CS255823B1

CS255823B1 - A method for producing SRF oil retorts

Info

Publication number: CS255823B1
Application number: CS854026A
Authority: CS
Inventors: Ivo Bures; Jiri Seliga; Ladislav Stefan
Original assignee: Ivo Bures; Jiri Seliga; Ladislav Stefan
Priority date: 1985-06-05
Filing date: 1985-06-05
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS402685A1

Abstract

Řeší se způsob výroby sazí SRF ve velkokapacitním reaktoru s jediným hořákem, jehož tryska je opatřena vnitřní rozprašovací ploškou. Olejové retortové saze typu SRF jsou měkké technické saze, chSrakterizované hodnotou jódové adsorpce 17 až 30 mg l^/g a hodnotou olejové adsorpce 60 až 90 ml dibutylftalátu/100 g sazí. Tyto saze se používají v gumárenském průmyslu speciálních pryžových výrobků. Podstatou je, že se do jediného hořáku přivádí surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 110 až 175 v množství 1 500 až 3 000 kg za hodinu a současně rozprašovací vzduch. Spalovací vzduch se přivádí tangenciálně do směšovací části reaktoru v jednom až šesti proudech, při dodržení poměru množství spalovacího vzduchu k množství rozprašovacího vzduchu 1:1,25 až 1:0,4. V reaktoru se udržuje reakční teplota 1 130 až 1 250 °C a podtlak o hodnotě až 2,0 kPa.The method of producing SRF carbon black in a large-capacity reactor with a single burner, the nozzle of which is provided with an internal atomizing surface, is addressed. Oil retort carbon blacks of the SRF type are soft technical carbon blacks, characterized by an iodine adsorption value of 17 to 30 mg l^/g and an oil adsorption value of 60 to 90 ml dibutyl phthalate/100 g of carbon black. These carbon blacks are used in the rubber industry for special rubber products. The essence is that a raw material with a BMCI correlation coefficient value of 110 to 175 is fed into a single burner in an amount of 1,500 to 3,000 kg per hour, and at the same time atomizing air. The combustion air is fed tangentially into the mixing part of the reactor in one to six streams, while maintaining a ratio of the amount of combustion air to the amount of atomizing air of 1:1.25 to 1:0.4. The reactor maintains a reaction temperature of 1,130 to 1,250 °C and a vacuum of up to 2.0 kPa.

Description

Vynález řeší způsob výroby olejových retortových sazí typu SRF ve velkokapacitním reaktoru s jediným hořákem, jehož tryska je opatřena vnitřní rozprašovací ploškou.The present invention provides a method for producing SRF-type oil retort in a single-burner large-capacity reactor, the nozzle of which is provided with an internal spray pad.

Olejové retortové saze typu SRF jsou měkké technické saze, které jsou charakterizovány následujícími ukazateli:Oil retort carbon black type SRF are soft technical carbon black, characterized by the following indicators:

Jódová adsorpce: 17 až 30 mg I₂/*3* ^nej!épe 18 až 26 mg I₂/gIodine adsorption: 17 to 30 mg I ₂ / * 3 * ^{not more than} 18 to 26 mg I ₂ / g

Olejová adsorpce: 60 až 90 ml dibutylftalátu/100 g, nejlépe 65 až 85 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 60 to 90 ml dibutyl phthalate / 100 g, preferably 65 to 85 ml dibutyl phthalate / 100 g

Používají se v gumařském průmyslu pro výrobu speciálních pryžových výrobků. Pro výrobu těchto sazí se používá surovina koksochemického, případně ropného původu, charakterizovaná hodnotou korelačního koeficientu BMCX. Tento korelační koeficient BMCI je měřítkem vhodnosti suroviny pro výrobu technických sazí a jeho hodnota závisí především na měrné hmotnosti a středním bodu varu suroviny.They are used in the rubber industry for the production of special rubber products. For the production of these carbon blacks a raw material of coke-chemical or petroleum origin is used, characterized by the value of the correlation coefficient BMCX. This BMCI correlation coefficient is a measure of the suitability of the feedstock for the production of industrial carbon black, and its value depends primarily on the specific gravity and mean boiling point of the feedstock.

