KR800001640B1 - 고품질 코우크스의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

고품질 코우크스의 제조방법

본 발명은, 원료로서, 양질의 석탄 뿐만 아니라, 약점결탄, 비점결탄과 같은 저품질탄도 사용할 수가 있는 고품질 코우크스의 제조방법에 관한 것이다.

이를 상세히 설명하면, 석유계 중질유에 의해, 상기 석탄을 액화하고, 이 액화물을 탄화, 코우크스화하여, 제철용과 기타에 적합한 고품질 코우크스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

코우크스는, 그 원료에 따라서 두 가지로 대별(大別)된다. 즉, 석탄을 원료로 하여 제조되는 석탄코우크스와, 석유계 중질유나 코울타르를 원료로 하는 석유코우크스 또는 피치코우크스이다. 그리고, 이들의 석탄코우크스와 석유코우크스 또는 피치코우크스와의 사이에는, 제조방법, 성질형상, 용도의 점에서 큰 차이가 있는 것이 알려져 있다.

석탄코우크스중, 강점결탄에서 얻어지는 고품질 코우크스가 전적으로, 제철용 코우크스로서, 사용되고 있다.

그러나 근년에 와서, 그 원료인 강점결탄의 부족으로, 그 자체가 고품질코우크스 제조용으로서 부적당한 것으로 되어 있는 약점결탄, 비점결탄과 같은 저품질탄에서 제철용 코우크스를 제조하는 것이 시도되어, 일부는 이미 실용화의 단계에 도달하고 있다.

이때에 사용되는 원료탄은, 소위 인조점결탄 또는 성형탄으로서, 원료에 어느 정도 점결탄을 배합하는 것이 필요하며, 갈탄과 같은 저품질탄만을 사용하여 고품질 코우크스를 얻는 것은 불가능하였다.

또, 석탄을 원료로 하는 석탄코우크스는, 통상, 수 %에서 수10%의 회분을 함유하고 있다.

한편, 석유계나 석탄계 중질유를 원료로 하는 코우크스는 회분이 적고, 통상 1%이하이다.

석탄을 원료로 하는 회분이 적은 코우크스의 제조법으로서는, 안트라센유 등의 석탄계 중질유와 석탄과를 혼합하여, 약 350℃로 열처리한 후, 고형물을 제거한 것을 원료로 하여 사용하고, 이것을 탄화 및 코우크스화하는 방법, 소위 팽윤탄법(膨潤炭法)이 알려져 있다.

이와 같이 하여 얻어지는 코우크스는, 알루미늄 정련전극 제조용 원료로서 사용되고 있다.

그러나, 석유코우크스는 회분이 적고, 방열량이 높아 흑연화성이 뛰어나, 인조흑연전극에 사용하였을 때의 전기저항이 작다는 장점을 갖는 반면, 일반적으로 코우크스 수득율이 낮아 육질이 얇다는 결점이 있다. 한편, 피치코우크스는 코우크스의 수득율이 높고, 육질이 두껍다는 점에서 석유코우크스보다 우월하나 흑연화성의 점에서 떨져 있다.

본 발명자들은, 약점결탄, 비점결탄과 같은 저품질탄에서 제철용 코우크스로서 충분히 사용할 수 있는 고품질 코우크스를 제조하는 방법을 개발하기 위해서 예의 연구를 거듭한 결과, 석탄에 비교적 다량의 석유계 중질유를 가해, 300∼450℃로 열처리하고, 적어도 그 일부를 용해시켜, 일단 피치상의 물질로 한후, 다시 높은 온도로 가열하고, 탄화 및 코우크스화 하므로서 고품질 코우크스를 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 이루게 되었다.

