CS195774B1 - Method of producing carbon black - Google Patents
Method of producing carbon black Download PDFInfo
- Publication number
- CS195774B1 CS195774B1 CS486478A CS486478A CS195774B1 CS 195774 B1 CS195774 B1 CS 195774B1 CS 486478 A CS486478 A CS 486478A CS 486478 A CS486478 A CS 486478A CS 195774 B1 CS195774 B1 CS 195774B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- carbon black
- oxygen
- hydrocarbon
- containing gas
- stream
- Prior art date
Links
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 25
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims description 18
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 18
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 12
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 claims description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 claims description 3
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 claims 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 30
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 13
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 4
- 230000036284 oxygen consumption Effects 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 229920002959 polymer blend Polymers 0.000 description 2
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Description
(54) Zpftsnb výroby sazí(54) Carbon black production
Vynález se týká způsobu výroby sazí.The invention relates to a method for producing carbon black.
Vynález lze účinně používat k výrobě retortových sazí různé struktury, přidávaných jako plnidel pro polymerní směsi.The invention can be effectively used to produce retort blacks of various structures added as fillers for polymer blends.
Struktura představuje jednu z nejdůležitějších vlastností sazí, která je rozhodující pro kvalitu polymerních směsí plněných sazemi: jako struktura sazí se označuje stupeň nárůstu částic sazí v řetězcích. Během výrobního procesu v reaktoru se sbalují jednotlivé částice sazí v rozvětvené agregáty sestávající z více částic.The structure is one of the most important properties of the carbon black, which is critical to the quality of the carbon black-filled polymer blends: the structure of the carbon black is the degree of growth of the carbon black particles in the chains. During the production process in the reactor, the individual carbon black particles are packaged into branched aggregates consisting of multiple particles.
Průměrný počet částic v agregátech každého druhu sazí je různý. Čím vyšší je průměrný počet částic v agregátech, tím vyšší je struktura těchto sazí.The average number of particles in the aggregates of each type of carbon black is different. The higher the average number of particles in the aggregates, the higher the structure of these carbon blacks.
Pro stanovení struktury sazí jsou k dispozici různé analytické prostupy. Struktura sazí byla v této práci určována pomocí absorpce oleje (dibutylftalátu).Various analytical passages are available to determine the carbon black structure. The structure of carbon black in this work was determined by the absorption of oil (dibutyl phthalate).
Se zvyšováním struktury sazí roste absorpční hodnota dibutylftalátu.As the carbon black structure increases, the absorption value of dibutyl phthalate increases.
Je znám způsob výroby sazí pyrolytickým rozkladem suroviny na bázi uhlovodíků v horkých spalných plynech paliva, při kterém se koaxiálně k proudu suroviny uvádí proud plynu obsahujícího kyslík, s obsahem kyslíku alespoň 33 objemových procent. Plyn obsahující kyslík se uvádí v množství postačujícím k tomu, aby do reaktoru prou2 dílo alespoň 0,057 Nm3 kyslíku na 1 kg suroviny (US pat. spis č. 3 355 247, IN patentový spis 97 738). Struktura sazí se zvyšuje s přibývajícími spotřebou plynu obsahujícího kyslík a s rostoucím obsahem kyslíku v plynu. Způsob umožňuje při nasazení suroviny určitého složení získávat saze rozdílné struktury.There is known a method for producing carbon black by pyrolytic decomposition of a hydrocarbon-based feedstock in hot combustion gases of a fuel, wherein a stream of oxygen-containing gas having an oxygen content of at least 33% by volume is introduced coaxially to the feedstock stream. The oxygen-containing gas is present in an amount sufficient to provide at least 0.057 Nm 3 of oxygen per kg of feedstock to the reactor (U.S. Pat. No. 3,355,247, IN Patent 97,738). The structure of the carbon black increases with increasing consumption of oxygen-containing gas and increasing oxygen content in the gas. The method makes it possible to obtain carbon blacks of different structures when using a feedstock of a particular composition.
