KR20220105214A - Preparation of Impregnation Pitch - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a method for producing impregnation pitch. More specifically, the method for producing impregnation pitch comprises the steps of: preparing a mixture by mixing a coal tar-based raw material and a solvent; separating a supernatant and a lower layer solution containing solid content from the mixture by centrifugation or decanting; recovering the solvent from the supernatant to obtain a residue; and performing a distillation process and a heat treatment process on the residue. The coal tar-based raw material includes at least one of coal tar, heavy tar, coal tar-based carbon black raw material oil, and coal tar pitch having a softening point of 10 to 90 ℃. The solvent includes 1 to 4 aromatic rings, which are substituted or unsubstituted, and an aromaticity index of the solvent is 0.7 to 1. In addition, a boiling point of the solvent is 100 to 350 ℃, and the content of quinoline and isoquinoline in the solvent is 0 to 5.0 wt% by total weight of the impregnation pitch. Moreover, a softening point of the impregnation pitch is 60 to 120 ℃. The content of the quinoline insoluble in the impregnation pitch is 0.0001 to 0.5 wt% by total weight of the impregnation pitch, and also the content of beta-resin in the impregnation pitch is 10 to 30 wt% by total weight of the impregnation pitch. Accordingly, it is possible to manufacture high quality impregnation pitch with a high carbonization yield.

Description

함침 피치의 제조 방법{Preparation of Impregnation Pitch}Method of manufacturing impregnation pitch {Preparation of Impregnation Pitch}

본 발명은 함침 피치의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 퀴놀린 불용분(QI)의 함량이 현저히 감소되고, 함침 피치 내의 베타-레진의 함량이 함침 피치의 총 중량 대비 10 wt% 이상이고, 함침 피치의 연화점이 60 ℃ 내지 120 ℃인 고품질 함치 피치의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing an impregnated pitch, and more particularly, the content of quinoline insoluble matter (QI) is significantly reduced, and the content of beta-resin in the impregnated pitch is 10 wt% or more relative to the total weight of the impregnated pitch, , relates to a method for producing a high-quality impregnated pitch having a softening point of 60 ℃ to 120 ℃ of impregnated pitch.

일반적으로, 탄소 소성제품은 코크스에 바인더 피치를 결합재로 사용하여 소성, 흑연화 및 가공과정을 거쳐 제강용 흑연 전극, 흑연 블록 등의 제품 등으로 생산된다. 그러나 열처리의 과정에서 코크스와 바인더 피치의 휘발성분들이 빠져 나가거나 열분해 되면서 탄소재 내부에 기공이 발생하게 되고, 이에 따라 기계적 강도, 부피 밀도 등이 저하되고, 전기저항성이 상승될 수 있다. In general, carbon-fired products are produced into products such as graphite electrodes for steelmaking and graphite blocks through firing, graphitization, and processing processes using a binder pitch in coke as a binder. However, as volatile components of coke and binder pitch escape or are thermally decomposed in the process of heat treatment, pores are generated inside the carbon material, thereby reducing mechanical strength, bulk density, etc., and may increase electrical resistance.

함침 공정은 상기의 기공에 피치를 투입하고 소성하여 탄소재의 부피 밀도를 높이는 공정으로, 전술한 문제들을 해결할 수 있다. 이 때, 사용되는 함침 피치는 기공 침투율이 좋아야 하고, 소성 및 흑연화 과정을 거치고 남은 고정 탄소의 양이 높아야 한다. 따라서, 사용될 수 있는 피치의 원료는 제한적이고, 일반적으로 콜타르 피치가 사용되고 있다. 그러나 콜타르 피치는 퀴놀린 불용분(QI)을 함유하고 있어 피치가 기공에 침투하는 것을 저해하기 때문에 이를 일부 제거하는 과정이 필요하다. 퀴놀린 불용분을 제거하여 함침 피치를 제조하는 방법들이 있으나, 상업적으로 고품질 탄소재료의 제조를 위해 퀴놀린 불용분을 극소 함량으로 포함하는 함침 피치가 요구된다. 이러한 퀴놀린 불용분을 극소 함량으로 포함하는 함침 피치를 생산하기 위해서는 원료에 제한이 있고, 사용 용매 및 분리 방식 등 아직 해결해야 할 문제들이 존재한다.The impregnation process is a process of increasing the bulk density of the carbon material by injecting a pitch into the pores and firing it, thereby solving the above-mentioned problems. At this time, the used impregnation pitch should have good pore penetration, and the amount of fixed carbon remaining after firing and graphitization should be high. Therefore, raw materials of pitch that can be used are limited, and coal tar pitch is generally used. However, coal tar pitch contains quinoline insoluble matter (QI), which inhibits the penetration of the pitch into the pores, so a process of removing some of it is required. There are methods for manufacturing an impregnated pitch by removing the quinoline insoluble matter, but an impregnated pitch containing a quinoline insoluble content in a very small amount is required for the manufacture of commercially high-quality carbon materials. In order to produce the impregnated pitch containing such a quinoline insoluble content in a very small amount, there are limitations in raw materials, and there are still problems to be solved, such as a solvent used and a separation method.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 콜타르, 콜타르계 카본블랙오일, 중질 타르, 및 10 내지 90 ℃의 연화점을 갖는 콜타르 피치 중 적어도 하나를 포함하는 다양한 콜타르계 원료들로부터 퀴놀린 불용분(QI)의 함량이 현저히 감소된 고품질의 함치 피치를 제조하는 방법을 제공하는데 있다.The problem to be solved by the present invention is the quinoline insoluble content (QI) from various coal tar-based raw materials including at least one of coal tar, coal tar-based carbon black oil, heavy tar, and coal tar pitch having a softening point of 10 to 90 ° C. An object of the present invention is to provide a method for producing a high-quality impregnated pitch with significantly reduced content.

본 발명의 개념에 따른, 함침 피치의 제조 방법은, 콜타르계 원료 물질 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계, 원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 혼합물로부터 상등액 및 고형분을 포함하는 하층액을 분리하는 단계, 상기 상등액으로부터 상기 용매를 회수하여 잔유물을 수득하는 단계, 및 상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계를 포함하되, 상기 콜타르계 원료 물질은 콜타르, 중질 타르, 콜타르계 카본블랙원료유, 및 10 ℃ 내지 90 ℃의 연화점을 갖는 콜타르 피치 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 용매는 치환 또는 비치환된, 1개 내지 4개의 방향족 고리를 포함하고, 상기 용매의 방향족 지수는 0.7 내지 1이고, 상기 용매의 끓는점은 100 ℃ 내지 350 ℃이고, 상기 용매 내의 퀴놀린 및 이소퀴놀린(isoquinoline)의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0 wt% 내지 5.0 wt%이고, 상기 함침 피치의 연화점은 60 ℃ 내지 120 ℃이고, 상기 함침 피치 내의 퀴놀린 불용분의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.5 wt%이고, 상기 함침 피치 내의 베타-레진의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 10 wt% 내지 30 wt%일 수 있다.According to the concept of the present invention, the manufacturing method of the impregnated pitch, a step of preparing a mixture by mixing a coal tar-based raw material and a solvent, a centrifugal separation method or a lower layer comprising a solid content from the mixture by a decanting (decanting) method Separating the liquid, recovering the solvent from the supernatant to obtain a residue, and performing a distillation process and a heat treatment process on the residue, wherein the coal tar-based raw material is coal tar, heavy tar, coal tar Carbon black raw material oil, and at least one of coal tar pitch having a softening point of 10 ° C to 90 ° C, wherein the solvent contains substituted or unsubstituted, 1 to 4 aromatic rings, and the aromatic index of the solvent is 0.7 to 1, the boiling point of the solvent is 100 ℃ to 350 ℃, the content of quinoline and isoquinoline in the solvent is 0 wt% to 5.0 wt% relative to the total weight of the impregnated pitch, the impregnated pitch The softening point is 60 ° C to 120 ° C, the content of quinoline insoluble in the impregnated pitch is 0.0001 wt % to 0.5 wt % relative to the total weight of the impregnated pitch, and the beta-resin content in the impregnated pitch is, the impregnation It may be 10 wt% to 30 wt% based on the total weight of the pitch.

