WO2013118821A1 - コークス製造用成型炭の製造方法及びコークスの製造方法 - Google Patents

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WO2013118821A1
WO2013118821A1 PCT/JP2013/052863 JP2013052863W WO2013118821A1 WO 2013118821 A1 WO2013118821 A1 WO 2013118821A1 JP 2013052863 W JP2013052863 W JP 2013052863W WO 2013118821 A1 WO2013118821 A1 WO 2013118821A1
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coal
coke
caking
weight
producing
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PCT/JP2013/052863
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和孝 後閑
洋平 小野
茂樹 片小田
好和 中村
牧人 西川
智晶 井波
Original Assignee
三菱化学株式会社
Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B53/00—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form
    • C10B53/08—Destructive distillation, specially adapted for particular solid raw materials or solid raw materials in special form in the form of briquettes, lumps and the like
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B57/00—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general
    • C10B57/04—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition
    • C10B57/06—Other carbonising or coking processes; Features of destructive distillation processes in general using charges of special composition containing additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
    • C10G21/00—Refining of hydrocarbon oils, in the absence of hydrogen, by extraction with selective solvents
    • C10G21/003—Solvent de-asphalting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders
    • C10L5/16—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders with bituminous binders, e.g. tar, pitch

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing coking coal for producing coke, and a method for producing coke using coking coal for producing coke produced by the method for producing coking coal for producing coke.
  • the manufacturing method of the coking coal for coke manufacture which shape
  • Iron coke is manufactured by charging a coke oven with a coal pulverized product or a molded product obtained by molding a coal pulverized product into briquettes or pellets, and subjecting the coke oven to dry distillation at a high temperature.
  • coke When coke is pulverized in the blast furnace, it deteriorates the air permeability in the furnace, so it is desirable to have high strength, and for that purpose, it is necessary to contain caking coal at a certain ratio or more in the raw coal. It becomes.
  • caking coal has limited reserves and production areas, and is generally very expensive, so that it has become difficult to obtain caking coal itself, The increase in the use ratio of coal is problematic from the viewpoint of coke raw material costs.
  • non-slightly caking coal which has poor caking properties, is rich in reserves compared to caking coal and can be obtained at a lower price than caking coal. Research to improve the quality has been ongoing.
  • Non-Patent Document 1 a special caking material (ASP (Yureka pitch)) is added to the non-slightly caking coal and subjected to pressure molding.
  • ASP Yureka pitch
  • a method is described in which coal is produced by mixing with coal pulverized material to which ASP is added and charged into a coke oven to modify non-slightly caking coal.
  • Patent Document 1 the degree of drying of non-slightly caking coal is increased, and a heavy oil having high aromaticity is added to the non-slightly caking coal as a modifier and binder and then heat-treated.
  • a method is described in which non-slightly caking coal and heavy oil react to improve caking properties.
  • Patent Document 2 as a method for producing a caking additive, a residual oil from crude oil is extracted using light reformate as a solvent to obtain a separated solvent-peeling pitch. A method for obtaining coke with high strength by charging into a coke oven together with fine caking coal is described.
  • an object of the present invention is to obtain coking coal for producing coke that can more effectively improve the strength of coke and a method for producing coke that is industrially advantageous.
  • the present inventors have extracted residual oil from crude oil using light reformate as a solvent, and using the separated solvent debonding pitch as a caking material, caking coal In addition, when mixing non-slightly caking coal, it was found that the resulting blended coal was molded into a molded coal and used as a coal for producing coke.
  • the present invention relates to a method for producing coking coal for coke production and a method for producing coke.
  • Atmospheric distillation residue obtained by atmospheric distillation of crude oil and residual oil containing at least one selected from vacuum distillation residue obtained by atmospheric distillation and vacuum distillation of crude oil The light reformate separated after the naphtha fraction fractionated by pressure distillation is reformed by a contact reformer is extracted as a solvent, and the solvent-debonded pitch separated by the extraction treatment is set as caking coal.
  • a method for producing coking coal for coke production which is added as a caking additive when mixing non-slightly caking coal and molding the resulting blended charcoal to obtain a charcoal.
  • [2] The method for producing coking coal for coke production according to the above [1], wherein the content of the binder in the blended coal is 0.5 to 10% by weight.
  • [3] The method for producing coking coal for coke production according to the above [1] or [2], wherein the content of the non-coking coal in the blended coal is 10 to 90% by weight.
  • [4] Atmospheric distillation residue obtained by atmospheric distillation of crude oil and residual oil containing at least one selected from vacuum distillation residue obtained by atmospheric distillation and vacuum distillation of crude oil, The light reformate separated after the naphtha fraction fractionated by pressure distillation is reformed by a contact reformer is extracted as a solvent, and the solvent-debonded pitch separated by the extraction treatment is set as caking coal. When adding non-slightly caking coal, it is added as a caking additive, and the resulting coal blend is molded to obtain molded charcoal.
  • the solvent-removal pitch does not include a heat treatment step in the manufacturing process, and therefore contains fewer heavy components and more light components soluble in benzene and toluene than ASP.
  • coal tar is generally used as a binder to improve the strength of coal, but coal tar contains light oils such as benzene and toluene.
  • a solvent degreasing pitch containing a lot of soluble components as a binder, the affinity between the binder and coal tar is increased, and the dispersibility of the binder is improved when kneaded with coal. Therefore, a stronger coal can be produced.
  • FIG. 1 is a flowchart showing an example of a process for producing coke for producing coke according to the present invention and an example of a process for producing coke using the coke for producing coke.
  • FIG. 2 shows an equipment flow diagram of the coal casting method.
  • This invention adds a specific caking production caking material (hereinafter, simply referred to as “caking material”) when mixing caking coal and non-minor caking coal, and molding the resulting blended charcoal. It is an invention relating to a method for producing coke, which is a method for producing coking coal for coke production, and a method for producing coke comprising a carbonization step for carbonizing carbonized coal produced by this coal forming step to obtain coke. .
  • “mass%” and “wt%” are synonymous.
  • the caking coal refers to coal having a property (caking property) that softens and melts when heated, and is a component contained in bituminous coal.
  • This caking coal is used as a raw material for coke because coke needs to have a sufficiently high strength to withstand the pressure of the packed bed in the blast furnace and achieve a large porosity, and the generation of fine powder is sufficiently small. This is because high wear resistance that can be produced is necessary, and this property is imparted.
  • the non-slightly caking coal refers to coal with a low degree of coalification that does not show caking properties even when heated alone, or even if it shows only a slight degree. This non-slightly caking coal has a higher yield than caking coal worldwide and can be obtained at a lower cost than caking coal.
  • the reflectance of non-slightly caking coal is not particularly limited, but is preferably 0.80% or less, more preferably 0.76 to 0.50%, and still more preferably 0.75 to 0. 71%.
  • the reflectance of non-slightly caking coal is the average maximum reflectance of vitrinite, and can be measured by, for example, a method (reflectance measurement method) defined in JIS M8816 (1992).
  • the maximum fluidity of non-slightly caking coal is not particularly limited, but is preferably 2.70 to 0.90 ddpm, more preferably 2.40 to 1.00 ddpm.
  • the maximum fluidity of non-slightly caking coal is one of the indexes for evaluating the fluidity of coal, and the coking property of coal can be evaluated using the fluidity and reflectivity.
