Procédé de fabrication d'une matière sulfurée granulaire, de carbone granulaire ou de charbon actif granulaire
La présente invention concerne un procédé de fabrication d'une matière sulfurée granulaire infusible et insoluble en faisant réagir une matière lourde de pétrole et du soufre tout en agitant en présence d'un milieu réactionnel et éventuellement en
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En outre, l'invention concerne un procédé de fabrication de carbone granulaire, ce procédé consistant à carboniser la matière sulfurée granulaire décrite ci-dessus et elle concerne également un procédé de fabrication de charbon actif granulaire, ce procédé consistant à carboniser et activer la matière sulfurée granulai- re décrite ci-dessus.
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en faisant réagir une matière hydrocarbonée lourde telle que l'as-
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rents produits tels que des charges, des agents de renforcement, des absorbants d'huile et des collecteurs métalliques, tandis
que la matière sulfurée possède d'excellentes propriétés en tant qu'intermédiaire dans la synthèse et la fabrication.du disulfure de carbone, des articles en carbone, des échangeurs d'ions, des adsorbants, etc., et l'on peut également s'attendre à ce qu'une telle matière offre diverses possibilités d'applications. En conséquence, on a longtemps étudié des procédés de fabrication d'une matière sulfurée de ce type et certains de ces procédés sont décrits, par exemple, dans les spécifications des brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.447.004, 2.525.343, 2.539.137,
2.585.454 et 3.248.303, ainsi que dans la spécification du brevet français n[deg.] 1.479.451. Dans ces procédés connus, on forme des matières sulfurées infusibles en ajoutant du soufre à un hydrocarbure lourd tel que l'asphalte, etc., puis en les faisant réagir par chauffage.
Toutefois, dans ces procédés, un important inconvénient réside dans le fait que des bulles d'hydrogène sulfuré se formant par la réaction avec le soufre viennent s'incorporer dans une large mesure dans le produit réactionnel. En d'autres termes, lorsqu'on fait réagir un hydrocarbure tel que l'asphalte avec du soufre, la viscosité du produit réactionnel augmente sensiblement au fur et à mesure que la réaction se déroule, tandis que le produit devient une matière sulfurée infusible et insoluble passant par un état caoutchouteux ou visqueux. Lors
de ce déroulement réactionnel, les bulles d'hydrogène sulfuré se formant lors de la réaction se brisent et se dégagent aisément du système réactionnel dans les premiers stades de la réaction lorsque la viscosité de ce système réactionnel est relativement faible mais, au fur et à mesure que la réaction se déroule, la viscosité du système réactionnel augmente, rendant ainsi la libération des bulles difficile tandis que, finalement, on obtient uniquement une matière sulfurée spongieuse ayant une faible densité apparente et une faible résistance mécanique.
On peut remédier à cet inconvénient dans une certaine mesure en réglant la vitesse d'élévation de température de telle sorte que la réaction se déroule lentement mais, dans ce cas, on rencontre une difficulté du fait qu'une longue période est nécessaire pour achever la réaction, réduisant ainsi fortement l'efficacité.
Un deuxième problème réside dans le fait que le produit sulfuré infusible s'agglomère dans le récipient réactionnel pour former de gros morceaux. L'élimination de cette matière en gros morceaux, sa transformation en granules par concassage ou par broyage et moulage sont des opérations totalement inefficaces nécessitant une étape compliquée, si bien que le procédé de fabrication n'est pas économique. Dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 2.447.005 et 2.447.006, on décrit des procédés permettant d'atténuer l'inconvénient décrit ci-dessus en pulvérisant un mélange liquide uniforme d'un hydrocarbure lourd et de soufre
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produits avec chauffage, mais ces procédés ne sont pas appropriés du point de vue pratique, étant donné qu'ils nécessitent un appareil compliqué et des techniques spécifiques.
Un troisième problème réside dans le fait que la température réactionnelle adoptée en vue d'obtenir la matière sulfurée infusible est très élevée.. Dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n[deg.] 3.248.303, il est stipulé qu'il est nécessaire de chauffer le système réactionnel à des températures supérieures à 450[deg.]C pour obtenir un produit infusible mais, lorsqu'on chauffe le système réactionnel à cette température élevée, il se produit inévitablement une carbonisation de la matière sulfurée.
La matière carbonisée peut être une matière utile au même titre que les diverses matières carbonées et c'est là une des utilisations importantes du produit sulfuré mais, étant donné que ce dernier offre d'autres possibilités d'utilisations qu'une matière carbonisée, la carbonisation par chauffage à haute température limite les utilisations du produit sulfuré.
Comme on l'a indiqué ci-dessus, les procédés classiques de fabrication de matières sulfurées donnent lieu à différentes difficultés dans les propriétés des produits et les procédés euxmêmes, si bien qu'il est demandé de mettre au point un nouveau procédé de fabrication d'une matière sulfurée ne présentant pas ces difficultés.
Les articles en carbone sont largement utilisés dans différents domaines industriels tels que l'industrie chimique en général, l'industrie électrochimique, l'industrie des communications électriques, l'industrie de l'énergie atomique, etc., comme matériaux électriquement conducteurs, matériaux réfractaires, matériaux résistant aux produits chimiques, matériaux de construction, lubrifiants, pièces de machines, etc. On prépare généralement ces articles en carbone en broyant une matière carbonée, en la malaxant avec un liant tel que la poix, une résine synthétique, etc., puis en moulant le mélange sous une forme répondant à l'application envisagée.
On a principalement utilisé le graphite nature], l'anthracite, la houille, le coke et le charbon comme matière carbonée pour la fabrication des articles en carbone décrits ci-dessus, mais il n'est pas toujours aisé d'assurer un approvisionnement stable de ces matières premières de haute qualité.
En conséquence, on a évalué les matières premières de pétrole qui peuvent être fournies en grandes quantités et à faible prix et l'industrie du coke de pétrole dans laquelle on a recours à ces matières premières, a acquis une certaine importan-
ce. Un procédé de fabrication de coke de pétrole se situe géné- ralement dans un procédé de cokéfaction retardée du type décrit
dans "Hydrocarbon Processing", 49 (9) 180 (1970). Toutefois, le
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fluide ne permet pas d'obtenir des articles en carbone de haute qualité et, dès lors, il est généralement utilisé comme combusti- ;il ble. D'autre part, le coke fabriqué par le procédé de cokéfaction
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gros morceaux s'accumulant dans un tambour de cokéfaction duquel le coke doit être ensuite retiré tandis que, par ailleurs, ce procédé n'est pas approprié pour une opération en continu, /ion plus que pour la mécanisation et l'automation et, par ailleurs, l'efficacité opératoire de l'appareil est très faible. De plus, l'efficacité de la carbonisation n'est pas toujours satisfaisante.
\ En conséquence, il est souhaitable de mettre au point un nouveau procédé de fabrication de matières carbonées sans devoir manipuler des matières en gros morceaux réduisant l'efficaci-
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un procédé dans lequel on transforme des articles moulés fusibles tels que la poix, etc., en articles moulés infusibles, en soumettant ces articles moulés à un traitement chimique ou à un traitement thermique dans une atmosphère oxydante, puis en soumettant les matières infusibles obtenues à un traitement de carbonisation.
La transformation à l'état infusible est réalisée en traitant la
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31195/1973. Toutefois, ce procédé s'accompagne d'une corrosion de l'appareil en raison de l'utilisation de la matière oxydante ou encore, il..présente un inconvénient- du fait qu'une longue période est nécessaire pour la transformation en matière infusible désirée.
Dès lors, compte tenu des difficultés précitées que l'on rencontre dans les procédés classiques do fabrication de matières carbonées, il est souhaitable de mettre au point un nouveau procédé de fabrication de carbone granulaire pouvant être réalisé en utilisant une matière première pouvant être obtenue en quantités importantes et à faible prix sans qu'il se forme du carbone en poudre offrant des'possibilités d'utilisations linritées et, en outre, sans devoir recourir à une opération spécifique pour transformer la matière fusible en granules.
En outre, le charbon actif est une matière extrêmement importante comme adsorbant industriel et il est utilisé dams un grand nombre de domaines parmi lesquels il y a non seulement les adsorbants de l'industrie des produits alimentaires et de l'industrie chimique, mais également les adsorbants pour les réfrigérateurs domestiques et les purificateurs d'eau. De même, récemment, il est devenu évident que le charbon actif était très efficace pour prévenir et supprimer la pollution de l'environnement, par exemple, la pollution de- l'air et la pollution des eaux et, à cet égard, il est souhaitable de mettre au point une technique permettant de fournir économiquement une importante quantité de charbon actif de bonne qualité.
Jusqu'à présent, on a fabriqué du charbon actif en utilisant du bois ou des coquilles de noix de coco comme matière première principale, mais on ne peut s'attendre à ce que ces matières premières constituent une réserve stable d'une importante quantité de charbon actif. Récemment, on a fabriqué du charbon actif en utilisant de la houille comme matière première mais les réserves de houille permettant d'obtenir du charbon actif de bonne qualité, sont limitées, si bien que cette technique pose également un problème important pour assurer un approvisionnement sûr et stable d'une importante quantité de matières premières de bonne qualité.
Compte tenu de ces différents points de vue, des essais ont été entrepris récemment en vue de fabriquer du charbon actif à partir d'une matière première telle qu'un hydrocarbure lourd de pétrole dont on peut assurer un approvisionnement important à un faible prix. Par exemple, on connaît un procédé dans lequel on ajoute, à de l'asphalte ou de la poix, un composé de métal alcalin tel que le sulfure de potassium, l'hydroxyde de sodium, le carbonate de sodium et le thiocyanate de potassium, cette addition étant suivie d'une carbonisation, après quoi la matière carbonisée est activée; on connaît également un procédé dans lequel on carbonise et active un produit réactionnel d'asphalte ou de poix avec de l'acide sulfurique ou du soufre.
Toutefois, dans le procédé dans lequel on ajoute un composé de métal alcalin, ce dernier doit être éliminé par lavage lors d'une étape ultérieure,
si bien que ce procédé n'est pas pratique. De même, dans le procédé dans lequel on utilise de l'acide sulfurique ou du soufre, l'acide sulfurique ou le soufre ne doit pas subsister dans le charbon actif et, dès lors, l'étape d'élimination de cet additif est superflue. Toutefois, dans le procédé dans lequel on utilise de l'acide sulfurique, le traitement de ce dernier est dangereux étant donné qu'il est présent en une importante quantité tandis que, par ailleurs, la corrosion de l'appareil pose un problème.
D'autre part, dans le procédé dans lequel on utilise du soufre, bien qu'il puisse se former de l'hydrogène sulfuré au cours de l'étape de fabrication, la corrosion de l'appareil ne pose pas un problème particulier et l'hydrogène sulfuré peut être aisément régénéré en soufre par une réaction de Clauss ou une décomposition catalytique. Dès lors, le soufre formé peut être utilisé
à plusieurs reprises, si bien que le procédé est alors économiquement intéressant. Le charbon actif obtenu par le procédé dans lequel on utilise du soufre, possède d'excellentes propriétés identiques ou supérieures à celles du charbon actif obtenu à partir de charbon de noix de coco, tandis que le rendement en charbon actif est élevé. Toutefois, dans ce cas, la matière sulfurée est malheureusement obtenue sous forme d'un produit spongieux en gros morceaux tandis que, comme on l'a indiqué ci-dessus, il est difficile de. fabriquer une matière sulfurée sous forme de granules distincts d'une granulométrie désirée et d'une résistance mécanique suffisamment élevée.
De même, le procédé de fabrication de la matière solide carbonée granulaire ci-dessus se range généralement parmi la classe comprenant un procédé consistant à concasser un produit en gros morceaux, ainsi qu'un procédé consistant à mouler ou agglomérer un produit en poudre en un produit granulaire au moyen d'un liant approprié. Dans le premier procédé, il est impossible de fabriquer sélectivement une matière carbonée granulaire dont les grains ont une granulométrie définie, tandis que le rendement en grains de la granulométrie désirée est faible. De même, la matière carbonée activée obtenue par concassage présente des inconvénients du fait qu'elle a tendance à être détériorée au cours de sa manipulation par suite de sa forme irrégulière et angulaire
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on obtient généralement une matière granulaire formée par moulage on mélangeant une poudre de la matière de base et un liant, en moulant le mélange en granules, puis en soumettant ces derniers
à un traitement thermique. En conséquence, par suite de la manipulation de la poudre, ce procédé présente des inconvénients du fait que l'efficacité opératoire est faible et, étant donné que la force liante existant entre le liant et les grains de la poudre est faible, les grains de la matière formée ont tendance à être réduits en poudre par friction. De même, dans le procédé de moulage, il est très difficile d'obtenir une fine matière granulaire dont les grains ont une granulométrie comprise entre quelques microns et environ 1 mm.
Outre les procédés décrits ci-dessus, on connaît également un procédé de fabrication de carbone granulaire et do charbon actif granulaire, procédé dans lequel on moule de la poix très visqueuse d'un point de ramollissement élevé en granules que l'on amène ensuite à l'état infusible. Toutefois, dans ce cas, bien que l'on puisse obtenir un excellent carbone granulaire d'une haute résistance mécanique comparativement aux produits classiques, étant donné que l'on n'utilise pas de liant, des techniques extrêmement précises sont nécessaires pour amener une matière fusible telle que la poix à l'état infusible sans la déformer et, en
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granulaire dont les grains ont une granulométrie supérieure à environ 1 mm.
La présente invention permet de répondre aux demandes énoncées ci-dessus, tout en évitant les difficultés précitées et une caractéristique de la présente invention réside dans le fait
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tout en agitant en présence d'un milieu réactionnel et éventuellement également en présence d'une matière solide infusible et insoluble, la matière sulfurée granulaire infusible et insoluble pouvant également âtre carbonisée ou carbonisée et activée.
En d'autres termes, en adoptant la présente invention, on peut fabriquer une matière sulfurée granulaire, du carbone granulaire ou du charbon actif granulaire ayant la granulométrie désirée, répondant aux buts envisagés et possédant une excellente résistance mécanique sans devoir recourir à une granulation par concassage
au broyage et moulage d'une matière solide en gros morceaux et également sans devoir utiliser un appareil spécifique pour la granulation. Les expressions "infusible" et "insoluble", utilisées dans la description de l'invention, signifient que la matière granulaire est insoluble dans le milieu réactionnel, la matière lourde de pétrole et le soufre qui sont les matières utilisées aivant l'invention, dans les conditions de sulfuration du procédé de cette dernière, cette matière étant également infusible dans les conditions, de carbonisation; par exemple, même lors d'un chauf-
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subit pas un fusionnement, une déformation, un ramollissement ou une fusion thermique.