즉, 본 발명은, 석유계 중질유 또는 열처리한 석유계 중질유에 대해 0.3∼2배 중량의 석탄을 가지고, 300∼450℃에 있어서 균일한 분산 상태가 얻어질 때까지 가열 처리한 후, 500℃ 이상으로 가열하여 탄화 및 코우크스화를 행하게 하는 것을 특징으로 하는 고품질 코우크스의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 첫째 목적은 석탄을 사용하여, 고품질 쿠우크스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 둘째 목적은 약전결탄, 저점결탄과 같은 저품질탄만을 사용하여, 고품질 코우크스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 셋째 목적은, 회분이 적은 고품질 코우크스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 넷째 목적은, 탄소성형체도 부산물로서 얻을 수 있는 고품질 코우크스의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은, 다음의 설명에서 명백해질 것이다.

본 발명의 일실시 태양에 있어서는 석유계 중질유 또는 열처리한 석유계 중질유에 대해, 0.3∼2배 중량의 석탄을 가해 300∼450℃에 있어서 균일한 분산상태가 얻어질 때까지 가열 처리한다.

본 발명에 있어서 원료로서 사용되는 석유계 중질유로서는, 스트레이트 아스팔트, 탈피치 아스팔트, 등이 있다.

이것들은 소망에 따라 미리 400∼450℃로 가열하여 피치화 해서 사용할 수가 있다.

또, 이 석유계 중질유와 혼합하는 석탄으로서는, 무연탄, 강점결탄, 점착탄 등의 양질의 석탄 뿐 아니라, 약점결탄, 비점결탄, 갈탄과 같은 저품질탄을 들 수가 있다.

이 석탄은, 중질유에 대하여 전술과 같이 0.3-2배 중량의 비율로 혼합된다.

이 석탄의 량이 이 범위를 넘으면, 열처리에 있어서, 충분한 분산이 이루워지지 않으며, 석유계 중질유에서 얻어지는 석유 코우크스가 갖는 장점을 충분히 살릴 수 없게 된다.

또 0.3배 중량 이하에서는, 코우크스의 수득율이 낮아져서, 코우크스의 육질이 불충분하기 때문에, 강도가 큰 코우크스를 얻을 수 없게 된다. 또 석유계 중질유에 관해서 말하면, 석탄입자 상호간의 결합제로서 사용하는 것이 아니라, 열처리에 의해 석탄을 용해시켜서, 액화하기 위해서 첨가하는 것으로서, 이 때문에 충분한 양으로서, 상기 범위의 양이 필요하다.

이때, 석유계 중질유를 그대로 사용하는 경우에는, 혼합하는 석탄의 양을 0.3∼1배 중량으로 하는 것이 바람직하지만, 미리 400∼450℃로 열처리하여 피치화한 석유계 중질유를 사용하는 경우에는, 석탄의 양을 0.3∼2배 중량으로 하는 것이 바람직하다.

석유계 중질유와 석탄과의 혼합물의 가열처리는 300∼450℃에 있어서 적어도 30분간 행하는 것이 필요하다.

이때, 특히 중질유를 열처리하지 않고 사용할 경우에는, 충분히 교반하면서 가열하는 것이 유리하다.

이 가열처리의 온도 및 시간은 상기의 범위내에서 중질유의 종류에 따라서 바꿀 필요가 있다.

즉, 스트레이트 아스팔트, 탈피치 아스팔트를 그대로 사용할 경우는 400∼450℃의 온도 범위가 바람직하다.

이 경우는 아스팔트에서 그의 약 50%가 분해유분으로서 조직밖으로 배출되므로, 첨가되는 석탄의 양은 상기와 같이 0.3∼1배 중량 정도로 하는 것이 좋다.

한편, 미리 열처리에 의해 피치화된 아스팔트를 사용하는 경우는, 300∼450℃의 온도범위가 바람직하다.

이 가열처리에 의해서 석탄은 그 일부가 중질유 속에 용해되고, 미용해의 석탄이 그속에 균일하게 분산된 상태가 된다. 예를 들면 미이께탄(三池炭)과 같은 점착탄은 그 대부분이 용해하지만, 태평양탄(太平洋炭)과 같은 비점결탄에서는 약 50%가 용해하는 데 지나지 않는다.