본 발명에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 원료 물질로서 일반적으로 많이 사용되고 있는 콜타르 피치뿐만 아니라 콜타르를 정제하고 남은 폐기물인 다량의 고형분을 포함하는 중질 타르를 포함하는, 다양한 콜타르계 원료를 사용할 수 있어, 경제적이다. The manufacturing method of the impregnated pitch according to the present invention, including coal tar pitch, which is commonly used as a raw material, as well as heavy tar containing a large amount of solid content, which is a waste remaining after refining coal tar, various coal tar-based raw materials can be used. , economical.

본 발명의 함침 피치의 제조 방법에 따라 제조된, 함침 피치의 연화점은 60 ℃ 내지 120 ℃이고, 함침 피치 내의 퀴놀린 불용분의 함량은 0.5 wt% 이하이며, 함침 피치 내의 베타-레진의 함량은 10 wt% 이상일 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따르면 고품질의 함침 피치를 제조할 수 있다.The softening point of the impregnated pitch, prepared according to the method for manufacturing the impregnated pitch of the present invention, is 60 ° C to 120 ° C, the content of quinoline insoluble in the impregnated pitch is 0.5 wt % or less, and the beta-resin content in the impregnated pitch is 10 It may be more than wt%. Accordingly, according to the present invention, it is possible to manufacture a high-quality impregnation pitch.

본 발명에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 종래의 제조 방법에 비해 제조 공정이 단순하고 연속식으로 제조가 가능하며, 베타-레진의 회수량도 높아 탄화 수율이 높은 함침 피치를 제조할 수 있다.The manufacturing method of the impregnated pitch according to the present invention, compared to the conventional manufacturing method, the manufacturing process is simple and can be manufactured continuously, and the beta-resin recovery amount is high, so the impregnated pitch with high carbonization yield can be manufactured.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.
1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing an impregnation pitch according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing an impregnation pitch according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들의 설명을 통해 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. In order to fully understand the configuration and effect of the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and may be embodied in various forms and various modifications may be made. However, it is provided so that the disclosure of the present invention is complete through the description of the present embodiments, and to fully inform those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, the scope of the invention.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분은 동일한 구성요소들을 나타낸다.In this specification, when a component is referred to as being on another component, it may be directly formed on the other component or a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness of the components is exaggerated for effective description of technical content. Parts indicated with like reference numerals throughout the specification indicate like elements.

본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다. In various embodiments of the present specification, terms such as first, second, third, etc. are used to describe various components, but these components should not be limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another. The embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural, unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, 'comprises' and/or 'comprising' does not exclude the presence or addition of one or more other elements.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.1 is a flowchart for explaining a method of manufacturing an impregnation pitch according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 공정도이다.2 is a schematic process diagram for explaining a method of manufacturing an impregnation pitch according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 콜타르계 원료 물질 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S1), 원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 혼합물로부터 상등액 및 고형분을 포함하는 하층액을 분리하는 단계(S2), 상기 상등액으로부터 상기 용매를 회수하여 잔유물을 수득하는 단계(S3), 및 상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계(S4)를 포함할 수 있다.1 and 2, the manufacturing method of the impregnated pitch according to an embodiment of the present invention, the step of preparing a mixture by mixing a coal tar-based raw material and a solvent (S1), centrifugation method or decanting (decanting) Separating the supernatant and the lower layer solution containing the solids from the mixture by the method (S2), recovering the solvent from the supernatant to obtain a residue (S3), and performing a distillation process and a heat treatment process on the residue It may include a step (S4) to.

본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 콜타르계 원료 물질 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S1)를 포함할 수 있다. 상기 콜타르계 원료 물질 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S1)는 혼합기 내에서 수행될 수 있다. 상기 콜타르계 원료 물질은 콜타르, 콜타르계 카본블랙오일, 중질 타르, 및 10 내지 90 ℃의 연화점을 갖는 콜타르 피치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 콜타르는 석탄을 고온으로 건류할 때 수득되는 물질일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 중질 타르는 콜타르를 상업적으로 사용하기 위해 정제하고 남은 부산물로서, 슬러지 형태의 다양한 부산물 및 수분을 포함하는 콜타르 슬러지를 의미할 수 있다.The method of manufacturing an impregnated pitch according to an embodiment of the present invention may include a step (S1) of preparing a mixture by mixing a coal tar-based raw material and a solvent. The step (S1) of preparing a mixture by mixing the coal tar-based raw material and the solvent may be performed in a mixer. The coal tar-based raw material may include at least one of coal tar, coal tar-based carbon black oil, heavy tar, and coal tar pitch having a softening point of 10 to 90°C. The coal tar may be a material obtained when coal is carbonized at a high temperature. In the present specification, the heavy tar is a by-product remaining after refining coal tar for commercial use, and may refer to coal tar sludge containing various by-products and moisture in the form of sludge.

즉, 본 발명에 따르면 다양한 콜타르계 원료를 사용하여 함침 피치를 제조할 수 있다. 일반적으로, 중질 타르는 폐기물로 취급되고 있으나, 본 발명에 따라 고품질 함침 피치의 원료로 사용될 수 있다.That is, according to the present invention, the impregnated pitch can be manufactured using various coal tar-based raw materials. In general, heavy tar is treated as waste, but according to the present invention, it can be used as a raw material for high-quality impregnated pitch.

상기 용매는 단일 방향족계 화합물 또는 혼합 방향족계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 용매에 의해 상기 콜타르계 원료로부터 퀴놀린 불용분(Quinoline Insoluble, QI)이 제거될 수 있다. 일 예로, 상기 용매는 치환 또는 비치환된, 1개 내지 4개의 방향족 고리를 포함할 수 있고, 상기 용매의 방향족 지수는 0.7 내지 1일 수 있다. 본 명세서에서, 상기 방향족 지수는 브라운-래드너(Brown-Ladner)법을 이용하여 계산된 수치를 의미할 수 있다. The solvent may include a single aromatic compound or a mixed aromatic compound. Quinoline Insoluble (QI) may be removed from the coal tar-based raw material by the solvent. For example, the solvent may include 1 to 4 aromatic rings, substituted or unsubstituted, and the solvent may have an aromatic index of 0.7 to 1. In the present specification, the aromatic index may mean a numerical value calculated using a Brown-Ladner method.