Dans le procédé de la présente invention, en choisissant les conditions réactionnelles appropriées, on peut obtenir des matières granulaires ayant n'importe quelle granulométrie désirée
se situant entre quelques microns et plusieurs centimètres, par exemple, entre environ 1 micron et environ 2 cm. La matière sulfurée infusible et insoluble, obtenue par le procédé de la présente invention, est notamment caractérisée par des propriétés particulièrement élevées en ce qui concerne la résistance superficielle et la résistance à l'abrasion comparativement aux propriétés obtenues dans les matières sulfurées granulaires fabriquées par concassage. Le carbone granulaire obtenu par le procédé de la présente invention est également caractérisé par une haute ré.activité, en particulier, en tant que produit intermédiaire dans la fa-brication d'autres composés carbonés tels que le tétrachlorure
de carbone et le disulfure de carbone, comparativement aux matières classiques. En outre, le charbon actif granulaire obtenu par le procédé de la présente invention est également caractérisé par une surface spécifique supérieure à environ 2.000 m2/g (la surface spécifique des produits disponibles dans le commerce est habituellement d'environ 500 à 1.000 m2/g), cette surface spécifique pouvant être obtenue aisément.
En outre, les matières granulaires obtenues par le procédé de la présente invention sont des matières principalement granulaires ou granulaires et asymétriques mais, suivant les conditione de fabrication, on peut obtenir des matières en forme de disques ou d'aiguilles. En tout cas, les surfaces de ces matières sont lisses, le produit granulaire est supérieur en ce qui concerne
sa stabilité dimensionnelle at sa fluidité, tandis qu'il possède également une excellente résistance mécanique, par exemple, une excellente résistance superficielle. De même, dans le procédé de la présente invention, il se produit une réaction de déshydrogénation et une réaction de polycondensation par le soufre, formant ainsi une matière sulfurée d'une structure réticulaire à trois dimensions ayant unelaute résistance à la chaleur, si bien que la
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tion thermique est sensiblement moindre lors de la carbonisation de la matière par chauffage tandis que, par conséquent, le rendement en produit carbonisa est très élevé. De même, lors de la carbonisation, la matière sulfurée est carbonisée sous forme d'une phase solide sans passer par l'état fondu et, dès lors, on peut obtenir du carbone granulaire n'ayant guère tendance à subir une graphitisation et ainsi, lorsque le carbone granulaire est activé,
on peut obtenir du charbon actif d'une excellente qualité ayant une structure microcristalline.
V
La matière lourde de pétrole utilisée comme matière de départ suivant la présente invention est une matière qui est liquide ou solide à température normale (par exemple, environ 20 à
30[deg.]C) et qui a un point de ramollissement inférieur à environ
400[deg.]C, de préférence, inférieur à 300[deg.]C, un point d'ébullition
(sous pression normale, par exemple, à environ 1 atmosphère) su-
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poids. De même, la matière lourde de pétrole utilisée suivant la présente invention est un résidu lourd de pétrole et cotte matière lourde de pétrole dérive des opérations de raffinage du pétrole telles que la distillation, le craquage thermique, le craquage catalytique, l'extraction de solvant, le traitement acide et analogues. Parmi ces matières lourdes de pétrole, il y a, par exemple, un résidu lourd obtenu en distillant une huile brute
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ple, un résidu ayant un point d'ébullition supérieur à environ
300[deg.]C et un rapport atomique H/C d'environ 1,0 à 1,9), un résidu lourd obtenu lors de l'extraction d'huile brute, un résidu de distillation d'huile brute sous pression normale ou un résidu de distillation d'huile brute sous pression rédite avec un solvant tel que le propane, le butane, le pentane, l'hexane, le cyclohexane
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environ 350[deg.]C, d'un rapport atomique H/C d'environ 0,5 à 1,8 et d'un point de ramollissement d'environ 5 à 300[deg.]C), un résidu lourd obtenu par craquage d'huile brute, une huile de distillation ou un résidu d'une huile de distillation sous pression normale ou sous pression réduite (par exemple, d'un point d'ébullition supérieur à environ 300[deg.]C et d'un rapport atomique H/C d'environ 0,2 à 1,7), de même qu'un résidu lourd obtenu en craquant, à une température élevée, une matière lourde obtenue lors de l'extraction d'un résidu de distillation de cette matière sous pression normale ou d'un résidu de distillation de cette matière sous pression réduite avec un solvant (par exemple, d'un point d'ébullition supérieur à environ 300[deg.]C et d'un rapport atomique H/C d'environ 0,2 à 1,7).
Parmi les matières lourdes de pétrole pouvant être utilisées suivant la présente invention, il y a spécifiquement, par exemple, différents asphaltes de distillation directe, les huiles lourdes, l'asphalte soufflé à l'air, le bitume asphaltique, l'asphalte récupéré lors de la séparation d'asphalte par solvant, les résidus de craquage catalytique du kérosène ou des huiles légères, un résidu de craquage thermique de kérosène
ou d'huiles légères, un résidu de craquage de naphte, un résidu obtenu par craquage ou hydrocraquage thermique d'une fraction lourde ou d'un résidu, etc. Parmi ces matières, les matières lourdes de la série de l'asphalte sont d'excellentes matières premières, étant donné qu'elles permettent d'obtenir, avec un rendement élevé et dans des conditions relativement modérées, un produit ayant d'excellentes propriétés en ce qui concerne la nature infusible, la dureté et la forme. Les matières premières décrites cidessus peuvent être utilisées individuellement ou sous forme d'un mélange. Etant donné que ces matières sont utilisées comme matières premières principales suivant la présenta invention, l'expression "matière première" sera utilisée dans la spécification ciaprès pour simplifier la désignation de ces matières.
Le milieu réactionnel utilisé dans le procédé de la présente invention est un hydrocarbure qui est liquide à température normale et qui a un point d'ébullition compris entre environ 50[deg.]C et environ 400[deg.]C, de préférence, entre environ 70[deg.]C et environ
300[deg.]C sous pression normale, ce milieu réactionnel ayant également avantageusement une faible réactivité avec le soufre (pour former un produit de polycondensation) comparativement à la matière première utilisée avec le soufre. Parmi les milieux réaction-
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ple, ayant un point d'ébullition d'environ 50 à 400[deg.]C et un rapport atomique H/C d'environ 1,9 à 2,3), les hydrocarbures aromatiques (par exemple, ceux ayant un point d'ébullition compris entre environ 80 et 280[deg.]C et un rapport atomique H/C d'environ 1,0 à 1,6), de même que les fractions de pétrole (par exemple, celles ayant un point d'ébullition d'environ 50 à 400[deg.]C et un ^apport . atomique H/C d'environ 1,7 à 2,3). Parmi les milieux réactionnels préférés, il y a, par exemple, les hydrocarbures aliphatiques tels que l'hexane, l'octane et les paraffines liquides, de même que les hydrocarbures aromatiques tels que le benzène, le toluène, le xylène et le tert-butyl-benzène. Ces matières peuvent être utilisées individuellement ou sous forme d'un mélange.
En outre, parmi les milieux réactionnels préférés suivant la présente invention, il y a les fractions de pétrole ayant un point d'ébullition compris entre environ 50 et environ
400[deg.]C sous pression normale que l'on obtient par distillation
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paraffiniques fortement saturés et présentant un rapport atomique H/C supérieur à environ 1,8, par exemple, les hydrocarbures aliphatiques et les fractions de pétrole du type décrit ci-dessus, ont une très faible réactivité avec le soufre. En outre, les hydrocarbures aromatiques à bas point d'ébullition (tels que le benzène, le toluène, le xylène, le tert-butyl-benzène, etc.) réagissent également très lentement avec le soufre comparativement aux résidus de pétrole lourd. Les hydrocarbures naphténiques et aro- matiques à point d'ébullition élevé qui ont une structure compli- quée et qui sont les constituants principaux des résidus de pétro- le lourd,de même que les hydrocarbures oléfiniques il.saturés réagissent aisément avec le soufre à une température comprise
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la matière première est une considération importante intervenant dans le choix du milieu réactionnel utilisé. Lors de la mise en
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utilisé peut être récupéré en vue d'être utilisé à plusieurs reprises.
Le milieu réactionnel utilisé dans le procédé de la présente invention a principalement pour but de réduire la viscosité des matières liquides du système réactionnel en vue d'améliorer le transfert et la dispersion de la matière première, du soufre et du produit réactionnel tandis que, en réduisant la viscosité des matières liquides, l'hydrogène sulfuré formé peut être aisément libéré du produit réactionnel. De plus, en agitant le système réactionnel ayant une viscosité réduite, le produit réactionnel se disperse convenablement, facilitant ainsi la formation d'un produit granulaire.
En conséquence, le milieu réactionnel utilisé suivant la présente invention peut être un milieu capable de réduire la viscosité du système réactionnel et de disperser convenablement la matière première, ainsi que le produit réactionnel dans le système réactionnel, de sorte que le milieu réactionnel ne doit pas nécessairement y dissoudre complètement la matière première et le soufre. De même, dans le procédé de la présente invention, l'utilisation d'un milieu réactionnel ayant
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tage du fait que l'on obtient aisément une matière sulfurée granulaire infusible et insoluble à une température relativement basse comprise, par exemple, entre environ 200 et environ 230[deg.]C. On ne comprend pas encore parfaitement la raison de cette caractéristique mais, bien que l'on ne désire se limiter à aucune thé-orie, on pense que, puisque les composants fusibles et solubles se dissolvent sélectivement dans le milieu réactionnel, les proportions des composants fusibles et solubles dans le produit sul-
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sément un produit sulfuré granulaire infusible et insoluble.
La quantité du milieu réactionnel utilisé suivant la présente invention dépend du type de matière première, du. type du milieu réactionnel, de la quantité de matière solide infusible et insoluble éventuellement présente, de la quantité de soufre, des conditions réactionnelles, etc, mais.
lorsque, comme matière première, on utilise un mélange d'une matière ayant une haute réactivité avec le soufre et d'une matière ayant une réactivité relativement faible avec ce dernier, par exemple, un résidu de distillation d'huile brute sous pression normale, la matière ayant une faible réactivité contribue à amener le milieu réactionnel à favoriser la dispersion du produit réactionnel et l'on obtient un produit sulfuré granulaire sans devoir ajouter aucun autre milieu réactionnel et, dès lors, dans ce cas, on peut considérer que le résidu de distillation d'huile brute sous pression normale est un type de mélange d'un résidu de distillation d'huile brute sous pression réduite et d'un milieu réactionnel.
Toutefois, lorsque la viscosité de tout le système réactionnel augmente fortement au fur et à mesure du déroulement de la réaction avec le soufre, rendant ainsi difficile la formation d'une dispersionpar agitation tout comme lorsqu'on utilise de l'asphalte comme matière première, l'ad-
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haitable que le milieu réactionnel soit toujours présent au cours de la réaction, mais le milieu réactionnel peut être ajouté suivant la viscosité du produit réactionnel. Une viscosité appropriée pour le système réactionnel est généralement inférieure à environ
2.000 centistokes et, de préférence, elle est inférieure à 400 cen-tistokes à 98,9[deg.]C. En d'autres termes, on fait réagir la matière première avec le soufre en absence d'un milieu réactionnel ou en présence d'une faible quantité du milieu réactionnel et, lorsque la viscosité du système réactionnel augmente, on peut ajouter le milieu réactionnel. Dans certains cas, cette façon de procéder est préférée.
Comme on l'indiquera dans les exemples ci-après, la granulométrie du produit granulaire de sulfuration formé change fortement suivant la quantité et le type de milieu réactionnel et, en règle générale, lorsque la quantité du milieu réactionnel utilisé augmente au même titre que la compatibilité du milieu réactionnel avec la matière première et le soufre, la granulométrie du produit granulaire de sulfuration formé diminue. En conséquence, afin d'obtenir un produit sulfuré ayant une granulométrie dé-
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terminer exactement la quantité du milieu réactionnel en se basant sur les quantités de la matière première et du soufre, le type de milieu réactionnel et d'autres conditions réactionnelles. Par exemple, lors de la formation d'un produit granulaire de sulfuration à partir d'environ 1 partie en poids d'asphalte et d'environ 1,5 partie en poids de soufre, il est nécessaire d'utiliser au moins environ 0,5 partie en poids d'huile légère lorsque celle-ci est utilisée comme milieu réactionnel et, lorsqu'on emploie plus d'environ 20 parties en poids d'huile légère, le produit sulfuré est obtenu sous forme de très fins granules.
Toutefois, dans ce cas, si la quantité d'huile légère faisant office de milieu réactionnel est inférieure à environ 0,5 partie en poids, la viscosité de tout le système réactionnel augmente fortement, de sorte qu'il est difficile de disperser les réactifs par agitation. En outre, lorsque, comme milieu réactionnel, on utilise un hydrocarbure aromatique tel que le toluène, le changement de la granulométrie est plus accentué et, dès lors, afin d'obtenir un produit sulfuré granulaire ayant une granulométrie désirée, la quantité du milieu réactionnel doit être déterminée d'une manière très précise.
Le milieu réactionnel ou une composition liquide contenant le milieu réactionnel utilisé dans le procédé de la présente invention peut être utilisé à plusieurs reprises et une partie du milieu réactionnel peut parfois être consommée par suite de la réaction avec le soufre mais, même dans ce cas, le milieu ré-
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prises sans donner lieu à aucune difficulté en complétant la quantité du milieu réactionnel consommé.
La matière solide infusible et insoluble utilisée dans le procédé de la présente invention est une matière carbonée solide insoluble dans la matière première,le soufre et le milieu réactionnel, tandis qu'elle est infusible dans les conditions réactionnelles décrites ci-dessus et qu'elle peut être transformée en carbone ou en un gaz lors d'une étape de carbonisation ou dans un traitement thermique lors de l'étape d'activation. Parmi les matières solides infusibles et insolubles préférées, il y a, par exemple, le produit sulfuré granulaire infusible et insoluble, le carbone granulaire et le charbon actif granulaire que l'on obtient par la mise en oeuvre du procédé de la présente invention ou encore ces mêmes matières concassées, pulvérisées et moulées.
En outre, comme matières solides infusibles et insolubles, on peut utiliser le coke de pétrole, la houille, le coke et le charbon.
A la matière solide infusible et insoluble, on peut éventuellement ajouter un composé inorganique tel qu'un oxyde métallique, par exemple, l'oxyde de calcium, l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de fer, etc. Les matières solides infusibles et insolubles peuvent être utilisées individuellement ou sous forme d'un mélange.
La raison pour laquelle on utilise la matière solide infusible et insoluble suivant la présente invention réside dans le fait que la granulation lors de l'étape de fabrication d'un produit sulfuré granulaire est facilitée, tandis que l'on obtient une matière sulfurée granulaire ayant la granulométrie désirée avec une haute efficacité. De même, comme on le comprendra -la lecture des exemples et des exemples comparatifs ci-après, l'addition de la matière solide infusible et insoluble au système réactionnel permet d'empêcher parfaitement l'adhérence du produit intermédiaire réactionnel aux éléments du récipient réactionnel tels que ses parois, son agitateur, ses chicanes, etc., de même que l'agglomération du produit réactionnel; cette addition réduit
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sulfuré obtenu, tout en augmentant le rendement d'un produit granulaire dont la granulométrie se situe dans l'intervalle désiré. On ne comprend pas encore parfaitement le mécanisme par lequel ces effets sont obtenus par l'addition de la matière solide infusible et insoluble, mais on pense que cette dernière fait office de noyau pour la formation du produit granulaire, tandis que la matière solide se déplace dans le milieu réactionnel par agitation ou que le produit intermédiaire réactionnel est incorpo-
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la matière solide enlevant également, par abrasion, le produit réactionnel intermédiaire fixé aux parois intérieures, etc., du récipient réactionnel.
