(57)【要約】【要  約】【課  題】  球晶の製造過程で副生する残油からＱＩレスピッチを製造する技術を提供する。【解決手段】  タールに含有される固形分を除去して得たタールピッチに熱処理を施して球晶を生成させ、タールピッチに溶剤を添加し、さらに濾過して球晶と残油とに分離した後、残油と他のＱＩレスタールとを混合する溶解工程と遠心分離する分離工程とを組み合わせて調製し、次いで溶剤を蒸留する。【選択図】        無【特許請求の範囲】
【請求項１】
タールに含有される固形分を除去して得たタールピッチに熱処理を施して球晶を生成させ、前記タールピッチに溶剤を添加し、さらに濾過して前記球晶と残油とに分離した後、前記残油と他のＱＩレスタールとを混合する溶解工程と遠心分離する分離工程とを組み合わせて調製し、次いで前記溶剤を蒸留することを特徴とするＱＩレスピッチの製造方法。
【請求項２】
前記遠心分離の回転数が5000回／分以上であることを特徴とする請求項１に記載のＱＩレスピッチの製造方法。
【請求項３】
前記ＱＩレスピッチのＱＩ含有量が0.01質量％未満であることを特徴とする請求項１または２に記載のＱＩレスピッチの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＱＩ含有量の少ないピッチ（以下、ＱＩレスピッチという）を、球晶の製造過程で副生する残油から製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭や石油系のタール，タールピッチ類を350〜450℃で熱処理すると、タールやタールピッチ中の芳香族性物質が重縮合反応によって高分子化され、さらに積層されて、光学的に異方性を有する小球体（すなわち球晶）が生成する。
一般に球晶の成長は、原料となるタールやタールピッチの性状に依存することが知られている。たとえば石炭系のタールには、コークス炉で生成する非晶質の遊離炭素（いわゆるフリーカーボン）が含まれており、その遊離炭素が球晶の成長と合体を阻害する。
【０００３】
そのため球晶の原料として、遊離炭素を低減したものが広く使用されている。つまり、遊離炭素を低減したタール（以下、ＱＩレスタールという）から遊離炭素の少ないピッチ（以下、ＱＩレスピッチという）を製造し、そのＱＩレスピッチに熱処理を施して球晶を生成させる（たとえば特許文献１参照）。その後、球晶を含有するＱＩレスピッチに溶剤を添加し、さらに濾過することによって、球晶と残油とに分離する。なおＱＩは、遊離炭素のうち、主にはコークス粉を指す。
【０００４】
分離された残油は溶剤回収塔へ送給されて、蒸留によって溶剤を回収される。一方、溶剤回収塔の底部からは、ピッチ分を含む残油が回収される。この残油には極微量のＱＩが含有されており、再度、原料の加工工程に送給されてＱＩレスタールに混合される。
つまり、球晶の製造過程で副生する残油はＱＩレスタールに混合され、そのＱＩレスタールがＱＩレスピッチに加工される。
【０００５】
これに対して、球晶の製造過程で副生する残油から、直接ＱＩレスピッチを製造すれば、ＱＩレスピッチのコスト削減、ひいては球晶のコスト削減を達成できる。しかしながら、残油からＱＩレスピッチを製造する技術は、未だ確立されていない。
【特許文献１】特開昭54-157791号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、球晶の製造過程で副生する残油からＱＩレスピッチを製造する技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、球晶の製造過程で副生する残油に含まれるＱＩについて詳細に調査した。その結果、残油に含まれるＱＩの約70％がタールに溶解することが判明した。さらにＱＩを除去する方法を検討したところ、タールに溶解するＱＩは、少量のＱＩレスタールに溶解させて除去でき、タールに溶解しないＱＩは、遠心分離によって除去できることが分かった。
【０００８】
本発明は、このような知見に基づいてなされたものである。
