CS255824B1

CS255824B1 - A method for producing FEF type oil retorts

Info

Publication number: CS255824B1
Application number: CS854264A
Authority: CS
Inventors: Ivo Bures; Emil Rissler; Jan Zizka
Original assignee: Ivo Bures; Emil Rissler; Jan Zizka
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1988-03-15
Also published as: CS426485A1

Abstract

Podstata je ve způsobu výroby sazí FEF ve velkokapacitním reaktoru s jediným hořákem, jehož tryska je opatřena vnitřní rozprašovací ploškou. Olejové retortové saze typu FEF jsou měkké technické saze, charakterizované hodnotou jódové adsorpce 45 až 60 mg Ι,/g a hodnotou olejové adsorpce 110 až 125 ml dibutylftalátu/100 g sazí. Týto saze se používají v gumárenském prů- .myslu do kostrových směsí pneumatik a na výrobu technické pryže, ale i v obuvnickém a těžkém průmyslu. Podstatou řešení je, že se do jediného hořáku přivádí surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 110 až 175 a současně rozprašovací vzduch. Spalovací vzduch se přivádí tangenciálně do směšovací části reaktoru v jednom až šesti proudech v celkovém množství, které je k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,65 až 1:0,25. V reaktoru se udržug je reakčni teplota ve výši 1 300 až 1 500Q C, s výhodou teplota ve výši 1 350 až 1 450 C. Pracuje se za podtlaku do hodnoty 2,5 kPa.The essence of the process is to produce a carbon black FEF in a single-burner high-capacity reactor, the nozzle of which is provided with an internal spray pad. FEF oil blacks are soft technical carbon blacks, characterized by an iodine adsorption value of 45-60 mg / g and an oil adsorption value of 110-125 ml dibutyl phthalate / 100 g carbon black. These carbon blacks are used in the rubber industry for carcass mixtures of tires and for the production of technical rubber, but also in the shoe and heavy industries. The essence of the solution is that a feedstock with a correlation coefficient BMCI of 110 to 175 is supplied to the single burner and at the same time atomizing air. The combustion air is fed tangentially to the reactor mixing portion in one to six streams in a total amount that is 1: 0.65 to 1: 0.25 to the atomizing air. In the reactor, the reaction temperature is maintained at 1300 to 1500 ° C, preferably at a temperature of 1 350 to 1450 ° C.

Description

Vynález řeší způsob výroby olejových retortových sazí typu FEF ve velkokapacitním reaktoru s jediným hořákem, jehož tryska je opatřena vnitřní rozprašovací ploškou.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method for producing FEF type oil retorts in a single-burner large-capacity reactor having a nozzle having an internal spray pad.

Saze typu FEF jsou měkké technické saze s následujícími parametry:FEF carbon black is a soft soot with the following parameters:

Jódová adsorpce: 45 až 60 mg I^/gIodine adsorption: 45 to 60 mg I / g

Olejová adsorpce: 110 až 125 ml dibutylftalátu/100 g sazíOil adsorption: 110 to 125 ml dibutyl phthalate / 100 g carbon black

Olejové retortové saze typu FEF se používají v gumárenském průmyslu do kostrových směsí pneumatik a na výrobu technické pryže, svoje uplatnění nacházejí i v obuvnickém průmyslu a těžkém průmyslu. Pro výrobu těchto sazí se používá surovina koksochemického, případně ropného původu, charakterizovaná hodnotou korelačního koeficientu BMCI (Bureau mineš corelation index). Tento korelační koeficient BMCI je měřítkem vhodnosti suroviny pro výrobu technických sazí a jeho hodnota závisí na měrné hmotnosti a středním bodu varu suroviny.Oil retort carbon black type FEF is used in the rubber industry for carcass mixtures and for the production of technical rubber, they are also used in the footwear and heavy industries. 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 BMCI (Bureau mines corelation index). This BMCI correlation coefficient is a measure of the suitability of the feedstock for the production of industrial carbon black and its value depends on the specific gravity and mean boiling point of the feedstock.

Dosud se výroba sazí FEF zajištuje jednak na nízko kapacitních reaktorech s jedním hořákem a s prosazením suroviny nejvýše do 1 500 kg/h, jednak na reaktorech s vyšším prosazením, u nichž je však nutno použít současně více hořáků. V obou případech se používá přetlakového režimu, pracovní tlak v reaktoru je tedy vyšší než tlak amtosférický, což přináší značné nároky na těsnost zařízení s ohledem na požadavky bezpečnosti a hygieny práce i požární ochrany, jakákoliv netěsnost způsobuje vá.žné problémy v uvedených oblastech, vynucuje si neprodlené odstavení výrobního zařízení z provozu a provedení opravy se všemi důsledky v oblasti kapacity a kvality výroby i životnosti zařízení, zejména vyzdívek reaktorů .So far, the production of FEF soot has been achieved both on low-capacity single-burner reactors with feed rates of up to 1,500 kg / h, and on higher-throughput reactors, but with multiple burners. In both cases the pressure mode is used, so the working pressure in the reactor is higher than the amtospheric pressure, which brings considerable demands on the tightness of the equipment with regard to the requirements of safety and hygiene of work and fire protection. immediately shut down production equipment and carry out repairs with all the consequences in terms of capacity and quality of production, as well as service life of the equipment, especially reactor lining.

