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Production de noir de carbone par décomposition thermique d'hydrocarbures.
La présente invention est relative à la production de noir de carbone et elle se rapporte spécialement des modificarions et des nerf en ce gui concerne le procédé fondamental de formation de noir de carbone au moyen du craquage ou décomposition thermique de produits hydrocarbures.
Bien que les noirs de carbone industriels soient tous obtenus par décomposition thermique de produits contenant du carbone qui sont essentiellement des hydrocarbures par leur nature, on a déjà caractérisé une grande gante de noirs de carbone- et le nombre des types et des qualités différents connus dans l'industrie
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augmente continuellement.
Les différences entre les types et les qualités de noir de carbone sont dues en partie à des différences de traitement au cours des procèdes iris en oeuvre pour effectuer
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les réactions de décomposition thermique des matières de àép#rt non traitées -constituées par des hydrocarbures, en partie à des diffé- rances de caractère des divers hydrocarbures et en partie aux varia- tions des conditions chimiques et physiques dans lesquelles on effectue ces réactions de décomposition.
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fuel que soit le procédé qu'on utilise ri les divers procédas disponibles pour produire du noir de carbone c'est-à-tir=, par exemple, que ce soit une décomposition avec flpe nue (projettion sur un profilé en U), une décomposition avec fiasse directe retenue (procédé, au four) une d0co90sition par chaleur e¯¯.a¯.-¯ir 'e (four thermique cyclicue), des proela4s utilisant des suifaces -'"ffées extérieurement (four therrique continu) ou des praclà4s utili- sant une combustion par détonation ou une combustion interne (systè-
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mes utilisant un moteur ou une énergie), etc... il existe tou,'o:
s certains facteurs contrôlés avec plus ou noins de Drcisic -ul tendent à faire du maintien du contrôle de la qualité et/ou de la normalisation des propriétés dans les divers types de noirs ce carbone des problèmes importants dans l'industrie entière. Le¯. variations inévitables et habituellement incontrôlables du caractère des hydrocarbures constituant la charge du procède aggravent encore ces problèmes du contrôle de la qualité et de la normalisation des tybes de
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noirs.
Ceci est particuliëreisent vrai quand les hydrocarbures 1e la charge comprennent des fractions liquides, p-:rce clic- toutes les fractions d'hyarocarbures liguides -'cono-Tliques et facile ent "fis-¯ Donibles sont assez ccmplexes au point de vue chimique et sont consti- tuées par de nombreux types différents ae structures moléculaires dont les proportions peuvent varier largement d'une source à une au- tre ou même entre des charges différentes provenant d'une source unique.
La présente invention a oour objet: @
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- un procédé nouveau et perfectionné cour régler et cs^Tle: lex propriétes des noirs de carbone lorscueile, sont Jr?.4,:its dans une zone de réaction en vue de satisfaire.à des exigences prescrites
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et prédéterminées;
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- un moyen simple pour compenser les variations existait d?ns les hydrocarbures bruts et les autres facteurs im'.)rtan1s -.li, norrslement, codifieraient de façon notable lr. qualité noir qui sersit obtenu sans ce moyen, à moins que des c,ia1gerents et o0ificatios importants et continus soient apportas à Inculpèrent ':'1.2 rour cu
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aux conditions de fonctionnement.
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Con1'ormément à l'invention, on a -4-s Pu 1')0:.r:-: un ce=oc4<-" simple de production de noirs de carbone qui =ont c2rctfri3fs principalement par une absorption d.'huile réduite et lorsqu'ils sont incorporés dans le caoutchouc par une valeur inférieure d9 zodule. On a également nis au point un proc¯3F de fabrication ce
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noirs qu'on peut granuler plus facilement.
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D'autres caractéristiques et avantages de 1 ar invention ressortiront de 1= description Qui va suivre.
La demanderesse a actuellement .lis eu point un proc.'4,-f simple quoique très efficace pour contrôler et rosier les pr??rî"t"s et les caractéristiques des noirs de carbone obtenus par ù'=ompJsi-
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tion thermique 'd'un produit brut constitué par un hydrocarbure.
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Conformément au procédé de 1?invention, on peut r' ler de ::ar.=¯ e
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relative les propriétés du noir de carbone et/ou compenser les
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effets des changements d'autres variables du proc!-df en introui2t, dans la zone de réaction de formation de cérbone, des quz-mtitfs relativement faibles d'un. métal 2.lcalin.