반면에, 일 예로, 알리파틱 성분이 많은 석유계 등유를 원료로 사용할 경우, 방향족 지수가 0.7 미만인 용매를 사용하면, 타르 성분의 회수 효율이 저하될 수 있다. 또한, 알리파틱 성분이 많은 석유계 등유를 원료로 사용하기 위해서는 150 ℃ 이상의 상대적으로 고온의 혼합 조건이 필요할 수 있다. 따라서, 이 경우, 후속의 원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 혼합물로부터 상등액 및 고형분을 포함하는 하층액을 분리하는 단계(S2)에서, 층 분리만 일어날 뿐, 타르 성분의 회수 효율이 저하될 수 있다.On the other hand, for example, when petroleum-based kerosene containing many aliphatic components is used as a raw material, if a solvent having an aromatic index of less than 0.7 is used, the recovery efficiency of the tar component may be reduced. In addition, in order to use petroleum-based kerosene with many aliphatic components as a raw material, a relatively high temperature mixing condition of 150° C. or higher may be required. Therefore, in this case, in the step (S2) of separating the supernatant and the lower layer solution containing the solid content from the mixture by the subsequent centrifugation method or decanting method, only the layer separation occurs, and the recovery efficiency of the tar component is reduced may be lowered.

상기 용매는 단일 방향족계 화합물 또는 혼합 방향족계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 용매의 끓는점은 100 ℃ 내지 350 ℃일 수 있다. 반면에, 상기 용매의 끓는점이 100 ℃ 미만이면, 냄새 및 휘발성이 강해 공정 운전에 불리할 수 있고, 상기 용매의 끓는점이 350 ℃ 초과이면, 점성이 증가하거나 회수하는데 많은 에너지가 필요할 수 있어, 경제성이 저하될 수 있다. The solvent may include a single aromatic compound or a mixed aromatic compound. The boiling point of the solvent may be 100 ℃ to 350 ℃. On the other hand, if the boiling point of the solvent is less than 100 ° C, the odor and volatility are strong, which may be disadvantageous to the process operation, and if the boiling point of the solvent is more than 350 ° C. this may be lowered.

상기 용매 내의 퀴놀린(quinoline) 및 이소퀴놀린(isoquinoline)의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 5.0 wt%일 수 있다. 다만, 상기 용매의 방향족 지수가 0.7 이상이더라도, 방향족계 용매 중에서 퀴놀린(quinoline) 및 이소퀴놀린(isoquinoline) 함유량이 상기 함침 피치의 총 중량 대비 5.0 wt% 이상인 용매를 사용하면, 타르 성분을 잘 녹여 회수율은 증가되는 반면, 퀴놀린 불용분(QI)을 포함한 불순물을 제거하는 효율이 저하될 수 있다. 일 예로, 끓는점이 240 ℃ 내지 310 ℃인 콜타르계 오일 흡수유는 퀴놀린(quinoline) 및 이소퀴놀린(isoquinoline) 함유량이 상기 함침 피치의 총 중량 대비 약 10 %일 수 있고, 이를 용매로 사용하면, 타르 성분을 잘 녹여 회수율은 증가되는 반면, 퀴놀린 불용분(QI)을 포함한 불순물을 제거하는 효율이 저하될 수 있다. The content of quinoline and isoquinoline in the solvent may be 0.0001 wt% to 5.0 wt% based on the total weight of the impregnated pitch. However, even if the aromatic index of the solvent is 0.7 or more, when using a solvent in which the content of quinoline and isoquinoline in the aromatic solvent is 5.0 wt% or more relative to the total weight of the impregnated pitch, the tar component is well dissolved and the recovery rate is is increased, while the efficiency of removing impurities including quinoline insoluble matter (QI) may be reduced. For example, coal tar-based oil absorption oil having a boiling point of 240 ° C. to 310 ° C. may have a quinoline and isoquinoline content of about 10% based on the total weight of the impregnated pitch. While the recovery rate is increased by dissolving the components well, the efficiency of removing impurities including quinoline insoluble matter (QI) may be reduced.

본 발명의 일 실시예로, 상기 용매는 퀴놀린 및 이소퀴놀린을 함유하지 않을 수도 있다. 즉, 상기 용매 내의 퀴놀린 및 이소퀴놀린의 함량은 0 wt%일 수 있다. 한편 앞서 설명한 바와 같이 본 발명의 용매는 퀴놀린 및 이소퀴놀린을 미량으로 함유할 수도 있으며, 따라서 본 발명의 용매의 퀴놀린 및 이소퀴놀린의 함량은 0 wt% 내지 5.0 wt%일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the solvent may not contain quinoline and isoquinoline. That is, the content of quinoline and isoquinoline in the solvent may be 0 wt%. Meanwhile, as described above, the solvent of the present invention may contain quinoline and isoquinoline in a trace amount, and therefore, the content of quinoline and isoquinoline in the solvent of the present invention may be 0 wt% to 5.0 wt%.

일 예로, 상기 콜타르계 원료와 상기 용매의 중량비는 90:10 내지 20:80로 혼합될 수 있다. 반면에, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 용매가 10 중량비 미만일 경우, 콜타르 성분의 회수 효율이 저하될 수 있고, 콜타르 피치 내의 퀴놀린 불용분(QI)의 함량이 0.5 wt%를 초과할 수 있다. 또한, 상기 혼합물 100 중량부에 대하여 상기 용매가 80 중량비 초과일 경우, 콜타르 성분의 회수 효율이 향상될 수 있고, 퀴놀린 불용분(QI)의 함량이 0.5 wt% 이하로 유지될 수 있으나, 공정에 필요한 비용이 증가하여, 경제성이 저하될 수 있다.For example, the weight ratio of the coal tar-based raw material and the solvent may be mixed in a range of 90:10 to 20:80. On the other hand, when the solvent is less than 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the mixture, the recovery efficiency of the coal tar component may be reduced, and the content of the quinoline insoluble matter (QI) in the coal tar pitch may exceed 0.5 wt%. In addition, when the solvent is more than 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the mixture, the recovery efficiency of the coal tar component may be improved, and the content of the quinoline insoluble matter (QI) may be maintained at 0.5 wt% or less, but in the process The required cost increases, which may lower economic efficiency.

상기 콜타르계 원료 물질 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계(S1)는, 교반 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 혼합물을 제조하는 단계는 20 ℃ 내지 150 ℃에서 수행될 수 있다. 이에 따라, 후속의 원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 혼합물로부터 상등액 및 고형분을 포함하는 하층액을 분리하는 단계(S2)가 원활하게 수행될 수 있다. The step (S1) of preparing a mixture by mixing the coal tar-based raw material and the solvent may further include a stirring process. The step of preparing the mixture may be performed at 20 °C to 150 °C. Accordingly, the step (S2) of separating the supernatant and the lower layer solution containing the solid content from the mixture by a subsequent centrifugation method or a decanting method can be smoothly performed.