후자의 경우는, 미용해의 석탄이 중질유 중에 분산된 상태가 되어 있다. 이들의 가열처리는, 중질유중에 석탄성분이 균일하게 용해 또는 분산할 때까지 행하지만, 이것에는 통상 적어도 30분간의 처리시간을 요한다. 아스팔트, 피치화한 아스팔트의 어느 것을 사용한 경우에도, 미용해 석탄의 주위에 광학적 비등방성 부분의 생성을 인지할 수 있다.

이 광학적 비등방성 부분은 중질유에서 생성되는 것임이 알려져 있으므로, 그것이 석탄의 주위에 존재하는 것은, 석탄이 중질유 중에 균일하고 용이하게 분산할 수 있는 것을 나타내고 또한, 분리하는 일이 없는 것을 나타내고 있다.

본 발명 방법에 있어서의 탄화 및 코우크스화는, 상기와 같이 하여 가열처리한 중질유와 석탄과의 혼합물을 그대로 교반하면서, 혹은 교반을 중지하여 다시 500℃ 이상의 온도까지 상승시키므로서 행하여 진다.

교반하면서, 전체가 탄화, 고체화하는 직전까지 열처리한 경우, 얻어지는 탄화물은 외관상, 침상(針狀)을 나타낸다.

교반을 하지 않을 경우, 아스팔트분류(分溜 : fractiion)를 그대로 사용하거나, 혹은, 그 분류를 미리 열처리한 피치를 사용하는 가에 따라서, 외관상의 형상은 다르게 된다.

전자의 경우는, 통상, 캐비아라고 불리우는 직경2∼3㎜의 구(球)의 집합체로 되지만, 후자에서는 침상에 가까운 것이 된다. 또, 석탄으로서 갈탄을 사용하였을 경우에는 중질유와의 열처리 과정에서, 교반에 따라서 미세화되어, 얻어지는 코우크스속에는 석탄입자가 거의 볼 수 없게 되며, 미세한 기공이 전면에 존재하게 된다.

상기와 같이 하여 얻어진 탄화물은 다시 1,000℃이상으로 소성하여 코우크스로 한다.

얻어진 쿠우크스는 모두 높은 강도를 갖는 것이다.

본 발명에 있어서는, 다른 실시태양으로서, 상기의 가열 처리한 중질유와 석탄과의 혼합물을, 그대로 탄화 및 코우크스화 시키는 것이 아니라, 혼합물속의 고형분을 제거한후, 탄화 및 코우크스화시켜도 된다.

이 실시태양에 있어서는, 이 고형분의 제거는 적당한 용매, 예를 들면 퀴놀린, 아트라센유등을 사용해서 용해하고 불용해분을 여과 또는 원심분리 등에 의해서 제거하므로서 이루워진다.

고형분을 제거한 것은, 피치형상이나 이것을 그대로 450℃보다도 높은 온도로 승온하고, 상기와 같이 해서 탄화 및 코우크스화 시킨다. 이 경우 얻어지는 코우크스는 회분 1중량% 이하이며 육질도 두꺼운 것이 좋은 수득율로 얻어진다.

또한, 탄화 및 코우크스화는, 통상, 실로식(室爐式) 혹은 딜레이드 코우킹(delayed coking)법 등을 사용해서 행할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기의 고형물의 분리는 일반적으로, 원심분리법, 사이클론법, 용제추출법, 여과법 혹은 적당한 방법으로 점도를 내려서 행하는 침전법 등을 사용해서 행해진다.

얻어진 고형물은 미세분말이므로, 틀에 넣는 성형법으로 성형한다. 성형압력은 최대 2,000㎏/㎠이다.

성형체는 비산화성 분위기중에서, 통상의 방법에 따라서 약 1,000℃까지 소성, 탄화시킨다.