Des :::ét,,:llX alcalins .-te ce genre sont, bien entendu, des Kiembres u groupe ln du s;ystmP périodique de classification des tlcients chimiques et ils comprennent le lithium (numéro atomique 3), le sodium [numéro üto-.:iue 11), le potassium (numéro atomique 19), le rubidium (nu.nro ;;to:iGue 37), le césium fnucAéro atomique 5;,} et le francium (nur.1lro ato::Ü"e P7).
La cuantité exacte des ±?4>nents constituas par ces n-étaux
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alcalins utilisés conformaient à la présente invention a!.pen1, zen entendu, du métal utilisé parni ceux-ci ainsi que de 1'' n'-tur" exacte de la réaction de formation de carbone qui est en j-u et .1## propriétés exactes du noir obtenu pour lesquelles un contrai? est le plus critique ainsi que du degré de r11!1l:;e de ces proorl't5 '::11 t>rt désiré. Bien qu'on puisse souvent d:celer c'cs effet ;:wr:;l :. ,":,')11:des concentrations basses, on peut obtenir des effets not3blc;;, :>.>,a= la plupart des a:-liCBtions -ratiquese en intrc?'ül:'-'.'nt zur. "1"<#t# dans la zone ùe réaction de formation e cnrron!': "-v'-c un d'bit r': moins égal à une partie par nillion -.le nsrties u ::ni; ra.: >..;n; formb dans cette zone cOt:'"e drter:rinf Tr lr.
F n ti* ' . :-::;:': -:!. :'110. "fi obtient habituellencnt le r':'iltr.:ur ,'{'uilir,rù des .ro,>;1"f'.: . u :1,)1:' et les résultats les plus intéressants :.vo ¯ c;>1.JL-c 1 1' r" >,<.. ''1t sont introduits en des cuantit's co-.:;JrÍ3'¯:: ;::trp <.;r;;1;.oe;; 1> ,:E :':':r'j" 20.000 parties, en noids, prtr Million ne parties, en !Joi:';;, ";e il'::!.'" 'il' carbone produit. 'foutefois., dans certctins cns, on n' ',tl"rJ': l'f 1. effets .:naxi!'1a sur certaines ,roQri/t.s tant qu'on n'intr>,'-a1:..>".r ..<,s concentrations encore plus élevées de ces '1 . :cr.t.^. et on peut couvent obtenir des résultats avantageux en utilisant ces :1:. ents en 1e= quantités supérieures, bien qu'on obtienne 7f 1n- un ofi'et maximum en introduisant des quantités de ces ±14,#ents inf''rieares à 100.000 parties par million.
Par conséquent, lr :1J.énti tf :m¯fimu
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de ces éléments chimiques qu'on peut utiliser avantageusement dans
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la réaction de formation du carbone p eut dépendre de 'Le-:. quantité-' de ,matière étrangére qu'on peut tolérer dans le noir de carbone fini.
On a constaté que la quantité- de iiéta.1 aies'lin ui peut être détectée dans le noir de carbone produit -::; <,ui v"r:.t ce proc4àl n'est générale=ent pas supérieure ? le. =1oit.il de la. quantité ajoutée
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à la zone de réaction de fondation du carbone.
En tout cas, 'les quantités des éléments constitués par des métaux alcalins introduites comme spécifié ci-dessus peuvent être constituées entièrement par un élément unique ou par deux de ces éléments ou davantage ou encore par une combinaison quelconque de
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ces éléments.
De mère, ces clients constituas 'l-r ces ce,iitn1=;: r'ic".lirs sont efficaces quelle que soit la l'orme sous 1;- çuelle ils pont ajoutés à la réaction de formation du carbone, c'est-à-dir ur ce soit sous la forme élémentaire ou d'une co!':binr=ison c'r:iiue, soum
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forme solide, liquide ou de vapeurs, et qu'ils soient en dissolution ou en suspension dans un véhicule ou support tel que de l'eau, un
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milieu aqueux, un milieu organique y ^o:aris les h:nrocrbure::: bruts à partir desquels on fabrique le noir, ou en suspension dans des vapeurs ou des'gaz tels que l'air de combustion ou les 8Z combustibles qui sont souvent brûlas ::'1.1 contact ce 1'h!roc=rararp de =.rrication pour fournir la chaleur nécessaire pour 1^ d' co"':-ozi 7-.:.r-n: thersicue de cet hydrocarbure en vue de forcer eu noir (,-le c'rr'.)r.:-.