본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 혼합물로부터 상등액 및 고형분을 포함하는 하층액을 분리하는 단계(S2)를 포함할 수 있다. 상기 하층액은 다량의 고형분을 포함할 수 있다. 상기 고형분은 콜타르 내에 포함된 고체 성분의 물질을 의미할 수 있고, 일 예로, 회분, 퀴놀린 불용분(Quinoline Insoluble, QI), 석탄, 코크스, 또는 세노스피어(Cenosphere) 등을 포함할 수 있다. 상기 혼합물은 원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 상등액 및 상기 하층액으로 분리될 수 있다. The method for manufacturing an impregnated pitch according to an embodiment of the present invention may include a step (S2) of separating a supernatant and a lower layer solution containing a solid content from the mixture by a centrifugal separation method or a decanting method. The lower layer solution may contain a large amount of solid content. The solid content may mean a material of a solid component contained in coal tar, and for example, ash, quinoline insoluble (QI), coal, coke, or cenosphere may include. The mixture may be separated into the supernatant and the lower layer by centrifugation or decanting.

상기 상등액 내의 상기 고형분의 함량은 상기 상등액의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.5 wt%, 0.0001 wt% 내지 0.3 wt%, 또는 0.0001 wt% 내지 0.1 wt%일 수 있다. 상기 고형분의 대부분은 퀴놀린 불용분(QI)으로 구성될 수 있고, 이는 후속의 증류 공정에 의해 상기 콜타르계 원료로부터 Light oil, 흡수유, 크레오소트 등이 분리된 후, 콜타르 피치에 잔류할 수 있다. 즉, 상기 상등액 내의 퀴놀린 불용분(QI)의 함량은 상기 상등액의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.5 wt%, 0.0001 wt% 내지 0.3 wt%, 또는 0.0001 wt% 내지 0.1 wt%일 수 있다.The content of the solids in the supernatant may be 0.0001 wt% to 0.5 wt%, 0.0001 wt% to 0.3 wt%, or 0.0001 wt% to 0.1 wt%, based on the total weight of the supernatant. Most of the solid content may be composed of quinoline insoluble matter (QI), which may remain in the coal tar pitch after light oil, absorption oil, creosote, etc. are separated from the coal tar-based raw material by a subsequent distillation process. That is, the content of the quinoline insoluble matter (QI) in the supernatant may be 0.0001 wt% to 0.5 wt%, 0.0001 wt% to 0.3 wt%, or 0.0001 wt% to 0.1 wt%, based on the total weight of the supernatant.

상기 혼합물로부터 상기 상등액 및 상기 하층액을 분리하는 단계가 수행되는 온도는, 상기 용매가 증발되지 않는 온도 내에서 높을수록 바람직하다. 일 예로, 상기 혼합물로부터 상기 상등액 및 상기 하층액을 분리하는 단계는 20 ℃ 내지 약 150 ℃에서 수행될 수 있다. The temperature at which the step of separating the supernatant and the lower layer from the mixture is performed is preferably higher within a temperature at which the solvent is not evaporated. For example, the step of separating the supernatant and the lower layer from the mixture may be performed at 20 °C to about 150 °C.

상기 원심분리법 또는 상기 디칸팅(decanting)법의 원심력(G-force)은 1,000 G 내지 10,000 G일 수 있다. 상기 원심력(G-force)은 그 값이 증가할수록 상기 콜타르계 원료로부터의 고형분 제거율 및 콜타르의 회수율이 증가할 수 있다. The centrifugal force (G-force) of the centrifugation method or the decanting method may be 1,000 G to 10,000 G. As the value of the centrifugal force (G-force) increases, the solids removal rate and the recovery rate of coal tar from the coal tar-based raw material may increase.

본 발명에 따르면, 상기 원심분리법 또는 상기 디칸팅(decanting)법을 이용하여 함침 피치를 제조할 수 있어, 연속식 공정으로 함침 피치의 제조가 가능할 수 있다.According to the present invention, it is possible to manufacture the impregnated pitch using the centrifugal separation method or the decanting method, it may be possible to manufacture the impregnated pitch in a continuous process.

본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 상기 상등액으로부터 상기 용매를 회수하여 잔유물을 수득하는 단계(S3)를 포함할 수 있다. 상기 상등액으로부터 상기 용매를 회수하는 것은, 상기 상등액에 증류 공정을 수행하는 것을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 증류 공정은 상압 증류 공정 또는 감압 증류 공정을 포함할 수 있다. 상기 상압 증류 공정 또는 상기 감압 증류 공정에 의해, 상기 용매가 증류되어 회수될 수 있다. 이에 따라, 상기 상등액으로부터 퀴놀린 불용분(QI)가 제거된 잔유물이 수득될 수 있다. 상기 회수된 용매는 재순환되어 재사용될 수 있다.The method of manufacturing an impregnated pitch according to an embodiment of the present invention may include a step (S3) of recovering the solvent from the supernatant to obtain a residue. Recovering the solvent from the supernatant may further include performing a distillation process on the supernatant. For example, the distillation process may include an atmospheric distillation process or a reduced pressure distillation process. The solvent may be distilled and recovered by the atmospheric distillation process or the vacuum distillation process. Accordingly, a residue from which quinoline insoluble matter (QI) is removed from the supernatant may be obtained. The recovered solvent may be recycled and reused.

본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계(S4)를 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 증류 공정은 상압 증류 공정 또는 감압 증류 공정일 수 있다. 일 예로, 상기 열처리 공정의 열처리 온도는 230 ℃ 내지 400 ℃일 수 있다. 상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계(S4)에 의해 상기 함침 피치 내의 콜타르 유분이 제거될 수 있다. 구체적으로, 상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계(S4)에 의해, 잔유물 내의 경질 유분 및/또는 중질 유분이 제거될 수 있고, 열에 의한 중축합 반응이 일어나 베타-레진의 함량이 증가될 수 있다. 또한, 함침 피치의 연화점이 증가될 수 있다. The method of manufacturing an impregnated pitch according to an embodiment of the present invention may include performing a distillation process and a heat treatment process on the residue (S4). For example, the distillation process may be an atmospheric distillation process or a reduced pressure distillation process. For example, the heat treatment temperature of the heat treatment process may be 230 °C to 400 °C. Coal tar oil in the impregnated pitch may be removed by performing a distillation process and a heat treatment process on the residue (S4). Specifically, by performing a distillation process and a heat treatment process on the residue (S4), light oil and/or heavy oil in the residue may be removed, and a polycondensation reaction by heat occurs to increase the content of beta-resin. can be Also, the softening point of the impregnation pitch can be increased.