Nevýhoda známého způsobu spočívá ve velké spotřebě kyslíku a tím nižším stupni účinnosti.The disadvantage of the known process lies in the high oxygen consumption and the lower efficiency.
)e rovněž znám způsob výroby sazí, při kterém se získávají horké spalné plyny paliva, do nichž se uvádí proud směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík (vzduchem) a koaxiálně s ním se uvádí proud vzduchu, tyto proudy se smísí se spalnými plyny paliva a potom se surovina na bázi uhlovodíků pyrolyzuje na saze (viz knihu V. P. Sujeva, V. V. Michailov „Výroba sazí“, Chemie Verlag, Moskva SSSR, 1965, str. 118 až 129). Tímto způsobem lze vyrábět ze suroviny saze s vysokým výtěžkem.It is also known to produce a carbon black in which hot combustion gases of a fuel are fed in which a stream of a hydrocarbon-based feedstock mixture with an oxygen-containing gas (air) is fed and coaxially an air stream is mixed with the flue gases fuel, and then the hydrocarbon-based feedstock is pyrolyzed to soot (see VP Sujeva, VV Michailov, "Production of soot", Chemie Verlag, Moscow USSR, 1965, pp. 118-129). In this way, carbon black can be produced from the feedstock in high yield.
Nevýhodou známého- způsobu je to, že neposkytuje žádnou možnost zvýšit strukturu sazí přidáním surovin určitého složení, jakož i získávat saze s různou úrovní struktury.A disadvantage of the known method is that it does not give any possibility to increase the structure of the carbon black by adding raw materials of a certain composition, as well as to obtain carbon black with different levels of structure.
Úkolem tohoto vynálezu je vyvinout způ195774 sob výroby sazí s takovými parametry přivádění směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík a koaxiálně s ním vháněného proudu vzduchu, jež by dovolily získávat saze se zvýšenou strukturou při snížené spotřebě kyslíku a tím zvýšit účinost výrobního procesu.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a carbon black production method with feed characteristics of a hydrocarbon-based feedstock with an oxygen-containing gas and a coaxial air stream blown therethrough to obtain a carbon black with increased structure while reducing oxygen consumption.
Podstata vynálezu spočívá v tom, že při způsobu výroby sazí, ve kterém se nejprve získávají spalováním paliva s oxidačním činidlem horké spalné plyny paliva, potom se uvádí do spalných plynů paliva proud Směsi na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík a koaxiálně s ním proud vzduchu, oba proudy se mísí se spalnými plyny paliva a potom se surovina na bázi uhlovodíků rozkládá pyrolyticky na saze, podle vynálezu se používá proudu směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík a proudu vzduchu pří poměru rychlosti pod 5,0, přičemž plyn obsahující kyslík a vzduch se uvádějí v množství, které postačuje, aby se přivedlo asi 0,003 až 0,02 Nm3 kyslíku, popřípadě 0,1 až 1,0 Nm3 vzduchu na 1 kg suroviny.SUMMARY OF THE INVENTION In a process for producing a carbon black in which hot combustion gases of a fuel are first obtained by combustion of a fuel with an oxidizing agent, a hydrocarbon-based stream with an oxygen-containing gas and an air stream coaxially therewith is introduced into the combustion gases of the fuel. both streams are mixed with the combustion gases of the fuel, and then the hydrocarbon-based feedstock is pyrolytically decomposed to carbon black, using a hydrocarbon-based feedstock mixture with an oxygen-containing gas and an air stream at a rate below 5.0, the air is given in an amount sufficient to provide about 0.003 to 0.02 Nm 3 of oxygen or 0.1 to 1.0 Nm 3 of air per kg of feedstock.
Způsobem podle vynálezu lze zvýšit strukturu sazí, získávat saze různé úrovně struktury a snížit spotřebu kyslíku.By the method of the invention, the carbon black structure can be increased, the carbon blacks can be obtained at different levels of structure and the oxygen consumption reduced.