D'une !r.[.ni-3re g'n4rzle, on Deut :.nipuler ces 1;'-F-nLs 1u4 wilcent et nus commod,7,ent sous la forte de leurs corpos-'s s ::hi"'i ( 1.1e,; cpr ceux-ci sont fHCil-=rcnt ais-oônibics et :-.i: l'Jli:':'-'1t le p=%a"1';=e pos: par l'introduction des éléments eux-mêmes à une concentration uniforme. Par exenzple, des CQ,:posés 2p"ropl'i(-s contenant ces ;'lM,:..t;: peuvent être minéraux CO:'1:"i.e leurs chlorures, 1-urs 21lfl',tes, l"urs carbonates, etc... ou organo-:;:.'.t'Jlli:,ues cO::1:.:e 1ùrs sels -v-0 res acides organiaues, c#r.prenr.nt les aciaes -;'1'±'2, llurs alkyles s ¯t. pliques, etc...
Etant donné les concentrations relativement basses auquelles ces i1-l'rients sont efficaces, il est habituellement extrême-en avantageux ose les introduire sous forme forte'-rr't diluée ou :>110n':"ée, :t<->nt donn rue le nsintien d'un taux d'adaitiori et c'un niveru cp c0nc-:ntration uniformes s'en trouve rander'ent fscilit. Ainsi, il est souvent désirable de les introduire sous la forte d'une solution aqueuse trns diluée ou sous rome d'une solution orgrnique diluée analogue ou sous forme d'4ulsions orgnnicues ou aqueuses. Il n'ast pas non rylus nécessaire, quand on forme ces solutions, d'utiliser au départ un compose ou un ±14nent purs ou ehi"içue3:ent raffiné:.
Les exemples spécifiques qui suivent de ::.odes de iè en oeuvre rti:u11rs ae l'invention ne sont donnas rie pour permettre
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de mieux comprendre et plus complètement certains des détails de mise en oeuvre de l'invention et ses sodés d'application. Il est bien entendu que ces exemples ont un caractère illustratif et nul- lement limitatif de la portée de l'invention.
EXEMPLE 1.
'Dans une unité de production de noir de carbone à trois fours, qui fonctionne avec un courant d'nydrocarbure liquide de fabrication injecté axialement et un mélange combustible de gaz naturel et d'air qui est injecté tangentiellement dans chaque four, le noir obtenu à partir d'un produit obtenu par extraction au furfural d'un produit de recyclage catalytique d'une unit'* de craquage d'une raffinerie de pétrole est caractérise par des valeurs du module, après son mélange dans un caoutchouc, qui dépassent de façon constante la garnie spécifiée pour la Qualité en question.
Les valeurs obtenues sont égales à 115 à 120% de l'écnantillon témoin standard alors qu'on désire obtenir une garnie de valeurs comorise entre 95 et 105% de l'échantillon témoin standard.
Sans rien codifier dans l'équipement ou d'autres concilions de fonctionnement, l'introduction dans la zone de réaction de 'or- mation de carbone du four d'une solution aqueuse diluée de chlorure de potassium, en une quantité suffisante bour que le potassium soit envoyé dans la réaction de production de noir de carbone a ni son de 22,5 parties par million de parties, en poias, de noir formé, réduit immédiatement les valeurs du module du noir résultant jusqu'à une valeur entrant parfaitement dans les spécifications sans que les autres propriétés du noir s'écartent d'un niveau satisfaisant ou sans modifier de façon appréciable les rendements en @oir. En outre,
le noir obtenu quand on ajoute KCl est beaucoup plus facileent transforma en granules au moyen du procédé de granulation à sec dans un tambour rotatif que celui qu'on obtient sans addition ae KC1.