반면에, 상기 열처리 공정의 열처리 온도가 230 ℃ 미만인 경우, 경질 유분 및 중질 유분이 충분히 제거되지 않을 수 있고, 중축합 반응이 충분히 일어나지 않을 수 있으므로, 고품질의 함침 피치를 제조하기 어려울 수 있다. 상기 열처리 공정의 열처리 온도가 400 ℃ 초과인 경우, 과도한 중축합 반응이 진행되어 Coking 현상이 발생할 수 있고, 또는 퀴놀린에 용해되지 않는 중간상의 메조페이스가 생성되어 함침 피치의 함침성이 저해될 수 있다. 이에 따라, 고품질의 함침 피치를 제조하기 어려울 수 있다.On the other hand, when the heat treatment temperature of the heat treatment process is less than 230 ° C., light oil and heavy oil may not be sufficiently removed, and polycondensation reaction may not sufficiently occur, so it may be difficult to manufacture a high quality impregnated pitch. When the heat treatment temperature of the heat treatment process is more than 400 ° C., excessive polycondensation reaction may proceed and coking may occur, or an intermediate mesophase that is not soluble in quinoline may be generated, thereby inhibiting the impregnation property of the impregnation pitch. . Accordingly, it may be difficult to manufacture a high-quality impregnation pitch.

상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계(S4)는, 비활성 기체 또는 스팀(steam)의 주입 공정을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 비활성 기체는 질소를 포함할 수 있다. 상기 비활성 기체 또는 스팀(steam)의 주입 공정에 의해 경질 유분 및 중질 유분이 충분히 제거될 수 있다. The step (S4) of performing a distillation process and a heat treatment process on the residue may further include an inert gas or steam injection process. For example, the inert gas may include nitrogen. Light oil and heavy oil may be sufficiently removed by the inert gas or steam injection process.

본 발명의 일 실시예에 따른 함침 피치의 제조 방법에 의해 제조된 함침 피치의 연화점은, 일 예로, 60 ℃ 내지 120 ℃일 수 있다. 상기 함침 피치 내의 퀴놀린 불용분의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.5 wt%일 수 있다. 상기 함침 피치 내의 베타-레진의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 10 wt% 내지 30 wt%일 수 있다. 상기 함침 피치 내의 회분 함량은 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.3 wt%일 수 있다. 상기 함침 피치의 수득률은 30 % 내지 90 %일 수 있다. 상기 함침 피치는 상기 콜타르계 원료 물질의 총 중량 대비 30 wt% 내지 90 wt%로 수득될 수 있다.The softening point of the impregnated pitch manufactured by the method of manufacturing the impregnated pitch according to an embodiment of the present invention may be, for example, 60 °C to 120 °C. The content of the quinoline insoluble in the impregnated pitch may be 0.0001 wt% to 0.5 wt% based on the total weight of the impregnated pitch. The beta-resin content in the impregnated pitch may be 10 wt% to 30 wt% based on the total weight of the impregnated pitch. The ash content in the impregnated pitch may be 0.0001 wt% to 0.3 wt% based on the total weight of the impregnated pitch. The yield of the impregnated pitch may be 30% to 90%. The impregnated pitch may be obtained in an amount of 30 wt% to 90 wt% based on the total weight of the coal tar-based raw material.

종래에는 퀴놀린 불용분 성분을 제거하기 위하여, 알리파틱 계열의 용매를 사용하여 정치 침강법 또는 아로마틱 용매에 콜타르 피치를 녹이는 여과법으로 퀴놀린 불용분을 제거한 후 함침 피치를 제조하였다. 반면에, 본 발명에 따른 함침 피치의 제조 방법은, 종래의 제조 방법에 비해 제조 공정이 단순하고 연속식으로 제조가 가능하며, 베타-레진의 회수량도 높아 탄화 수율이 높은 함침 피치를 제조할 수 있다.Conventionally, in order to remove the quinoline insoluble component, the impregnated pitch was prepared after removing the quinoline insoluble component by static sedimentation using an aliphatic solvent or a filtration method in which coal tar pitch is dissolved in an aromatic solvent. On the other hand, the manufacturing method of the impregnated pitch according to the present invention, compared to the conventional manufacturing method, the manufacturing process is simple and can be manufactured continuously, and the recovery amount of beta-resin is high, so that the impregnated pitch with high carbonization yield can be manufactured. can

실시예Example

실시예 1Example 1

콜타르 피치와 콜타르계 방향족 유분을 혼합하는 혼합 공정을 수행하였다. 상기 콜타르 피치는 연화점이 40 ℃이고, 퀴놀린 불용분의 함량이 콜타르 피치의 총 중량 대비 3.8 wt%이다. 상기 콜타르계 방향족 유분은 방향족 지수가 0.87이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 콜타르계 방향족 유분의 총 중량 대비 3 wt% 이하이며, 상압 끓는점이 240 ℃ 내지 270 ℃이다. 상기 혼합 공정은 90 ℃에서 수행되었다. 상기 콜타르 피치 및 상기 콜타르계 방향족 유분을 60:40의 중량비로 혼합하였고, 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 사용하여 교반하였다. A mixing process of mixing coal tar pitch and coal tar-based aromatic oil was performed. The coal tar pitch has a softening point of 40° C., and the content of quinoline insolubles is 3.8 wt% based on the total weight of the coal tar pitch. The coal tar-based aromatic fraction has an aromatic index of 0.87, quinoline and isoquinoline content is 3 wt% or less based on the total weight of the coal tar-based aromatic fraction, and a boiling point at atmospheric pressure is 240 °C to 270 °C. The mixing process was carried out at 90 °C. The coal tar pitch and the coal tar-based aromatic oil were mixed in a weight ratio of 60:40, and stirred using a mechanical stirrer.

혼합 공정에 의해 혼합 용액을 제조한 후, 이를 원심분리기에 넣어 90 ℃의 분리 온도, 3500 G의 원심력(G-force)으로 상등액과 하층액으로 분리하였다. 이후, 상기 상등액으로부터 용매를 회수하여 수득한 잔유물에 200 torr, 340 ℃의 감압 열처리 공정을 5시간 수행하였다. 그 결과, 수득된 함침 피치의 연화점은 84 ℃이었다. 또한, 상기 함침 피치는 함침 피치의 총 중량 대비 0.15 wt%의 퀴놀린 불용분, 18.5 wt%의 베타-레진, 0.02 wt%의 회분 함량을 포함하는 것을 확인하였다. 원료 물질인 콜타르 피치의 중량 대비 72 %의 함침 피치를 수득할 수 있었다.After preparing a mixed solution by the mixing process, it was placed in a centrifuge and separated into a supernatant and a lower layer at a separation temperature of 90 °C and a centrifugal force of 3500 G (G-force). Thereafter, the residue obtained by recovering the solvent from the supernatant was subjected to a reduced pressure heat treatment process at 200 torr and 340° C. for 5 hours. As a result, the softening point of the obtained impregnated pitch was 84°C. In addition, it was confirmed that the impregnated pitch contained 0.15 wt% of quinoline insoluble content, 18.5 wt% of beta-resin, and 0.02 wt% of ash based on the total weight of the impregnated pitch. It was possible to obtain an impregnated pitch of 72% relative to the weight of the raw material, coal tar pitch.