Dosud se olejové retortové saze SRF vyrábějí budto na reaktorech s jedním hořákem a jmenovitým příkonem suroviny do 1 500 kg/h, nebo na retortách s větším příkonem s použitím více hořáků. Pracuje se zásadně za přetlaku v retortě a s reakčni teplotou až do 1 300 °C. Nevýhodou způsobu výroby sazí SRF prováděného na reaktorech s jedním hořákem a nízkým prosazením je vysoká energetická náročnost výroby, vysoké měrné náklady na surovinu, vysoké náklady provozní související s údržbou a obnovou zařízení.So far, SRF oil retorts are produced either on single-burner reactors with a nominal feed rate of up to 1,500 kg / h, or on higher-power retorts using multiple burners. In principle, it is operated under a positive pressure in the retort and with a reaction temperature of up to 1300 ° C. The disadvantages of the SRF soot production process on single-burner and low-throughput reactors are the high energy intensity of production, the high specific cost of raw material, the high operating costs associated with the maintenance and renewal of the plant.

U reaktorů s více hořáky jsou nevýhodou potíže při seřízení hořáků, z toho vyplývající značná nestejnoměrnost výroby projevující se značnými výkyvy kvalitativních ukazatelů vyráběných sazí. Velkou nevýhodou je i použití přetlaku při výrobě, neboř jakákoliv netěsnost vede k úniku jedovatých a hořlavých zplodin ze zařízení se všemi potížemi v oblasti bezpečnosti a hygieny práce i v oblasti požární ochrany.In the case of multi-burner reactors, the disadvantage is the difficulty in adjusting the burners, resulting in considerable production unevenness resulting in significant fluctuations in the quality indicators of the carbon black produced. A great disadvantage is also the use of overpressure in production, because any leakage leads to leakage of toxic and flammable fumes from the equipment with all difficulties in the field of safety and hygiene of work and fire protection.

Uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry způsob výroby olejových retortových sazí SRF podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se do jediného hořáku přivádí surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 110 až 175 v množství 1 500 až 3 000 kg za hodinu a současně rozprašovací vzduch. Spalovací vzduch se přivádí tengenciálně do směšovací části reaktoru v jednom až šesti proudech při dodržení poměru množství spalovacího vzduchu k množství rozprašovacího vzduchu 1:1, 25 až 1:0,4, s výhodou při dodržení poměru 1:1 až 1:0,7.These disadvantages are largely eliminated by the process for producing the SRF oil retort carbon blacks of the present invention. It is based on the fact that a single burner is fed with a raw material having a BMCI correlation coefficient of 110 to 175 in an amount of 1,500 to 3,000 kg per hour and spray air. The combustion air is fed into the mixing part of the reactor in one to six streams, maintaining a ratio of combustion air to atomizing air of 1: 1, 25 to 1: 0.4, preferably 1: 1 to 1: 0.7. .

V reaktoru se udržuje reakčni teplota 1 130 až 1 250 °C, s výhodou 1 170 až 1 220 °C a podtlak o hodnotě až 2,0 kPa ventilátorem zařazeným za reaktorem. Společně se spalovacím vzduchem je možno do směšovací části reaktoru dávkovat pomocné palivo v množství, kteréThe reactor maintains a reaction temperature of 1130 to 1250 ° C, preferably 1170 to 1220 ° C and a vacuum of up to 2.0 kPa by a downstream fan. Along with the combustion air, the auxiliary fuel can be fed into the mixing part of the reactor in an amount which

3 odpovídá tvorbě spalin v množství 0 až 2 500 Nm /h, s výhodou v množství 500 až 2 000 Nm /h.3 corresponds to a flue gas production of 0 to 2500 Nm / h, preferably 500 to 2000 Nm / h.