Les propriétés de l'huile hydrocarourée non traitée et les conditions de fonctionnement utilisées dans les opérations ci-dessus sont mentionnées ci-après:
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Pronriétés de l'huile
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<tb>
<tb> Poids <SEP> spécifique <SEP> à <SEP> 15,6 C/15,6 C <SEP> 1,091
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> environ <SEP> 54 C, <SEP> centistokes <SEP> 49,791
<tb> Viscosité <SEP> à <SEP> environ <SEP> 99 C, <SEP> centistokes <SEP> 8,002
<tb> Rapport <SEP> H/C <SEP> 1,084
<tb> Poids <SEP> moléculaire <SEP> moyen <SEP> 245
<tb> Point <SEP> d'ébullition <SEP> initial
<tb> (méthode <SEP> ASTM) <SEP> 248,9 C
<tb>
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50% de produit distillé 37-.3 C Conaitions de mise en oeuvre du four
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<tb>
<tb> Débit <SEP> d'introduction <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> 965,
280 <SEP> 1/h
<tb> Température <SEP> de <SEP> l'huile <SEP> 121 C
<tb> Débit <SEP> d'introduction <SEP> du <SEP> gaz
<tb>
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naturel ?74,h75 fi il
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<tb>
<tb> Débit <SEP> d'introduction <SEP> de <SEP> l'air
<tb>
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de combustion .30 !'l Ih
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<tb>
<tb> Débit <SEP> d'introduction <SEP> de <SEP> l'air <SEP> axial
<tb>
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(pour l'atomisation, etc...) 396,4:5 m /11 Production du noir de carbone 124,;3U 1;;/lu On obtient les mêmes résultats de façon constante que
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la solution de iCl soit injectée dans la zone de r'action s.<prr4sent ou dans le courant d'huile de mct14re non trnitée nans la charge de gaz naturel introduite dans le i'our ou dr-ns le courant d'air de combustion.
On obtient des résultats sE'nsibleL1t '-u4-vzi.nts à ceux de l'eer-^.Bla nrécdent si, Pu lieu renvoyer des sels de potassium dans la zone de réaction de l'un<t± de Drc{1'.lction, on introduit une solution ailuée de sels de caési:1..r.l, de rubici,1= ou ne 2'1di#-. dans la zone Qe réaction en cuantite suffisante ryour fournir environ 10 parties de rubiaiwm, environ 20 p?rti2s de csiu-- ou environ
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200 parties de sodium par million de parties, en poids, de noir de'Carbone en cours de production.
Tandis que l'exemple 1 illustre la !noise en oeuvre de l'invention comme une façon commode de régler la qualité ou de com- penser des facteurs variables qui demanderaient sans cela des réglages relativement difficiles de l'équipement ou des conditions opératoires du procédé., l'exemple suivant démontre consent on peut également obtenir des modifications imbortantes du caractère du noir de carbone sans apporter de modifications importantes à l'équipement ou aux conditions de travail, grâce à la aise en oeuvre de la présente invention.
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EXEMPLE 2. -
On fait fonctionner un four de production de noir de carbone en utilisant environ 227, 120 1/h d'un extrait aromatique provenant d'un produit de recyclage d'une opération de craquage catalytique effectuée dans une raffinerie de pétrole. On préchauffe ce liquide de fabrication à 260 C et on l'introduit axialement dans la zone de réaction cylindrique du four par un ajutage d'atomisation disposé au centre de l'extrémité amont de ce four.
Le liquide de fabrication atomisé est décomposé thermiquement à l'aide d'une réaction de combustion turbulente entretenue par six gicleurs de gaz naturel disposés à des distances égales autour de l'ajutage d'atomisation s'écoulant à la vitesse d'environ 84,950 m3/h et un courant d'air pénétrant dans l'espace annulaire entourant les gicleurs de gaz en suivant une volute en spirale, à la même extrémi- té du four, à la vitesse d'environ 1520,930 m3/h pour obtenir 99,790 kg/h de noir de carbone.
bans apporter de modifications quelles qu'elles soient à la structure du four, ni aux conditions opératoires autres que celle qui consiste à introduire dans le couvant d'hydrocarbure de fa- brication, après le préchauffeur et avant son introduction dans l'ajutage d'atomisation d'air, 5,680 1/h d'une solution aqueuse diluée de KC1 contenant 0,003 kg de KC1 par litre et, dans un autre essai, 7,570 1/h d'une solution aqueuse diluée de soude caustique contenant 0,06 kg de NaOH par litre, on change énormément la nature du noir produit comme le montre une comparaison entre sespropriétés analytiques et les propriétés du caoutchouc données sur le tableau ci-dessous, bien que le taux de production de noir de carbone reste sensiblement inchangé et reste à 99,790 kg/h.
Dns ces essais, le taux d'addition de K est de 104 parties et celui de Na est de 2614 parties, en poids, par million de parties de noir forcées.
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Comparaison des noirs.