  • the maximum fluidity can be measured by a method (Gieseller Plastometer method) defined by JIS M8801 (2004).
  • the above-mentioned numerical range is a value (unit: Log ddpm (Log Dial Division Per Minute)) obtained by converting a numerical value obtained by this measurement method into a common logarithm.
  • the volatile content of the non-slightly caking coal is not particularly limited, but is preferably 45% by weight or less and 5% by weight or more, more preferably 40 to 20% by weight, and particularly preferably 38 to 30% by weight. It is.
  • the weight percentage with respect to the weight-reduced sample when the sample is heated at 900 ° C. for 7 minutes is obtained, and the moisture quantified at the same time is subtracted from the weight. Method).
  • the caking agent refers to a solvent debonding pitch (SDA pitch) that is a residue obtained by extracting crude oil residual oil with a specific solvent.
  • SDA pitch solvent debonding pitch
  • the crude oil residue includes at least one selected from atmospheric distillation residue obtained by atmospheric distillation of crude oil and vacuum distillation residue obtained by atmospheric and vacuum distillation of crude oil. Is given.
  • a component (light reformate) obtained in the next step can be used as the specific solvent.
  • a crude naphtha fraction (mainly a fraction having a boiling point of 30 to 230 ° C.) obtained by atmospheric distillation is obtained as shown in FIG.
  • this is subjected to hydrodesulfurization treatment with a hydrorefining apparatus as necessary, and then subjected to atmospheric naphtha distillation to produce a light naphtha fraction (mainly a boiling point of 30 to 90 ° C.) and a heavy naphtha fraction (mainly Fraction having a boiling point of 80 to 180 ° C.).
  • the hydrodesulfurization treatment may be carried out in a hydrorefining apparatus after fractionating into a light naphtha fraction and a heavy naphtha fraction by atmospheric distillation.
  • the naphtha fraction (or the heavy naphtha fraction in the case of hydrodesulfurization treatment) is reformed by a catalytic reformer, and an aromatic hydrocarbon having 5 or more carbon atoms as a main component.
  • a reformate that is a fraction.
  • the reformate thus obtained has a density of 0.78 to 0.81 g / cm 3 , a research octane number of 96 to 104, a motor octane number of 86 to 89, and an aromatic content of 50 to 70% by volume. , which contains 30 to 50% by volume of the saturated content.
  • This fraction mainly composed of aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms is mainly composed of aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms, in addition to saturated hydrocarbons having 6 or more carbon atoms, It contains components such as olefinic hydrocarbons and naphthenic hydrocarbons.
  • GC gas chromatograph
  • Separation conditions of the light reformate and the fraction mainly composed of aromatic hydrocarbons having 6 or more carbon atoms are not particularly limited as long as the light reformate can be separated so that benzene is not included in the light reformate.
  • the light reformate thus obtained is used as the specific solvent.
  • This light reformate contains 6 to 12% by volume of butane, 60 to 70% by volume of pentane, and 10 to 30% by volume of hexane.
  • the butane, pentane, and hexane referred to here may be a mixture of normal paraffins and isoparaffins having 4, 5, and 6 carbon atoms, respectively.
  • the above residual oil is extracted using the light reformate as a solvent to obtain a solvent escape pitch (SDA pitch) which is a binder.
  • SDA pitch solvent escape pitch
  • the residual oil and the solvent are mixed by a mixing device such as a mixer of the solvent extraction device, and the solvent extraction device is maintained at a constant condition above the critical pressure and below the critical temperature.
  • a mixing device such as a mixer of the solvent extraction device
  • the solvent extraction device is maintained at a constant condition above the critical pressure and below the critical temperature.
  • To the asphaltene separation tank asphaltene separation tank.
  • asphalt contained in the residual oil is precipitated.
  • the precipitate is continuously withdrawn from the bottom of the asphaltene separation tank, and a slightly contained solvent is removed by a stripper to obtain a solvent de-pitching pitch.
  • the oil extracted from the upper part of the asphaltene separation tank is used as degassed oil (DAO).
  • DAO degassed oil
  • the extraction temperature is 130 ° C. to 200 ° C.
  • the flow rate ratio of the solvent to the residual oil is 4/1 to 8/1. It is preferable to carry out as
  • the extraction temperature of the residual oil is appropriately determined according to the properties of the residual oil, and is adjusted so that the softening point of the solvent removal pitch is constant.
  • the softening point of the solvent debonding pitch becomes 200 ° C. or more, and it becomes difficult to take out the caking production binder from the solvent extraction apparatus. And the yield decreases.
  • the extraction temperature exceeds 200 ° C, the softening point of the solvent debonding pitch will be 130 ° C or less, which may make it difficult to mix with raw coal or melt and fix in the summer coal storage. It is not preferable in terms of the aspect.
  • a more preferable extraction temperature is 130 ° C. or higher and 150 ° C. or lower.
  • the flow rate ratio of solvent to residual oil is less than 4/1, the amount of solvent is small, so the extraction efficiency in the asphaltene separation tank decreases, and the softening point of the solvent debris pitch is 130. It is not preferable in terms of handling because it may be less than or equal to ° C and may become difficult to mix with raw coal or melt and be fixed in a summer coal storage.
  • the ratio of solvent to residual oil exceeds 8/1, the energy consumption of the solvent extraction device will increase by circulating more solvent than necessary, resulting in uneconomic operation. It is not preferable.
  • a more preferable flow rate ratio (solvent / residual oil) is 5/1 or more and 6/1 or less.
  • the softening point of the solvent devolatilized pitch thus obtained is 130 to 200 ° C.
  • the carbon content (residual carbon content) remaining in the solvent devolatilized pitch is 30 mass% to 70 mass%
  • hydrogen and The ratio to carbon (H / C ratio) is 1.2 or less.
  • the softening point here is a value measured by JIS K2207 (2006) “Petroleum Asphalt-Softening Point Test Method (Ring and Ball Method)”, and the residual carbon content (residual carbon content) is JISK2270. (2009) “Crude oil and petroleum products—Measurement of residual carbon content” and the ratio of hydrogen to carbon (H / C ratio) is ASTM D5291 “Standard Test Methods of Carbon, Carbon, Hydrogen” , And Nitrogen in Petroleum Products and Lubricants ”.
  • Such a solvent-peeling pitch has a sufficiently low content of light paraffin with a low softening point and a sufficiently low volatile content, and has excellent binding properties when used as a caking agent for coke production. It will be obtained.
  • the non-slightly caking coal is poor in caking properties, and the strength of coke decreases when the content in the blended coal is increased.
  • a raw material coal pretreatment method such as a molding coal charging method and a coke production method by adding a caking additive are known.
  • the above-mentioned coal charging method is a method in which a part of the raw coal is pressure-molded to produce coal (briquette), mixed with pulverized coal, and charged into the coke oven.
  • the main reason why the strength of coke is improved by this coal charging method is as follows. By consolidating a part of the raw coal, the interval between the coal particles becomes narrow and the caking property is improved. By increasing the expansibility of the coal forming part, consolidation of the surrounding coal part is promoted, thereby improving the caking property of the coal part. The softening and melting property of coal is improved by the caking additive added when producing coal.
  • the coking coal used in this coking coal charging method first mixes and kneads a part of the caking coal and a part of the non-coking coal as a part of the raw coal with a kneader. At this time, blended coal is produced by adding a binder such as the binder and coal tar. Molded charcoal is obtained by molding the obtained blended charcoal with a molding machine.