이 소성온도의 최고는 고형물중에 다량으로 함유되는 회분의 융점에 의한다.

회분중에 알칼리 금속을 많이 함유되고 있는 경우, 약 1,200℃정도에서 회분은 용융된다.

회분이 용융되면 성형체는 파괴되어 버린다.

이와 같이 하여 얻어진 탄소성형체는 치밀하고 큰 강도를 갖는 것이다. 따라서, 탄소블록 등 내열성인 구조재(構造材)로서 사용할 수 있다. 이 고형물이 결합체를 사용하지 않고 성형할 수 있고 또한 매우 치밀한 탄소재가 얻어지는 것은, 종래 전혀 발견되지 않았던 새로운 것이다.

즉, 중질유에 석탄을 가해서, 300∼450℃의 온도범위로 열처리하면, 석탄은 열과 중질유에 의해서 용해된다.

이 용해량은 석탄의 종류에 따라서 다르지만, 일반적으로 역청탄(瀝靑炭)에서 갈탄으로 석탄화도가 낮아질수록, 저하한다. 즉, 미용해의 석탄이 존재하지만, 이 석탄입자의 주위에는 중질유에서 생성된 메소페이스가 존재한다.

요컨대, 석탄입자는 메소페이스에 싸여진 상태가 되는 것을 알았다. 이 메소페이스에 싸여진 석탄입자는 고형물이므로, 액체상의 부분과 완전히 분리할 수 있다.

분리된 고형물은 전체로 보아 둥글게 되어, 그 표면은 요철(凹凸)이 있는 것을 알 수 있다.

즉, 석탄표면에 있는 메소페이스의 크기는 석탄입자에 비하여 작으며, 약 3㎛정도의 구상(球狀)의 것으로, 이것이 석탄입자 표면에 부착해서, 구 끼리가 합체된 것이다.

환언하면, 메소페이스는 액체상부분에서 고형물을 분리할 때, 석탄입자 표면에 강고하게 부착 혹은 융합한 상태이므로, 석탄입자와 메소페이스는 떨어지는 일은 없는 것이다.

이상과 같이, 분리된 고형물의 표면은 메소페이스가 존재한다. 따라서 전술과 같이, 메소페이스가 갖는 피치와 탄소의 양 성질을 이용하므로서, 고형물은 접합제를 사용하지 않고, 그대로 가압 성형하고, 소성하므로서, 매우 치밀하고 고강도의 탄소성형체가 얻어지는 것이다. 다음에 실시예에 의해서 본 발명을 다시 설명하지만, 이것에 의해서 본 발명의 범위는 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

60∼100메시로 분쇄한 석탄(太平洋炭) 1중량부에 대하여, 가프지원유의 진공증류침전유 2중량부를 가지고, 교반하면서 상압하에서 420℃까지 가열하고, 이 온도로 60분간 유지하였다.

이 처리로 생성된 분해유는 트랩(trap)에 채취하고, 그 나머지분으로서 피치상 물질을 52.4중량%얻었다.

이 피치를 내경 156㎜ø, 깊이 300㎜의 스테인레스 용기속에 300g넣고, 다시 420℃로 20시간, 이어서 500℃로 1시간 가열해서, 탄화물 225g을 얻었다.

다시 이 탄화물을 1,350℃로 30분간 가열하여 코우크스 210g을 얻었다.

이 코우크스의 외관상, 직경 약 3㎜의 구형체의 집합물로서, 그 물성은 제1표에 표시한 것이다.

또, 이 코우크스의 편광현미경 관찰에서, 코우크스의 조직은, 코우크스를 구성하는 구형체의 중심부에 석탄입자로 생각되는 것이 존재하고, 그 주위는 미세한 모자이크 구조의 탄소결정체가 존재하고 있는 것이 인지되었다.