Využití způsobu výroby podle vynálezu zajištuje saze SRF světových parametrů s dlouhodobě vyrovnanou kvalitou. Vlivem nižší reakčni teploty obsahují saze SRF vyrobené podle vynálezu méně gritu i méně těkavých látek. Proti dosavadním způsobům výroby se zvyšuje významnou měrou výtěžnost sazí, snižuje se energetická náročnost výroby i ostatní náročnost výroby i ostatní provozní náklady výroby, zejména v oblasti údržby a obnovy zařízení. Vzhledem k podtlakovému režimu při výrobě sazí SRF podle vynálezu vznikají přínosy rovněž v oblasti zvýšení bezpečnosti a hygieny práce a zajištěni požární ochrany výroby.The use of the production method according to the invention ensures the carbon black of the world-class SRF with a consistent quality over the long term. Due to the lower reaction temperature, the SRF carbon blacks produced according to the invention contain less grit and less volatiles. Compared to the existing production methods, the yield of soot is significantly increased, the energy intensity of production and other production intensity as well as other operating costs of production are reduced, especially in the area of maintenance and renewal of equipment. Due to the vacuum regime in the production of the SRF carbon blacks according to the invention, benefits also arise in the field of increasing occupational safety and hygiene and ensuring fire protection of the production.

Praktické provedení způsobu výroby sazi SRF podle vynálezu předkládají následující příklady.The following Examples illustrate a practical embodiment of the SRF carbon black production method of the present invention.

Příklad 1Example 1

Pro výrobu byl použit reaktor, jehož směšovací část tvaru válce má poměr vnitřního průměru k délce 1:1,5 až 1:2,6 a jehož reakčni část má vnitřní průměr 65 až 80 % vnitřního průměru směšovací části. Do směšovací části je čelně v ose reaktoru zabudován rozprašovací hořák, opatřený přívodem rozprašovacího vzduchu a jedinou rozprašovací nárazovou tryskou pro rozprašování suroviny. Její podstatnou součástí je vnitřní rozprašovací ploška, umístěná v čele trysky kolmo na výstupní otvor válcovitého tělesa trysky.A reactor having a cylinder-shaped mixing portion having an inner diameter to length ratio of 1: 1.5 to 1: 2.6 and a reaction portion having an inner diameter of 65 to 80% of the inner diameter of the mixing portion was used. An atomizing burner is provided in the mixing section at the front of the reactor, provided with an atomizing air supply and a single atomizing impingement nozzle for atomizing the feedstock. Its essential component is an internal spray face located at the nozzle face perpendicular to the outlet opening of the cylindrical nozzle body.

Bočními tangenciálními vstupy je do směšovací části reaktoru dále přiveden spalovací vzduch. V závěru reakční části reaktoru jsou pro ukončení sazotvorného procesu instalovány vodní trysky. Surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 131 a tlaku 0,8 MPa se nastřikovala do popsaného zařízení v množství 2 750 kg/h. Do hořáku se současně pod tlakem 15 kPa přiváděl rozprašovací vzduch. Do směšovací části reaktoru se dále šesti tangenciálními přívody přiváděl spalovací vzduch při dodržení poměru množství spalovacího vzduchu k množství rozprašovacího vzduchu 1:0,41.In addition, combustion air is supplied to the mixing part of the reactor through the lateral tangential inlets. At the end of the reaction part of the reactor, water jets are installed to terminate the carbon black forming process. The feedstock with a BMCI 131 correlation coefficient value and a pressure of 0.8 MPa was injected into the apparatus at a rate of 2,750 kg / h. At the same time, atomizing air was supplied to the burner under a pressure of 15 kPa. In addition, combustion air was fed to the mixing part of the reactor through six tangential inlets, maintaining a ratio of combustion air to atomizing air of 1: 0.41.