  • the content of the binder in the blended coal is preferably 0.5% by weight or more, and more preferably 2% by weight or more. If it is less than 0.5% by weight, there may be a problem that the strength of the coal obtained by pressure molding is not sufficient.
  • the upper limit of the content is preferably 10% by weight, and more preferably 5% by weight. When it is more than 10% by weight, there may be a problem that the cost for the binder is increased.
  • the content of non-slightly caking coal in the blended coal is preferably 10% by weight or more, and more preferably 30% by weight or more. If it is less than 10% by weight, the cost of the raw coal may increase.
  • the upper limit of the content is preferably 90% by weight, and more preferably 80% by weight. If it is more than 90% by weight, there may be a problem that coke having sufficient strength cannot be produced.
  • the content of the coal tar in the blended coal is preferably 3% by weight or more, and more preferably 4% by weight or more. If it is less than 3% by weight, there may be a problem that the strength of the coal obtained by pressure molding is not sufficient.
  • the upper limit of the content is preferably 8% by weight, and more preferably 7% by weight. When the amount is more than 8% by weight, the cost of the binder may increase.
  • ⁇ Pressure molding machine is used for molding by the above molding machine. Thereby, molding charcoal can be consolidated and caking property can be improved.
  • the pressure applied by this pressure molding machine is preferably 1.0 to 2.0 t / cm, and more preferably 0.8 t / cm to 1.2 t / cm. If the pressurization is smaller than the above range, there may be a problem that a coal having a sufficient strength cannot be obtained. On the other hand, when the pressurization is larger than the above range, there may be a problem that the productivity of the coal coal is lowered.
  • the coking coal produced by the above-described coking coal production process is charged into a coke oven together with the remaining caking coal and non-caking coal from the raw material coal, and coke is obtained by dry distillation.
  • carbonization is performed at a temperature of 1100 to 1300 ° C. for 18 to 20 hours.
  • a part of the pulverized raw coal (caking coal and non-caking coal) is cut out, and a binder for improving the strength of the forming coal is added, and the mixture is usually mixed at 50-80 ° C. with a kneader. Thorough mixing of coal and binder at temperature. The mixing time is not particularly limited, but is usually about several minutes.
  • the binder the above-mentioned binder and coal tar are generally used. However, the above-mentioned binder is powdered and mixed in advance in the raw coal, and the coal tar is in a liquid state and is mixed with the raw coal and petroleum-based binder. Used by adding to a mixture of materials.
  • the blended coal which is a raw coal mixture mixed with a binder, is pressure-molded under the pressure conditions described above using a molding machine to produce a molded coal.
  • the produced coal is mixed with the remaining coking coal (caking coal and non-caking coal) pulverized coal (70-80%) at a specified ratio (20-30%) and loaded into a coke oven. Entered.
  • coal Since the coal is once stored in a storage tank such as a coal tower after being compacted and transported to the coke oven, if a large amount of coal is stored, the coal will be loaded by its weight. receive.
  • the charcoal is conveyed to the coke oven by a belt conveyor, there is also an impact caused by the belt transfer of the belt conveyor.
  • Coal charcoal produced by the technique of the present invention has high strength, and can be prevented from being pulverized by impact or load, compared to the coal char produced by the conventional technique. Therefore, coke with higher strength can be produced by using the coal formed by the method of the present invention.
  • this reformate was applied to a rectifying apparatus to obtain a light reformate.
  • the components of this light reformate include 7% by volume of butane (a mixture of normal butane and isobutane), 66% by volume of pentane (a mixture of normal pentane and isopentane), and 27% by volume of hexane (a mixture of normal hexane and isohexane). It was a thing.
  • the obtained residual oil was subjected to extraction treatment using the obtained light reformate to obtain a caking additive (A in Table 1) composed of the separated solvent peeling pitch. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 27.0% by weight of caking coal (reflectance 1.46%, maximum fluidity 2.03 ddpm, volatile content 18.6%), non-slightly caking coal C (reflectance 0.70%, maximum fluidity 2) .64 ddpm, volatile content 36.4%) is 70.0% by weight, and the binder A shown in Table 1 is blended by 3.0% by weight, respectively, and the coal blend is adjusted to 9.0% by weight of coal moisture. Produced.
  • Comparative Example 1 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal C, and 3.0% by weight of caking additive B shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 5.0% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 1, the same conditions as in Example 1 using a double roll type molding machine. And formed charcoal. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 93.0%. The results are shown in Table 2.
  • Example 2 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal D (reflectance 0.72%, maximum fluidity 1.00ddpm, volatile content 36.8%)
  • Each of the binders A shown in Table 1 was blended by 3.0% by weight to prepare a blended coal in which the coal moisture was adjusted to 9.0% by weight. After adding coal tar in an amount of 5.0% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 1, the same conditions as in Example 1 using a double roll type molding machine. And formed charcoal. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 98.0%. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Comparative Example 2 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal D, and 3.0% by weight of caking additive B shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 5.0% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 1, the same conditions as in Example 1 using a double roll type molding machine. And formed charcoal. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 83.6%. The results are shown in Table 2.
  • Example 3 28.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal D, and 2.0% by weight of caking additive A shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 5.0% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 1, the same conditions as in Example 1 using a double roll type molding machine. And formed charcoal. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 96.0%. The results are shown in Table 3.
  • Example 4 26.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal D, and 4.0% by weight of caking additive A shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 5.0% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 1, the same conditions as in Example 1 using a double roll type molding machine. And formed charcoal. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 98.2%. The results are shown in Table 3.
  • Example 2 the molding charcoal of Example 1 and Example 2 molded by adding caking material A obtained by using light reformate as a solvent was molded by adding caking material B, which was a yurika pitch. It was confirmed that the strength was superior to the coals of Comparative Examples 1 and 2. In particular, in the comparison between Example 2 and Comparative Example 2 using the non-thin coal D, there is a clear difference in the strength of the formed coal.
  • the high strength of the charcoal means that it is possible to suppress pulverization due to impact or load in the process of being transported by the belt conveyor until the charcoal is introduced into the coke oven. If it is charcoal, it can be expected to reduce the ratio of powdered coal. It is expected that the larger the amount of coke produced using coking coal, the more markedly the difference in yield impact due to the difference in strength of coking coal to obtain coke with the required strength. .
  • Example 5 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal E (reflectance 0.74%, maximum fluidity 2.34ddpm, volatile content 36.0%)
  • Each of the binders A shown in Table 1 was blended by 3.0% by weight to prepare a blended coal in which the coal moisture was adjusted to 9.0% by weight.
  • Example 3 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal E, and 3.0% by weight of caking additive B shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 5.0% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 5, the same conditions as in Example 5 were used using a double roll type molding machine. Molded charcoal was produced by molding with. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 93.8%. The results are shown in Table 4.
  • Example 6 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal E, and 3.0% by weight of caking agent A shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 4.5% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 5, the same conditions as in Example 5 using a double roll type molding machine. Molded charcoal was produced by molding with. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 94.8%. The results are shown in Table 4.