すなわち本発明は、タールに含有される固形分を除去して得たタールピッチに熱処理を施して球晶を生成させ、タールピッチに溶剤を添加し、さらに濾過して球晶と残油とに分離した後、残油と他のＱＩレスタールとを混合する溶解工程と遠心分離する分離工程とを組み合わせて調製し、次いで溶剤を蒸留するＱＩレスピッチの製造方法である。
【０００９】
本発明のＱＩレスピッチの製造方法においては、遠心分離の回転数が5000回／分以上であることが好ましい。
また本発明は、ＱＩ含有量が0.01質量％未満であるＱＩレスピッチの製造に適用することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、球晶の製造過程で副生する残油からＱＩレスピッチを製造できる。しかも、ＱＩ含有量が0.01質量％未満のＱＩレスピッチを得ることが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
球晶の製造過程で副生する残油には、その一例を表１に示すように、ＱＩが含まれる。そのＱＩは、球晶前駆体であると推定され、残油中に液体として存在するものと、固体として存在するものがある。ここで残油は、タールに含有される固形分を除去して得たタールピッチに熱処理を施して球晶を生成させ、タールピッチに溶剤を添加し、さらに濾過して球晶を分離した残油を指す。また、表１中のＴＩはトルエン不溶解分，ＱＩはキノリン不溶解分，ＦＣはＱＩ以外の遊離炭素（いわゆるフリーカーボン），ＡＳＨは灰分を指す。粘度は60℃における値である。
【００１２】
【表１】
2010053201.tif 000002
【００１３】
そのＱＩを除去するためには、液体として存在するＱＩはＱＩレスタールに溶解させることが有効であり、固体として存在するＱＩは遠心分離を行なうことが有効である。
そこで本発明では、残油と他のＱＩレスタールとを混合する溶解工程と、遠心分離する分離工程と、を組み合わせることによって、残油からＱＩを除去する。さらに、球晶を濾過分離するために添加した溶剤を、蒸留によって除去する。
【００１４】
溶解工程では、残油中に液体として存在するＱＩを、ＱＩレスタールに溶解させることによって、残油から除去する。残油とＱＩレスタールとの混合割合は特に限定しない。残油とＱＩレスタールのＱＩ含有量や粘度等に応じて、混合割合を適宜設定する。
分離工程では、残油中に固体として存在するＱＩを、遠心分離することによって、残油から除去する。遠心分離の回転数が5000回／分未満では、ＱＩを十分に除去できない。したがって、遠心分離の回転数は5000回／分以上が好ましい。ただし、回転数が過剰に増加すると、遠心分離装置が故障する惧れがある。そのため、遠心分離の回転数は5000〜10000回／分の範囲内が一層好ましい。
【００１５】
このようにして、球晶の製造過程で副生する残油から直接ＱＩレスピッチを製造できるので、ＱＩレスピッチのコスト削減、ひいては球晶のコスト削減を達成できる。しかも、従来の技術で達成することが困難であったレベルまでＱＩ含有量を低減（すなわち0.01質量％未満）できるので、そのＱＩレスピッチから球晶を安定して製造できる。
【実施例】
【００１６】
＜発明例１＞
球晶の製造過程で副生する残油からＱＩを除去するために、遠心分離による分離処理とＱＩレスタールによる溶解処理を行なった。その手順は下記の通りである。
まず、残油中に固体として存在するＱＩを除去するために、遠心分離による分離処理を行なった。遠心分離装置は（株）コクサン製Ｈ−１７５を使用し、回転数10000回／分，時間15分，温度80℃とした。遠心分離した後の残油に含まれるＱＩの量を表２に示す。
【００１７】
遠心分離によってＱＩを除去された残油にデカンテーションを施して上澄み液を分取し、ＱＩ含有量を調査した。その結果を表２に示す。
次に、その上澄み液とＱＩレスタールとを混合した。ＱＩレスタールは、溶剤を用いた凝集処理によってＱＩ含有量を0.01質量％未満まで低減したものを使用し、混合割合は、上澄み液：ＱＩレスタール＝90：10とした。この混合液のＱＩ含有量を表２に示す。
【００１８】
【表２】
2010053201.tif 000003