실시예 2Example 2

카본블랙 원료유와 콜타르계 방향족 유분을 혼합하는 혼합 공정을 수행하였다. 상기 카본블랙 원료유는 연화점이 30 ℃ 이하이고, 퀴놀린 불용분의 함량이 카본블랙 원료유의 총 중량 대비 2.8 wt%이다. 상기 콜타르계 방향족 유분은 방향족 지수가 0.82이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 콜타르계 방향족 유분의 총 중량 대비 0.2 wt% 이하며, 상압 끓는점이 260 ℃ 내지 300 ℃이다. 상기 혼합 공정은 70 ℃에서 수행되었다. 상기 카본블랙 원료유 및 상기 콜타르계 방향족 유분을 50:50의 중량비로 혼합하였고, 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 사용하여 교반하였다. A mixing process of mixing carbon black raw material oil and coal tar-based aromatic oil was performed. The carbon black raw material oil has a softening point of 30° C. or less, and the content of quinoline insoluble content is 2.8 wt% based on the total weight of the carbon black raw material oil. The coal tar-based aromatic fraction has an aromatic index of 0.82, quinoline and isoquinoline content is 0.2 wt% or less based on the total weight of the coal tar-based aromatic fraction, and a boiling point at atmospheric pressure is 260 °C to 300 °C. The mixing process was performed at 70 °C. The carbon black raw material oil and the coal tar aromatic oil were mixed in a weight ratio of 50:50, and stirred using a mechanical stirrer.

혼합 공정에 의해 혼합 용액을 제조한 후, 이를 원심분리기에 넣어 70 ℃의 분리 온도, 3000 G의 원심력(G-force)으로 상등액과 하층액으로 분리하였다. 이후, 상기 상등액으로부터 용매를 회수하여 수득한 잔유물에 150 torr, 350 ℃의 감압 열처리 공정을 6시간 수행하였다. 그 결과, 수득된 함침 피치의 연화점은 92 ℃이었다. 또한, 상기 함침 피치는 함침 피치의 총 중량 대비 0.22 wt%의 퀴놀린 불용분, 19.3 wt%의 베타-레진, 0.03 wt%의 회분 함량을 포함하는 것을 확인하였다. 원료 물질인 카본블랙 원료유의 중량 대비 64%의 함침 피치를 수득할 수 있었다.After preparing the mixed solution by the mixing process, it was put in a centrifuge and separated into a supernatant and a lower layer at a separation temperature of 70 °C and a centrifugal force of 3000 G (G-force). Thereafter, the residue obtained by recovering the solvent from the supernatant was subjected to a reduced pressure heat treatment process at 150 torr and 350° C. for 6 hours. As a result, the softening point of the obtained impregnated pitch was 92°C. In addition, it was confirmed that the impregnated pitch contained 0.22 wt% of quinoline insoluble content, 19.3 wt% of beta-resin, and 0.03 wt% of ash content relative to the total weight of the impregnated pitch. It was possible to obtain an impregnation pitch of 64% based on the weight of the raw material carbon black raw material oil.

실시예 3Example 3

중질 타르와 용매를 혼합하는 혼합 공정을 수행하였다. 중질 타르는 중질 타르의 총 중량 대비 9.72 wt%의 고형분을 포함한다. 상기 용매는 방향족 지수가 0.92이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 제1 콜타르계 방향족 유분의 총 중량 대비 0.1 wt% 이하이며, 상압 끓는점이 290 ℃ 내지 330 ℃인 제1 콜타르계 방향족 유분, 및 방향족 지수가 0.87이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 제2 콜타르계 방향족 유분의 총 중량 대비 3 wt% 이하이며, 상압 끓는점이 240 ℃ 내지 270 ℃인 제2 콜타르계 방향족 유분을 포함할 수 있다. 상기 용매는 상기 제1 콜타르계 방향족 유분 및 상기 제2 콜타르계 방향족 유분이 50:50의 중량비로 혼합될 수 있다. 상기 용매 및 상기 중질 타르를 45:55의 중량비로 혼합하였고, 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 사용하여 교반하였다. A mixing process of mixing heavy tar and solvent was performed. The heavy tar contains 9.72 wt % of solids relative to the total weight of the heavy tar. The solvent has an aromatic index of 0.92, a quinoline and isoquinoline content of 0.1 wt% or less based on the total weight of the first coal tar-based aromatic oil, and a first coal tar-based aromatic oil having an atmospheric boiling point of 290 °C to 330 °C, and an aromatic index is 0.87, the quinoline and isoquinoline content is 3 wt% or less based on the total weight of the second coal tar-based aromatic oil, and may include a second coal tar-based aromatic oil having an atmospheric boiling point of 240 °C to 270 °C. In the solvent, the first coal tar-based aromatic fraction and the second coal tar-based aromatic fraction may be mixed in a weight ratio of 50:50. The solvent and the heavy tar were mixed in a weight ratio of 45:55, and stirred using a mechanical stirrer.

혼합 공정에 의해 혼합 용액을 제조한 후, 이를 원심분리기에 넣어 85 ℃의 분리온도, 2800 G의 원심력(G-force)으로 상등액과 하층액으로 분리하였다. 이후, 상기 상등액으로부터 용매를 회수하여 수득한 잔유물에 180 torr, 320 ℃의 감압 열처리 공정을 5시간 수행하였다. 그 결과, 수득된 함침 피치의 연화점은 80.1 ℃이었다. 또한, 상기 함침 피치는 함침 피치의 총 중량 대비 0.09 wt%의 퀴놀린 불용분, 16.5 wt%의 베타-레진, 0.01 wt%의 회분 함량을 포함하는 것을 확인하였다. 원료 물질인 중질 타르의 중량 대비 47 %의 함침 피치를 수득할 수 있었다.After preparing a mixed solution by the mixing process, it was placed in a centrifuge and separated into a supernatant and a lower layer at a separation temperature of 85° C. and a centrifugal force of 2800 G (G-force). Thereafter, the residue obtained by recovering the solvent from the supernatant was subjected to a reduced pressure heat treatment process at 180 torr and 320° C. for 5 hours. As a result, the softening point of the obtained impregnated pitch was 80.1 DEG C. In addition, it was confirmed that the impregnated pitch contained 0.09 wt% of quinoline insoluble content, 16.5 wt% of beta-resin, and 0.01 wt% of ash content relative to the total weight of the impregnated pitch. It was possible to obtain an impregnation pitch of 47% based on the weight of the raw material, heavy tar.