  • Example 4 27.0% by weight of caking coal used in Example 1, 70.0% by weight of non-slightly caking coal E, 3.0% by weight of caking additive B shown in Table 1, respectively,
  • the blended charcoal adjusted to 9.0 wt% was prepared. After adding coal tar in an amount of 4.5% by weight to this blended coal and kneading under the same conditions as in Example 5, the same conditions as in Example 5 using a double roll type molding machine. Molded charcoal was produced by molding with. The strength of the forming charcoal was measured by the same method as in Example 1. The measurement result was 87.8%. The results are shown in Table 4.
  • Example 5 and Example 6 which was molded by adding the binder A obtained using light reformate as a solvent, was molded by adding the binder B, which was a yurika pitch. It was confirmed that the strength was superior to the coals of Comparative Examples 3 and 4. In particular, in Example 6 and Comparative Example 4 in which the amount of coal tar added is reduced compared to Example 5 and Comparative Example 3, there is a clear difference in the strength of the coal.
  • Example 7 By blending the coking coal of Example 1 produced by adding caking material A into coking coal for coke production containing caking coal and non-slightly caking coal, and carbonizing in a dry distillation test furnace (dry distillation temperature 1250 ° C) , Carbonization time of 18 hours), coke was produced. The coke thus obtained was measured for strength after hot reaction (CSR: Coke Strength after CO 2 Reaction). The measurement result was 59.8%. The results are shown in Table 5. The CSR was performed by a method in which 200 g of coke having a particle size of 20 mm was reacted with CO 2 gas at a high temperature of 1100 ° C. for 2 hours, and then the rotational strength was measured with an I-type drum.
  • Comparative Example 5 The coking coal of Comparative Example 1 produced by adding the caking additive B is blended with coking coal for coke production similar to that of Example 7, and coking is performed in the dry distillation test furnace under the same conditions as in Example 7. Manufactured. The strength of the coke thus obtained was measured after hot reaction under the same conditions as in Example 7. The measurement result was 57.2%. The results are shown in Table 5.
  • Example 7 produced by blending the molding charcoal formed by adding the binder A obtained using light reformate as a solvent was added with the binder B, which was a yurika pitch. It was confirmed that the strength after hot reaction was superior to the coke of Comparative Example 5 produced by blending the molded charcoal. This is presumably because the strength of the coke carbon substrate was improved in the coke of Example 7 because the carbon substrate was modified during coal softening and melting by the binder obtained using light reformate as the solvent.
  • the coking coal of the present invention is prepared and coke is produced from the coking coal, the liquid permeability in the blast furnace filled with the coke is higher than the coke obtained from the coke obtained from the ordinary coking coal. Improves ventilation and can be expected to improve operating efficiency and reduce costs in the blast furnace.

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Abstract

　原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる少なくとも１種の残油を、原油を常圧蒸留して分留されるナフサ留分を接触改質装置で改質した後に分離されたライトリフォーメートを溶剤として抽出処理し、前記抽出処理で分離される溶剤脱れきピッチを粘結材として、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に加え、得られる配合炭を成型して成型炭を得る、コークス製造用成型炭の製造方法。

Description

コークス製造用成型炭の製造方法及びコークスの製造方法
　本発明は、コークス製造用成型炭の製造方法、及びこのコークス製造用成型炭の製造方法で製造されるコークス製造用成型炭を用いたコークスの製造方法に関する。詳細には、粘結炭と非微粘結炭を混合して得られる配合炭を成型して成型炭を製造するコークス製造用成型炭の製造方法、及びこの成型炭を用いたコークスの製造方法に関する。
　製鉄用コークスは、石炭の粉砕物または石炭の粉砕物をブリケット又はペレットに成型した成型物をコークス炉に装入し、コークス炉内において高温で乾留することにより製造される。コークスは、高炉内において粉化すると、炉内の通気性を悪化させることから、高い強度を有することが望ましく、そのためには原料炭中に一定の割合以上の粘結炭を含有させることが必要となる。しかし、粘結炭は、埋蔵量及び産出地が限られており、また、一般に非常に高価であることから、粘結炭の入手そのものが困難となってきているという問題点があると共に、粘結炭の使用割合の増大は、コークス原材料費の観点から問題点がある。
　これに対して、粘結性の劣る非微粘結炭は粘結炭に比べて埋蔵量が豊富であり、また、粘結炭より安価に入手できることから、非微粘結炭を粘結炭に改質する研究が従来から進められている。