다음에, 석탄 1중량부에 대하여 침전유 1중량부를 가한 것에 대하여, 위와 같이 하여 처리한 경우의 코우크스의 수득율은 원료에 대하여 73중량%이었다.

그 외관은 상기의 코우크스와 거의 같은 것으로서, 물성은 제1표에 표시한바와 같았다.

[제1표]

[실시예 2]

60∼100메시로 분쇄한 미이께탄(三池炭) 1중량부에 대하여, 가타사프란 원유에서 얻어진 진공증류 침전유 2중량부를 가하여, 교반하면서 상압하에서 400℃까지 가열하고, 이 온도로 30분간 처리하였다. 이어서 교반을 중지하고, 450℃까지 상승시켜, 이 온도에서 20시간 유지하고, 다시 500℃로 1시간 처리하였다.

얻어진 탄화물을 1,350℃로 30분간 소성하여 코우크스를 얻었다.

코우크스의 수득율은 원료에 대하여 51.6중량%이었다.

이 코우크스의 외관은 실시예 1과 거의 같은 것이었으나, 그 조직은 구형체의 중심에 존재하는 석탄입자는 실시예 1의 것과 달리 약 10∼30㎛의 크기의 것으로, 사용한 석탄입자의 크기의 것보다, 약 10분지 1까지 작아져 있는 것이 인지되었다.

코우크스의 물성은 제2표에 표시한 바와 같다.

또, 석탄 1중량부에 대하여 침전유의 양을 1중량부로 하고, 상기와 같이 처리해서 얻은 코우크스의 수득율은 원료에 대하여 53.6중량%이며, 그 물성은 제2표에 표시한 바와 같다.

[제2표]

[실시예 3]

60∼100메시로 분쇄한 석탄 모오엘탄, 호주탄, 갈탄 1중량부에 가프지원유로부터의 침전유 1중량부를 가하여, 교반하면서 420℃로 60분간 가열 처리하였다.

얻어진 피치의 수득율은 60.3중량%이었다.

이 피치를 실시예 1과 같이 하여 500℃로 1시간 처리하여 탄화물을 얻었다.

이것을 다시 1,350℃까지 소성하여 코우크스를 얻었다.

코우크스의 수득율은 원료에 대하여 41.3중량%이었다.

이 코우크스의 외관은 실시예 1 및 2의 것이 구형체의 집합물이었던 것에 대하여, 미세한 기공이 대체로 균일하게 존재하는 것으로, 그 조직은 석탄입자가 현미경하에서 확인하기 어려울 정도로, 미세화되어, 균일하게 분산되어 있는 것이었다.

또, 가프지원유에서의 침전유를 상압하, 420℃로 열 처리하여 얻은 피치를 사용하여, 석탄 1중량부에 대하여, 이 피치 1중량부를 가하고, 교반하면서, 400℃로 60분간 열처리하였다.

이어서, 450℃로 20시간, 다시, 500℃로 1시간 열처리하여 탄화물을 얻었다.

이 탄화물을 1,350℃로 소성하여 코우크스를 얻었다.

코우크스의 수득율은 원료에 대하여 68.6여량중%이었다.

이 코우크스의 외관은 상기와 대체로 같은 것이었으나, 그 기공은 더욱 적고, 단단한 것이었다.

이들의 코우크스의 물성을 제3표에 표시하였다.

[제3표]

[실시예 4]

가프지원유에서 얻어진 침전유를 상압하에서, 교반하면서 400℃로 60분간 열처리하였다.

그릇에 남은 것으로서 피치가 58.3중량%얻어졌다.

이 피치 1중량부에 대햐여, 60∼100메시로 분쇄한 미이께탄(三池炭) 2중량부를 가하고, 교반하면서 320℃로 60분간 열처리하였다. 얻어진 것은 피치상으로, 그 수득율은 92.5중량%이었다.

이 피치상의 것의 조직은 석탄입자가 전혀 인지할 수 없었다.