Reakční teplota se udržovala na hodnotě 1 210 °C a podtlak 2,1 kPa. Získaly se saze SRF s výtěžností 0,48 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny a s následujícími vlastnostmi:The reaction temperature was maintained at 1210 ° C and a vacuum of 2.1 kPa. SRF carbon blacks were obtained with a yield of 0.48 kg of carbon black per kg of feedstock and having the following characteristics:

Jódová adsorpce: 25 mg ^/gIodine adsorption: 25 mg ^ / g

Olejová adsorpce: 65 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 65 ml dibutyl phthalate / 100 g

Příklad 2Example 2

Do zařízení podle příkladu 1 se nastřikovalo 1 900 kg sazárenské suroviny s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 153. Rozprašovací vzduch se přiváděl do hořáku a spalovací vzduch dvěma tangenciálními přívody do směšovací části reaktoru současně s pomocným palivem □ v množství, které odpovídalo tvorbě 800 Nm spalin za hodinu. Poměr množství spalovacího vzduchu k množství rozprašovacího vzduchu byl udržován na hodnotě 1:1,02. Reakce probíhala při teplotě 1 165 °C a podtlaku 0,5 kPa. Získaly se saze SRF s výtěžností 0,51 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny, jejich základní kvalitativní ukazatele byly následující:The apparatus of Example 1 was injected with 1,900 kg of carbon black with a BMCI 153. The atomizing air was fed to the burner and the combustion air through two tangential inlets to the reactor mixer simultaneously with the auxiliary fuel □ in an amount equivalent to 800 Nm of flue gas formation. hour. The ratio of combustion air to spray air was maintained at 1: 1.02. The reaction was carried out at a temperature of 1165 ° C and a vacuum of 0.5 kPa. SRF carbon blacks were obtained with a yield of 0.51 kg of carbon black per kg of feedstock, their basic qualitative indicators were as follows:

Jódová adsorpce: 20 mg ^/gIodine adsorption: 20 mg ^ / g

Olejová adsorpce: 75 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 75 ml dibutyl phthalate / 100 g

Příklad 3.Example 3.

Surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 172 byla nastřikována do zařízení podle příkladu 1 v množství 2'200 kg/h. Poměr množství spalovacího vzduchu, přiváděného do směšovací části reaktoru čtyřmi tangenciálními přívody, k množství rozprašovacího vzduchu, přiváděného do hořáku, činil 1:0,67. Současně se spalovacím vzduchem bylo dávkováno pomocné palivo v množství, které'odpovídalo tvorbě 1 800 Nm^ spalin za hodinu. Výroba byla provozována za reakční teploty 1 170 °C a za podtlaku 1,2 kPa. Byly získány saze SRF s výtěžností 0,57 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny s následujícími vlastnostmi:The raw material with a BMCI 172 correlation coefficient value was injected into the apparatus of Example 1 at 2'200 kg / h. The ratio of the amount of combustion air supplied to the mixing part of the reactor through four tangential inlets to the amount of atomizing air supplied to the burner was 1: 0.67. Simultaneously with the combustion air, the auxiliary fuel was metered in an amount corresponding to the formation of 1800 Nm 2 of flue gas per hour. The production was operated at a reaction temperature of 1170 ° C and a vacuum of 1.2 kPa. SRF carbon blacks were obtained with a yield of 0.57 kg of carbon black per kg of feedstock with the following properties:

Jódová adsorpce: 19,5 mg ^/gIodine adsorption: 19.5 mg ^ / g

Olejová adsorpce: 85 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 85 ml dibutyl phthalate / 100 g

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Method for producing SRF-type oil retorts in a large-capacity single-burner reactor, the nozzle of which is provided with an internal spray pad, characterized in that feedstocks having a BMCI correlation coefficient of 110 to 175 in an amount of 1,500 to 3,000 kg / ha at the same time spray air, while the combustion air is fed tangentially to the mixing part of the reactor in one to six streams, maintaining a ratio of combustion air to atomizing air of 1: 1.25 to 1: 0.4, preferably 1 The reactor is maintained at a reaction temperature of 1130 to 1250 ° C, preferably 1170 to 1250 ° C, and a vacuum of up to 2.0 kPa by a fan downstream of the reactor. reactor.

2. A process according to claim 1, characterized in that an auxiliary fuel is added to the mixing part of the reactor together with the combustion air in an amount corresponding to the formation of combustion products.

3 in an amount of 0 to 2500 Nm / h, preferably in an amount of 500 to 2000 Nm / h.