실시예 4Example 4

콜타르와 석유계 방향족 유분을 혼합하는 혼합 공정을 수행하였다. 상기 콜타르는 퀴놀린 불용분의 함량이 콜타르의 총 중량 대비 1.4 wt%이다. 상기 석유계 방향족 유분은 방향족 지수가 0.78이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 석유계 방향족 유분의 총 중량 대비 0.01% 이하이며, 상압 끓는점이 140 ℃ 내지 320 ℃이다. 상기 혼합 공정은 50 ℃에서 수행되었다. 상기 콜타르와 석유계 방향족 유분을 65:35의 중량비로 혼합하였고, 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 사용하여 교반하였다. A mixing process of mixing coal tar and petroleum-based aromatic oil was performed. The coal tar has a quinoline insoluble content of 1.4 wt% based on the total weight of the coal tar. The petroleum-based aromatic fraction has an aromatic index of 0.78, quinoline and isoquinoline content is 0.01% or less based on the total weight of the petroleum-based aromatic fraction, and a boiling point at atmospheric pressure is 140°C to 320°C. The mixing process was performed at 50 °C. The coal tar and the petroleum aromatic fraction were mixed in a weight ratio of 65:35, and stirred using a mechanical stirrer.

혼합 공정에 의해 혼합 용액을 제조한 후, 이를 원심분리기에 넣어 50 ℃의 분리 온도, 3300 G의 원심력(G-force)으로 상등액과 하층액으로 분리하였다. 이후, 상기 상등액으로부터 용매를 회수하여 수득한 잔유물에 100 torr, 360 ℃의 감압 열처리 공정을 3시간 수행하였다. 그 결과, 수득된 함침 피치의 연화점은 82.8 ℃이었다. 또한, 상기 함침 피치는 함침 피치의 총 중량 대비 0.38 wt%의 퀴놀린 불용분, 15.2 wt%의 베타-레진, 0.02 wt%의 회분 함량을 포함하는 것을 확인하였다. 원료 물질인 콜타르의 중량 대비 42 %의 함침 피치를 수득할 수 있었다.After preparing the mixed solution by the mixing process, it was placed in a centrifuge and separated into a supernatant and a lower layer at a separation temperature of 50 °C and a centrifugal force of 3300 G (G-force). Thereafter, the residue obtained by recovering the solvent from the supernatant was subjected to a reduced pressure heat treatment process at 100 torr and 360° C. for 3 hours. As a result, the softening point of the obtained impregnated pitch was 82.8°C. In addition, it was confirmed that the impregnated pitch contained 0.38 wt% of quinoline insoluble content, 15.2 wt% of beta-resin, and 0.02 wt% of ash content relative to the total weight of the impregnated pitch. It was possible to obtain an impregnated pitch of 42% based on the weight of the raw material coal tar.

비교예 1Comparative Example 1

콜타르 피치와 콜타르계 방향족 유분을 혼합하는 혼합 공정을 수행하였다. 상기 콜타르 피치는 연화점이 40 ℃이고, 퀴놀린 불용분의 함량이 콜타르 피치의 총 중량 대비 3.8 wt%이다. 상기 콜타르계 방향족 유분은 방향족 지수가 0.89이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 콜타르계 방향족 유분의 총 중량 대비 14 wt% 이상이며, 상압 끓는점이 235 ℃ 내지 270 ℃이다. 상기 혼합 공정은 90 ℃에서 수행되었다. 상기 콜타르 피치 및 상기 콜타르계 방향족 유분을 60:40의 중량비로 혼합하였고, 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 사용하여 교반하였다. A mixing process of mixing coal tar pitch and coal tar-based aromatic oil was performed. The coal tar pitch has a softening point of 40° C., and the content of quinoline insolubles is 3.8 wt% based on the total weight of the coal tar pitch. The coal tar-based aromatic fraction has an aromatic index of 0.89, quinoline and isoquinoline content is 14 wt% or more based on the total weight of the coal tar-based aromatic fraction, and a boiling point at atmospheric pressure is 235 to 270 °C. The mixing process was carried out at 90 °C. The coal tar pitch and the coal tar-based aromatic oil were mixed in a weight ratio of 60:40, and stirred using a mechanical stirrer.

혼합 공정에 의해 혼합 용액을 제조한 후, 이를 원심분리기에 넣어 90 ℃의 분리 온도, 3500 G의 원심력(G-force)으로 상등액과 하층액으로 분리하였다. 이후, 상기 상등액으로부터 용매를 회수하여 수득한 잔유물에 200 torr, 340 ℃의 감압 열처리 공정을 5시간 수행하였다. 그 결과, 수득된 함침 피치의 연화점은 87 ℃이었다. 또한, 상기 함침 피치는 함침 피치의 총 중량 대비 0.85 wt%의 퀴놀린 불용분, 17.2 wt%의 베타-레진, 0.04 wt%의 회분 함량을 포함하는 것을 확인하였다. 원료 물질인 콜타르 피치의 중량 대비 74 %의 함침 피치를 수득할 수 있었다.After preparing a mixed solution by the mixing process, it was placed in a centrifuge and separated into a supernatant and a lower layer at a separation temperature of 90 °C and a centrifugal force of 3500 G (G-force). Thereafter, the residue obtained by recovering the solvent from the supernatant was subjected to a reduced pressure heat treatment process at 200 torr and 340° C. for 5 hours. As a result, the softening point of the obtained impregnated pitch was 87°C. In addition, it was confirmed that the impregnated pitch contained 0.85 wt% of quinoline insoluble content, 17.2 wt% of beta-resin, and 0.04 wt% of ash content relative to the total weight of the impregnated pitch. It was possible to obtain an impregnated pitch of 74% based on the weight of the raw material, coal tar pitch.

비교예 1에 따르면, 높은 함량의 퀴놀린 및 이소퀴놀린을 포함하는 용매를 사용하여 제조된 함침 피치의 퀴놀린 불용분 함량은, 기준치인 0.5 wt% 보다 더 높은 것을 확인할 수 있다. According to Comparative Example 1, it can be seen that the quinoline insoluble content of the impregnated pitch prepared using a solvent containing high content of quinoline and isoquinoline is higher than the standard value of 0.5 wt%.

비교예 2Comparative Example 2

콜타르 피치와 석유계 등유를 혼합하는 혼합 공정을 수행하였다. 상기 콜타르 피치는 연화점이 40 ℃이고, 퀴놀린 불용분의 함량이 콜타르 피치의 총 중량 대비 3.8 wt%이다. 상기 석유계 등유는 방향족 지수가 0.03이고, 퀴놀린 및 이소퀴놀린 함량이 석유계 등유의 총 중량 대비 0.01 wt% 이하이며, 상압 끓는점이 180 ℃ 내지 250 ℃이다. 상기 혼합 공정은 90 ℃에서 수행되었다. 상기 콜타르 피치 및 상기 석유계 등유를 60:40의 중량비로 혼합하였고, 기계적 교반기(mechanical stirrer)를 사용하여 교반하였다. A mixing process of mixing coal tar pitch and petroleum kerosene was performed. The coal tar pitch has a softening point of 40 °C, and the content of quinoline insolubles is 3.8 wt% based on the total weight of the coal tar pitch. The petroleum-based kerosene has an aromatic index of 0.03, quinoline and isoquinoline content is 0.01 wt% or less based on the total weight of petroleum-based kerosene, and a boiling point at atmospheric pressure is 180°C to 250°C. The mixing process was carried out at 90 °C. The coal tar pitch and the petroleum kerosene were mixed in a weight ratio of 60:40, and stirred using a mechanical stirrer.