　従来行われている非微粘結炭の改質方法としては、例えば、非特許文献１に、非微粘結炭に特殊な粘結材（ＡＳＰ（ユリカピッチ））を添加して加圧成型することにより成型炭を製造し、ＡＳＰを添加した石炭の粉砕物と混合してコークス炉内に装入することで、非微粘結炭を改質する方法が記載されている。また、特許文献１には、非微粘結炭の乾燥度を高くし、この非微粘結炭に芳香族性の高い重質油を改質剤兼バインダーとして添加し成型したものを熱処理することにより、非微粘結炭と重質油とが反応して粘結性を向上させる方法が記載されている。さらに、特許文献２には、粘結材の製造方法として、ライトリフォーメートを溶剤として原油からの残油を抽出処理し、分離された溶剤脱れきピッチを得て、これを粘結炭及び非微粘結炭と共にコークス炉へ装入し、強度の高いコークスを得る方法が記載されている。
日本国特開２００９－１３２８９５号公報 日本国特開２０１０－１８０２８７号公報
桐谷ら，燃料協会誌Ｖｏｌ．５６，　Ｎｏ．６０７，　８８６－８９７　（１９７７）
　しかしながら、特許文献１に記載の成型炭の製造方法では、原料炭の乾燥度を極端に高める必要があり、石炭の発塵や乾燥工程の設備の建設および運転に多大なコストを要するなどの問題点がある。また、非特許文献１に記載の成型炭の製造方法では、非微粘結炭に添加する粘結材（ＡＳＰ）を得る際に、原油精製で副生した残油を熱処理する必要があり、価格が高いことが難点である。また、熱処理工程を経て得られるＡＳＰは、重質成分（トルエン不溶分やキノリン不溶分）の比率が高く、軟化点が高いことから、成型炭を製造する前工程において石炭と粘結材を混錬する際の温度を高くする必要があり、工業的に有利な方法とはいえず、また、加温した際にＡＳＰが高い粘性を示すため、加圧成型時に成型機表面への石炭の付着量が増大することにより、成型作業効率が著しく低下するという問題点があり、得られる成型炭はコークス製造用の原料として使用するには強度が十分ではないという問題点があった。
　また、特許文献２に記載の方法では、粘結炭と非微粘結炭を含む石炭の粉砕物に対して、粘結材を一律に添加するため、非微粘結炭を効率良く改質する方法ではなく、十分な強度のコークスが得られない場合がある。このため、高強度のコークスを製造するためには、粘結材の添加率を高める必要があり、経済性が劣るだけではなく、粘結材には高濃度の硫黄分が含まれているため、コークスの硫黄含有率を上昇させてしまうという問題点がある。
　そこで、この発明は、コークスの強度をより効果的に向上できるコークス製造用の成型炭、及び工業的にも有利なコークスの製造方法を得ることを目的とする。
　本発明者らは前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ライトリフォーメートを溶剤として原油からの残油を抽出処理し、分離された溶剤脱れきピッチを粘結材として、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に加え、得られる配合炭を成型して成型炭とし、これをコークス製造用成型炭として用いることを見出した。
　すなわち本発明は下記のコークス製造用成型炭の製造方法及びコークスの製造方法に関する。
〔１〕　原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、原油を常圧蒸留して分留されるナフサ留分を接触改質装置で改質した後に分離されたライトリフォーメートを溶剤として抽出処理し、前記抽出処理で分離される溶剤脱れきピッチを、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に粘結材として加え、得られる配合炭を成型して成型炭を得る、コークス製造用成型炭の製造方法。
〔２〕　前記配合炭中の前記粘結材の含有量が０．５～１０重量％である上記〔１〕に記載のコークス製造用成型炭の製造方法。
〔３〕　前記配合炭中の非微粘結炭の含有量が１０～９０重量％である上記〔１〕又は〔２〕に記載のコークス製造用成型炭の製造方法。
〔４〕　原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、原油を常圧蒸留して分留されるナフサ留分を接触改質装置で改質した後に分離されたライトリフォーメートを溶剤として抽出処理し、前記抽出処理で分離される溶剤脱れきピッチを、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に粘結材として加え、得られる配合炭を成型して成型炭を得る成型炭製造工程と、前記成型炭製造工程により製造される成型炭を乾留してコークスを得る乾留工程を備えるコークスの製造方法。
　溶剤脱れきピッチは、ＡＳＰとは異なり製造工程において熱処理工程を含まないため、ＡＳＰに比べて、重質成分が少なく、ベンゼンやトルエンに可溶な軽質成分が多く含まれる。成型炭を製造する際には、成型炭の強度を向上させるためのバインダーとしてコールタールが一般に使用されるが、コールタール中にはベンゼンやトルエンなどの軽質油分が含まれており、これらに可溶な成分を多く含有する溶剤脱れきピッチを粘結材として使用することにより、粘結材とコールタールとの親和性が高くなり、石炭と混錬した際に粘結材の分散性が向上するため、より強度の高い成型炭を製造することができる。
図１は本発明にかかるコークス製造用成型炭の製造過程、及びこのコークス製造用成型炭を用いてコークスを製造する製造過程の例を示すフローチャートを示す。 図２は成型炭装入法の設備フロー図を示す。
　この発明は、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に特定のコークス製造用粘結材（以下、単に「粘結材」と称する。）を加え、得られる配合炭を成型してコークス製造用成型炭を製造する方法である成型炭製造工程に関する発明と、この成型炭製造工程により製造される成型炭を乾留してコークスを得る乾留工程を備えるコークスの製造方法についての発明である。
　なお、本明細書において“質量％”と“重量％”とは同義である。
［粘結炭及び非微粘結炭］
　粘結炭とは、加熱したときに軟化溶融する性質（粘結性）を有する石炭をいい、瀝青炭に含まれる成分である。
　コークスの原料として、この粘結炭を用いるのは、コークスは、高炉内の充填層の圧力に耐えて大きな空隙率を達成できる十分に高い強度が必要であるとともに、微粉の発生を十分に小さくできる高い耐摩耗性が必要であり、この特性を付与するためである。
　前記非微粘結炭とは、単独では加熱しても粘結性を示さない、又は示してもその程度はごく僅かである石炭化度の低い石炭をいう。この非微粘結炭は世界的に粘結炭より産出量が多く、粘結炭より安価に入手できる。非微粘結炭の反射率としては、特に限定されないが、好ましくは、０．８０％以下であり、より好ましくは０．７６～０．５０％であり、更に好ましくは、０．７５～０．７１％である。なお、非微粘結炭の反射率とは、ビトリニットの平均最大反射率であり、たとえば、ＪＩＳ　Ｍ８８１６（１９９２）で規定される方法（反射率測定方法）で測定することができる。
　また、非微粘結炭の最高流動度としては、特に限定されないが、好ましくは、２．７０～０．９０ｄｄｐｍであり、より好ましくは２．４０～１．００ｄｄｐｍでありである。非微粘結炭の最高流動度とは、石炭の流動性を評価する指標の一つであり、流動性や反射率などを用いて、石炭のコークス化性を評価することができる。最高流動度は、ＪＩＳ　Ｍ８８０１（２００４）で規定される方法（ギーセラープラストメーター法）で測定することができる。なお、上述の数値範囲は本測定法で得られた数値を常用対数で換算した値（単位：Ｌｏｇ　ｄｄｐｍ（Ｌｏｇ　Ｄｉａｌ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｐｅｒ　Ｍｉｎｕｔｅ））である。
　非微粘結炭の揮発分としては、特に限定されないが、好ましくは、４５重量％以下５重量％以上であり、より好ましくは４０～２０重量％であり、特に好ましくは、３８～３０重量％である。なお、試料を９００℃で７分間加熱したときの減量の試料に対する重量百分率を求め、これから同時に定量した水分を減じたものであり、たとえば、ＪＩＳ　Ｍ８８１２（２００６）で規定される方法（揮発分定量方法）で、測定することができる。
［粘結材の製造］
　前記の粘結材は、原油の残油を特定の溶剤で抽出した残分である溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）をいう。
　前記原油の残油としては、原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる少なくとも１種を含む残油があげられる。
　また、前記特定の溶剤としては、次の工程で得られる成分（ライトリフォーメート）を用いることができる。これは、まず、図１に示すように、原料である原油を常圧蒸留して分留されるナフサ留分（主に沸点が３０～２３０℃の留分）を得る。次いで、これを必要に応じて水素化精製装置で水素化脱硫処理を行った後、常圧蒸留で軽質ナフサ留分（主に沸点３０～９０℃の留分）と重質ナフサ留分（主に沸点８０～１８０℃の留分）に分留する。なお、この水素化脱硫処理は、常圧蒸留で軽質ナフサ留分と重質ナフサ留分に分留した後に、水素化精製装置にかけて行ってもよい。
　次に、接触改質装置によって、前記ナフサ留分（水素化脱硫処理を行った場合は、前記重質ナフサ留分）を改質して、炭素数５以上の芳香族系炭化水素を主成分とする留分であるリフォーメートを得る。このようにして得られたリフォーメートは、密度が０．７８～０．８１ｇ／ｃｍ３、リサーチ法オクタン価が９６～１０４、モーターオクタン価が８６～８９であり、芳香族分を５０～７０容量％、飽和分を３０～５０容量％含むものである。
　その後、精留装置によって、炭素数５の炭化水素を主成分とするライトリフォーメートと、炭素数６以上の芳香族系炭化水素を主成分とする留分とに分離する。この炭素数６以上の芳香族系炭化水素を主成分とする留分は、炭素数６以上の芳香族系炭化水素を主成分とするものであり、他に炭素数６以上の飽和炭化水素、オレフィン系炭化水素、及びナフテン系炭化水素などの成分を含むものである。ライトリフォーメート及び炭素数６以上の芳香族系炭化水素を主成分とする留分に含まれる各成分は、例えば、ＧＣ（ガスクロマトグラフ）分析（ＪＩＳＫ２５３６（２００３）「石油製品‐成分試験方法」）などにより求めることができる。