Propriétés analytiques.. Propriétés du caoutcbour
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<tb>
<tb> Echan- <SEP> Indice <SEP> Pou- <SEP> Sur- <SEP> Absorp- <SEP> Résis- <SEP> Module <SEP> Rebondistillon <SEP> de <SEP> voir <SEP> face <SEP> tion <SEP> tance <SEP> à <SEP> sèment
<tb> de <SEP> noir <SEP> noir- <SEP> colo- <SEP> de <SEP> d'huile <SEP> à <SEP> la <SEP> 300% <SEP> % <SEP> du <SEP> téceur <SEP> rant <SEP> con- <SEP> cm <SEP> /g <SEP> trac- <SEP> % <SEP> du <SEP> moin.
<tb> tact <SEP> tion <SEP> témoin
<tb> m2/g <SEP> du
<tb> m2/g <SEP> témoin
<tb> Témoin <SEP> 87,0 <SEP> 228 <SEP> 114 <SEP> 1,68 <SEP> 96 <SEP> 118 <SEP> 99,1
<tb> Avec <SEP> KC1 <SEP> 86,6 <SEP> 243 <SEP> 97 <SEP> 0,98 <SEP> 98 <SEP> 71 <SEP> 96,6
<tb> Avec <SEP> NaOH <SEP> 87,2 <SEP> 260 <SEP> 100 <SEP> 1,10 <SEP> 107 <SEP> 79 <SEP> 96,
3
<tb>
# Essayées pour une charge de 50 parties dans un caoutchouc syn- thétique de copolymère styrène-butadiène "SBR - 1000".
Il est clair que le noir de carbone fabriqué en présence de métaux alcalins est tout à fait différent de celui qu'on obtient dans les mêmes conditions opératoires sans utiliser l'additif. On a constaté que ce nouveau type de noir à module extrêment as est très utile dans beaucoup d'applications. Par exemple, quand on l'utilise en une quantité donnée dans un polymère donné, il donne un produit beaucoup plus mou.
On obtient les mêmes résultats que dans l'exemple ci-dessus quand on utilise une solution diluée de potasse caustique contenant une concentration équivalente de potassium par litre à la place de la solution de KC1 utilisée ci-dessus et quand une solution de chlorure de sodiun de concentration similaire en sodium remplace la solution de NaOH.
On obtient également les mêmes résultats nue dans l'exe-- ple ci-dessus quand les solutions d'additifs en question sont in- troduites dans la zone de réaction de formation de carbone sous forme de suspension dans l'un des réactifs gazeux et non dars l'hydrocarbure liquide de fabrication.
On peut obtenir des résultats sensiblement équivalents à ceux de l'exemple ci-dessus en utilisant, à la place des additifs contenant du potassium, une solution dilu4e d'un sel de césium
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en quantité suffisante pour fournir 100 parties en poids de Cs par million de parties de noir formé, ou une solution diluée d'un sel de rubidium en quantité suffisante pour donner 50 parties en poids de Rb par million de parties de noir formé, eu enccre une solution diluée d'un sel de lithium en quantité suffisante pour donner 5000 parties en poids de Li par million de parties de noir formé.
EMEMPLE 3.
Dans un four de fabrication de noir de carbone du type thermique à double générateurs, dans lequel l'hydrocarbure de fa- brication est soumis à des températures de craquage grâce aux surfaces réfractaires chaudes dans l'un des générateurs tandis que l'autre générateur est chauffé jusqu'à des temp4ratures de craqua- ge par la combustion d'un combustible gazeux qui y est contenu, on utilise un gaz naturel dilué avec un gaz reformé (le gaz se déga- geant au cours du procédé étant principalement de l'hydrogène) com- me courant d'hydrocarbure de fabrication.
Le fonctionnaient de l'unité avec une concentration de gaz naturel et avec les débits nécessaires pour maintenir la surface de contact et le mouvoir co- lorant spécifiés pour le noir de carbone "de qualité thermioue fine" tend à produire un noir dont le module dans du caoutchouc .est su- périeur à celui qui est désiré. Par exemple, le module de 400% con- féré au caoutchouc naturel par une charge de 50 parties de ce noir dans une formule courante après un durcissement de 45 minutes at- teint en moyenne 114,10 kg/cm .