이것을 실시예 1과 같은 용기에 넣고, 420℃로 20시간, 이어서 500℃로 1시간 처리하였다.

얻어진 탄화물의 수득율은 피치상 물질에 대하여 78.4중량%이었다. 이 탄화물을 다시 1,350℃까지 소성하여 코우크스를 얻었다. 코우크스의 수득율은 피치상 물질에 대하여 65.2중량%이었다. 이 코우크스의 외관은 실시예 2의 것과 비해, 침상(針狀)에 가까운 구조를 하고, 편광현미경에 의한 조직은 매우 미세한 광학적 이방성구조로 된 것이었다.

또, 상기와 같이 하여 얻은 피치 1중량부에 대하여 석탄 1중량부를 가하고, 교반하면서 380℃로 1시간 가열 처리하였다.

얻어진 피치상 물질은 92.1중량%이었다.

이 피치상 물질을 상기와 같이 하여 코우크스화하였다.

코우크스의 수득율은 피치상 물질에 대하여 63.8중량%이었다. 이 코우크스의 외관, 조직은 다같이 상기의 것과 거의 동일하였다. 얻어진 코우크스의 물성을 제4표에 표시하였다.

[제4표]

[실시예 5]

가프지원유에서 얻어진 침전유를 상압하에서, 교반하면서, 420℃로 60분간 열처리하였다.

그릇에 남은 것으로서 피치가 52.6중량%얻어졌다.

이 피치 1중량부에 대하여 60∼100메시로 분쇄한 석탄(太平洋炭) 2중량부를 가하여, 400℃로 60분간 열처리하였다.

얻어진 것은 피치상 물질로서, 그 수득율은 87.4중량%이었다.

이 피치상 물질을 실시예 1과 같이 해서 500℃까지 가열하여 탄화하였다.

이 탄화물의 수득율은 피치상 물질에 대하여 81.0중량%이었다.

이것을 다시 1,350℃까지 소성하여 코우크스를 얻었다.

코우크스의 수득율은 피치상물질에 대하여 69.7중량%이었다.

이 코우크스는 실시예 1에서 얻어진 것과는 다른 외관을 하고 있으며, 침상에 가까운 것이었다.

또, 상기와 같은 피치 1중량부에 대하여 석탄 2중량부를 가하고, 상기와 같은 조작에 의해서 얻어진 코우크스는 상기의 것과 거의 같으며, 그 수득율은 피치상 물질에 대하여 71.8중량%이었다. 이들의 코우코스의 물성을 제5표에 표시한다.

[제5표]

[실시예 6]

가프지원유의 감압증류 침전물로서 얻어지는 아스팔트분류를 미리 420℃로 60분간 열처리하여 피치를 얻었다.

이 피치 1중량부에 대하여 미이께탄(三池炭, 회분함유량 7.4%)을 2중량부 가하고, 400℃로 60분간 열처리하였다.

얻어진 피치상 물질의 수득율은 원료에 대하여 93.4중량%이었다. 이 피치상 물질에 3배량의 퀴놀린을 가한후, 90℃로 가열하고, 용해시켰다.

이어서, 원심침전법에 의해 고형물을 분리하고, 퀴놀린에 가용분(可溶分)은 감압 증류에 의해서 퀴놀린을 제거하여, 퀴놀린 가용의 피치상 물질을 얻었다.

이것의 수득율은 피치상 물질에 대하여 89.8중량%이며, 회분 함유량은 0.07중량%이었다.

퀴놀린 가용 피치상 물질을 내경 150㎜ø, 길이 300㎜의 원통형 스테인레스 용기에 300g넣고, 450℃로 24시간, 이어서 500℃로 1시간 열처리하여 탄화시켰다.

이 탄화물의 수득율은 65.3%이었다.

이 탄화물을, 다시 1,350℃까지 소성하여 코우크스를 얻었다.

코우크스의 수득율은 52.6중량%이었다.

이것의 물성을 제1표에 표시한다.