Je účelné, uvádět proud směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík rychlostí pod 100 m/s a proud vzduchu rychlostí 20 až 150 m/s.Suitably, the stream of the hydrocarbon-based feedstock mixture with the oxygen-containing gas is present at a rate below 100 m / s and an air stream at a rate of 20 to 150 m / s.
Při těchto rychlostech lze získávat saze s nejvyšší strukturou.At these rates, the carbon black with the highest structure can be obtained.
Aby se mohl způsob provádět účinněji, je účelné používat plynu obsahujícího kyslík s více než 20% obsahem kyslíku.In order to carry out the process more efficiently, it is expedient to use an oxygen-containing gas with more than 20% oxygen content.
Vynález bude v následujícím blíže vysvětlen pomocí příkladů provedení s odkazy na připojený výkres. Obraz na výkresu znázorňuje podélný řez jednou ze stavebních konstrukcí reaktoru k provádění způsobu podle vynálezu.The invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying drawing. The figure in the drawing shows a longitudinal section through one of the building structures of a reactor for carrying out the process of the invention.
Způsob podle vynálezu lze realizovat i s jinou konstrukcí reaktoru.The process according to the invention can also be implemented with another reactor design.
V dalším je popsána jedna ze stavebních konstrukcí reaktoru k provádění způsobu podle vynálezu.Next, one of the reactor building structures for carrying out the process of the invention is described.
Reaktor obsahuje těleso 1 vyložené tepelně izolační látkou 2 a ohnivzdornou látkou 3,The reactor comprises a body 1 lined with a heat insulating material 2 and a fire-resistant substance 3,
Uvnitř reaktoru jsou za sebou a koaxiálně uspořádány kanál 4, spalovací komora 5 a reakční komora 6 se zúženým úsekem 7 ležícím protiproudně.Inside the reactor, a duct 4, a combustion chamber 5 and a reaction chamber 6 with a narrowed downstream section 7 are arranged one after the other and coaxially.
Do spalovací komory 5 ústí tangenciálně uspořádané kanály 8.Tangentially arranged channels 8 enter into the combustion chamber 5.
Na konci reakční komory 6 ležícím po proudu jsou kanály 9.At the end of the downstream reaction chamber 6 are channels 9.
Na předním víku 7 reaktoru je v kanále 4 vestavěno pomocí objímky 11 s hrdlem 12 a příruby 13 přívodní zařízení pro· směs suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík.On the front cover 7 of the reactor, a feed device for the mixture of hydrocarbon-based feedstock with an oxygen-containing gas is installed in the channel 4 by means of a sleeve 11 with a neck 12 and a flange 13.
Přívodní zařízení pro směs suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík sestává z trubice 14 a z trubice 15 s hrdlem 16. Trubice 14 a 15 tvoří kruhový kanál 17. Konec trubice 15 je uzavřen slepou přírubou. Na konci trubice 14 je umístěno mísící zařízení 18, které je částečně zavedeno do otvoru kruhové slepé příruby a uzavírá tento otvor. Vyložení 3 a trubice 15 tvoří kruhový kanál 19.The feed device for the hydrocarbon-based feedstock mixture with the oxygen-containing gas consists of a tube 14 and a tube 15 with a neck 16. The tubes 14 and 15 form a circular channel 17. The end of the tube 15 is closed by a blind flange. At the end of the tube 14 is located a mixing device 18 which is partially introduced into the opening of the circular blind flange and closes the opening. The lining 3 and the tube 15 form an annular channel 19.
Způsob výroby sazí se ve výše uvedeném reaktoru provádí následujícím způsobem.The carbon black production process in the above reactor is carried out as follows.
