CS255825B1

CS255825B1 - Process for producing GPF oil retorts

Info

Publication number: CS255825B1
Application number: CS854265A
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: CS426585A1

Abstract

Podstatou je způsob výroby sazí GPF ve velkokapacitním reaktoru s jediným hořákem, jehož tryska je opatřena vnitřní rozprašovací ploškou. Olejové retortové saze typu GPF jsou měkké technické saze, charakterizované hodnotou jódové adsorpce 45 až 60 mg I2/g a hodnotou olejové adsorpce 110 až 125 ml dibutylftalátu/100 g sazí. Tyto saze se používají v gumárenském průmyslu 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 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 množství, které je k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:1 až 1:0,33. V reaktoru se udržuje reakční teplota 1 200 až 1 400 °C a podtlak o hodnotě až 2,5 kPa.The essence is a method of producing GPF carbon black in a large-capacity reactor with a single burner, the nozzle of which is equipped with an internal atomizing surface. Oil retort carbon blacks of the GPF type are soft technical carbon blacks, characterized by an iodine adsorption value of 45 to 60 mg I2/g and an oil adsorption value of 110 to 125 ml dibutyl phthalate/100 g carbon black. These carbon blacks are used in the rubber industry for tire carcass mixtures and for the production of technical rubber, but also in the footwear and heavy industries. The essence of the solution is that 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/h and at the same time atomizing air. Combustion air is fed tangentially into the mixing section of the reactor in one to six streams in a quantity that is in the ratio of 1:1 to 1:0.33 to the amount of atomizing air. The reaction temperature in the reactor is maintained at 1,200 to 1,400 °C and a vacuum of up to 2.5 kPa.

Description

Vynález řeší způsob výroby olejových retortových sazí typu GPF ve velkokapacitním reaktoru s jediným hořákem, jehož tryska je opatřena vnitřní rozprašovací ploškou.The present invention provides a process for the production of GPF-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 GPF jsou měkké technické saze, které jsou charakterizovány následujícími parametry:Oil retort carbon black type GPF are soft technical carbon black characterized by the following parameters:

Jódová adsorpce: 30 až 40 mgIodine adsorption: 30 to 40 mg

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

Saze typu GPF nacházejí všeobecné použití v gumárenském průmyslu, používají se rovněž v průmyslu obuvnickém a kabelářském. Pro výrobu těchto sazí se používá surovina koksochemického, případně ropného původu, charakterizovaná hodnotou korelačního koeficientu BCMI (Bureau mineš correlation index). Tento korelační koeficient BCMI je měřítkem vhodnosti suroviny pro výrobu technických sazí a jeho hodnota závisí na měrné hmotnosti a středním bodu varu suroviny.GPF carbon black is widely used in the rubber industry and is also used in the shoe and cable industry. 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 BCMI (Bureau mineš correlation index). This BCMI 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.

Výroba sazí GPF se dosud zajištuje budto na reaktorech s jedním hořákem a s prosazením suroviny do 1 500 kg/h, nebo v reaktorech s vyšším prosazením suroviny, avšak s použitím více hořáků současně. Pro výrobu sazí GPF se zatím používá výhradně přetlakového režimu a reakčních teplot až do 1 450 °C. Hlavní nevýhodou dosavadních způsobů výroby sazí GPF je vysoká energetická náročnost i vysoké náklady provozní u sazí vyráběných na nízkokapacitních reaktorech, nevyrovnaná kvalita sazí u reaktorů s více hořáky a vysoké měrné náklady na surovinu u všech dosavadních způsobů výroby sazí GPF. Další společnou nevýhodou dosud používaných způsobů výroby těchto sazí je používaný přetlakový režim výroby, protože jakákoliv netěsnost zařízení vede k závažným potížím v oblasti protipožární ochrany a hygieny práce.GPF carbon black production is still provided either in single-burner reactors with feed rates up to 1500 kg / h, or in reactors with higher feed rates, but using multiple burners simultaneously. So far, only the pressure mode and reaction temperatures up to 1450 ° C have been used for the production of GPF. The main disadvantages of the prior art GPF carbon black production methods are the high energy consumption and high operating costs of the carbon black produced on low-capacity reactors, the uneven carbon black quality of the multi-burner reactors and the high specific raw material cost of all prior GPF carbon black production methods. A further common disadvantage of the methods used to produce these carbon blacks so far is the pressurized mode of production used, since any leakage of the apparatus leads to serious problems in the field of fire protection and occupational hygiene.

Tyto nevýhody do značné míry odstraňuje způsob olejových retortových sazí typu GPF podle vynálezu. Jeho podstatou je, že se do jediného hořáku přivádí surovina s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 110 až 1J5, s výhodou 120 až 150, 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 množství, které je k množství rozprašovacího vzduchu v ,poměru 1:1 až 1:0,33, s výhodou v poměru 1:0,77 až 1:0,43.These disadvantages are largely overcome by the GPF type oil retort method of the present invention. It is based on the fact that a feedstock having a BMCI correlation coefficient of 110 to 15, preferably 120 to 150, is supplied to a single burner in an amount of 1500 to 3000 kg / h, and at the same time atomizing air. The combustion air is fed tangentially to the mixing part of the reactor in one to six streams in an amount that is in a ratio of 1: 1 to 1: 0.33 to the atomizing air, preferably 1: 0.77 to 1: 0, 43.