Une autre raison pour laquelle on utilise la matière solide infusible et insoluble réside dans le fait que, parmi les produits granulaires obtenus par le procédé de la présente invention, ceux ayant des granulométries autres que celle désirée, sont renvoyés entièrement ou partiellement au système réactionnel comme matière solide infusible et insoluble avec ou sans concas-sage pour atteindre une granulométrie appropriée et former fina- lement uniquement un produit granulaire présentant la répartition
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cerne la granulométrie de la matière solide infusible et insolu-
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cette matière peut être supérieure ou inférieure à celle du produit
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l'effet de la matière solide infusible et insoluble est plus ac- centué lorsque la granulométrie de la matière présente dans le sys- tème réactionnel diminue, on emploie habituellement une matière
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granulométrie inférieure à environ 10 mm, de préférence, de 0,01
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Toutefois, dans le procédé de la présente invention, on peut obtenir le produit sulfuré granulaire désiré, le carbone gra- nulaire désiré formé par carbonisation du produit granulaire sulfu- ré ou le carbone granulaire activé désiré formé par carbonisation et activation du produit granulaire sulfuré sans ajouter la matière solide infusible et insoluble précitée.
Lorsqu'on utilise la matière solide infusible et insoluble, il est préférable que sa quantité soit d'environ 0,02 à 2 parties en poids par partie en poids de la quantité totale de la matière première et du milieu réactionnel.
Lors de la mise en oeuvre du procédé de la présente inutilisé/
� vention, étant donné que la quantité de soufre/dépend de la réactivité de la matière première, du type de milieu réactionnel, des conditions réactionnelles, etc. et, comme indiqué dans les exemples, étant donné que la granulométrie du produit granulaire sulfuré diffère sensiblement suivant la quantité de soufre utilisé, même si des facteurs contribuant à la réaction, par exemple, la matière première, etc., sont identiques, la quantité de soufre utilisé doit être choisie avec précision afin d'obtenir un produit granu- laire sulfuré ayant la granulome trie désirée. Généralement par- lant, on utilise, de préférence, environ 0,2 à 5 parties en poids, mieux encore, 0,3 à 3 parties en poids de soufre par partie en poids de matière première. La quantité du milieu réactionnel u-
<EMI ID=34.1>
i
<EMI ID=35.1>
actionnel ne dépasse généralement pas environ 20 parties en poids, de préférence, 7 parties en poids en se basant sur le poids des matières premières. L'effet de la quantité de soufre ajouté est
le suivant : en règle générale, lorsque la quantité de soufre est faible, la granulométrie du produit diminue et, lorsque la quan- tité de soufre utilisé est inférieure à environ 0,2 partie en poids par partie en poids de matière première, la nature infusible a tendance à devenir insuffisante. On peut ajouter le soufre en une fois, par incréments ou en continu et, dans ce dernier cas, la granulométrie du produit granulaire sulfuré formé diffère fortement suivant la vitesse et la durée d'addition du soufre. Le soufre utilisé dans le procédé de la présente invention est le soufre élémentaire pouvant être à l'état solide ou fondu. Le soufre peut être ajouté au système réactionnel avant de chauffer ce dernier ou il peut être ajouté en une fois ou progressivement au système réactionnel lorsque la température de ce dernier a atteint la tem-
<EMI ID=36.1>
Dans le procédé de_la.présente invention, la réaction de la matière première avec le soufre se déroule aisément et l'on obtient un produit sulfuré infusible et insoluble en une courte période. En ajoutant un catalyseur, par exemple, un acide de Lewis, notamment un halogénure métallique tel que le chlorure d'aluminium, le chlorure de zinc, le chlorure ferrique, etc., en une quantité d'environ 0,01 à 0,5 partie en poids, de préférence,
de 0,03 à 0,3 partie en poids par partie en poids de soufre, on peut augmenter la vitesse de la réaction et réduire davantage
la température réactionnelle.
L'expression "agitation", utilisée dans la présente spécification, signifie que les matières contenues dans le récipient réactionnel sont maintenues à l'état fluide et que les matières contenues dans le système réactionnel sont dispersées uniformément en utilisant des moyens physiques, tandis que la réaction chimique est activée uniformément en améliorant le transfert de masse et le transfert de chaleur dans le système réactionnel. En conséquence, il n'y a aucune limitation particulière en ce qui concerne le procédé d'agitation et l'on peut utiliser n'importe quelle opération et n'importe quel moyen d'agitation ayant différentes structures appropriées pour réaliser les objets décrits cidessus. Par exemple, on peut utiliser, à cet effet, un système à
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secousses à pales d'agitation, un système à écoulement de liquide, un système à jet de gaz, un systèm3 à secousses de liquide, etc. De même, en vue d'améliorer l'effet de l'agitation, on disperse efficacement, dans le système réactionnel, des matières étrangères, par exemple, des gouttes de liquide qui ne sont pas compatibles avec les réactifs, par exemple, des gouttes d'eau, ou encore des particules solides telles que des billes en matière céramique, créant ainsi une violente turbulence dans le liquide qui les entoure ou, en variante du moyen décrit ci-dessus, il est parfois efficace d'effectuer la réaction alors que la matière première, le soufre et le milieu réactionnel sont dispersés dans une matière liquide étrangère ayant une faible viscosité, par exemple, l'eau.
Lorsque le système réactionnel n'est pas agité, un produit sulfuré en gros morceaux s'accumule dans le récipient réactionnel et l'on n'obtient pas un produit granulaire sulfuré.
La réaction de la présente invention peut être effectuée dans un système continu ou discontinu. Par exemple, la réaction
<EMI ID=38.1>
gitation du type à plusieurs étages.
Dans le procédé de la présente invation, la température réactionnelle appropriée pour la formation du produit granulaire sulfuré par la réaction entre la matière première et le soufre se situe entre environ 170 et environ 400[deg.]C, de préférence, entre environ 200 et environ 300[deg.]C. On peut réduire la durée de la réaction en élevant la température réactionnelle mais, si cette température est supérieure à environ 400[deg.]C, on rencontre des inconvénients du fait que les pertes du milieu réactionnel augmentent et que l'on obtient, comme sous-produit, une matière sulfurée en gros morceaux autre que le produit granulaire sulfuré désiré, ceite matière s'accumulant sur les parois intérieures du récipient réactionnel. Dès lors, il est difficile d'assurer le déroulement régulier de la réaction.
A une température réactionnelle supérieure à environ 200[deg.]C, le produit granulaire sulfuré se forme en une très courte période. Dans ce cas, lorsque la période réactionnelle est courte, on obtient un produit granulaire sulfuré ayant une faible densité mais, dans ce cas, en poursuivant davantage la réaction, on peut augmenter la résistance et la densité du produit granulaire sulfuré. De plus, il n'est pas toujours nécessaire de faire réagir complètement la matière première et le soufre ou,
au contraire, étant donné qu'une importante quantité de soufre est nécessaire et que la durée réactionnelle augmente pour effectuer complètement la réaction, il est souhaitable d'abandonner les matières n'ayant pas réagi et de les recycler au système réactionnel en vue de les réutiliser.
Dans le procédé de la présente invention, la réaction est effectuée en phase liquide. La réaction peut être effectuée, de préférence, pratiquement sous pression atmosphérique. Toutefois, on peut adopter une pression supérieure à la pression atmosphérique et suffisante pour supprimer toute tendance à la volatilisation du milieu réactionnel aux températures opératoires lorsque le point d'ébullition du milieu réactionnel est inférieur à la température opératoire en cause.
La réaction peut également être effectuée sous une pression comprise entre la pression atmosphérique et environ
100 kg/cm2, de préférence, entre la pression normale et environ
30 kg/cmg.
Le produit granulaire sulfuré obtenu par le procédé de la présente invention ne possède pas de point de ramollissement et, partant, le produit conserve sa forme granulaire lors du traitement ultérieur de carbonisation à température élevée. On effectue aisément la carbonisation en chauffant le produit granulaire sulfuré à des températures comprises entre environ 400 et environ
1200[deg.]C, de préférence, entre 450 et environ 1100[deg.]C, sous une atmosphère d'un gaz inerte tel que l'azote, l'hydrogène sulfuré, l'oxyde de carbone ou un mélange de ces gaz.
Le carbone granulaire obtenu par le procédé de la pré-
<EMI ID=39.1>
granulaire en activant le carbone granulaire de n'importe quelle manière habituelle avec une atmosphère oxydante. A titre de variante, on peut obtenir du charbon actif granulaire en chauffant le produit granulaire sulfuré à une température d'environ 700 à
1100[deg.]C directement dans une atmosphère oxydante douce telle que la vapeur d'eau' ou le gaz de combustion, de telle sorte que le produit soit simultanément carbonisé et activé. Suivant la présente invention, on peut également effectuer l'activation en utilisant de l'anhydride carbonique, un gaz oxygéné, etc.. Parmi ces procédés d'activation, l'activation à la vapeur d'eau est préférée.
De préférence, comme gaz oxydant, on utilise la vapeur d'eau.
On peut également utiliser l'anhydride carbonique ou les gaz de combustion contenant environ 1 à 30 � d'oxygène avec ou sans vapeur d'eau.
De plus, le produit granulaire sulfuré ou le carbone granulaire obtenu par le procédé de la présente invention peut évidemment être concassé en particules d'une granulométrie désirée, pour être ensuite carbonisé ou activé ou encore, il peut être pulvérisé, puis transformé en pastilles en utilisant un agent liant approprié, avant la carbonisation ou l'activation.
Le matériau dent est constitué le récipient réactionnel utilisé lors de la mise en oeuvre du procédé de la présente invention, peut être un matériau inaotif vis-à-vis des matières réactionnelles dans les conditions réactionnelles et, comme matériau pour le récipient réactionnel, on peut avantageusement utiliser, par exemple, l'acier inoxydable, le titane, de la quincaillerie émaillée, etc.
L'invention sera décrite plus spécifiquement en se référant aux exemples et aux exemples comparatifs ci-après, mais il est entendu que ces exemples sont donnés simplement à titre d'illustration et qu'ils ne limitent nullement le cadre de l'invention. Sauf indication contraire, dans ces exemples. toutes les parties, tous les pourcentages, tous les rapports, etc. sont en poids.
EXEMPLE 1
Dans un récipient réactionnel de 1 1 en acier inoxydable, muni d'un agitateur de type rotatif et électromagnétique, ainsi que d'un condenseur à reflux, on dépose 200 g d'une huile légère (appelée ci-après "huile légère", ayant un point d'ébulli-
<EMI ID=40.1>
un rapport atomique H/C de 1,9 et un poids spécifique (15/4[deg.]C)
de 0,835), 100 g d'asphalte obtenu par séparation d'asphalte dans un résidu de distillation sous pression normale en utilisant du propane (appelé ci-après "asphalte de séparation au propane" ayant, à 25[deg.]C, une pénétration de 18 conformément à la norme industrielle japonaise JIS K 2530; 21 %. en- poids de composants insolubles dans le n-pentane; une teneur en soufre de 5,7 � en poids; un rapport atomique H/C de 1,41), ainsi que 150 g de soufre; on fait réagir ces matières pendant.4 heures à une température de 230
à 235[deg.]C sous pression normale tout en agitant à 900 tours/minute. Au cours de la réaction, il se forme une importante quantité d'un gaz constitué principalement d'hydrogène sulfuré. Au terme de la réaction, on retire le mélange réactionnel et on le soumet à une filtration centrifuge pour obtenir 136 g d'un produit granulaire sulfuré constitué de grains en forme de disques d'une longueur de
1 à 18 mm, d'une largeur de 1 à 7 mm et d'une épaisseur de 1 à
3 mm, une petite quantité d'une matière sulfurée en gros morceaux
<EMI ID=41.1>
lieu réactionnel. La teneur en soufre du produit granulaire sul-
<EMI ID=42.1>
duit à une température de 400 à 1200[deg.]C, ce produit ne fond pas.
En outre, la matière sulfurée en gros morceaux est une matière solide se fixant au fond et aux parois du récipient réactionnel et, en outre, la matière huileuse est une matière liquide
à température normale contenant l'huile légère, l'asphalte n'ayant pas réagi, etc.
EXEMPLE COMPARATIF 1
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1. on charge l'huile légère, l'asphalte de séparation au propane et le soufre dans les mêmes quantités que celles utilisées à l'exemple 1 et l'on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale sans agiter le système. Au terme de la réaction, on retire le mélange réac-tionnel et l'on constate qu'il s'est formé 220 g d'une matière sulfurée infusible et insoluble en gros morceaux sans aucune formation de matière sulfurée granulaire.
EXEMPLE 2
Lorsqu'on suit le même procédé que celui décrit à l'exemple 1 en amenant la vitesse d'agitation à 1200 tours/minute, on obtient 151 g d'un produit granulaire sulfuré constitué de grains en forme de disques plus petits que ceux du produit obtenu à l'exemple 1 (longueur : 1 à 17 mm; largeur : 1 à 4 mm; épaisseur : 1 à 3 mm) et l'on récupère 119 g d'une matière huileuse. Dans ce cas, il se forme moins d3 produit en gros morceaux.
EXEMPLE 3
Dans le même récipient réactionnel que celui. décrit à l'exemple 1, on charge 400 g de l'huile légère, 200 g de l'asphalte de séparation au propane et 300 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à
235[deg.]C sous pression normale tout en agitant à une vitesse de
1200 tours/minute. Au terme de la réaction, on retire le mélange réactionnel du récipient. De la sorte, on obtient 321 g d'un produit granulaire sulfuré constitué de grains en forme de fines aiguilles de 1 à 5 mm de long et de 0,4 à 2 mm de diamètre.
EXEMPLE 4
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile légère, 200 g d'asphalte de séparation au propane et 250 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale et tout en agitant à une vitesse de 1200 tours/ minute pour obtenir 317 g d'un produit granulaire sphérique dont les grains ont une granulométrie moyenne d'environ 0,7 mm. Il se forme moins de produit en gros morceaux.
EXEMPLE 5
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g de l'huile légère, 200 g d'asphalte de séparation au propane et 200 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale, tout en agitant à une vitesse de 1200 tours/ ' minute pour obtenir 268 g d'un produit granulaire sphérique dont les grains ont une granulométrie moyenne d'environ 0,03 mm.
EXEMPLE 6
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à
<EMI ID=43.1>
de séparation au propane et 150 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale, tout en agitant à une vitesse de 1200 tours/ minute pour obtenir 263 g d'un produit sulfuré granulaire sphéri-
<EMI ID=44.1>
Dans ce cas, il se forme moins de matière en gros morceaux.
EXEMPLE COMPARATIF 2
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 100 g de l'asphalte de séparation au propane et 150 g de soufre, puis on effectue la réaction à une tem-
<EMI ID=45.1>
une vitesse de 1200 tours/minute. Au fur et à mesure du déroulement de la réaction, la viscosité des matières contenues dans le récipient réactionnel augmente fortement et, 20 minutes après le début de la réaction, il devient impossible d'agitor le système.