Palivo a oxidační činidlo, většinou vzduch, se uvádějí z příslušných (neznázorněných) zdrojů tangenciálně uspořádanými kanály 8 za přetlaku do spalovací komory 5. Oxidační činidlo lze předehřát v libovolném vhodném zařízení na teplotu od 200 až 400° Celsia. Oxidační činidlo se přivádí obvykle ve větším množství než by vyžadovalo· spálení paliva, přičemž jako paliva se používá zemního plynu, plynu ze zpracování ropy, jakož i tekutého· paliva.The fuel and the oxidizing agent, mostly air, are fed from respective sources (not shown) through tangentially arranged channels 8 under pressure to the combustion chamber 5. The oxidizing agent can be preheated in any suitable apparatus to a temperature of 200 to 400 ° C. The oxidizing agent is usually supplied in an amount greater than that required by the combustion of the fuel, using natural gas, petroleum gas, and liquid fuel as fuel.
Ve spalovací komoře 5 se spaluje palivo s oxidačním činidlem za vzniku horkých spalných plynů.In the combustion chamber 5, the oxidized agent fuel is combusted to produce hot combustion gases.
Surovina na bázi uhlovodíků, předehřátá na teplotu 200 až 320 °C v libovolném, vhodném (neznázorněném] zařízení, se přivádí ze (neznázorněného) zdroje za přetlaku od 0,5 až do· 0,7 MPa potrubím 14 směšovacího zařízení 18. Do· stejného směšovacího zařízení 18 proudí ze (neznázorněného] zdroje plyn obsahující kyslík hrdlem 18 a kruhovým kanálem 17 za přetlaku od 0,5 až do 0,7 MPa s takovou průtočnou hmotou, kterou lze přivádět 0,003 až 0,02 Nm3 kyslíku na 1 kg suroviny. Směs suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík, tvořící se ve směšovacím zařízení, proudí do spalovací komory 5 rychlostí pod 100 m/s. Koaxiálně s proudem směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík se uvádí z (neznázorněného) zdroje proud vzduchu předehřátý v libovolném vhodném zařízení na teplotu 250 až 350 °C za přetlaku 0,5 až 0,7 MPa hrdlem 12 a kruhovým kanálem 19 s průtočnou hmotou, kterou lze přivádět 0,1 až 1,0 Nm3 vzduchu na 1 kg suroviny. Způsob předpokládá, že se přivádí proud směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík a proud vzduchu s poměrem rychlosti pod 5,0.The hydrocarbon-based feedstock preheated to 200 to 320 ° C in any suitable apparatus (not shown) is supplied from a source (not shown) at an overpressure of from 0.5 to 0.7 MPa via line 14 of the mixing apparatus 18. of the same mixing device 18, an oxygen-containing gas (not shown) flows through the orifice 18 and the circular channel 17 at an overpressure of 0.5 to 0.7 MPa with a flow mass that can deliver from 0.003 to 0.02 Nm 3 oxygen per kg The hydrocarbon-based feedstock mixture with the oxygen-containing gas formed in the mixing device flows into the combustion chamber 5 at a velocity below 100 m / s. Coaxial to the stream of the hydrocarbon-based feedstock with oxygen-containing gas, a stream (not shown) air preheated in any suitable device to a temperature of 250 to 350 ° C under an overpressure of 0.5 to 0.7 MPa through the neck 12 and the circular channel 19 with a flow material that can be fed from 0.1 to 1.0 Nm 3 of air per 1 kg of raw material. The method assumes that the current is fed a mixture of hydrocarbon feedstocks to oxygen containing gas and the air stream velocity ratio below 5.0.
Proud směsi suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík a koaxiální proud vzduchu obklopené spalnými plyny vstupují ze spalovací komory 5 zúženým úsekem 7 do reakční komory 6, kde se proudy míchají se spalnými produkty paliva.The stream of the hydrocarbon-based feedstock mixture with the oxygen-containing gas and the coaxial air stream surrounded by the combustion gases enter from the combustion chamber 5 through the narrowed section 7 into the reaction chamber 6 where the streams are mixed with the combustion products of the fuel.
V reakční komoře 6 se rozkládá surovina na bázi uhlovodíků za tvorby sazí.The hydrocarbon-based feedstock is decomposed in the reaction chamber 6 to form carbon black.