Sans rien modifier dans l'équipement ou d'autres condi- tions de travail de l'unité, l'injection, dans le courant de
36,585 m3/minute de gaz naturel pénétrant dans le générateur, d'une solution de KOH en quantité suffisante pour fournir dans la zone de réaction de formation de carbure 0,0043 kg/heure de potassiu@ (environ 8 parties de K par million de parties de noir) et, dans une variante, de 0,475 kg/heure de NaOH (environ 530 rarties de Na par million de parties de noir), réduit immédiatement le module à
400% du noir résultant dans la formule mentionnée ci-dessus à en-
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viron 105-107 kg/cm2 sans amener les autres propriétés du noir à tomber en dessous de valeurs satisfaisantes.
En fait, le noir produit pendant l'addition de ces solutions de métaux alcalins bossède un pouvoir colorant et une surface de contact un peu supérieure et correspond à une légère augmentation du rendement.
On donne dans le tableau ci-dessous des données et des résultats plus complets obtenus au cours des opérations qu'on vient de décrire
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<tb>
<tb> Débits <SEP> du <SEP> Additif <SEP> Noir <SEP> produit <SEP> Propriétés <SEP> Propriétés <SEP> du <SEP> ; <SEP>
<tb> cycle <SEP> de <SEP> de <SEP> du <SEP> caoutchouc
<tb> fabrication <SEP> contrôle <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> noir <SEP> naturel
<tb> Gaz <SEP> na- <SEP> Gaz <SEP> de <SEP> Débit <SEP> Rende- <SEP> Pou- <SEP> Surfa- <SEP> Mod.
<SEP> à <SEP> Charge
<tb> turel <SEP> raffi- <SEP> kg/ <SEP> ment <SEP> kg/ <SEP> voir <SEP> de <SEP> de <SEP> 400% <SEP> de <SEP> rupm3 <SEP> nage <SEP> min <SEP> 1000 <SEP> m3 <SEP> colo- <SEP> contact <SEP> kg/ <SEP> ture
<tb> m3 <SEP> de <SEP> gaz <SEP> rant <SEP> M2/g <SEP> cm2 <SEP> kg/cm2
<tb> naturel
<tb> 36,585 <SEP> 60,315 <SEP> néant <SEP> 8,482 <SEP> 14,5 <SEP> 57 <SEP> 10,1 <SEP> 114,1 <SEP> 234,50
<tb> 36,585 <SEP> 60,315 <SEP> KOH <SEP> 9,255 <SEP> 15,8 <SEP> 65 <SEP> 10,6 <SEP> 107,10 <SEP> 230,30
<tb>
# Mesurées avec un durcissement de 45 min. d'un mélange contenant
50 parties en poids de noir pour 100 parties de caoutchouc.
'
Dans d'autres essais, on augmente de deux à trente-deux fois les quantités de solution de métal alcalin en réduisant enco- re le module à 400% de la formule standard de caoutchouc naturel jusqu'à des valeurs comprises entre 100,10 et 86,10 kg/cm2 tout en ' conservant toujours des résistancesà la traction dans les mêmes mélanges d'au moins environ 224 kg/cm2. Les rendements sont en outre généralement également maintenus à un niveau d'environ 6,800 kg de noir de carbone par 28 m3 de .gaz naturel même si les débits de gaz naturel sont augmentés et si les débits du gaz reformé sont ré- duits en vue d'éviter une augmentation excessive du pouvoir colo- rant et de la surface de contact du noir produit.
Ces augmentations des débits de gaz naturel sans perte de rendement (et, avec dans la plupart des cas, une certaine augmentation du rendement) ont abouti à des augmentations très notables du taux de production d'une unité donnée, ce qui constitue un avantage économique extrêmement important par rapport aux avantages mentionnés précédemment et
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concernant l'amélioration de la qualité.
On obtient sensiblement les mêmes résultats dans l'unité thermique décrite ci-dessus en utilisant d'autres sels de métaux alcalins en solution diluée, pris en des quantités suffisantes pour fournir les mêmes quantités relatives de métal alcalin, en poids, r que celles qui sont fournies par le métal alcalin correspondant dans les opérations ci-dessus.
On obtient également des modifications de nature analogue de la qualité du noir produit quand on utilise des proportions si- milaires des mêmes additifs dans des procédés de production de noir' de carbone à projection fonctionnant avec une charge de gaz natu- rel ou de gaz enrichi par une huile.