Lorsqu'on poursuit la réaction in situ pendant 4 heures, on obtient 208 g d'une matière sulfurée en gros morceaux, tandis que l'on n'obtient pas de produit granulaire sulfuré. Le produit est une matière solide analogue à la pierre ponce à la température ambiante et, lorsqu'on chauffe rapidement cette dernière à 400[deg.]C, le produit fond partiellement.
EXEMPLE 7
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g de l'huile légère, 200 g d'huile résiduelle de pression réduite de Koweït (poids spécifique
(15/4[deg.]C) de 1,03, composants insolubles dans le n-heptane :
<EMI ID=46.1>
soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale tout en agitant
à une vitesse de 900 tours/minute, pour obtenir 121 g d'un produit granulaire sulfuré constitué de grains en forme de disques d'une longueur de 10 à 15 mm, d'une largeur de 4 à 8 mm et d'une épais-
<EMI ID=47.1>
EXEMPLE 8
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile résiduelle de pression normale de Koweït (poids spécifique (15/4[deg.]C) : 0,966; composants insolubles dans le n-heptane : 2,6 % en poids; teneur en soufre :
4,1 % en poids) et 200 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 3 heures à une -température de 240 à 245[deg.]C sous pression normale, tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute pour obtenir 194 g d'un produit granulaire constitué de grains
en forme de disques d'une longueur de 5 à 10 mm, d'une largeur de
3 à 5 mm et d'une épaisseur de 1 à 3 mm.
EXEMPLE 9
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g de paraffine liquide (point d'ébullition initial : 280[deg.]C), 200 g d'asphalte de séparation au propane et 300 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale tout en agitant à une vitesse de 1.000 tours/minute pour obtenir 110 g <EMI ID=48.1>
et d'une épaisseur de 1 à 4 mm.
EXEMPLE 10
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 200 g d'une huile d'un cycle de craquage catalytique au moyen d'un fluide, cette huile ayant un point d'ébullition de 330 à 420[deg.]C, 200 g d'asphalte de séparation au propane et 300 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à 230 - 235[deg.]C sous pression normale tout en agitant à une vitesse de 500 tours/minute pour obtenir 260 g d'un produit
<EMI ID=49.1>
EXEMPLE 11
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 300 g de tert-butyl-benzène, 200 g de l'asphalte de séparation au. propane du type décrit à l'exemple 1 et 300 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous une pression de 15 kg/ cm2, tout en agitant à une vitesse de 700 tours/minute pour obtenir 120 g d'un produit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne de 0,6 mm.
EXEMPLE 12
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 145 g de la matière huileuse récupérée à l'exemple 1, 70 g de l'huile légère, 65 g d'asphalte de séparation au propane et 150 g de soufre, puis on fait réagir ces matières pendant 4 heures à 230 - 235[deg.]C sous pression normale tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute pour obtenir 129 g d'un produit granulaire constitué de grains en forme de disques d'une longueur de 6 à 15 mm, d'une largeur de 3 à 9 mm et d'une épaisseur de 1 à 4 mm.
EXEMPLE 13
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile légère et 200 g d'asphalte de séparation au propane et, après avoir chauffé le système réactionnel à une température de 230 à 235[deg.]C, on y ajoute progressivement 300 g de soufre sous pression normale à raison de 1 g par minute, tout en agitant à une vitesse de 500 tours/minute. Ensuite, on poursuit la réaction pendant 1 heure, puis on soumet le mélange réactionnel à une filtration centrifuge pour obtenir
428 g d'un produit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne de 0,005 mm.
EXEMPLE 14
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g de l'huile légère et 300 g de soufre puis, après avoir chauffé le mélange à une température de 230 à
<EMI ID=50.1>
200 g d'asphalte de séparation au propane à raison de 1 g par minute. En poursuivant davantage la réaction pendant 1 heure, on obtient 416 g d'un produit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne de 0,8 mm.
EXEMPLES 15 à 18
Lorsqu'on chauffe chacun des produits granulaires sulfurés obtenus dans les exemples 1, 3, 10 et 13 à 450[deg.]C, chaque
<EMI ID=51.1>
16), de 75 % en poids (exemple 17) et de 52 % en poids (exemple
18) par rapport aux produits granulaires sulfurés respectivement.
EXEMPLE 19
On concasse le carbone granulaire constitué de grains en forme de disqueset obtenu à l'exemple 15, en grains fins d'un dia-mètre de 1 à 1,4 mm et l'on active 50 g de ces grains avec de la vapeur d'eau pendant 70 minutes à 850[deg.]C pour obtenir 21 g de charbon actif granulaire ayant une surface spécifique de 2250 m2/g
<EMI ID=52.1>
en soufre du charbon actif est de 1,2 % en poids.
En outre, la surface spécifique est une valeur mesurée par le procédé de Brunauer-Emmett-Teller qui est un procédé de mesure de surface dans lequel on utilise l'adsorption d'azote, tandis que l'on mesure la valeur d'adsorption de bleu de méthylène en utilisant une solution tampon (réglée à un pH de 7) contenant 300 mg de bleu de méthylène par litre. On pèse les quantités désirées de la solution tampon décrite ci-dessus et des grains fins du charbon actif obtenu, puis on charge ces quantités dans un ballon en vue d'une agitation à secousses. On agite vigoureusement les matières ci-dessus pendant 30 minutes, puis
on filtre le charbon actif. On détermine la quantité de bleu de méthylène subsistant dans le filtrat d'après la capacité d'adsorp-
<EMI ID=53.1>
La valeur ainsi calculée est la valeur d'adsorption par unité de poids de charbon actif. Dans les exemples suivants,ces valeurs sont également mesurées par les mêmes procédés que ceux décrits ci-dessus.
EXEMPLE 20
A partir du carbone granulaire en grains en forme d'ai-
<EMI ID=54.1>
dont les grains ont 1 à 1,4 mm de long et 0,4 à 1 mm de diamètre, puis on l'active à la vapeur d'eau pendant 60 minutes à 850[deg.]C sans le concasser et l'on obtient ainsi 22 g d'un charbon actif ayant une surface spécifique de 1820 m2/g et une adsorption de bleu de méthylène de 336 mg/g.
EXEMPLE 21
Lorsqu'on active, à la vapeur d'eau, 50 g du carbone granulaire constitué de grains sphériques et obtenu à l'exemple
17, pendant 70 minutes à 850[deg.]C, on obtient 23 g d'un charbon ac-
<EMI ID=55.1>
EXEMPLE 22
Lorsqu'on active, à la vapeur d'eau, 50 g du carbone granulaire sphérique obtenu à l'exemple 18, pendant 40 minutes à
850[deg.]C, on obtient 23 g d'un charbon actif granulaire sphérique ayant une surface spécifique de 1820 m2/g et une adsorption de
<EMI ID=56.1>
EXEMPLES 23 à 28
On dépose chaque fois le charbon actif concassé obtenu
<EMI ID=57.1>
exemples 20. 21 et 22, un charbon actif concassé disponible dans le commerce (diamètre : 1,0 à 1,1 mm; surface spécifique : 970
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charbon actif de type moulé et sphérique disponible dans le commerce (diamètre : 1 à 1,5 mm; surface spécifique : 970 m2/g; adsorption de bleu de méthylène : 170 mg/g) dans un tube en verre d'un diamètre intérieur de 20 mm et d'une longueur de 200 mm, puis on fait tourner le tube en verre pendant 10 heures à raison de
10 tours/minute. Ensuite, on mesure le poids de la poudre d'une
<EMI ID=59.1>
ge de la poudre vis-à-vis de la matière totale. Les pourcentages de poudre de ces charbons actifs sont respectivement : 0,1 % en poids, moins de 0,01 % en poids, moins de 0,01 % en poids, moins de 0,01 % en poids, 0,3 % en poids et 2,8 % en poids, ce qui démontre que les charbons actifs obtenus par le procédé de la présente invention forment beaucoup plus difficilement une poudre que les charbons actifs disponibles dans le commerce.
EXEMPLES 29 à 32
Dans le môme récipient réactionnel que celui décrit à
<EMI ID=60.1>
pane, 225 g de soufre et 75 g du produit granulaire sulfuré d'une granulométrie de 0,5 à 1 mm, obtenu par le procédé de l'invention
<EMI ID=61.1>
une quantité de 150 g (exemple 29), de 300 g (exemple 30), de
450 g (exemple 31) et de 600 g (exemple 32), on fait réagir ces matières dans chaque cas pendant 4 heures à une température de
230 à 235[deg.]C sous pression normale, tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute. Au cours de la réaction, il se forme une importante quantité d'un gaz constitué principalement d'hydrogène sulfuré. Ensuite, on retire le mélange réactionnel du récipient réactionnel et on le soumet à une filtration par centrifugation pour obtenir un produit sulfuré infusible et insoluble en grains
<EMI ID=62.1>
tableau 1. On observe une plus faible quantité de produit réactionnel adhérant sous forme de gros morceaux aux parois du récipient.
EXEMPLE COMPARATIF 3
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 150 g de l'asphalte de séparation au propane, 225 g de soufre et le produit sulfuré en grains d'un diamètre de 0,5 à 1 mm obtenu par le procédé de l'invention, puis on effectue la réaction à une température de 230 à 235[deg.]C tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute.- Au fur et à mesure du déroulement de la réaction, la viscosité des matières contenues dans le système réactionnel augmente fortement et, environ 20 minutes après que la température du système réactionnel ait atteint la température réactionnelle, il devient impossible d'agiter le système. Lorsqu'on poursuit la réaction in situ pendant 4 heures, on n'obtient pas un produit granulaire sulfuré et il se forme uniquement un produit sulfuré en gros morceaux.
Lors du refroidissement, le produit se transforme en une matière solide analogue à la pierre ponce. Lorsqu'on chauffe cette matière rapidement à 400[deg.]C, le produit fond partiellement.
Tableau 1
<EMI ID=63.1>
(*) : pour-cent en poids (le produit granulaire sulfuré ajouté
est éliminé)=
(**): produit sulfuré en gros morceaux fixé aux parois du récipient réactionnel, etc.
Ainsi qu'on le constate d'après les résultats du tableau 1, la granulométrie des grains.du produit sulfuré formé change suivant la quantité du milieu réactionnel utilisé et, dans l'exemple comparatif 3 dans lequel on n'utilise pas de milieu réactionnel, il ne se forme pas de produit granulaire.
EXEMPLES 33 à 37
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit
à l'exemple 1, on charge 200 g de l'asphalte de séparation au propane, 400 g d'huile légère et 100 g du produit sulfuré en grains d'une granulométrie de 0,5 à 1 mm obtenu par le procédé
de la présente invention puis, après avoir ajouté, au mélange,
du soufre en une quantité de 200 g (exemple 33), de 250 g (exemple 34), de 275 g (exemple 35), de 300 g (exemple 36) ou de 400 g
(exemple 37), on effectue la réaction pendant 4 heures à une tem-
<EMI ID=64.1>
une vitesse de 900 tours/minute pour obtenir, dans chaque cas, un produit granulaire sulfuré infusible et insoluble dont les grains présentent une répartition granulométrique du type indiqué au tableau 2.
Tableau 2
<EMI ID=65.1>
EXEMPLES 38 à 40
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 200 g de l'asphalte de séparation au propane, 400 g d'huile légère et 300 g de soufre et, après avoir ajouté 20 g (exemple 38), 60 g (exemple 39) ou 100 g (exemple 4o) du produit sulfuré granulaire et concassé obtenu par le procédé de l'invention (la répartition granulométrique du produit concassé est la suivante : 30 % en poids de grains d'une granulométrie
<EMI ID=66.1>
de 0,1 à 1 mm), on effectue la réaction pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C tout en agitant à une vitesse de 900
<EMI ID=67.1>
nulométrique indiquée au tableau 3. En outre, à titre de compa-
<EMI ID=68.1>
l'exemple 1 dans lequel on n'ajoute pas le produit sulfuré granulaire concassé.
Tableau 3
<EMI ID=69.1>
(*) Pour-cent en poids vis-à-vis de toutes les matières solides formées par la réaction (y compris la matière solide ajoutée).
(**) : Matière en gros morceaux fixée à la paroi du récipient
réactionnel, etc.
Ainsi qu'on le constate clairement d'après les résul-
<EMI ID=70.1>
duits granulaires présentant un�troite répartition granulométrique et il ne se fixe pas de matière en gros morceaux sur les parois du récipient réactionnel ou elle ne s'y fixe qu'en une faible quantité. De même, il est évident que la granulométrie et la forme du produit changent en fonction de la quantité du produit sulfuré granulaire concassé que l'on ajoute.
EXEMPLES 41 à 43
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 200 g de l'asphalte de séparation au propane, 400 g d'huile légère, 300 g de soufre et 100 g du produit granulaire sulfuré obtenu par le procédé de la présente invention, puis on effectue la réaction pendant 4 heures à une température de
230 à 235[deg.]C tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute.
En outre, la granulométrie du produit granulaire sulfu-
<EMI ID=71.1>
tableau 4 indique les répartitions granulométriques et les formes des produits granulaires obtenus par la réaction.
Tableau 4
<EMI ID=72.1>
(*) : Pour-cent en poids vis-à-vis de toutes les matières solides formées par la réaction (y compris la matière solide ajoutée).
EXEMPLE 44
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile légère, 200 g d'asphalte de séparation au propane, 300 g de soufre et 100 g de houille de l'Océan Pacifique (teneur en cendres : 13 %; teneur en matières volatiles : 52 %; rapport atomatique H/C : 0,94) que l'on concasse en grains d'une granulométrie de 0,4 à 1 mm, après quoi on effectue la réaction pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale tout en agitant à une vitesse de 900 tours/ minute; on obtient ainsi un produit sulfuré en grains d'une gra-
<EMI ID=73.1>
EXEMPLE 45
Dans le même récipient réacticnnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile légère, 100 g d'asphalte de séparation au propane et 150 g de soufre, puis on effectue la réaction pendant 2 heures à une température de 230 à 235[deg.]C tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute pour obtenir un produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie moyenne d'environ 0,2 mm. Lorsqu'on ajoute encore 200 g d'asphalte de séparation au propane et 250 g de soufre au mélange réactionnel
et lorsqu'on effectue la réaction pendant 4 heures supplémentaires, on obtient un produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie moyenne d'environ 0,8 mm.
EXEMPLE 46
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 200 g d'huile résiduelle de pression réduite de Koweït du type décrit à l'exemple 7, 400 g d'huile légère,
250 g de soufre et 100 g du produit granulaire sulfuré obtenu par le procédé de la présente invention, que l'on concasse en grains d'une granulométrie inférieure à 0,25 mm, puis on effectue la réaction pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C tout en agitant à une vitesse de 1200 tours/minute pour obtenir un produit granulaire sulfuré constitué de grains en forme d'aiguilles d'une longueur d'environ 1 à 2 mm et d'un diamètre d'environ 0,4 à 1 mm.
EXEMPLE 47
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g de la même huile résiduelle de pres- sion normale de Koweït que celle décrite à l'exemple 8, 300 g de soufre et 100 g du produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie de 0,5 à 1 mm et que l'on obtient par le procédé de la présente invention, puis on effectue la réaction pendant 4
<EMI ID=74.1>
tesse de 900 tours/minute pour obtenir un produit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne d'environ 0,5 mm.