Na konci reakční komory 6 dochází k ochlazení reakčních produktů chladicím prostředkem (vodou) přiváděným kanály 9. Ochlazené reakční produkty se odtahují z reaktoru.At the end of the reaction chamber 6, the reaction products are cooled by means of coolant (water) through the channels 9. The cooled reaction products are withdrawn from the reactor.
Výše popsaný způsob výroby sazí je ilustrován blíže pomocí konkrétních příkladů provedení.The above-described method for producing carbon black is illustrated in more detail by way of specific exemplary embodiments.
Příklady provedeníExamples
Příklad 1Example 1
Tato série pokusů byla prováděna v reaktoru a způsobem popsaným v úvodu. Do spalovací komory 5 reaktoru byl uváděn kontinuálně zemní plyn s průtočnou hmotou 205 Nm3/h a vzduch předehřátý na teplotu 300 ’°C s průtočnou hmotou 2600 Nm3/h. Směs suroviny na bázi uhlovodíků s plynem obsahujícím kyslík hýla uváděna axiálně do reaktoru. Spotřeba suroviny činila 600 kg/h. Vlastnosti sazí jsou uvedeny v tabulce 1.This series of experiments was carried out in the reactor and in the manner described in the introduction. Natural gas having a flow rate of 205 Nm 3 / h and air preheated to 300 ° C with a flow rate of 2600 Nm 3 / h was fed continuously to the combustion chamber 5 of the reactor. A mixture of the hydrocarbon-based feedstock with the oxygen-containing gas of the bullion is fed axially into the reactor. The raw material consumption was 600 kg / h. The properties of the carbon black are shown in Table 1.
T a b u 1 k a 1T a b u 1 k a 1
CharakteristickáCharacteristic
Název hodnotaName value
CharakteristickáCharacteristic
Jako plynu obsahujícího kyslík bylo po-As the oxygen-containing gas,
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS486478A CS195774B1 (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Method of producing carbon black |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS486478A CS195774B1 (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Method of producing carbon black |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS195774B1 true CS195774B1 (en) | 1980-02-29 |
Family
ID=5392330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS486478A CS195774B1 (en) | 1978-07-20 | 1978-07-20 | Method of producing carbon black |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS195774B1 (en) |
-
1978
- 1978-07-20 CS CS486478A patent/CS195774B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2851337A (en) | Carbon black process | |
| KR100229364B1 (en) | Method for decomposition of hydrocarbons | |
| US3692862A (en) | Method for pyrolyzing hydrocarbons | |
| US6348181B1 (en) | Process for producing carbon blacks | |
| US4755371A (en) | Method for producing carbon black | |
| CZ287335B6 (en) | Process for producing carbon black and apparatus for making the same | |
| NZ200535A (en) | Production of furnace carbon vlacks | |
| US3009784A (en) | Process for production of carbon black | |
| US4206192A (en) | Method for producing carbon black | |
| US2599981A (en) | Carbon black | |
| CN1981001A (en) | Carbon black and multi-stage process for making same | |
| US4725424A (en) | Process for producing carbon black | |
| US3595618A (en) | Manufacture of carbon black | |
| US3060003A (en) | Process and apparatus for producing carbon black | |
| CZ302086B6 (en) | Modular apparatus for producing carbon black and process for producing carbon blacks in such an apparatus | |
| US2378055A (en) | Manufacture of carbon black | |
| US1999541A (en) | Carbon black production | |
| US3355247A (en) | Production of high structure furnace carbon black | |
| JPH03115365A (en) | Reactor and method for manufacturing carbon black having wide particle size distribution range | |
| US4490346A (en) | Method for producing carbon black | |
| CS271337B2 (en) | Method of rounded glass particless production and equipment for realization of this method | |
| US4315894A (en) | Method and apparatus for producing carbon black | |
| CS195774B1 (en) | Method of producing carbon black | |
| US3409406A (en) | Apparatus for the production of carbon black | |
| US2915371A (en) | Carbon black process |