또한, 상기와 같은 피치 1중량부에 대하여, 미이께탄(三池炭) 2중량부를 가하여, 340℃로 60분간 열처리하여 피치상 물질 95.3%를 얻었다.

이 피치상 물질을 상기와 같이 처리하여 코우크스를 제조하였다. 얻어진 코우크스의 수득율은 퀴놀린가용 피치상 물질에 대하여 55.9중량%이었다.

얻어진 코우크스의 외관은 어느 것이나, 육질이 두껍고, 침상에 가까운 형상을 한 것이었다.

이것의 물성을 제6표에 표시한다.

[제6표]

[실시예 7]

가프지원유의 감압침전유로서 얻어지는 아스팔트분류 2중량부에 대하여, 60∼100메시로 분쇄한 미이께탄(三池炭) 1중량부를 가하여, 430℃로 60분간 열처리하였다.

얻어진 피치상 물질의 수득율은 원료에 대하여 43.8중량%이었다.

이 피치상 물질에 대하여 안트라센유를 3배량 가하고, 그 불용분으로서 고형분을 제거하였다.

안트라센유 가용분은 증류에 의해서 안트라센유를 제거하고, 피치상 물질을 얻었다.

이것의 수득율은 피치상 물질에 대하여 78.3중량%이었다.

이것을 실시예 6과 같이 하여 코우크스화 하였다.

얻어진 코우크스는 실시예 1의 것에 비하여 육질이 약간 얇은 것이었으나, 보다 침상에 가까운 것이었다.

이 코우크스의 물성을 제7표에 표시한다.

[제7표]

[실시예 8]

가프지원유의 감압침전유를 미리 420℃로 60분간 열처리하여 얻은 피치 1중량부에 대해, 태평양탄(太平洋炭, 회분함유량 18.7중량%)을 1중량부 가해, 400℃로 60분간 열처리하였다.

얻어진 피치상 물질은 원료에 대하여 87.4중량%이었다.

이 피치상 물질에 3배량의 퀴놀린을 가하여, 고형물을 분리하고, 퀴놀린을 제거하여 퀴놀린 가용의 피치상물질을 얻었다.

이것의 수득율은 70.4중량%이며, 회분함유량은 0.56중량%이었다.

이것을 실시예 1과 같은 조작에 의해 코우크스화 하였다.

코우크스의 수득율은 피치상 물질에 대하여 62.4중량%이었다.

이 코우크스는 외관상 실시예 7과 대체로 같은 것이었다.

그 물성을 제8표에 표시한다.

[제8표]

[실시예 9]

가프지원유의 진공증류침전유 2부에 대하여 60∼100메시로 분쇄한 석탄(三池炭, 회분함유량 7.4%)을 1부 가하여, 420℃, 60분간 열처리하였다.

얻어진 피치상 물질은 원료에 대하여 71.2%이다.

이 피치상 물질 1부에 대하여 퀴놀린 3배량을 가하고, 90℃로 1시간, 용해 분산시켰다.

이것은 원심침전기에 걸어, 위에 뜬 것을 제거한후, 침전물에 벤젠을 가해, 여과하여 퀴놀린 불용분으로서 고형물을 피치상 물질에 대하여 25.6%분리하였다.

이 고형물을 건조한후, 성형기에 의해, 2000㎏/㎠의 가압하에 상온으로 성형하였다.

성형체는 코우크스속에 넣어, 메시 40℃/hr의 승온 속도로 1000℃까지 가열하고, 이 온도로 1시간 유지하였다.

얻어진 탄소성형체는 매우 단단한 것이었다.

그 물성을 제9표에 표시한다.

또한, 피치상 물질의 조직에 대하여 설명하면, 석탄입자는 둥글게 되고, 그 주위는 백색으로 보이는 메소페이스에 의해서 둘러쌓여 있는 것을 볼 수 있다.