　ライトリフォーメートと炭素数６以上の芳香族系炭化水素を主成分とする留分との分離条件は、ライトリフォーメート中にベンゼンが含まれないように分離できれば特に限定されるものではないが、例えばライトリフォーメート中の芳香族系炭化水素を主成分とする留分が３０容量％以下となるように適宜調整される。
　このようにして得られたライトリフォーメートは、前記の特定の溶剤として用いられる。このライトリフォーメートは、ブタンを６～１２容量％、ペンタンを６０～７０容量％、ヘキサンを１０～３０容量％含むものである。なお、ここでいうブタン、ペンタン、ヘキサンとは、各々炭素数４、５、６のノルマルパラフィンとイソパラフィンの混合物であってもよい。
　前記のライトリフォーメートを溶剤として前記の残油を抽出処理し、粘結材である溶剤脱れきピッチ（ＳＤＡピッチ）を得る。この抽出処理の際、溶剤抽出装置のミキサーなどの混合装置によって、前記の残油と溶剤とは混合され、この溶剤の臨界圧力以上、臨界温度以下の一定の条件に保たれている溶剤抽出装置のアスファルテン分離槽に供給される。このアスファルテン分離槽内では、残油に含まれるアスファルトが沈殿する。沈殿物は、アスファルテン分離槽の底部から連続的に抜出され、ストリッパーによってわずかに含まれる溶剤が除去されて、溶剤脱れきピッチとされる。なお、アスファルテン分離槽の上部から抜き出された油は、脱れき油（ＤＡＯ：ＤｅａｓｐｈａｌｔｅｄＯｉｌ）として利用される。
　前記の残油と溶剤（ライトリフォーメート）とを抽出処理する際、抽出温度を１３０℃～２００℃とし、溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）を４／１～８／１として行うことが好ましい。
　残油の抽出温度は、残油の性状に応じて適宜決定されるものであって、溶剤脱れきピッチの軟化点が一定となるように調整される。抽出温度が１３０℃未満であると、溶剤脱れきピッチの軟化点が２００℃以上となり、溶剤抽出装置内からコークス製造用粘結材を取り出すことが困難となり、コークス製造用粘結材の生産性および歩留まりが低下する。一方、抽出温度が２００℃を超えると、溶剤脱れきピッチの軟化点が１３０℃以下となり、原料石炭への配合が困難になったり、夏場の貯炭場で溶融固着したりする恐れがあり、ハンドリング面で好ましくない。より好ましい抽出温度は、１３０℃以上であり、１５０℃以下である。
　また、溶剤と残油との流量比（溶剤／残油）が４／１未満であると、溶剤が少ないため、アスファルテン分離槽での抽出効率が低下し、溶剤脱れきピッチの軟化点が１３０℃以下となり、原料石炭への配合が困難になったり、夏場の貯炭場で溶融固着したりする恐れがあり、ハンドリング面で好ましくない。一方、溶剤と残油との比（溶剤／残油）が８／１を超えると、必要以上の溶剤を循環させることで、溶剤抽出装置のエネルギー消費量が増大し、非経済的な運転となり、好ましくない。より好ましい流量比（溶剤／残油）は、５／１以上であり、６／１以下である。
　このようにして得られた溶剤脱れきピッチの軟化点は１３０～２００℃であり、溶剤脱れきピッチ中に残留する炭素の含有量（残留炭素分）が３０質量％～７０質量％、水素と炭素との比（Ｈ／Ｃ比）が１．２以下のものとなる。
　なお、ここでいう軟化点とは、ＪＩＳ　Ｋ２２０７（２００６）「石油アスファルト‐軟化点試験方法（環球法）」により測定した値であり、残留する炭素の含有量（残留炭素分）とは、ＪＩＳＫ２２７０（２００９）「原油及び石油製品‐残留炭素分の求め方」により測定した値であり、水素と炭素との比（Ｈ／Ｃ比）とは、ＡＳＴＭ　Ｄ５２９１“Ｓｔａｎｄａｒｄ　Ｔｅｓｔ　Ｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒ　Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｌ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｃａｒｂｏｎ，Ｈｙｄｒｏｇｅｎ，ａｎｄＮｉｔｒｏｇｅｎ　ｉｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　ａｎｄ　Ｌｕｂｒｉｃａｎｔｓ”に準拠して、測定される値である。
　このような溶剤脱れきピッチは、軟化点の低い軽質パラフィンの含有量が十分に少なく、揮発分も十分に少ないものであり、コークス製造用粘結材として用いた場合に、優れた結合性が得られるものとなる。
［コークスの製造］
　前記の非微粘結炭は粘結性に乏しく、配合炭中の含有量を増加させるとコークスの強度が低下する。この非微粘結炭の使用比率を増大させる手法として、成型炭装入法等の原料炭事前処理法や粘結材添加によるコークスの製造方法が知られている。
　前記の成型炭装入法は、原料石炭の一部を加圧成型して成型炭（ブリケット）を製造し、粉炭と混合してコークス炉内へ装入する方法である。この成型炭装入法によりコークスの強度が向上する主な理由は以下の通りである。原料炭の一部を圧密することにより、石炭粒子間の間隔が狭くなり粘結性が向上する。成型炭部の膨張性が増大することにより、周囲にある粉炭部の圧密化が促進されることにより、粉炭部の粘結性も向上する。成型炭を製造する際に添加する粘結材により石炭の軟化溶融性が向上する。
　この成型炭装入法において用いられる成型炭は、まず、原料石炭の一部として、前記の粘結炭の一部と非微粘結炭の一部とを、混練機で混合、混練する。この際、前記粘結材及びコールタール等のバインダーを加えることにより、配合炭が製造される。得られた配合炭を成型機で成型することにより、成型炭が得られる。
　前記配合炭中の前記粘結材の含有量は、０．５重量％以上が好ましく、２重量％以上がより好ましい。０．５重量％未満だと、加圧成型により得られる成型炭の強度が十分でないという問題点を生じることがある。一方、含有量の上限は、１０重量％が好ましく、５重量％がより好ましい。１０重量％より多いと、粘結材にかかるコストが増大するという問題点を生じることがある。
　また、前記配合炭中の非微粘結炭の含有量は、１０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。１０重量％未満だと原料炭にかかるコストが増大するという問題点を生じることがある。一方、含有量の上限は、９０重量％が好ましく、８０重量％がより好ましい。９０重量％より多いと十分な強度を有するコークスが製造できないという問題点を生じることがある。
　さらに、前記配合炭中の前記コールタールの含有量は、３重量％以上が好ましく、４重量％以上がより好ましい。３重量％未満だと加圧成型により得られる成型炭の強度が十分でないという問題点を生じることがある。一方、含有量の上限は、８重量％が好ましく、７重量％がより好ましい。８重量％より多いとバインダーにかかるコストが増大するという問題点を生じることがある。
　上記の成型機による成型は、加圧成型機が用いられる。これにより、成型炭を圧密にすることができ、粘結性を向上させることができる。この加圧成型機による加圧は、１．０～２．０ｔ／ｃｍがよく、０．８ｔ／ｃｍ～１．２ｔ／ｃｍが好ましい。加圧が上記範囲より小さいと、十分な強度を有する成型炭が得られないという問題点を生じることがある。一方、加圧が上記範囲より大きいと、成型炭の生産性が低下するという問題点を生じることがある。
　前記の成型炭製造工程により製造された成型炭は、原料石炭の残りの粘結炭と非微粘結炭と共にコークス炉に装入され、乾留されることにより、コークスが得られる。この乾留時の条件としては、温度１１００～１３００℃で１８～２０時間乾留を行う。
　次に、図２を用いて、成型炭装入法を用いたコークスの製造法について具体例を説明する。まず、粉砕された原料炭（粘結炭及び非微粘結炭）の一部を切り出し、成型炭の強度を向上させるためのバインダーを添加し、混錬機にて、通常５０～８０℃の温度で石炭とバインダーとの十分な混合を行う。混合する時間は特に限定されないが、通常は数分間程度である。バインダーとしては、前記の粘結材とコールタールが一般に用いられるが、前記の粘結材は粉末状にして原料炭中にあらかじめ混合しておき、コールタールは液状で原料炭と石油系粘結材の混合物に添加して使用される。
　バインダーを混合した原料炭混合物である配合炭は、成型機を用いて上記の圧力条件下で加圧成型され、成型炭が製造される。製造された成型炭は、所定の割合（２０～３０％）で、残りの原料炭（粘結炭及び非微粘結炭）の粉炭（７０～８０％）と混合され、コークス炉へと装入される。
　成型炭は圧密されてからコークス炉へ搬送されるまでの間に一度石炭塔などの貯槽に貯蔵されるため、大量の成型炭が貯蔵されると、成型炭はその重さ分だけの荷重を受ける。また、成型炭のコークス炉への搬送は、通常、ベルトコンベアで搬送されるが、ベルトコンベアのベルトの乗り継ぎでの衝撃もある。このような衝撃や荷重などを受けるため、成型炭の強度が低いと粉化の度合いが大きくなり、結果としてコークス強度の向上効果が低下する。
　本発明の手法により製造される成型炭は、高い強度を有しており、従来の手法により製造される成型炭よりも、衝撃や荷重による粉化を抑制することが可能である。よって、本発明の手法によって製造される成型炭を用いることで、より強度の高いコークスを製造することができる。
　本発明の実施例について以下に示す。なお、以下の実施例は本発明の効果を確認するための例であり、本発明はこの例に限定されるものではない。本発明は本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
［粘結材の製造］