Stávající způsoby výroby jsou energeticky značně náročné, kvalita vyráběných sazí není vyrovnaná, měrná spotřeba suroviny je poměrně vysoká, stejně jako náklady na údržbu a obnovu zařízení.Existing methods of production are very energy intensive, the quality of the carbon black produced is uneven, the specific consumption of raw material is relatively high, as well as the costs of maintaining and renewing the plant.

Uvedené nevýhody v mnoha směrech odstraňuje nebo zmírňuje způsob výroby olejových retortových sazí typu FEF podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se do jediného hořáku přivádí surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 110 až 175, s výhodou 130 až 160, v množství 1 500 až 3 000 kg/h a současně rozprašovací vzduch. Spalovací vzduch se přivádí tangenciálně do směšovací části reaktoru v jednom až šesti proudech v celkovém množství, které je k množství rozprášeného vzduchu v poměru 1:0,65 až 1:0,25, s výhodou v poměru 1:0,50 až 1:0,33,In many respects, these disadvantages are overcome or mitigated by the process for producing FEF type oil retorts of the present invention. It is based on the fact that a feedstock having a BMCI correlation coefficient of 110 to 175, preferably 130 to 160, is supplied to a single burner in an amount of 1500 to 3000 kg / h and spray air. Combustion air is supplied tangentially to the mixing part of the reactor in one to six streams in a total amount which is in the ratio of 1: 0.65 to 1: 0.25, preferably 1: 0.50 to 1: 0,33,

V reaktoru se udržuje reakční teplota ve výši 1 300 až 1 500 °C, s výhodou teplota ve výši 1 350 až 1 450 °C. Pracuje se za podtlaku do hodnoty 2,5 kPa. Společně se spalovacím vzduchem je možno dávkovat do směšovací části reaktoru pomocné palivo v množství, kteréThe reaction temperature is maintained at 1300 to 1500 ° C, preferably at a temperature of 1350 to 1450 ° C. The operation is carried out under a vacuum of up to 2.5 kPa. Along with the combustion air, the auxiliary fuel can be metered into the mixing part of the reactor in an amount which

3 odpovídá tvorbě spalin do 1 500 Nm /h, s výhodou tvorbě spalin 300 až 1 000 Nm /h.3 corresponds to a flue gas formation of up to 1500 Nm / h, preferably a flue gas formation of 300 to 1000 Nm / h.

Způsob výroby olejových retortových sazí typu FEF podle vynálezu přináší přínosy v oblasti zajištění bezpečnosti a hygieny práce i požární ochrany, neboř při podtlakovém výrobním režimu případné netěsnosti zařízení neovlivňují chod výroby a nevynucují si odstávky zařízení. Použití jediného hořáku zaručuje vysokou a rovnoměrnou kvalitu vyráběných sazí, které vzhledem k nižší reakční teplotě o cca 50 °C proti dosavadním výrobním postupům obsahují nižší podíl těkavých látek i nižší podíl gritu. Energetická náročnost způsobu výroby sazí FEF podle vynálezu je nižší, výtěžnost sazí je nejméně o 0,5 % vyšší než u dosud používaných způsobů výroby. Významným způsobem se snižují i náklady na údržbu a obnovu zařízení.The method of production of FEF type oil retorts according to the invention brings benefits in the field of occupational safety and hygiene as well as fire protection, since in the vacuum production mode any leakage of the equipment does not affect the production process and does not enforce equipment shutdowns. The use of a single burner guarantees a high and uniform quality of the carbon black produced, which, due to a lower reaction temperature of about 50 ° C compared to previous production processes, contains a lower proportion of volatiles and a lower proportion of grit. The energy performance of the process for producing the FEF carbon black according to the invention is lower, the yield of the carbon black is at least 0.5% higher than that of the previously used production methods. Maintenance and renewal costs are also significantly reduced.

Praktické využití způsobu výroby olejových retortových sazí typu FEF podle vynálezu je uvedeno v následujících příkladech.The following examples illustrate the practical use of the process for producing FEF type oil retort.

PřikladlHe did

Pro výrobu byl použit velkokapacitní reaktor podle PV 2886-85. Jedná se o horizontální reaktor, jehož směšovací část tvaru válce má poměr vnitřního průměru k délce 1:1,5 až 1,26 a jehož reakční část má vnitřní průměr 65 až 80 % 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 large-capacity reactor according to PV 2886-85 was used for production. It is a horizontal reactor whose cylinder-shaped mixing portion has an inner diameter to length ratio of 1: 1.5 to 1.26 and whose reaction portion has an inner diameter of 65 to 80% of an inner diameter of 65 to 80% of the inner diameter of the mixing portion. 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 143 o tlaku 0,8 MPa se nastřikovala do popsaného zařízení v množství 2 300 kg/h. Do hořáku se současně pod tlakem 15 kPa přiváděl rozprašovací vzduch.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. A feedstock having a BMCI 143 correlation coefficient of 0.8 MPa was injected into the apparatus at 2,300 kg / h. At the same time, atomizing air was supplied to the burner under a pressure of 15 kPa.