또, 상기와 같은 원료를 사용하여, 410℃, 60분간 열처리하였다. 얻어진 피치상 물질의 수득율은 원료에 대하여 80.3%에며, 퀴놀린 불용분으로서의 고형물의 양은 피치상 물질에 대하여 17.2%이었다.

이 고형물의 크기는 평균 80㎛이며 회분함유량은 17.0%이었다.

이 고형물을 실시예 1과 같이 하여 성형, 탄화하여 탄소성형체를 얻었다.

얻어진 탄소성형체의 물성은 표 9에 표시한다.

또한, 상기와 같이 하여, 450℃, 60분간 열 처리하면 60.8%의 수득율로 피치상 물질이 얻어진다.

이것의 퀴놀린 불용분으로서의 고형물의 양은 피치상 물질에 대하여 69%이었다.

이것은 부분적으로 큰 덩어리가 된 것으로, 이것을 100메시 이하로 분쇄하여, 상기와 같이 성형, 탄화하여 탄소성형체를 얻었다.

얻어진 탄소성형체의 물성을 표9에 합쳐서 표시한다.

[제9표]

[실시예 10]

가프지원유의 감압침전유를 미리 420℃로, 60분간 열처리하여 얻은 피치 1부에 대해, 60∼100메시로 분쇄한 미이께탄(三池炭) 1부를 가하고, 400℃로 60분간 열처리하였다.

얻어진 피치상 물질의 수득율은 원료에 대하여 92%이었다. 이것을 퀴놀린에 용해, 분해시켜서, 고형물을 분리하였다.

이 고형물의 수득율은 피치상 물질에 대하여 10.2%이며, 회분함유량은 45.2%이었다.

이 고형물을 실시예 9와 같이 하여, 성형, 탄화하여 탄소성형체를 얻었다.

얻어진 탄소성형체의 물성을 표 10에 표시한다.

또, 상기와 같은 원료를 사용하여 피치 1부에 대하여 미이께탄(三池炭) 2부를 가해, 360℃로 1시간 열처리하였다. 얻어진 피치상 물질의 수득율은 원료에 대하여 94.3%이었다. 이 피치상 물질에서, 퀴놀린을 사용하여 고형물을 분리하였다.

얻어진 고형물의 수득율은 피치상 물질에 대하여, 19.7%이며, 회분함유량은 20.1%이었다.

이것을 실시예 9와 같이 하여 성형, 탄화하여 탄소성형체를 얻었다. 얻어진 탄소성형체의 물성을 표 10에 표시한다.

[제10표]

[실시예 11]

가프지원유의 감압침전유를 미리 420℃로, 30분간 열처리하여 얻은 피치 2부에 대하여, 60∼100메시로 분쇄한 태평양탄(太平洋炭, 회분함유량 18.7%)을 1부 가해, 400℃로 60분간 열처리하였다. 얻어진 피치상 물질의 수득율은 원료에 대하여 89%이었다.

이 피치상 물질에 안트라센유를 3배량 가하고, 90℃로 가열하여, 용해한후, 그 불용분으로서 고형물을 얻었다.

이 고형물의 수득율은 피치상 물질에 대하여 30.3%이며, 회분함유량 21.6%이었다.

이 고형물을 실시예 11과 같이 하여 성형, 탄화하여 탄소성형체를 얻었다.

얻어진 탄소성형체의 물성은 체적비중 1.62(g/㏄), 진비중 2.01, 압축강도 3.130(㎏/㎠)의 단단한 것이었다.

Claims (1)

1. 석유계 중질유 또도 열처리한 석유계 중질유에 대하여 0.3∼2배 중량의 석탄을 가하여, 300∼450℃로 가열, 용해, 분산후 다시 500℃이상으로 가열하거나, 가열 분산시켜 고형분을 수득한 다음 다시 500℃이상으로 가열해서, 탄화한 다음 코우크스화를 행하는 것을 특징으로 하는 고품질 코우크스의 제조방법.