혼합 공정에 의해 혼합 용액을 제조한 후, 이를 원심분리기에 넣어 90 ℃의 분리 온도, 3500 G의 원심력(G-force)으로 원심분리를 진행하였으나, 석유계 등유와 콜타르 피치의 층 분리만 발생할 뿐, 상등액으로 콜타르 피치의 회수가 일어나지 않았다. After preparing the mixed solution by the mixing process, it was put in a centrifuge and centrifuged at a separation temperature of 90 ° C and a centrifugal force of 3500 G, but only layer separation of petroleum kerosene and coal tar pitch occurred. , recovery of coal tar pitch as a supernatant did not occur.

비교예 2에 따르면, 방향족 지수가 낮은 용매를 사용하는 경우, 콜타르계 원료 물질과 용매가 혼합되지 않을 수 있기 때문에, 콜타르 성분의 회수율이 낮을 수 있어, 최종적으로 함침 피치의 제조가 어려울 수 있음을 확인할 수 있다. According to Comparative Example 2, when a solvent having a low aromatic index is used, since the coal tar-based raw material and the solvent may not be mixed, the recovery rate of the coal tar component may be low, and finally, the preparation of the impregnated pitch may be difficult. can be checked

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, although embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that there is Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (12)

콜타르계 원료 물질 및 용매를 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계;
원심분리법 또는 디칸팅(decanting)법에 의해 상기 혼합물로부터 상등액 및 고형분을 포함하는 하층액을 분리하는 단계;
상기 상등액으로부터 상기 용매를 회수하여 잔유물을 수득하는 단계; 및
상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계를 포함하는 함침 피치의 제조 방법에 있어서,
상기 콜타르계 원료 물질은 콜타르, 중질 타르, 콜타르계 카본블랙원료유, 및 10 ℃ 내지 90 ℃의 연화점을 갖는 콜타르 피치 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 용매는 치환 또는 비치환된, 1개 내지 4개의 방향족 고리를 포함하고, 상기 용매의 방향족 지수는 0.7 내지 1이고,
상기 용매의 끓는점은 100 ℃ 내지 350 ℃이고,
상기 용매 내의 퀴놀린(quinoline) 및 이소퀴놀린(isoquinoline)의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0 wt% 내지 5.0 wt%이고,
상기 함침 피치의 연화점은 60 ℃ 내지 120 ℃이고,
상기 함침 피치 내의 퀴놀린 불용분의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.5 wt%이고,
상기 함침 피치 내의 베타-레진의 함량은, 상기 함침 피치의 총 중량 대비 10 wt% 내지 30 wt%인 함침 피치의 제조 방법.
preparing a mixture by mixing a coal tar-based raw material and a solvent;
Separating the supernatant and the lower layer containing the solid content from the mixture by centrifugation or decanting (decanting) method;
recovering the solvent from the supernatant to obtain a residue; and
In the method for producing an impregnated pitch comprising the step of performing a distillation process and a heat treatment process on the residue,
The coal tar-based raw material includes at least one of coal tar, heavy tar, coal tar-based carbon black raw material oil, and coal tar pitch having a softening point of 10°C to 90°C,
The solvent comprises 1 to 4 aromatic rings, substituted or unsubstituted, and the aromatic index of the solvent is 0.7 to 1,
The boiling point of the solvent is 100 ℃ to 350 ℃,
The content of quinoline and isoquinoline in the solvent is 0 wt% to 5.0 wt%, based on the total weight of the impregnated pitch,
The softening point of the impregnated pitch is 60 ℃ to 120 ℃,
The content of quinoline insoluble in the impregnated pitch is 0.0001 wt% to 0.5 wt%, based on the total weight of the impregnated pitch,
The beta-resin content in the impregnated pitch is 10 wt% to 30 wt% of the total weight of the impregnated pitch.
제1 항에 있어서,
상기 용매는 단일 방향족계 화합물 또는 혼합 방향족계 화합물을 포함하는 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The solvent is a method for producing an impregnated pitch comprising a single aromatic compound or a mixed aromatic compound.
제1 항에 있어서,
상기 증류 공정은 상압 증류 공정 또는 감압 증류 공정이고,
상기 열처리 공정의 열처리 온도는 230 ℃ 내지 400 ℃인 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The distillation process is an atmospheric distillation process or a reduced pressure distillation process,
The heat treatment temperature of the heat treatment process is a method of manufacturing an impregnated pitch of 230 ℃ to 400 ℃.
제1 항에 있어서,
상기 혼합물을 제조하는 단계 및 상기 혼합물로부터 상기 상등액 및 상기 하층액을 분리하는 단계는, 20 ℃ 내지 150 ℃에서 수행되는 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
Preparing the mixture and separating the supernatant and the lower layer from the mixture is a method for producing an impregnated pitch performed at 20 °C to 150 °C.
제1 항에 있어서,
상기 콜타르계 원료 물질 및 용매의 중량비는 90:10 내지 20:80인 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The weight ratio of the coal tar-based raw material and the solvent is 90:10 to 20:80, the method for producing an impregnated pitch.
제1 항에 있어서,
상기 상등액 내의 퀴놀린 불용분(QI)의 함량은 상기 상등액의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.5 wt%인 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The content of the quinoline insoluble (QI) in the supernatant is 0.0001 wt% to 0.5 wt% of the total weight of the supernatant. Method for producing an impregnated pitch.
제1 항에 있어서,
상기 상등액으로부터 상기 용매를 회수하는 것은, 상기 상등액에 상압 증류 공정 또는 감압 증류 공정을 수행하는 것을 포함하는 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
Recovering the solvent from the supernatant is a method for producing an impregnated pitch comprising performing an atmospheric distillation process or a reduced pressure distillation process on the supernatant.
제1 항에 있어서,
상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계에 의해 상기 함침 피치 내의 콜타르 유분이 제거되는 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
Method for producing an impregnated pitch in which coal tar oil in the impregnated pitch is removed by performing a distillation process and a heat treatment process on the residue.
제1 항에 있어서,
상기 잔유물에 증류 공정 및 열처리 공정을 수행하는 단계는, 비활성 기체 또는 스팀의 주입 공정을 더 포함하는 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The step of performing a distillation process and a heat treatment process on the residue, the method of manufacturing an impregnated pitch further comprising an injection process of inert gas or steam.
제9 항에 있어서,
상기 비활성 기체는 질소 또는 아르곤을 포함하는 함침 피치의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The inert gas is a method for producing an impregnated pitch containing nitrogen or argon.
제1 항에 있어서,
상기 함침 피치 내의 회분 함량은 상기 함침 피치의 총 중량 대비 0.0001 wt% 내지 0.3 wt%인 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The ash content in the impregnated pitch is 0.0001 wt% to 0.3 wt% of the total weight of the impregnated pitch.
제1 항에 있어서,
상기 함침 피치의 수득률은 30 % 내지 90 %인 함침 피치의 제조 방법.
The method of claim 1,
The yield of the impregnated pitch is 30% to 90% of the impregnated pitch manufacturing method.
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