EXEMPLE 48
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 200 g d'asphalte de séparation au propane,
300 g de tert-butyl-benzène, 300 g de soufre, ainsi que le produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie de 0,5 à 1 mm et que l'on obtient par le procédé de la présente invention, puis on effectue la réaction à une température de 230 à
235[deg.]C sous une pression de 15 kg/m2, tout en agitant à une vitesse de 500 tours/minute pour obtenir un produit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne d'environ 0,2 mm.
EXEMPLE 49
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile légère, 300 g de soufre et
100 g du produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granu-
<EMI ID=75.1>
présente invention puis, après avoir chauffé le mélange à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale, on ajoute progressivement 200 g d'asphalte de...séparation au propane à raison de 1g par minute, tout en agitant à une vitesse de 500 tours/minute. Ensuite, en effectuant la réaction pendant 1 heure, on obtient un produit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne d'environ 0,7 mm.
EXEMPLE 50
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 400 g d'huile légère, 200 g d'asphalte de séparation au propane et 100 g du produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie de 0,5 à 1 mm et que l'on obtient par le procédé de la présente invention, puis on ajoute progrès- sivement 300 g de soufre au mélange à raison de 1 g par minute
<EMI ID=76.1>
en agitant à une vitesse de 900 tours/minute. Ensuite, on pour- suit davantage la réaction pendant 1 heure, puis on retire le mé- lange réactionnel du récipient réactionnel et l'on obtient un pro- duit sulfuré en grains sphériques d'une granulométrie moyenne d'environ 0,005 mm.
EXEMPLE 51
On utilise le produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie de 1 à 1,4 mm et que l'on obtient à l'exemple 29; on soumet ce produit à une carbonisation par chauffage à
<EMI ID=77.1>
obtient ainsi le carbone granulaire indiqué au tableau 5.
EXEMPLE 52
On utilise le produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie de 0,15 à 0,25 mm et que l'on obtient à l'exemple 32; on traite ce produit comme décrit à l'exemple 51
et l'on obtient le carbone granulaire indiqué au tableau 5.
EXEMPLE 53
On utilise le produit granulaire sulfuré dont les grains ont une granulométrie de 0,5 à. 1 mm et que l'on obtient à l'exemple 34; on traite ce produit comme décrit à l'exemple 51 et l'on obtient le carbone granulaire indiqué au tableau 5.
EXEMPLE 54
On utilise le produit granulaire sulfuré obtenu à l'exemple 42 et on le soumet à un traitement comme décrit à l'exem-
<EMI ID=78.1>
5.
EXEMPLE COMPARATIF 4
En utilisant un granulateur rotatif de la manière habi- <EMI ID=79.1>
charbon passant à travers un tamis à mailles de 0,05 mm, ainsi que de poix de goudron de bouille comme agent liant, puis on chauffe à 45000 pendant 2 heures sous une atmosphère d'azote ga-
<EMI ID=80.1>
Tableau 5
<EMI ID=81.1>
(*) : On dépose l'échantillon, dans un tube en verre d'un diamè-
<EMI ID=82.1>
quantité de 20 ml, puis on fait tourner le tube en verre pendant 10 heures à une vitesse de 10 tours/minute. On mesura le poids de la poudre ainsi formée d'une granulométrie inférieure à 0,07 mm et l'on indique le pourcentage de poudre vis-à-vis de la matière totale.
Comme on le constate d'après les résultats du tableau 5, les carbones granulaires obtenus par le procédé de la présente invention ont un très faible pourcentage de poudre et, dès lors, on comprend aisément que les carbones granulaires obtenus par le procédé de la présente invention possèdent une excellente résistance mécanique.
EXEMPLE 55
Lorsqu'on active le carbone granulaire obtenu à l'exem-
<EMI ID=83.1>
tilisant un four d'activation fluidisé de la manière habituelle, on obtient le charbon actif granulaire indiqué au tableau 6.
EXEMPLE 56
Lorsqu'on active le carbone graniaire obtenu à l'exem-ple 53 avec de la vapeur d'eau pendant 60 minutes à 850[deg.]C en utilisant un four dtactivation fluidisé, on obtient le charbon actif granulaire indique au tableau 6.
EXEMPLE 57
On traite le carbone granulaire obtenu à l'exemple 54 comme décrit à l'exemple 55 pour obtenir le charbon actif granulaire indiqué au tableau 6.
Tableau 6
<EMI ID=84.1>
(*) : Valeur mesurée par le procédé de Brunauer-Emmett-Teller
en utilisant une absorption d'azote.
(**) : Mesure effectuée en utilisant une solution tampon (pH : 7)
contenant 300 mg de bleu de méthylène par litre.
L'échantillon de comparaison 1 est un charbon actif concassé disponible dans le commerce, tandis que l'échantillon de comparaison 2 est un charbon actif sphérique disponible dans le commerce.
Ainsi qu'on le constate clairement d'après les résultats indiqués au tableau 6, les charbons actifs granulaires obtenus par le procédé de la présente invention sont, en ce qui concerne la surface et l'adsorption de bleu de méthylène, supérieurs aux articles disponibles dans le commerce et, en outre, ils possèdent d'excellentes propriétés en ce qui concerne le pourcentage de poudre ou la résistance mécanique.
EXEMPLE 58
Dans le même récipient réactionnel que celui décrit à l'exemple 1, on charge 200 g de l'asphalte de séparation au propane, 400 g d'huile légère, 250 g de soufre et 100 g du produit sulfuré granulaire concassé (concassé en grains d'une granulométrie inférieure à 0,5 mm), que l'on obtient par le procédé de la présente invention, puis on effectue la réaction pendant 4 heures à une température de 230 à 235[deg.]C sous pression normale et tout en agitant à une vitesse de 900 tours/minute. Lorsqu'on retire le mélange réactionnel du récipient réactionnel et lorsqu'on le soumet à. une filtration par centrifugation, on obtient 410 g d'un produit sulfuré en grains sphériques et 313 g d'un filtrat (huile récupérée).
On analyse une partie de l'huile récupérée afin de déterminer la teneur en huile légère et en asphalte n'ayant pas réagi et ainsi, on calcule les quantités d'asphalte de séparation au propane et d'huile légère consommée lors de la réaction.
Ensuite, à l'huile récupérée, on ajoute l'asphalte frais de séparation au propane et l'huila légère dans les quantités correspondant aux quantités consommées de ces composants et, après
y avoir ajouté 180 g de soufre et 100 g du produit granulaire sulfuré (concasse en grains d'une granulométrie inférieure à 0,5 mm), on effectue à nouveau la réaction. En répétant le même procédé, on utilise 5 fois l'huile récupérée et l'on obtient ainsi le produit granulaire sulfuré indiqué au tableau 7. D'après les résultats du tableau 7, on comprend que le milieu réactionnel récupéré
(huile légère) peut être utilisé in situ à plusieurs reprises sans aucune difficulté.
Process for making a granular sulphide material, granular carbon or granular activated carbon
The present invention relates to a method of making an infusible and insoluble granular sulphide material by reacting a heavy petroleum material and sulfur while stirring in the presence of a reaction medium and optionally in the presence of a reaction medium.
<EMI ID = 1.1>
Further, the invention relates to a process for making granular carbon, which process comprises carbonizing the granular sulphide material described above, and also relates to a process for manufacturing granular activated carbon, which process includes carbonizing and activating the material. granular sulphide described above.
<EMI ID = 2.1>
by reacting a heavy hydrocarbon material such as as-
<EMI ID = 3.1>
rents produced such as fillers, reinforcing agents, oil absorbents and metal collectors, while
that the sulfurized material has excellent properties as an intermediate in the synthesis and manufacture of carbon disulfide, carbon articles, ion exchangers, adsorbents, etc., and one can also s 'expect such a material to offer various application possibilities. Accordingly, methods of making such sulfur-containing material have long been studied and some of these methods are described, for example, in the specification of US Patents No. [deg.] 2,447,004 , 2,525,343, 2,539,137,
2,585,454 and 3,248,303, as well as in the specification of French patent n [deg.] 1,479,451. In these known processes, infusible sulfur-containing materials are formed by adding sulfur to a heavy hydrocarbon such as asphalt, etc., then reacting them by heating.
However, in these processes, a significant drawback is that hydrogen sulfide bubbles formed by the reaction with sulfur become incorporated to a large extent in the reaction product. In other words, when a hydrocarbon such as asphalt is reacted with sulfur, the viscosity of the reaction product increases significantly as the reaction proceeds, while the product becomes an infusible sulphide material and insoluble passing through a rubbery or viscous state. When
From this reaction course, the hydrogen sulfide bubbles forming during the reaction break up and easily emerge from the reaction system in the early stages of the reaction when the viscosity of this reaction system is relatively low but, over time As the reaction proceeds, the viscosity of the reaction system increases, thus making the release of bubbles difficult, while ultimately only a spongy sulfide material having low bulk density and low mechanical strength is obtained.
This drawback can be overcome to some extent by adjusting the rate of temperature rise so that the reaction proceeds slowly, but in this case a difficulty is encountered because a long time is required to complete the reaction. reaction, thus greatly reducing the efficiency.
A second problem is that the infusible sulfur product will agglomerate in the reaction vessel to form large lumps. The removal of this material in large pieces, its transformation into granules by crushing or by grinding and molding are totally inefficient operations requiring a complicated step, so that the manufacturing process is not economical. In US Pat. Nos. [Deg.] 2,447,005 and 2,447,006, methods are described which make it possible to alleviate the disadvantage described above by spraying a uniform liquid mixture of a heavy and heavy hydrocarbon. sulfur
<EMI ID = 4.1>
products with heating, but these methods are not suitable from a practical point of view, since they require complicated apparatus and specific techniques.
A third problem is that the reaction temperature adopted in order to obtain the infusible sulfuric material is very high. In US Pat. No. 3,248,303, it is stated that It is necessary to heat the reaction system to temperatures above 450 [deg.] C to obtain an infusible product, but when the reaction system is heated to this elevated temperature, carbonization of the sulfurized material inevitably occurs.
The carbonized material can be a useful material as well as the various carbonaceous materials and this is one of the important uses of the sulphide product but, since the latter offers other possibilities of uses than a carbonized material, the carbonization by heating at high temperature limits the uses of the sulphide product.
As indicated above, the conventional methods of manufacturing sulfur-containing materials give rise to various difficulties in the properties of the products and the processes themselves, so that there is a demand to develop a new process for the manufacture of sulfur-containing materials. 'a sulfurized material not exhibiting these difficulties.
Carbon articles are widely used in different industrial fields such as general chemical industry, electrochemical industry, electrical communications industry, atomic energy industry, etc., as electrically conductive materials, materials refractories, chemical resistant materials, construction materials, lubricants, machine parts, etc. These carbon articles are generally prepared by grinding a carbonaceous material, kneading it with a binder such as pitch, synthetic resin, etc., and then molding the mixture into a shape suitable for the intended application.
Plain graphite, anthracite, hard coal, coke and coal have mainly been used as carbonaceous material for the manufacture of the carbon articles described above, but it is not always easy to ensure a stable supply. of these high quality raw materials.
As a result, petroleum raw materials which can be supplied in large quantities and at low cost have been valued and the petroleum coke industry in which these raw materials are used has acquired some importance.
this. A process for the manufacture of petroleum coke is generally in a delayed coking process of the type described.
in "Hydrocarbon Processing", 49 (9) 180 (1970). However, the
<EMI ID = 5.1>
The fluid does not provide high quality carbon articles and therefore is generally used as a fuel. On the other hand, the coke produced by the coking process
<EMI ID = 6.1>
large lumps accumulating in a coking drum from which the coke must then be removed while, moreover, this process is not suitable for continuous operation, / ion more than for mechanization and automation and, for example, elsewhere, the operating efficiency of the device is very low. In addition, the efficiency of the carbonization is not always satisfactory.
Accordingly, it is desirable to develop a new process for manufacturing carbonaceous materials without having to handle materials in large pieces reducing the efficiency.
<EMI ID = 7.1>
a process in which fusible molded articles such as pitch, etc., are transformed into infusible molded articles, by subjecting these molded articles to chemical treatment or heat treatment in an oxidizing atmosphere, and then subjecting the resulting infusible materials to a carbonization treatment.
The transformation to the infusible state is carried out by treating the
<EMI ID = 8.1> nitric acid, an aqueous solution of chromic acid, an aqueous solution of potassium permanganate, etc., at a temperature below the softening point of the meltable material, as described in the patent application .Japanese published n [deg.]
31195/1973. However, this process is accompanied by corrosion of the apparatus due to the use of the oxidizing material or else, it presents a drawback - because a long period is necessary for the transformation into infusible material. desired.
Therefore, in view of the aforementioned difficulties which are encountered in conventional processes for the manufacture of carbonaceous materials, it is desirable to develop a new process for the manufacture of granular carbon which can be carried out using a raw material obtainable by large quantities and at low cost without the formation of powdered carbon offering possibilities of unlimited uses and, moreover, without having to resort to a specific operation to transform the fusible material into granules.
In addition, activated carbon is an extremely important material as an industrial adsorbent and it is used in a large number of fields, including not only adsorbents in the food industry and chemical industry, but also adsorbents. adsorbents for domestic refrigerators and water purifiers. Likewise, recently it has become evident that activated carbon is very effective in preventing and suppressing pollution of the environment, for example, air pollution and water pollution and, in this regard, it is It is desirable to develop a technique which makes it possible to economically supply a large quantity of good quality activated carbon.
So far, activated charcoal has been made using wood or coconut shells as the main raw material, but these raw materials cannot be expected to provide a stable reserve of a large amount of charcoal. Recently, activated carbon has been manufactured using hard coal as a raw material, but the supply of hard coal for obtaining good quality activated carbon is limited, so this technique also poses a significant problem in ensuring a secure supply. and stable of a large amount of good quality raw materials.
In view of these different points of view, attempts have been made recently to manufacture activated carbon from a raw material such as a heavy petroleum hydrocarbon, of which a large supply can be ensured at a low price. For example, a process is known in which an alkali metal compound such as potassium sulphide, sodium hydroxide, sodium carbonate and potassium thiocyanate is added to asphalt or pitch, this addition being followed by carbonization, after which the carbonized material is activated; A process is also known in which an asphalt or pitch reaction product is carbonized and activated with sulfuric acid or sulfur.
However, in the process in which an alkali metal compound is added, the latter must be removed by washing in a subsequent step,
so that this process is not practical. Likewise, in the process in which sulfuric acid or sulfur is used, sulfuric acid or sulfur must not remain in the activated carbon and, therefore, the step of removing this additive is superfluous. . However, in the process in which sulfuric acid is used, the treatment of the latter is dangerous since it is present in a large amount while, on the other hand, corrosion of the apparatus is a problem.
On the other hand, in the process in which sulfur is used, although hydrogen sulfide may be formed during the manufacturing step, corrosion of the apparatus does not pose a particular problem and Hydrogen sulfide can easily be regenerated to sulfur by a Clauss reaction or catalytic decomposition. Therefore, the sulfur formed can be used
several times, so that the process is then economically advantageous. The activated carbon obtained by the process in which sulfur is used has excellent properties the same or better than those of the activated carbon obtained from coconut charcoal, while the yield of activated carbon is high. However, in this case, the sulfurized material is unfortunately obtained in the form of a spongy product in large pieces while, as indicated above, it is difficult to. making a sulfurized material in the form of discrete granules of a desired particle size and of sufficiently high mechanical strength.