Do směšovací části reaktoru se dále šesti tangenciálními přívody dávkoval spalovací vzduch v množství, které se udržovalo k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,31. Reakční teplota se udržovala na hodnotě 1 350 °C a podtlak 2 kPa. Získaly se saze FEF s výtěžností 0,505 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny a s těmito vlastnostmi:In addition, combustion air was fed into the mixing part of the reactor through six tangential inlets to maintain a 1: 0.31 spray air quantity. The reaction temperature was maintained at 1350 ° C and a vacuum of 2 kPa. FEF carbon blacks were obtained with a yield of 0.505 kg carbon black per kg of feedstock and having the following characteristics:

Jódová adsorpce: 56 mg ^/gIodine adsorption: 56 mg ^ / g

Olejová adsorpce: 115 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 115 ml dibutyl phthalate / 100 g

Příklad 2Example 2

Do stejného zařízení jako u příkladu 1 se nastřikovalo 2 000 kg sazárenské suroviny s hodnotou korelačního keoficientu BMCI 150. Do hořáku se přiváděl rozprašovací vzduch a do směšovací části reaktoru dvěma tangenciálními přívody spalovací vzduch současně s pomocným palivem v množství, které odpovídá tvorbě 800 Nm spalin za hodinu. Množství spalovacího vzduchu bylo udržováno k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,42.Into the same apparatus as in Example 1, 2,000 kg of carbon black with a BMCI 150 correlation coefficient value was injected. per hour. The amount of combustion air was maintained to the amount of atomizing air in a ratio of 1: 0.42.

Reakce probíhala za teploty 1 395 °C a za podtlaku 0,9 kPa. Získaly se s výtěžností 0,51 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny saze FEF následujících vlastností:The reaction was carried out at a temperature of 1395 ° C and a vacuum of 0.9 kPa. The following properties were obtained with a yield of 0.51 kg of carbon black per 1 kg of fed carbon black feedstock:

Jódová adsorpce: 52 ^/9Iodine adsorption: 52 ^ / 9

Olejová adsorpce: 122 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 122 ml dibutyl phthalate / 100 g

Příklad 3Example 3

Uhlovodíková sazárenská surovina s průměrnou hodnotou korelačního koeficientu BMCI 170 byla nastřikována v množství 2 700 kg/h do zařízení podle příkladu 1. Množství dávkovaného spalovacího vzduchu bylo udržováno k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,30. Současně se spalovacím vzduchem, dávkovaným do směšovací části reaktoru čtyřmi tangenciálními vstupy, bylo přidáváno pomocné palivo v množství, které odpovídalo tvorbě 1 100 Nm^ spalin za hodinu. Výroba byla provozována při teplotě 1 360 °C a za podtlaku 1,25 kPa.The hydrocarbonaceous feedstock with an average BMCI 170 correlation coefficient value was injected at 2,700 kg / h into the apparatus of Example 1. The amount of combustion air dosed was maintained to the amount of atomizing air at a ratio of 1: 0.30. Simultaneously with the combustion air fed to the mixing part of the reactor via four tangential inlets, auxiliary fuel was added in an amount corresponding to the generation of 1,100 Nm 2 of flue gas per hour. The production was operated at a temperature of 1360 ° C and a vacuum of 1.25 kPa.

Byly získány saze typu FEF s výtěžností 0,52 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny a jejich kvalitativní parametry byly následující: ’FEF carbon blacks were obtained with a yield of 0.52 kg of carbon black per kg of feedstock, and their quality parameters were as follows:

Jódová adsorpce: 48 mg ^/gIodine adsorption: 48 mg ^ / g

Olejová adsorpce; 123 ml dibutylftalátu/100 g.Oil adsorption; 123 ml dibutyl phthalate / 100 g.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

A method for producing FEF oil retort in a single-burner large-capacity reactor having a nozzle having an internal spray pad, characterized in that feedstock is supplied to the burner with a BMCI value of 110 v

175, preferably 130 to 160, at an amount of 1500 to 3000 kg / h and at the same time atomizing air, while the combustion air is fed tangentially to the mixing part of the reactor in one to six streams in a total amount relative to the atomizing air

1: 0.65 to 1: 0.25, preferably in a ratio of 1: 0.50 to 1: 0.33, while maintaining a reaction temperature of 1300 to 1500 ° C in the reactor, preferably 1350 to 1450 ° C, and a vacuum of up to 2.5 kPa.

Method according to claim 1, characterized in that, together with the combustion air, auxiliary fuel is added to the mixing part of the reactor in an amount corresponding to a flue gas production of up to 1500 Nmm / h, preferably a flue gas of 300 to 1000 Nm ^ / h. h.