Les exemples décrits ci-dessus illustrent plusieurs des avantages de la présente invention. De plus les noirs obtenus par le procédé de fabrication perfectionné conforme à l'invention sont par eux-mêmes plus faciles à granuler, ce qui permet de produire des granules de qualité améliorée à des vitesses accrues dans une partie donnée de l'équipement de granulage. De mène, la vitesse à laquelle un hydrocarbure brut donné peut être décomposé pour for- mer les particules de noir de carbone dans un réacteur de type et de dimensions donnés peut également être augmentée dans certains cas, ce qui permet une augmentation globale du rendement d'une in- stallation donnée.
On peut également mettre la présente invention en oeuvre pour régler des qualités importantes de divers types de noir de carbone. Par exemple, on peut l'utiliser pour régler des propriétés du caoutchouc comme le module, la dureté, etc..... En fait, on peut produire des noirs, comme le montrent l'exemple 2 ci-dessus, dont les propriétés dans le caoutchouc sont si fortement modifiées qu'on peut produire des caoutchoucs beaucoup plus mous à partir d'un élas- tomère donné avec une charge de noir donnée, ou, alternativement, on peut utiliser des charges beaucoup plus importantes de ce noir avec un élastomère donné pour produire des caoutchoucs ayant des propriétés dynamiques acceptables.
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Non seulement la présente invention permet d'obtenir des noirs de carbone possédant des propriétés améliorées dans le caoutchouc mais encore elle permet d'obtenir des noirs dont les propriétés sont aussi très fortement améliorées pour beaucoup d'applica- tions spéciales. Par exemple, dans des systèmes fluides tels que les encres et les peintures, l'utilisation des noirs de la présente invention permet d'obtenir les combinaisons uniques des caractéris- tiques d'écoulement et d'intensité de coloration à un prix réduit.
Ceci est dû au fait que ces noirs tendent à présenter un pouvoir colorant plus élevé et une échelle plus faible de noirceur (au nigromètre) (on entend par là une absorption blus grande de la lumière et, par conséquence, un aspect noir de jais) que les noirs classiques ayant la même dimensions de particules, et, en même temps, ils tendent à absorber moins de liquide, de sorte qu'on peut utiliser des charges plus élevées dans un véhicule liquide donné pour obtenir un produit ayant une viscosit- et un caractère
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.à'4coulement" donnés. Il en est de më!ne pour la piF"'11ent.aticm des matières plastiques et des divers systèmes d'enduits protecteurs.
Bien que, comme on l'a précédemment établi et comme on l'a illustré par les exemples précédents, la présente invention soit efficace et utile dans n'importe quel mode de production de noir de carbone, les résultats obtenus par l'application de l'invention sont peut-être plus frappants dans des procédés dans lesquels on utilise des hydrocarbures normalement liquides comme produit brut pour former le noir de carbone. Ceci est probablement dû au fait que les noirs fabriqués avec ces produits liquides bruts tendent normalement à conférer un module pus élevé aux caoutchoucs.
Il en est particulièrement ainsi quand ces hydrocarbures liquides sont de nature si fortement aromatiques par nature qu'ils ne sont pas complètement vaporisables sans craquage, ces hydrocarbures étant très souvent utilisés actuellement comme produits bruts pour la fabrication du noir de carbone.
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La présente inventionne consiste pas simplement à introduire dans le noir de carbone fini obtenu des produits étrangers qui modifient par eux-mêmes les propriétés de ce noir. En fait, la demanderesse a constaté que les additifs qu'elle utilise doivent être présents au moment initial de la formation des particules de noir de carbone. Par exemple, si on les ajoute, même immédiatement après la formation du noir de carbone, leur effet est sensiblement nul.
En conséquence, la demanderesse en conclut que les effets de la présente invention doivent être dus à une modification fondamentale de la réaction de formation du noir de carbone, qui est déterminée par la présence des éléments chimiques spécifiés dans la zone de réaction au moment de la décomposition des hydrocarbures bruts. Quelle que soit l'action de ces éléments, ell doit être principalement chimique ou physico-chimique parce qu'il ne suffit pas d'introduire simplement une molécule, un élément ou un autre noyau étrangers quelconques dans la zone de la réaction de formation de carbone, comme en témoigne le nombre énorme d'autres produits chimiques et additifs, tels que des composés du plomb, le fer, le baryum, le magnésium et beaucoup d'autres, qui ont été essayés d'une manière similaire sans effet significatif.