Likewise, the method of making the above granular carbonaceous solid material generally falls within the class comprising a method of crushing a product into large pieces, as well as a method of molding or agglomerating a powdered product into one. granular product using a suitable binder. In the first method, it is impossible to selectively manufacture a granular carbonaceous material whose grains have a defined particle size, while the yield of grains of the desired particle size is low. Likewise, the activated carbonaceous material obtained by crushing has drawbacks in that it tends to be deteriorated during its handling due to its irregular and angular shape.
<EMI ID = 9.1>
one generally obtains a granular material formed by molding mixing a powder of the base material and a binder, molding the mixture into granules, then subjecting the latter
heat treatment. Consequently, as a result of the handling of the powder, this method has disadvantages because the operating efficiency is low and, since the binding force existing between the binder and the grains of the powder is low, the grains of the material formed tend to be powdered by friction. Likewise, in the molding process, it is very difficult to obtain a fine granular material whose grains have a particle size of between a few microns and about 1 mm.
In addition to the processes described above, there is also known a process for the manufacture of granular carbon and granular activated carbon, in which process very viscous pitch with a high softening point is molded into granules which are then brought to granules. the infusible state. However, in this case, although an excellent granular carbon of high mechanical strength can be obtained compared to conventional products, since no binder is used, extremely precise techniques are required to achieve fusible material such as pitch in an infusible state without deforming it and, in
<EMI ID = 10.1>
granular, the grains of which have a particle size greater than about 1 mm.
The present invention makes it possible to meet the demands set out above, while avoiding the aforementioned difficulties and a characteristic of the present invention resides in the fact
<EMI ID = 11.1>
while stirring in the presence of a reaction medium and optionally also in the presence of an infusible and insoluble solid material, the infusible and insoluble granular sulphide material can also be charred or charred and activated.
In other words, by adopting the present invention, one can manufacture a granular sulfurized material, granular carbon or granular activated carbon having the desired particle size, satisfying the intended purposes and having excellent mechanical strength without having to resort to granulation by crushing
the grinding and molding of a solid material into large pieces and also without having to use a specific apparatus for granulation. The expressions “infusible” and “insoluble”, used in the description of the invention, mean that the granular material is insoluble in the reaction medium, the heavy petroleum material and the sulfur which are the materials used in the invention, in the sulfurization conditions of the process of the latter, this material also being infusible under the carbonization conditions; for example, even during a heating
<EMI ID = 12.1>
not undergo fusing, deformation, softening or thermal melting.
In the process of the present invention, by selecting the appropriate reaction conditions, one can obtain granular materials having any desired particle size.
between a few microns and several centimeters, for example, between about 1 micron and about 2 cm. The infusible and insoluble sulphide material obtained by the process of the present invention is characterized in particular by particularly high properties with regard to surface resistance and abrasion resistance compared to the properties obtained in granular sulphide materials produced by crushing. . The granular carbon obtained by the process of the present invention is also characterized by high reactivity, in particular, as an intermediate product in the manufacture of other carbon compounds such as tetrachloride.
carbon and carbon disulfide, compared to conventional materials. In addition, the granular activated carbon obtained by the process of the present invention is also characterized by a specific surface area greater than about 2,000 m2 / g (the specific surface area of commercially available products is usually about 500 to 1,000 m2 / g ), this specific surface being easily obtainable.
Further, the granular materials obtained by the process of the present invention are mainly granular or granular and asymmetric materials, but depending on the manufacturing conditions, disc or needle-shaped materials can be obtained. In any case, the surfaces of these materials are smooth, the granular product is superior as regards
its dimensional stability and fluidity, while it also has excellent mechanical strength, for example, excellent surface resistance. Likewise, in the process of the present invention, a dehydrogenation reaction and a sulfur polycondensation reaction take place, thereby forming a sulphide material of a three-dimensional lattice structure having high heat resistance, so that the
<EMI ID = 13.1>
The thermal reaction is noticeably less when the material is carbonized by heating while, therefore, the yield of carbonized product is very high. Likewise, during carbonization, the sulphide material is carbonized in the form of a solid phase without passing through the molten state and, therefore, one can obtain granular carbon having little tendency to undergo graphitization and thus, when granular carbon is activated,
excellent quality activated carbon having a microcrystalline structure can be obtained.
V
The heavy petroleum material used as a starting material according to the present invention is one which is liquid or solid at normal temperature (e.g., about 20 to
30 [deg.] C) and which has a softening point of less than about
400 [deg.] C, preferably less than 300 [deg.] C, a boiling point
(under normal pressure, for example, at about 1 atmosphere) on
<EMI ID = 14.1>
weight. Likewise, the heavy petroleum material used according to the present invention is a heavy petroleum residue and this heavy petroleum material derives from petroleum refining operations such as distillation, thermal cracking, catalytic cracking, solvent extraction. , acid treatment and the like. Among these heavy petroleum materials, there is, for example, a heavy residue obtained by distilling a crude oil
<EMI ID = 15.1>
ple, a residue having a boiling point greater than about
300 [deg.] C and an H / C atomic ratio of about 1.0 to 1.9), a heavy residue obtained from the extraction of crude oil, a residue from the distillation of crude oil under normal pressure or a residue from the distillation of crude oil under reduced pressure with a solvent such as propane, butane, pentane, hexane, cyclohexane
<EMI ID = 16.1>
about 350 [deg.] C, an H / C atomic ratio of about 0.5 to 1.8 and a softening point of about 5 to 300 [deg.] C), a heavy residue obtained by cracking crude oil, a distillation oil or a residue of a distillation oil under normal pressure or under reduced pressure (for example, of a boiling point above about 300 [deg.] C and of an H / C atomic ratio of about 0.2 to 1.7), as well as a heavy residue obtained by cracking, at an elevated temperature, a heavy material obtained during the extraction of a distillation residue from this material under normal pressure or a residue of distillation of this material under reduced pressure with a solvent (for example, of a boiling point greater than about 300 [deg.] C and an atomic H / C ratio approximately 0.2 to 1.7).
Among the heavy petroleum materials which can be used according to the present invention, there are specifically, for example, various straight-run asphalts, heavy oils, air-blown asphalt, asphaltic bitumen, asphalt recovered during the process. solvent asphalt separation, kerosene or light oil catalytic cracking residue, kerosene thermal cracking residue
or light oils, a residue of cracking of naphtha, a residue obtained by thermal cracking or hydrocracking of a heavy fraction or of a residue, etc. Among these materials, the heavy materials of the asphalt series are excellent raw materials, since they make it possible to obtain, with a high yield and under relatively moderate conditions, a product having excellent thermal properties. regards the infusible nature, hardness and form. The raw materials described above can be used individually or as a mixture. Since these materials are used as the main raw materials according to the present invention, the term "raw material" will be used in the specification below to simplify the designation of these materials.
The reaction medium used in the process of the present invention is a hydrocarbon which is liquid at normal temperature and which has a boiling point of between about 50 [deg.] C and about 400 [deg.] C, preferably between about 70 [deg.] C and about
300 [deg.] C under normal pressure, this reaction medium also advantageously having low reactivity with sulfur (to form a polycondensation product) compared to the raw material used with sulfur. Among the reaction media-
<EMI ID = 17.1>
ple, having a boiling point of about 50 to 400 [deg.] C and an H / C atomic ratio of about 1.9 to 2.3), aromatic hydrocarbons (for example, those having a point d boiling between about 80 and 280 [deg.] C and an H / C atomic ratio of about 1.0 to 1.6), as well as petroleum fractions (for example, those with a boiling point of about 50 to 400 [deg.] C and an H / C atomic input of about 1.7 to 2.3). Among the preferred reaction media are, for example, aliphatic hydrocarbons such as hexane, octane and liquid paraffins, as well as aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and tert- butyl-benzene. These materials can be used individually or as a mixture.
Further, among the preferred reaction media according to the present invention are petroleum fractions having a boiling point of between about 50 and about
400 [deg.] C under normal pressure obtained by distillation
<EMI ID = 18.1>
Highly saturated paraffins with an H / C atomic ratio greater than about 1.8, for example, aliphatic hydrocarbons and petroleum fractions of the type described above have very low reactivity with sulfur. In addition, low boiling aromatic hydrocarbons (such as benzene, toluene, xylene, tert-butyl-benzene, etc.) also react very slowly with sulfur compared to heavy petroleum residues. The high boiling point naphthenic and aromatic hydrocarbons which have a complicated structure and which are the major constituents of heavy oil residues, as well as the saturated olefinic hydrocarbons readily react with sulfur at a high temperature. temperature included
<EMI ID = 19.1>
the raw material is an important consideration intervening in the choice of the reaction medium used. When setting
<EMI ID = 20.1>
used can be retrieved for repeated use.
The main purpose of the reaction medium used in the process of the present invention is to reduce the viscosity of the liquids of the reaction system in order to improve the transfer and dispersion of the raw material, sulfur and reaction product while, in reducing the viscosity of liquids, the hydrogen sulfide formed can be easily released from the reaction product. Further, by stirring the reaction system having reduced viscosity, the reaction product disperses well, thereby facilitating the formation of a granular product.
Accordingly, the reaction medium used in accordance with the present invention can be one capable of reducing the viscosity of the reaction system and properly dispersing the raw material, as well as the reaction product in the reaction system, so that the reaction medium should not necessarily completely dissolve the raw material and the sulfur in it. Likewise, in the process of the present invention, the use of a reaction medium having
<EMI ID = 21.1>
This is due to the fact that an infusible and insoluble granular sulphide material is readily obtained at a relatively low temperature of, for example, between about 200 and about 230 [deg.] C. We do not yet fully understand the reason for this characteristic but, although we do not wish to limit ourselves to any theory, it is believed that since the meltable and soluble components selectively dissolve in the reaction medium, the proportions of the components fuses and soluble in the product
<EMI ID = 22.1>
It is an infusible and insoluble granular sulfur product.
The amount of the reaction medium used according to the present invention depends on the type of starting material, the. type of the reaction medium, the amount of infusible and insoluble solid material optionally present, the amount of sulfur, the reaction conditions, etc., but.
when, as the raw material, a mixture of a material having a high reactivity with sulfur and a material having a relatively low reactivity with the latter is used, for example, a residue from the distillation of crude oil under normal pressure, the material having a low reactivity contributes to cause the reaction medium to promote the dispersion of the reaction product and a granular sulphide product is obtained without having to add any other reaction medium and, therefore, in this case, it can be considered that the residue Crude oil distillation under normal pressure is a type of mixing a residue of crude oil distillation under reduced pressure and a reaction medium.
However, when the viscosity of the whole reaction system increases sharply as the reaction with sulfur proceeds, thus making it difficult to form a dispersion by stirring as when using asphalt as a raw material, the D-
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haitable that the reaction medium is always present during the reaction, but the reaction medium can be added depending on the viscosity of the reaction product. A suitable viscosity for the reaction system is generally less than about
2,000 centistokes and preferably less than 400 cen-tistokes at 98.9 [deg.] C. In other words, the raw material is reacted with the sulfur in the absence of a reaction medium or in the presence of a small amount of the reaction medium and, when the viscosity of the reaction system increases, the reaction medium can be added. In some cases, this way of proceeding is preferred.
As will be indicated in the examples below, the particle size of the granular sulfurization product formed changes greatly depending on the amount and type of reaction medium and, as a general rule, when the amount of the reaction medium used increases in the same way as the quantity. compatibility of the reaction medium with the raw material and sulfur, the particle size of the granular sulfurization product formed decreases. Accordingly, in order to obtain a sulfurized product having a de-
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exactly finish the amount of reaction medium based on the amounts of raw material and sulfur, type of reaction medium and other reaction conditions. For example, when forming a granular sulfurization product from about 1 part by weight of asphalt and about 1.5 parts by weight of sulfur, it is necessary to use at least about 0, 5 part by weight of light oil when this is used as a reaction medium and, when more than about 20 parts by weight of light oil are used, the sulfurized product is obtained in the form of very fine granules.
However, in this case, if the amount of light oil serving as the reaction medium is less than about 0.5 part by weight, the viscosity of the whole reaction system increases sharply, so that it is difficult to disperse the reactants. by agitation. In addition, when, as the reaction medium, an aromatic hydrocarbon such as toluene is used, the change in particle size is more accentuated and, therefore, in order to obtain a granular sulfur product having a desired particle size, the amount of the reaction medium must be determined in a very precise manner.
The reaction medium or a liquid composition containing the reaction medium used in the process of the present invention can be used repeatedly and a part of the reaction medium can sometimes be consumed as a result of the reaction with sulfur but, even in this case, the middle re-
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taken without giving rise to any difficulty in supplementing the quantity of the reaction medium consumed.
The infusible and insoluble solid material used in the process of the present invention is a solid carbonaceous material insoluble in the raw material, sulfur and the reaction medium, while it is infusible under the reaction conditions described above and is can be transformed into carbon or into a gas during a carbonization step or in a heat treatment during the activation step. Among the preferred infusible and insoluble solids, there are, for example, the infusible and insoluble granular sulfur product, the granular carbon and the granular activated carbon which are obtained by carrying out the process of the present invention or else. these same materials crushed, pulverized and molded.
Further, as infusible and insoluble solids, petroleum coke, hard coal, coke and coal can be used.
To the infusible and insoluble solid material, optionally, an inorganic compound such as a metal oxide can be added, for example, calcium oxide, aluminum oxide, iron oxide, etc. The infusible and insoluble solids can be used individually or as a mixture.
The reason for using the infusible and insoluble solid material according to the present invention is that the granulation in the step of making a granular sulfur product is facilitated, while a granular sulfuric material having the desired particle size with high efficiency. Likewise, as will be understood by reading the Examples and Comparative Examples below, the addition of the infusible and insoluble solid to the reaction system makes it possible to completely prevent the adhesion of the reaction intermediate to the elements of the reaction vessel. such as its walls, its agitator, its baffles, etc., as well as the agglomeration of the reaction product; this addition reduces
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sulphide obtained, while increasing the yield of a granular product whose particle size is within the desired range. The mechanism by which these effects are obtained by the addition of the infusible insoluble solid is not yet fully understood, but the latter is believed to act as a nucleus for the formation of the granular product, as the solid moves. in the reaction medium by stirring or that the reaction intermediate product is incorporated
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the solid material also abrading the intermediate reaction product attached to the interior walls, etc., of the reaction vessel.
Another reason why the infusible and insoluble solid is used is that, among the granular products obtained by the process of the present invention, those having particle sizes other than that desired, are returned wholly or partially to the reaction system as infusible and insoluble solid material with or without crushing to achieve an appropriate particle size and ultimately only form a granular product with the distribution
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identifies the particle size of the infusible and insoluble solid
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this material may be greater or less than that of the product
<EMI ID = 31.1>
the effect of the infusible and insoluble solid material is more accentuated as the particle size of the material present in the reaction system decreases, usually a material is employed.
