ及びラインＶから供給水をそれ
ぞれピッチホッパ＝１に供給し、さらに、このピッチホ
ッパー１には、分離水循環ラインｌＯによって循環され
る循環水をライン１４を介して導入する。このようにし
て供給された溶融ピツチは、ピッチホッパー１内で表面
のみ関化し、内部は未固化状で冷却用水と共にピッチホ
ッパー１から連結部５を介し、ピッチ冷却槽３に移送さ
れるが、その移送に際し、攪拌羽根６の剪断力により細
分割され、表面のみが固化したピッチの粗粒子が形成さ
れる。

との粗粒子状の表面部のみが固化したピッチは、冷却用
媒体としての水中に分散されたスラリー状態でピッチ冷
却槽３を降下し、その間に全体的に冷却固化され、ピッ
チ冷却槽３の底部から、粗粒子状ピッチスラリーとして
ピッチ沈降槽４に送られる。このピッチ沈降槽４におい
ては、粗粒子状ピッチは比重が大きく（約１．２５程度
）、沈降性の良いことから、容易に沈降し、水と粗粒子
状ピッチの分離が行われる。粗粒子状ピッチがら分離さ
れた分離水は、ピッチ沈降槽の上部の排水口９がらポン
プ１１及び冷却器１２を介してライン１４を通って、４
１ｉｉ環水としてピッチホッパー２に循環される。

ピッチ沈降槽４において沈降分離された粗粒子状ピッチ
は、高濃度スラリーの形で、ピッチ沈降槽の底部から連
結部２１を介し、スクリューフィーダ２０に送られ、こ
のスクリューフィーダ２ｏの作用によって、ライン２３
．２４を通って湿式微粉砕機２５にその入口部２６から
導入される。

湿式微粉砕機２５において微粉砕化されたピッチは、高
濃度の微粒子状ピッチスラリーとして出口部２７から抜
出され、流量計２９及びライン２８を通り、その一部は
、流量計３１及びライン３０及び２４を通って湿式微粉
砕機２５に循環され、一方、残部はライン３２から製品
スラリーとして回収される。流量計３１及びライン３０
．２４を通って湿式微粉ｅ機に循環される微粒子状ピッ
チスラリーは、ライン２３がら湿式微粉砕機２５ε；供
給される高濃度の粗粒子状ピッチスラリーの割合を下げ
、湿式微粉砕機２５の安定運転を確保させる役割を果す
。即ち、スクリューフィーダ２０から押出された高濃度
の粗粒子状ピッチスラリーのみを湿式微粉砕機２５に供
給して微粉砕する時は、その砕料濃度が高すぎるため、
湿式微粉砕機の安定運転に支障が起りやすいが、前記の
ように、粗粒子状ピッチスラリーに微粒子状ピッチスラ
リーを混合して湿式微粉砕機に送る時には、このような
支障はなくなる。

以上のように１本発明は、粗粒子状ピッチを製造する第
１工程と、この粗粒子状ピッチを微粒子化する第２工程
を含むものであるが、原料ピッチとして溶融ピッチを用
いたことにより、第１工程の粗粒子状ピッチの製造は格
別の機械エネルギーを要することなく容易に行うことが
でき、しかも溶融ピッチの冷却に循環水を使用したこと
により、第１工程において新しく供給する水の量は、最
終製品として所望されるピッチスラリー濃度に応じた割
合量であり、第２工程においては、スラリー濃度の調整
は特に必要とされない。その上、本発明は、全体の工程
を流通方式で実施し得ることから、極めて効率的であり
、その産業的意義は大きい。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実慮例 図面に示した装置を用いて高濃度微粒子状ピッチスラリ
ーを連続的に製造した。

この場合、原料ピッチとしては、原油の減圧蒸留残液の
熱分解によって製造される軟化温度１８０℃を有し、３
５０℃における粘度約２０００センチポイズを有するピ
ッチを使用した。このピッチは、３２０℃に加熱溶融し
て供給した。

次に、定常運転における装置系の主要個所の操作条件を
示す。

（１）ピッチホッパー（直径５００■、高さ４００ｍｍ
）（ｉ）供給ピッチ：温度３２０℃、供給量５００ｋｇ
／ｈｒ（ｉｉ）供給水：温度３０℃、供給１２１５ｋｇ
／ｈｒ（ｉｉｉ）循環水：温度３０℃、供給量１０００
０ｋｇ／ｈｒ（２）ピッチ冷却槽（直径７００＋＋＋ｍ
、高さ１’３００ｍｍ）（ｉ）入口部：ピッチ粒子温度
３２０℃、水温３０℃（ｉｉ＞出口部：ピッチ粒子温度
６０℃、水温３８℃（ｉｉｉ）ピッチ粒子滞留時間：約
１８０秒（３）ピッチ沈降槽（縦１０００ｍｍ、横１０
００ｍｍ、高さ６００ＩＩＩＩＯ） （ｉ）分離水温＝３８℃ （ｉｉ）沈降ピンチ粗粒子：直径約１０ｍｍ（４）ライ
ン２３ （ｉ）粗粒子状ピッチスラリー （ａ）濃度：　６９．５重量％ （ｂ）通過量：　７１５ｋｇ／ｈｒ （５）ライン３０ （ｉ）微粒子状ピッチスラリー （ａ）　１度：　６９．５重量％ （ｂ）通過量：　１０００ｋｇ／ｈｒ （６）ライン２８ （ｉ）微粒子状ピッチスラリー （ａ）濃度：　６９．５重量％ （ｂ）通過量：　１７１５ｋｇ／ｈｒ （７）ライン３２ ゛（ｉ）微粒子状ピッチスラリー（製品スラリー）（ａ
）濃度：　６９．５重量％ （ｂ）密度：　１．１８ｇ／ｃｃ（２５℃）（ｃ）粘度
：　１００ｃｐ（２５６Ｃ）（ｄ）ピッチ微粒子粘度：
　メツシュ′通過量重量％ （ｅ）通過量：　７１５ｋｇ／ｈｒ

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の方法を実施するための装置系統図を示す
。 １・・・粗粒子状ピッチスラリー製造装置、２・・・ピ
ッチホッパー、３・・・ピッチ冷却槽、４・・・ピッチ
沈降槽、６・・・攪拌羽根、１０・・・分離水＃ｉ環ラ
イン、：）０・・・スクリューフィーダ、２５・・・湿
式微粉砕機。 特許出願人　千代田化工建設株式会社 （ほか］名） 代理人弁理士池浦敏明

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）加熱溶融された流動性を有するピッチを、分散媒
   として水の存在下、機械力を加えることにより溶融状態
   で粗粒子状に細分割して冷却固化させると共に、得られ
   た粗粒子状ピッチスラリーから水を分離し、この分離水
   を冷却し、前記分散媒として循環使用し、かつ得られた
   粗粒子状ピッチを、分散媒としての水の存在下、必要に
   応じて分散剤の存在下、さらに微粉砕化させ、固体ピン
   チ／水スラリーを生成させることを特徴とする固体ピン
   チ／水スラリーの製造方法。