　図１に示す原油の精製工程において用いられる常圧蒸留装置によって原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油を、さらに減圧蒸留装置によって減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油である残油を得た。
　一方、図１に示す原油の精製工程において用いられる常圧蒸留装置によって原油を常圧蒸留して得られるナフサ留分（主に沸点が３０～２３０℃の留分）を、水素化精製装置で水素化脱硫処理を行った後、常圧蒸留を行って、重質ナフサ（主に沸点８０～１８０℃の留分）を得、これを接触改質装置によって、前記重質ナフサを改質してリフォーメートを得た。次いで、このリフォーメートを精留装置にかけ、ライトリフォーメートを得た。このライトリフォーメートの成分は、ブタン（ノルマルブタンとイソブタンの混合物）を７容量％、ペンタン（ノルマルペンタンとイソペンタンの混合物）を６６容量％、ヘキサン（ノルマルヘキサンとイソヘキサンの混合物）を２７容量％含むものであった。
　得られた残油を、得られたライトリフォーメートを用いて抽出処理し、分離された溶剤脱れきピッチからなる粘結材（表１におけるＡ）を得た。結果を表１に示す。
　また、前記残油を、ユリカプロセスによってさらに熱分解して、ユリカピッチからなる粘結材（表１におけるＢ）を得た。結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（実施例１）
　粘結炭（反射率１．４６％、最高流動度２．０３ｄｄｐｍ、揮発分１８．６％）を２７．０重量％、非微粘結炭Ｃ（反射率０．７０％、最高流動度２．６４ｄｄｐｍ、揮発分３６．４％）を７０．０重量％、表１に示す粘結材Ａを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、混錬したのち（混錬温度：５０℃、回転数３５０ｒｐｍ、３分間）、ダブルロール型成型機を用いて成型することで（回転数４．０ｒｐｍ、成型圧力１．０ｔ／ｃｍ）、成型炭を作製した。作製した成型炭のうち粒径２５ｍｍ以上の成型炭５ｋｇを内径５０ｃｍ、長さ５０ｃｍの円筒状のドラムに投入し、ドラム５０回転後における粒径１５ｍｍ以上の成型炭の残留率により、成型炭の強度を評価した。測定結果は９３．６％であった。結果を表２に示す。
（比較例１）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｃを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ｂを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例１と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例１と同様の条件で成型し、成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９３．０％であった。結果を表２に示す。
（実施例２）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｄ（反射率０．７２％、最高流動度１．００ｄｄｐｍ、揮発分３６．８％）を７０．０重量％、表１に示す粘結材Ａを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例１と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例１と同様の条件で成型し、成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９８．０％であった。結果を表２、表３に示す。
（比較例２）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｄを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ｂを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例１と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例１と同様の条件で成型し、成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は８３．６％であった。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
（実施例３）
　実施例１で使用した粘結炭を２８．０重量％、非微粘結炭Ｄを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ａを２．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例１と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例１と同様の条件で成型し、成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９６．０％であった。結果を表３に示す。
（実施例４）
　実施例１で使用した粘結炭を２６．０重量％、非微粘結炭Ｄを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ａを４．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例１と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例１と同様の条件で成型し、成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９８．２％であった。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表２より、溶剤としてライトリフォーメートを用いて得られた粘結材Ａを添加して成型した実施例１および実施例２の成型炭は、ユリカピッチである粘結材Ｂを添加して成型した比較例１および比較例２の成型炭よりも強度が優れていることが確認できた。特に、非微粘炭Ｄを使用した実施例２と比較例２との比較では、成型炭の強度に明確な差異が生じている。成型炭の強度が高いことは、成型炭がコークス炉に導入されるまでのベルトコンベアにて搬送される過程において、衝撃や荷重による粉化ことを抑制することが可能であり、強度が高い成型炭であれば、粉化する成型炭の割合を削減することが期待できる。その割合は成型炭を用いて製造されるコークスの製造量が多いほど、求められる強度のコークスを得るための成型炭の強度差による歩留への影響差は顕著に示されることが期待される。
　よって、溶剤としてライトリフォーメートを用いて得られた粘結材Ａを添加する本発明の手法を用いることにより、比較的成型性の劣る石炭を使用しても十分な強度を有する成型炭を製造することができる。
　表３より、粘結材（Ａ）の添加量を変更しても、従来の粘結材（Ｂ）に比べて、高い成型炭強度が発現することがわかる。
（実施例５）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｅ（反射率０．７４％、最高流動度２．３４ｄｄｐｍ、揮発分３６．０％）を７０．０重量％、表１に示す粘結材Ａを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例１と同様の条件で混錬したのち、（混錬温度：５０℃、回転数４２０ｒｐｍ、１．５分間）、ダブルロール型成型機を用いて成型することで（回転数３．０ｒｐｍ、成型圧力１．０ｔ／ｃｍ）成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９６．８％であった。結果を表４に示す。
（比較例３）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｅを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ｂを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して５．０重量％となる量のコールタールを添加して、実施例５と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例５と同様の条件で成型することで成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９３．８％であった。結果を表４に示す。
（実施例６）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｅを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ａを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して４．５重量％となる量のコールタールを添加して、実施例５と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例５と同様の条件で成型することで成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は９４．８％であった。結果を表４に示す。
（比較例４）