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particle size less than about 10 mm, preferably 0.01
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However, in the process of the present invention one can obtain the desired granular sulfurized product, the desired granular carbon formed by carbonization of the sulfurized granular product or the desired activated granular carbon formed by carbonization and activation of the sulfurized granular product without add the above infusible and insoluble solid material.
When using the infusible insoluble solid material, it is preferable that its amount is about 0.02 to 2 parts by weight per part by weight of the total amount of the raw material and the reaction medium.
When performing the method of this unused /
� vention, since the amount of sulfur / depends on the reactivity of the raw material, the type of reaction medium, the reaction conditions, etc. and, as shown in the examples, since the particle size of the sulfurized granular product differs significantly depending on the amount of sulfur used, even though factors contributing to the reaction, for example, raw material, etc., are the same, the amount The amount of sulfur used must be chosen with precision in order to obtain a sulfurized granular product having the desired granuloma. Generally speaking, preferably about 0.2 to 5 parts by weight, more preferably 0.3 to 3 parts by weight of sulfur per part by weight of raw material is used. The amount of the reaction medium u-
<EMI ID = 34.1>
i
<EMI ID = 35.1>
The actuator generally does not exceed about 20 parts by weight, preferably 7 parts by weight based on the weight of the raw materials. The effect of the amount of sulfur added is
the following: As a general rule, when the amount of sulfur is small, the particle size of the product decreases and, when the amount of sulfur used is less than about 0.2 part by weight per part by weight of raw material, the nature infusible tends to become insufficient. The sulfur can be added all at once, in increments or continuously and, in the latter case, the particle size of the granular sulfur product formed differs greatly depending on the speed and duration of the sulfur addition. The sulfur used in the process of the present invention is elemental sulfur which can be in the solid or molten state. Sulfur can be added to the reaction system before heating the latter, or it can be added all at once or gradually to the reaction system when the temperature of the latter has reached the temperature.
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In the process of the present invention, the reaction of the raw material with sulfur proceeds easily and an infusible and insoluble sulfur product is obtained in a short time. By adding a catalyst, for example, a Lewis acid, especially a metal halide such as aluminum chloride, zinc chloride, ferric chloride, etc., in an amount of about 0.01 to 0.5 part by weight, preferably
from 0.03 to 0.3 part by weight per part by weight of sulfur, the reaction rate can be increased and further reduced
the reaction temperature.
The term "agitation" used in this specification means that the materials contained in the reaction vessel are maintained in a fluid state and the materials contained in the reaction system are uniformly dispersed using physical means, while the chemical reaction is evenly activated by improving mass transfer and heat transfer in the reaction system. Accordingly, there is no particular limitation with respect to the method of agitation and any operation and any agitation means having different structures suitable for achieving the objects described above can be used. . For example, one can use, for this purpose, a system with
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shaking blades, liquid flow system, gas jet system, liquid shaking system, etc. Likewise, in order to improve the effect of stirring, foreign matter, for example, drops of liquid which are not compatible with the reagents, for example, drops, are effectively dispersed in the reaction system. water, or even solid particles such as ceramic balls, thus creating a violent turbulence in the liquid which surrounds them or, as a variant of the means described above, it is sometimes effective to carry out the reaction while the raw material, the sulfur and the reaction medium are dispersed in a foreign liquid material having a low viscosity, for example, water.
When the reaction system is not stirred, a lumpy sulfurized product accumulates in the reaction vessel and a granular sulfurized product is not obtained.
The reaction of the present invention can be carried out in a continuous or batch system. For example, the reaction
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accommodation of the multistory type.
In the process of the present invention, the suitable reaction temperature for the formation of the granular sulfur product by the reaction between the raw material and the sulfur is between about 170 and about 400 [deg.] C, preferably between about 200 and about 300 [deg.] C. The reaction time can be reduced by raising the reaction temperature but, if this temperature is greater than about 400 [deg.] C, there are drawbacks due to the fact that the losses of the reaction medium increase and that one obtains, as by-product, a chunky sulfurized material other than the desired granular sulfurized product, which material accumulates on the interior walls of the reaction vessel. Therefore, it is difficult to ensure the smooth progress of the reaction.
At a reaction temperature above about 200 [deg.] C, the sulfurized granular product is formed in a very short time. In this case, when the reaction period is short, a sulfurized granular product having a low density is obtained, but in this case, by further continuing the reaction, the strength and density of the sulfurized granular product can be increased. In addition, it is not always necessary to completely react the raw material and the sulfur or,
on the contrary, since a large amount of sulfur is required and the reaction time increases to carry out the reaction completely, it is desirable to abandon unreacted materials and to recycle them to the reaction system for the purpose of carrying them out. reuse.
In the process of the present invention, the reaction is carried out in the liquid phase. The reaction can be carried out, preferably, substantially at atmospheric pressure. However, it is possible to adopt a pressure greater than atmospheric pressure and sufficient to suppress any tendency for the reaction medium to volatilize at the operating temperatures when the boiling point of the reaction medium is lower than the operating temperature in question.
The reaction can also be carried out under a pressure between atmospheric pressure and approximately
100 kg / cm2, preferably between normal pressure and approximately
30 kg / cmg.
The sulfurized granular product obtained by the process of the present invention does not have a softening point and hence the product retains its granular form in the subsequent high temperature carbonization treatment. Carbonization is readily accomplished by heating the sulfurized granular product to temperatures between about 400 and about
1200 [deg.] C, preferably between 450 and about 1100 [deg.] C, under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen, hydrogen sulfide, carbon monoxide or a mixture of these gas.
The granular carbon obtained by the pre-
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granular by activating the granular carbon in any customary manner with an oxidizing atmosphere. Alternatively, granular activated carbon can be obtained by heating the granular sulfurized product to a temperature of about 700 to
1100 [deg.] C directly in a mild oxidizing atmosphere such as water vapor or flue gas, so that the product is simultaneously carbonized and activated. According to the present invention, the activation can also be carried out using carbon dioxide, oxygenated gas, etc. Among these activation methods, activation with steam is preferred.
Preferably, as oxidizing gas, water vapor is used.
One can also use carbon dioxide or flue gases containing about 1 to 30%. oxygen with or without water vapor.
In addition, the sulfurized granular product or the granular carbon obtained by the process of the present invention can obviously be crushed into particles of a desired particle size, in order to then be carbonized or activated, or else it can be pulverized, then transformed into pellets. using an appropriate binding agent, prior to carbonization or activation.
The tooth material consists of the reaction vessel used in carrying out the process of the present invention, may be a material inactive to the reaction materials under the reaction conditions and, as the material for the reaction vessel, one can advantageously to use, for example, stainless steel, titanium, enamelled hardware, etc.
The invention will be described more specifically with reference to the examples and the comparative examples below, but it is understood that these examples are given simply by way of illustration and that they in no way limit the scope of the invention. Unless stated otherwise, in these examples. all parts, all percentages, all ratios, etc. are by weight.
EXAMPLE 1
In a reaction vessel of 1 1 made of stainless steel, equipped with a rotary and electromagnetic type stirrer, as well as a reflux condenser, 200 g of a light oil (hereinafter referred to as "light oil" is deposited, having a boiling point
<EMI ID = 40.1>
an H / C atomic ratio of 1.9 and a specific weight (15/4 [deg.] C)
of 0.835), 100 g of asphalt obtained by separating asphalt in a distillation residue under normal pressure using propane (hereinafter referred to as "propane separating asphalt" having, at 25 [deg.] C, a penetration of 18 in accordance with Japanese Industrial Standard JIS K 2530; 21%. by weight of components insoluble in n-pentane; a sulfur content of 5.7% by weight; an H / C atomic ratio of 1.41), as well as 150 g of sulfur; these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230
at 235 [deg.] C under normal pressure while stirring at 900 rpm. During the reaction, a large amount of a gas is formed, mainly consisting of hydrogen sulfide. At the end of the reaction, the reaction mixture is removed and subjected to centrifugal filtration to obtain 136 g of a sulfurized granular product consisting of disc-shaped grains of length.
1 to 18 mm, with a width of 1 to 7 mm and a thickness of 1 to
3 mm, a small amount of a chunky sulphide material
<EMI ID = 41.1>
reaction place. The sulfur content of the granular product sul-
<EMI ID = 42.1>
at a temperature of 400 to 1200 [deg.] C, this product does not melt.
Further, the lumpy sulphide material is a solid material attaching to the bottom and walls of the reaction vessel, and further, the oily material is a liquid material.
at normal temperature containing light oil, unreacted asphalt, etc.
COMPARATIVE EXAMPLE 1
In the same reaction vessel as that described in Example 1, the light oil, the propane separating asphalt and the sulfur are charged in the same quantities as those used in Example 1 and these are reacted. materials for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure without agitating the system. Upon completion of the reaction, the reaction mixture was removed and 220 g of infusible, insoluble, chunky sulphide material was found to form without any formation of granular sulphide material.
EXAMPLE 2
When the same process as that described in Example 1 is followed by bringing the stirring speed to 1200 revolutions / minute, 151 g of a sulfurized granular product is obtained consisting of grains in the form of discs smaller than those of product obtained in Example 1 (length: 1 to 17 mm; width: 1 to 4 mm; thickness: 1 to 3 mm) and 119 g of an oily material are recovered. In this case, less of the lumpy product is formed.
EXAMPLE 3
In the same reaction vessel as that. described in Example 1, 400 g of the light oil, 200 g of the propane separating asphalt and 300 g of sulfur are charged, then these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230 to
235 [deg.] C under normal pressure while stirring at a speed of
1200 revolutions / minute. Upon completion of the reaction, the reaction mixture is removed from the vessel. In this way, 321 g of a sulfurized granular product is obtained consisting of grains in the form of fine needles 1 to 5 mm long and 0.4 to 2 mm in diameter.
EXAMPLE 4
400 g of light oil, 200 g of propane separation asphalt and 250 g of sulfur are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1, then these materials are reacted for 4 hours at a temperature. from 230 to 235 [deg.] C under normal pressure and while stirring at a speed of 1200 revolutions / minute to obtain 317 g of a spherical granular product whose grains have an average particle size of about 0.7 mm. Less product is formed in large pieces.
EXAMPLE 5
Into the same reaction vessel as that described in Example 1, 400 g of light oil, 200 g of propane separating asphalt and 200 g of sulfur are charged, then these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure, while stirring at a speed of 1200 revolutions / 'minute to obtain 268 g of a spherical granular product whose grains have an average particle size of about 0.03 mm .
EXAMPLE 6
In the same reaction vessel as that described in
<EMI ID = 43.1>
separation with propane and 150 g of sulfur, then these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure, while stirring at a speed of 1200 rpm to obtain 263 g of a spherical granular sulphide product
<EMI ID = 44.1>
In this case, less material is formed in large pieces.
COMPARATIVE EXAMPLE 2
In the same reaction vessel as that described in Example 1, 100 g of the propane separating asphalt and 150 g of sulfur are charged, then the reaction is carried out at a temperature.
<EMI ID = 45.1>
a speed of 1200 revolutions / minute. As the reaction proceeds, the viscosity of the materials contained in the reaction vessel increases sharply and, 20 minutes after the start of the reaction, it becomes impossible to agitate the system.
When the reaction was continued in situ for 4 hours, 208 g of a lumpy sulfurized material was obtained, while no sulfurized granular product was obtained. The product is a solid pumice-like material at room temperature and upon rapid heating of the pumice stone to 400 [deg.] C the product partially melts.
EXAMPLE 7
400 g of the light oil, 200 g of residual Kuwait reduced pressure oil (specific weight) are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1.
(15/4 [deg.] C) 1.03, components insoluble in n-heptane:
<EMI ID = 46.1>
sulfur, then these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure while stirring
at a speed of 900 revolutions / minute, to obtain 121 g of a sulphide granular product consisting of disc-shaped grains 10 to 15 mm long, 4 to 8 mm wide and thick -
<EMI ID = 47.1>
EXAMPLE 8
400 g of residual Kuwait normal pressure oil (specific weight (15/4 [deg.] C): 0.966; components insoluble in n-heptane are charged to the same reaction vessel as that described in Example 1. : 2.6% by weight; sulfur content:
4.1% by weight) and 200 g of sulfur, then these materials are reacted for 3 hours at a temperature of 240 to 245 [deg.] C under normal pressure, while stirring at a speed of 900 revolutions / minute to obtain 194 g of a granular product consisting of grains
in the form of discs with a length of 5 to 10 mm, a width of
3 to 5 mm and a thickness of 1 to 3 mm.
EXAMPLE 9
400 g of liquid paraffin (initial boiling point: 280 [deg.] C), 200 g of propane separation asphalt and 300 g of sulfur are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1. , then these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure while stirring at a speed of 1000 revolutions / minute to obtain 110 g <EMI ID = 48.1>
and a thickness of 1 to 4 mm.
EXAMPLE 10
200 g of an oil from a catalytic cracking cycle by means of a fluid are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1, this oil having a boiling point of 330 to 420 [deg .] C, 200 g of propane separating asphalt and 300 g of sulfur, then these materials are reacted for 4 hours at 230 - 235 [deg.] C under normal pressure while stirring at a speed of 500 rpm. minute to obtain 260 g of a product
<EMI ID = 49.1>
EXAMPLE 11
In the same reaction vessel as that described in Example 1, 300 g of tert-butyl-benzene are charged, 200 g of the asphalt separation. propane of the type described in Example 1 and 300 g of sulfur, then these materials are reacted for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under a pressure of 15 kg / cm2, while stirring at a speed of 700 revolutions / minute to obtain 120 g of a sulfurized product in spherical grains with an average particle size of 0.6 mm.
EXAMPLE 12
In the same reaction vessel as that described in Example 1, 145 g of the oily material recovered in Example 1, 70 g of light oil, 65 g of propane separation asphalt and 150 g of sulfur, then these materials are reacted for 4 hours at 230 - 235 [deg.] C under normal pressure while stirring at a speed of 900 rpm to obtain 129 g of a granular product consisting of disc-shaped grains 6 to 15 mm long, 3 to 9 mm wide and 1 to 4 mm thick.
EXAMPLE 13
Into the same reaction vessel as that described in Example 1, 400 g of light oil and 200 g of propane separating asphalt are charged and, after heating the reaction system to a temperature of 230 to 235 [deg. ] C, 300 g of sulfur are gradually added thereto under normal pressure at a rate of 1 g per minute, while stirring at a speed of 500 revolutions / minute. Then, the reaction was continued for 1 hour, then the reaction mixture was subjected to centrifugal filtration to obtain
428 g of a sulfurized product in spherical grains with an average particle size of 0.005 mm.
EXAMPLE 14
400 g of light oil and 300 g of sulfur are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1, then, after heating the mixture to a temperature of 230 to
<EMI ID = 50.1>
200 g of propane separation asphalt at a rate of 1 g per minute. Further continuing the reaction for 1 hour, 416 g of a sulfurized product in spherical grains with an average particle size of 0.8 mm is obtained.
EXAMPLES 15 to 18
When heating each of the sulfurized granular products obtained in Examples 1, 3, 10 and 13 at 450 [deg.] C, each
<EMI ID = 51.1>
16), 75% by weight (example 17) and 52% by weight (example
18) compared to sulfurized granular products respectively.
