超臨界流体による低石炭化度炭からの炭素材料用原料の抽出分離に関する研究

超临界流体从低品位煤中提取分离碳材料原料的研究

• 批准号: 61550692
• 负责人: 新井 邦夫
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1986
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1986 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-61550692/
• 关键词: 炭素材料; 超臨界ガス抽出; 石炭; 光学的異方性; プレアスファルテン

石炭を炭素材料用原料として捉えた場合、低品位炭の利用技術はコークス用原料炭と比較してかなり立ち遅れているのが現状である。これは一般に低石炭化度炭は熱溶融性を示さず、炭素材用原料に不可欠な芳香族ラメラの再配列による光学的異方性構造が発現しないためであり、水添液化等の熱流動性を付与する処理が必要となる。しかしながら低品位炭といえども熱溶融性を示し得るマセラルが石炭中に散在しており、その分離が可能であれば低品位炭の炭素材用原料としての価値も向上する。そこで本研究では超臨界ガスにより石炭中の軟化溶融成分の抽出を試み、さらに抽出物の炭素化特性を検討した。試料炭として太平洋炭,イリノイNo.6炭,サフコ炭,ヤルーン炭の4種を選定した。これらはいずれも熱溶融性を示さず、加熱による光学的異方性構造の発現は認められない。抽出は、半回分式装置により行い、溶剤としてトルエンおよびトルエンにテトラリン、エタノールを0〜50vol%の範囲で添加した混合溶剤を用いた。温度・圧力条件は350〜380℃、10〜30MPaで行った。その結果、炭種や抽出条件により異なるが無水無灰基準で20〜50wt%程度の比較的高い抽出収率を得た。次にこれらの抽出物を窒素雰囲気下、400〜500℃で1〜3hr熱処理し、生成したセミコークスを常法に従い偏光顕微鏡により観察した。その結果すべての抽出物に微細なモザイク状(<0.1μm)の光学的異方性組織が認められた。なおエタノールとの混合溶剤による抽出物からは、他の場合の10倍程度の大きさの異方性構造が認められた。この抽出物は他の条件下でとものと比べ低い融点を有しており、その高い熱流動性が異方性構造の発達を促進させた原因と考えられる。また抽出物の熱流動性及び異方性構造の発生は含まれるプレアスファルテン量に大きく依存し、この量の調節が重要であり、最適な光学的異方性構造の発現には超臨界ガス抽出法は極めて有効であることがわかった。

Raw materials for carbon materials, low-grade carbon utilization technology, raw materials for carbon comparison, the status quo This makes it necessary for low-carbonation carbons to exhibit thermal melting properties, for the indispensable rearrangement of aromatic hydrocarbons in raw materials for carbon materials, for the optical anisotropic structure to appear, and for processes such as water liquefaction to provide thermal fluidity. The thermal solubility of low-grade carbon is demonstrated by the fact that it is possible to disperse and separate low-grade carbon raw materials. In this study, the extraction of softening and melting components from supercritical carbon and the carbonization characteristics of extracts were investigated. Sample carbon: Pacific carbon, No. 6 carbon, carbon, 4 kinds of carbon are selected. This is the first time that the thermal solubility, heating and optical anisotropy of the structure have been recognized. The solvent is added in the range of 0 ~ 50vol% to the semi-split device. Temperature and pressure conditions: 350 ~ 380℃, 10 ~ 30MPa. The results, carbon species and extraction conditions are different from those of the water-free and ash-free standard, and the high extraction rate is obtained. Next, the extract is heated at 400 ~ 500℃ for 1 ~ 3hr, and the resultant mixture is observed by polarizing microscope. As a result, the extract was identified as an optically anisotropic tissue with fine morphology (<0.1μm). In addition, the mixed solvent is 10 times larger and the anisotropic structure is recognized. Under different conditions, the extract has high thermal fluidity and promotes the development of anisotropic structures. The thermal fluidity and anisotropic structure development of the extractives are dependent on the quantity of the extractives, and the adjustment of the quantity is important. The anisotropic structure development of the optimal optics is based on the supercritical extraction method.