【００１９】
表２から明らかなように、残油とＱＩレスタールとを混合する溶解工程と、遠心分離する分離工程と、を組み合わせることによって、ＱＩは検出可能な下限値（すなわち0.01質量％）を下回るまで低減された。
＜発明例２＞
球晶の製造過程で副生する残油からＱＩを除去するために、遠心分離による分離処理とＱＩレスタールによる溶解処理を行なった。その手順は下記の通りである。
【００２０】
まず、残油中に固体として存在するＱＩを除去するために、遠心分離による分離処理を行なった。遠心分離装置は（株）コクサン製Ｈ−１７５を使用し、回転数7000回／分，時間15分，温度80℃とした。遠心分離した後の残油に含まれるＱＩの量を表３に示す。
遠心分離によってＱＩを除去された残油にデカンテーションを施して上澄み液を分取し、ＱＩ含有量を調査した。その結果を表３に示す。
【００２１】
次に、その上澄み液とＱＩレスタールとを混合した。ＱＩレスタールは、溶剤を用いた凝集処理によってＱＩ含有量を0.01質量％未満まで低減したものを使用し、混合割合は、上澄み液：ＱＩレスタール＝90：10とした。この混合液のＱＩ含有量を表３に示す。
【００２２】
【表３】
2010053201.tif 000004
【００２３】
表３から明らかなように、残油とＱＩレスタールとを混合する溶解工程と、遠心分離する分離工程と、を組み合わせることによって、ＱＩは検出可能な下限値（すなわち0.01質量％）を下回るまで低減された。
＜比較例１＞
球晶の製造過程で副生する残油からＱＩを除去するために、濾過による分離処理を行なった。その手順は下記の通りである。なお濾過では、残油中に固体として存在するＱＩの除去は可能であるが、液体として存在するＱＩの除去は困難である。したがってＱＩ含有量が大きくなることは明白であるが、ここでは比較のために行なった。
【００２４】
残油中に固体として存在するＱＩを除去するために、表４に示す濾布を使用して濾過を行なった。この濾布は、熱処理を施したタールピッチから球晶を回収する際に使用する濾布と同じである。
【００２５】
【表４】
2010053201.tif 000005
【００２６】
この濾布を加熱・加圧が可能な濾過装置に装着し、温度130℃，濾過圧0.2MPaで濾過を行ない、得られた濾液を、再度、同じ条件で濾過した。
次に、その濾液とＱＩレスタールとを混合した。ＱＩレスタールは、溶剤を用いた凝集処理によってＱＩ含有量を0.01質量％未満まで低減したものを使用し、混合割合は、濾液：ＱＩレスタール＝90：10とした。
【００２７】
使用した残油，ＱＩレスタールおよび濾液（１回目，２回目），ＱＩレスタール混合液のＱＩ含有量は、表５に示す通りである。
【００２８】
【表５】
2010053201.tif 000006
【００２９】
表５から明らかなように、濾液（すなわち残油）とＱＩレスタールを混合した混合液のＱＩ含有量は、発明例１，２に比べて増加していた。
＜比較例２＞
球晶の製造過程で副生する残油からＱＩを除去するために、溶媒を用いた凝集沈殿による分離処理を行なった。その手順は下記の通りである。なお凝集沈殿では、残油中に液体として存在するＱＩの除去は可能であるが、固体として存在するＱＩの除去は困難である。したがってＱＩ含有量が大きくなることは明白であるが、ここでは比較のために行なった。
【００３０】
残油中に液体として存在するＱＩを除去するために、表６に示す溶媒を使用して凝集沈殿を行なった。
これらの溶媒と残油とを混合し、さらにフィルターで濾過して、不溶分と濾液に分離した。残油と溶媒の混合割合は、残油：溶媒＝１：２とした。
使用した残油および得られた濾液のＱＩ含有量は、表６に示す通りである。
【００３１】
【表６】
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【００３２】
表６から明らかなように、濾液のＱＩ含有量は、発明例１，２における残油とＱＩレスタールとの混合液に比べて増加していた。ただし、溶媒として石油系蒸留油を用いた場合は、残油と混合できなかったので、濾液のＱＩ含有量は測定しなかった。