EXAMPLE 19
The granular carbon consisting of disc-shaped grains obtained in Example 15 is crushed into fine grains with a diameter of 1 to 1.4 mm and 50 g of these grains are activated with steam. 'water for 70 minutes at 850 [deg.] C to obtain 21 g of granular activated carbon having a specific surface of 2250 m2 / g
<EMI ID = 52.1>
sulfur content of the activated carbon is 1.2% by weight.
Further, the specific surface area is a value measured by the Brunauer-Emmett-Teller method which is an area measurement method in which the adsorption of nitrogen is used, while the adsorption value of methylene blue using a buffer solution (adjusted to pH 7) containing 300 mg of methylene blue per liter. The desired amounts of the buffer solution described above and the fine grains of the obtained activated carbon are weighed out, and then these amounts are loaded into a flask for shaking. The above materials are stirred vigorously for 30 minutes, then
the activated carbon is filtered. The amount of methylene blue remaining in the filtrate is determined from the adsorption capacity.
<EMI ID = 53.1>
The value thus calculated is the adsorption value per unit weight of activated carbon. In the following examples, these values are also measured by the same methods as those described above.
EXAMPLE 20
From granular carbon in air-shaped grains
<EMI ID = 54.1>
whose grains are 1 to 1.4 mm long and 0.4 to 1 mm in diameter, then activated with water vapor for 60 minutes at 850 [deg.] C without crushing it and thus obtains 22 g of an activated carbon having a specific surface area of 1820 m2 / g and an adsorption of methylene blue of 336 mg / g.
EXAMPLE 21
When activated, with steam, 50 g of the granular carbon consisting of spherical grains and obtained in example
17, for 70 minutes at 850 [deg.] C, 23 g of an ac-
<EMI ID = 55.1>
EXAMPLE 22
When activating, with water vapor, 50 g of the spherical granular carbon obtained in Example 18, for 40 minutes at
850 [deg.] C, 23 g of a spherical granular activated carbon are obtained having a specific surface area of 1820 m2 / g and an adsorption of
<EMI ID = 56.1>
EXAMPLES 23 to 28
The crushed activated carbon obtained is deposited each time
<EMI ID = 57.1>
Examples 20. 21 and 22, a commercially available crushed activated carbon (diameter: 1.0 to 1.1 mm; specific surface area: 970
<EMI ID = 58.1>
commercially available molded and spherical type activated carbon (diameter: 1 to 1.5 mm; specific surface area: 970 m2 / g; adsorption of methylene blue: 170 mg / g) in a glass tube with an internal diameter 20 mm and a length of 200 mm, then the glass tube is rotated for 10 hours at a rate of
10 revolutions / minute. Next, the weight of the powder is measured
<EMI ID = 59.1>
age of the powder in relation to the total material. The powder percentages of these activated carbons are respectively: 0.1% by weight, less than 0.01% by weight, less than 0.01% by weight, less than 0.01% by weight, 0.3% by weight. weight and 2.8% by weight, which demonstrates that the activated carbons obtained by the process of the present invention form a powder much more difficult than the commercially available activated carbons.
EXAMPLES 29 to 32
In the same reaction vessel as that described in
<EMI ID = 60.1>
pane, 225 g of sulfur and 75 g of the granular sulfur product with a particle size of 0.5 to 1 mm, obtained by the process of the invention
<EMI ID = 61.1>
a quantity of 150 g (example 29), 300 g (example 30),
450 g (Example 31) and 600 g (Example 32), these materials are reacted in each case for 4 hours at a temperature of
230 to 235 [deg.] C under normal pressure, while stirring at a speed of 900 revolutions / minute. During the reaction, a large amount of a gas is formed, mainly consisting of hydrogen sulfide. Then, the reaction mixture is removed from the reaction vessel and subjected to centrifugation filtration to obtain an infusible and insoluble grain sulfur product.
<EMI ID = 62.1>
Table 1. A smaller amount of reaction product is observed adhering in the form of large pieces to the walls of the vessel.
COMPARATIVE EXAMPLE 3
In the same reaction vessel as that described in Example 1, 150 g of the asphalt separation with propane, 225 g of sulfur and the sulfurized product in grains with a diameter of 0.5 to 1 mm obtained by the process of the invention, then the reaction is carried out at a temperature of 230 to 235 [deg.] C while stirring at a speed of 900 revolutions / minute. As the reaction proceeds, the viscosity The material contained in the reaction system increases sharply, and about 20 minutes after the temperature of the reaction system has reached the reaction temperature, it becomes impossible to agitate the system. When the reaction was continued in situ for 4 hours, a granular sulfurized product was not obtained and only a lumpy sulfurized product formed.
On cooling, the product turns into a solid material similar to pumice. When this material is heated rapidly to 400 [deg.] C, the product partially melts.
Table 1
<EMI ID = 63.1>
(*): percent by weight (the granular sulfur product added
is eliminated) =
(**): sulfurized product in large pieces fixed to the walls of the reaction vessel, etc.
As can be seen from the results of Table 1, the particle size distribution of the sulfur product formed changes depending on the amount of the reaction medium used and, in Comparative Example 3 in which no reaction medium is used. , no granular product is formed.
EXAMPLES 33 to 37
In the same reaction vessel as described
in Example 1, 200 g of the asphalt separation with propane, 400 g of light oil and 100 g of the sulphide product in grains with a particle size of 0.5 to 1 mm obtained by the process are charged
of the present invention then, after adding to the mixture,
sulfur in an amount of 200 g (example 33), 250 g (example 34), 275 g (example 35), 300 g (example 36) or 400 g
(Example 37), the reaction is carried out for 4 hours at a temperature
<EMI ID = 64.1>
a speed of 900 revolutions / minute to obtain, in each case, an infusible and insoluble sulfurized granular product whose grains have a particle size distribution of the type indicated in Table 2.
Table 2
<EMI ID = 65.1>
EXAMPLES 38 to 40
Into the same reaction vessel as that described in Example 1, 200 g of the propane separating asphalt, 400 g of light oil and 300 g of sulfur are charged and, after adding 20 g (example 38), 60 g (example 39) or 100 g (example 4o) of the granular and crushed sulphide product obtained by the process of the invention (the particle size distribution of the crushed product is as follows: 30% by weight of grains of a particle size
<EMI ID = 66.1>
0.1 to 1 mm), the reaction is carried out for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C while stirring at a speed of 900
<EMI ID = 67.1>
nullometric data shown in Table 3. In addition, by way of comparison
<EMI ID = 68.1>
Example 1 in which the crushed granular sulfur product is not added.
Table 3
<EMI ID = 69.1>
(*) Percent by weight of all solids formed by the reaction (including added solid).
(**): Material in large pieces attached to the wall of the container
reaction, etc.
As can be seen clearly from the results
<EMI ID = 70.1>
Granular units exhibiting a narrow particle size distribution and no large chunky material attaches to the walls of the reaction vessel or only a small amount attaches to it. Likewise, it is evident that the particle size and shape of the product change depending on the amount of crushed granular sulfur product that is added.
EXAMPLES 41 to 43
200 g of the propane separation asphalt, 400 g of light oil, 300 g of sulfur and 100 g of the granular sulfur product obtained by the process of the present invention, then the reaction is carried out for 4 hours at a temperature of
230 to 235 [deg.] C while stirring at a speed of 900 rpm.
In addition, the particle size of the granular product sulfu-
<EMI ID = 71.1>
Table 4 indicates the particle size distributions and the shapes of the granular products obtained by the reaction.
Table 4
<EMI ID = 72.1>
(*): Percent by weight of all solids formed by the reaction (including added solid).
EXAMPLE 44
400 g of light oil, 200 g of propane separation asphalt, 300 g of sulfur and 100 g of coal from the Pacific Ocean are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1 (content of ash: 13%; volatile matter content: 52%; atomic H / C ratio: 0.94) which are crushed into grains with a particle size of 0.4 to 1 mm, after which the reaction is carried out for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure while stirring at a speed of 900 revolutions / minute; one thus obtains a sulphurized product in grains of a large
<EMI ID = 73.1>
EXAMPLE 45
400 g of light oil, 100 g of propane separating asphalt and 150 g of sulfur are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1, then the reaction is carried out for 2 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C while stirring at a speed of 900 revolutions / minute to obtain a sulfurized granular product whose grains have an average particle size of about 0.2 mm. When a further 200 g of propane separating asphalt and 250 g of sulfur are added to the reaction mixture
and when the reaction is carried out for an additional 4 hours, a sulfurized granular product is obtained, the grains of which have an average particle size of about 0.8 mm.
EXAMPLE 46
Into the same reaction vessel as that described in Example 1, 200 g of residual oil of reduced pressure from Kuwait of the type described in Example 7, 400 g of light oil are charged,
250 g of sulfur and 100 g of the sulfurized granular product obtained by the process of the present invention, which are crushed into grains with a particle size of less than 0.25 mm, then the reaction is carried out for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C while stirring at a speed of 1200 revolutions / minute to obtain a sulfurized granular product consisting of needle-shaped grains with a length of about 1 to 2 mm and a diameter of 'about 0.4 to 1 mm.
EXAMPLE 47
Into the same reaction vessel as that described in Example 1, 400 g of the same residual Kuwait normal pressure oil as described in Example 8, 300 g of sulfur and 100 g of the sulfurized granular product are charged. whose grains have a particle size of 0.5 to 1 mm and which is obtained by the process of the present invention, then the reaction is carried out for 4
<EMI ID = 74.1>
tess of 900 revolutions / minute to obtain a sulfurized product in spherical grains with an average particle size of about 0.5 mm.
EXAMPLE 48
200 g of propane separation asphalt are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1,
300 g of tert-butyl-benzene, 300 g of sulfur, as well as the sulfurized granular product whose grains have a particle size of 0.5 to 1 mm and which is obtained by the process of the present invention, then carried out reaction at a temperature of 230 to
235 [deg.] C under a pressure of 15 kg / m2, while stirring at a speed of 500 revolutions / minute to obtain a sulphide product in spherical grains with an average particle size of about 0.2 mm.
EXAMPLE 49
In the same reaction vessel as that described in Example 1, 400 g of light oil, 300 g of sulfur and
100 g of the sulfurized granular product, the grains of which have a granular
<EMI ID = 75.1>
present invention then, after heating the mixture to a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure, is gradually added 200 g of ... separation asphalt with propane at a rate of 1 g per minute, while stirring at a speed of 500 revolutions / minute. Then, by carrying out the reaction for 1 hour, a sulfurized product in spherical grains with an average particle size of about 0.7 mm is obtained.
EXAMPLE 50
Into the same reaction vessel as that described in Example 1, 400 g of light oil, 200 g of propane separating asphalt and 100 g of the sulfurized granular product, the grains of which have a particle size of 0.5 to 1 mm and which is obtained by the process of the present invention, then 300 g of sulfur are gradually added to the mixture at a rate of 1 g per minute.
<EMI ID = 76.1>
stirring at a speed of 900 revolutions / minute. Thereafter, the reaction is continued further for 1 hour, then the reaction mixture is removed from the reaction vessel and a spherical grain sulfurized product having an average particle size of about 0.005 mm is obtained.
EXAMPLE 51
The sulfurized granular product is used, the grains of which have a particle size of 1 to 1.4 mm and which is obtained in Example 29; this product is subjected to carbonization by heating at
<EMI ID = 77.1>
thus obtains the granular carbon indicated in Table 5.
EXAMPLE 52
The sulfurized granular product is used, the grains of which have a particle size of 0.15 to 0.25 mm and which is obtained in Example 32; this product is treated as described in example 51
and the granular carbon shown in Table 5 is obtained.
EXAMPLE 53
The sulfurized granular product is used, the grains of which have a particle size of 0.5 to. 1 mm and which is obtained in Example 34; this product is treated as described in Example 51 and the granular carbon shown in Table 5 is obtained.
EXAMPLE 54
The sulfurized granular product obtained in Example 42 is used and is subjected to a treatment as described in Example 42.
<EMI ID = 78.1>
5.
COMPARATIVE EXAMPLE 4
Using a rotary granulator in the usual way- <EMI ID = 79.1>
charcoal passing through a sieve with a 0.05 mm mesh, together with tar pitch as a binding agent, then heated to 45,000 for 2 hours under a nitrogen atmosphere.
<EMI ID = 80.1>
Table 5
<EMI ID = 81.1>
(*): The sample is placed in a glass tube with a diameter of
<EMI ID = 82.1>
amount of 20 ml, then the glass tube is rotated for 10 hours at a speed of 10 revolutions / minute. The weight of the powder thus formed with a particle size of less than 0.07 mm is measured and the percentage of powder vis-à-vis the total material is indicated.
As can be seen from the results of Table 5, the granular carbons obtained by the process of the present invention have a very low percentage of powder and, therefore, it is easily understood that the granular carbons obtained by the process of the present invention invention have excellent mechanical strength.
EXAMPLE 55
When the granular carbon obtained in the example is activated
<EMI ID = 83.1>
Using a fluidized activation oven in the usual manner, the granular activated carbon is obtained as shown in Table 6.
EXAMPLE 56
When the granular carbon obtained in Example 53 is activated with water vapor for 60 minutes at 850 [deg.] C using a fluidized activation oven, the granular activated carbon is obtained as shown in Table 6.
EXAMPLE 57
The granular carbon obtained in Example 54 is treated as described in Example 55 to obtain the granular activated carbon indicated in Table 6.
Table 6
<EMI ID = 84.1>
(*): Value measured by the Brunauer-Emmett-Teller method
using nitrogen absorption.
(**): Measurement performed using a buffer solution (pH: 7)
containing 300 mg of methylene blue per liter.
Comparison sample 1 is commercially available crushed activated carbon, while comparison sample 2 is commercially available spherical activated carbon.
As can be seen clearly from the results shown in Table 6, the granular activated carbons obtained by the process of the present invention are, with regard to the surface area and the adsorption of methylene blue, superior to the articles available. commercially and, in addition, they have excellent properties in terms of powder percentage or mechanical strength.
EXAMPLE 58
200 g of the propane separating asphalt, 400 g of light oil, 250 g of sulfur and 100 g of the crushed granular sulfur product (crushed into grains) are charged into the same reaction vessel as that described in Example 1. with a particle size of less than 0.5 mm), which is obtained by the process of the present invention, then the reaction is carried out for 4 hours at a temperature of 230 to 235 [deg.] C under normal pressure and all stirring at a speed of 900 revolutions / minute. When removing the reaction mixture from the reaction vessel and subjecting it to. filtration by centrifugation gives 410 g of a sulfurized product in spherical grains and 313 g of a filtrate (recovered oil).
A portion of the recovered oil is analyzed to determine the content of light oil and unreacted asphalt and thus, the amounts of propane separating asphalt and light oil consumed in the reaction are calculated.
Then, to the recovered oil, the fresh asphalt separating with propane and light oil are added in the quantities corresponding to the consumed quantities of these components and, after
having added 180 g of sulfur and 100 g of the sulfurized granular product (crushed into grains with a particle size of less than 0.5 mm), the reaction is carried out again. By repeating the same process, 5 times the oil recovered is used and the sulfurized granular product shown in Table 7 is thus obtained. From the results of Table 7, it is understood that the reaction medium recovered
(light oil) can be used in situ repeatedly without any difficulty.