　実施例１で使用した粘結炭を２７．０重量％、非微粘結炭Ｅを７０．０重量％、表１に示す粘結材Ｂを３．０重量％ずつそれぞれ配合し、石炭水分を９．０重量％に調整した配合炭を作製した。この配合炭に対して４．５重量％となる量のコールタールを添加して、実施例５と同様の条件で混錬したのち、ダブルロール型成型機を用いて実施例５と同様の条件で成型することで成型炭を作製した。成型炭の強度を実施例１と同様の方法で測定した。測定結果は８７．８％であった。結果を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　表４より、溶剤としてライトリフォーメートを用いて得られた粘結材Ａを添加して成型した実施例５および実施例６の成型炭は、ユリカピッチである粘結材Ｂを添加して成型した比較例３および比較例４の成型炭よりも強度が優れていることが確認できた。特に、実施例５および比較例３に対して、コールタールの添加量を削減した実施例６と比較例４との比較では、成型炭の強度に明確な差異が生じている。
　よって、溶剤としてライトリフォーメートを用いて得られた粘結材Ａを添加する本発明の手法を用いることにより、コールタールの添加量を削減した条件においても、粘結材Ｂを添加した場合に比べて、高い強度を有する成型炭を製造することができる。
（実施例７）
　粘結材Ａを添加して製造した実施例１の成型炭を粘結炭と非微粘結炭を含むコークス製造用原料炭に配合し、乾留試験炉において乾留することで（乾留温度１２５０℃、乾留時間１８時間）、コークスを製造した。このようにして得られたコークスについて熱間反応後強度（ＣＳＲ：Ｃｏｋｅ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　ａｆｔｅｒ　ＣＯ２　Ｒｅａｃｔｉｏｎ）を測定した。測定結果は５９．８％であった。結果を表５に示す。
　なお、ＣＳＲは、粒度２０ｍｍのコークス２００ｇを１１００℃の高温でＣＯ２ガスと２時間反応させたのち、Ｉ型ドラムにより回転強度を測定する方法により行った。
（比較例５）
　粘結材Ｂを添加して製造した比較例１の成型炭を実施例７と同様のコークス製造用原料炭に配合し、乾留試験炉において実施例７と同一条件下で乾留することで、コークスを製造した。このようにして得られたコークスについて実施例７と同一条件下で熱間反応後強度を測定した。測定結果は５７．２％であった。結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　表５より、溶剤としてライトリフォーメートを用いて得られた粘結材Ａを添加して成型した成型炭を配合して製造した実施例７のコークスは、ユリカピッチである粘結材Ｂを添加して成型した成型炭を配合して製造した比較例５のコークスよりも熱間反応後強度が優れていることが確認できた。これは、実施例７のコークスでは溶剤としてライトリフォーメートを用いて得られた粘結材によって石炭軟化溶融時に炭素基質が改質されたため、コークス炭素基質の強度が向上したためであると考えられる。つまり、本発明の成型炭を調製して、成型炭からコークスを製造すれば、通常の成型炭から得られるコークスよりも、得られるコークスに比べ、コークスが充填される高炉内における通液性・通風性を向上させ、高炉における運転効率の向上とコスト削減が期待できる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は２０１２年２月８日出願の日本特許出願（特願２０１２－０２４６２８）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　前述の通り、本発明の手法を用いることで、強度の高いコークス製造用成型炭を製造することができる。また、本手法により非微粘結炭を多く含む成型炭をコークス製造用原料炭に配合することで、非微粘結炭の割合を増加させても高強度コークスを製造することが可能であり、産業上の利用性の高いものである。

Claims (4)

  1. 　原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、原油を常圧蒸留して分留されるナフサ留分を接触改質装置で改質した後に分離されたライトリフォーメートを溶剤として抽出処理し、前記抽出処理で分離される溶剤脱れきピッチを、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に粘結材として加え、得られる配合炭を成型して成型炭を得る、コークス製造用成型炭の製造方法。
  2. 　前記配合炭中の前記粘結材の含有量が０．５～１０重量％である請求項１に記載のコークス製造用成型炭の製造方法。
  3. 　前記配合炭中の非微粘結炭の含有量が１０～９０重量％である請求項１又は２に記載のコークス製造用成型炭の製造方法。
  4. 　原油を常圧蒸留して得られる常圧蒸留残油、並びに原油を常圧蒸留及び減圧蒸留して得られる減圧蒸留残油から選ばれる少なくとも１種を含む残油を、原油を常圧蒸留して分留されるナフサ留分を接触改質装置で改質した後に分離されたライトリフォーメートを溶剤として抽出処理し、前記抽出処理で分離される溶剤脱れきピッチを、粘結炭及び非微粘結炭を混合する際に粘結材として加え、得られる配合炭を成型して成型炭を得る成型炭製造工程と、前記成型炭製造工程により製造される成型炭を乾留してコークスを得る乾留工程を備えるコークスの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105950244A (zh) * 2016-07-21 2016-09-21 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种褐煤粉和生石灰粉成型用复合粘结剂
CN110317651A (zh) * 2019-05-30 2019-10-11 太原科瑞康洁净能源有限公司 基于氧化铝过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法
CN110452753A (zh) * 2019-05-30 2019-11-15 太原科瑞康洁净能源有限公司 基于磷酸二氢铝过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6097668B2 (ja) * 2013-10-22 2017-03-15 Ｊｘエネルギー株式会社 硬質アスファルト組成物、グースアスファルト混合物およびそれらの製造方法
BR112017014186A2 (pt) * 2014-12-31 2018-01-09 Suncoke Tech & Development Llc leitos multimodais de material de coque

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51147503A (en) * 1975-06-12 1976-12-17 Sumikin Coke Co Ltd Caking agent for briquette coal
JPS56118486A (en) * 1980-02-25 1981-09-17 Kashima Sekiyu Kk Preparation of metallurgic coke
JP2010180287A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Nippon Oil Corp コークス製造用粘結材の製造方法およびコークスの製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59179586A (ja) * 1983-03-29 1984-10-12 Res Assoc Residual Oil Process<Rarop> コ−クスの製造方法
JPH10183136A (ja) * 1996-12-26 1998-07-14 Nippon Steel Chem Co Ltd コークス製造用原料炭の事前処理方法及びコークスの製造方法
JP4749183B2 (ja) * 2005-03-16 2011-08-17 新日本製鐵株式会社 強度増進特性に優れた粘結補填材と高強度コークスの製造方法
JP2011089051A (ja) * 2009-10-23 2011-05-06 Takeji Meguro 非微粘結炭の改質方法及びコークスの製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51147503A (en) * 1975-06-12 1976-12-17 Sumikin Coke Co Ltd Caking agent for briquette coal
JPS56118486A (en) * 1980-02-25 1981-09-17 Kashima Sekiyu Kk Preparation of metallurgic coke
JP2010180287A (ja) * 2009-02-03 2010-08-19 Nippon Oil Corp コークス製造用粘結材の製造方法およびコークスの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105950244A (zh) * 2016-07-21 2016-09-21 北京神雾环境能源科技集团股份有限公司 一种褐煤粉和生石灰粉成型用复合粘结剂
CN110317651A (zh) * 2019-05-30 2019-10-11 太原科瑞康洁净能源有限公司 基于氧化铝过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法
CN110452753A (zh) * 2019-05-30 2019-11-15 太原科瑞康洁净能源有限公司 基于磷酸二氢铝过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法
CN110452753B (zh) * 2019-05-30 2021-05-25 太原科瑞康洁净能源有限公司 基于磷酸二氢铝过渡态粘结剂生产洁净型焦的方法

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