V reaktoru se udržuje reakční teplota 1 200 až 1 400 °C, s výhodou teplota 1 250 až 1 350 °C, a podtlak o hodnotě až 2,5 kPa ventilátorem zařazeným za reaktorem. Společně se spalovacím vzduchem lze do směšovací části reaktoru dávkovat pomocné palivo v množství, které odpovídá tvorbě spalin v množství do 2 000 Nm /h, s výhodou v množství 300 ažA reactor temperature of 1200 to 1400 ° C, preferably a temperature of 1250 to 1350 ° C, and a vacuum of up to 2.5 kPa are maintained in the reactor downstream of the reactor. Together with the combustion air, an auxiliary fuel can be fed into the mixing part of the reactor in an amount corresponding to the generation of flue gas in an amount of up to 2000 Nm / h, preferably in an amount of 300 to

500 Nm³/h.500 Nm ³ / h.

Způsob výroby olejových retortových sazí typu GPF podle vynálezu používá podtlakového režimu, proti dosavadním způsobům výroby vzniká přínos na úseku požární ochrany i v oblasti zvýšení bezpečnosti a hygieny práce. U způsobů výroby podle vynálezu je pro stejnou hodnotu jódové adsorpce reakční teplota v průměru o 50 °C nižší než u dosud používaných způsobů.The method of production of oil retort carbon black according to the invention uses a vacuum regime, compared to the previous production methods there is a benefit in the field of fire protection as well as in the area of increasing safety and hygiene of work. For the production methods of the invention, for the same iodine adsorption value, the reaction temperature is on average 50 ° C lower than in the methods used hitherto.

Z této skutečnosti vyplývá, že saze vyrobené podle vynálezu obsahují nižší množství těkavých látek, menší množství gritu a jsou vyráběny s vyšší výtěžností. Nižší jsou dále měrné náklady na energii i náklady na údržbu a obnovu zařízení. Kvalita vyráběných sazí je špičková a zcela rovnoměrná.As a result, the carbon black produced according to the invention contains lower amounts of volatiles, smaller amounts of grit and are produced with higher yields. Specific energy costs as well as maintenance and renewal costs are also lower. The quality of the carbon black produced is top and completely uniform.

Praktické provedení způsobu výroby sazí GPF podle vynálezu uvádějí následující příklady.The following examples illustrate the practice of the present invention.

Příklad 1Example 1

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 1:2,6 a jehož reakční část má vnitřní průměr 65 až 80 % vnitřního průměru směšovací části.A large-capacity reactor according to PV 2886-85 was used for production. It is a horizontal reactor whose cylindrical mixing portion has an internal diameter to length ratio of 1: 1.5 to 1: 2.6 and whose reaction portion has an internal diameter of 65 to 80% of the internal diameter of the mixing portion.

Do směšovací části je čelně v ose reaktoru zabudován rozprašovací hořák, opatřený přívodem rozprašovacího vzduchu a jedinou rozprašovací nárazovou tryskou pro rozprašování suroviny.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.

Její podstatnou součástí je vnitřní rozprašovací ploška, umístěná v čele trysky kolmo na výstupní otvor válcovitého tělesa trysky. 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 BCMI 125 o tlaku 0,8 MPa se nastřikovala do popsaného zařízení v množství 2 200 kg/h.Its essential component is an internal spray face located at the nozzle face perpendicular to the outlet opening of the cylindrical nozzle body. 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 having a BCMI 125 correlation coefficient of 0.8 MPa was injected into the apparatus at 2,200 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 v množství, které se udržovalo k. množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,45. Reakční teplota se udržovala na hodnotě 1 240 °C a podtlak 2,2 kPa. Získaly se saze GPF s výtěžností 0,52 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny a s následujícími vlastnostmi:At the same time, atomizing air was supplied to the burner under a pressure of 15 kPa. In addition, combustion air was fed through the six tangential inlets to the mixing part of the reactor in an amount that was maintained to the amount of atomizing air in a ratio of 1: 0.45. The reaction temperature was maintained at 1240 ° C and a vacuum of 2.2 kPa. GPF carbon blacks were obtained with a yield of 0.52 kg of carbon black per kg of feedstock and having the following characteristics:

Jódová adsorpce: 37 mgl₂/gIodine adsorption: 37 mgl ₂ / g

Olejová adsorpce: 86 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 86 ml dibutyl phthalate / 100 g

Příklad 2Example 2

Do stejného zařízení jako v příkladu 1 se nastřikovalo 1 800 kg sazárenské suroviny s hodnotou korelačního koeficientu BMCI 160, Do hořáku se přiváděl rozprašovací vzduch a do směšovací části reaktoru dvěma tangenciálními přívody spalovací vzduch současně 3 s pomocným palivem v množství, které odpovídá tvorbě 300 Nm spalin za hodinu. Množství spalovacího vzduchu bylo udržováno k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,59.Into the same apparatus as in Example 1, 1,800 kg of the carbon black was injected with a BMCI 160 correlation coefficient. Spray air was fed to the burner, and combustion air was fed simultaneously to the mixing part of the reactor through two tangential inlets. flue gas per hour. The amount of combustion air was maintained to the amount of atomizing air in a ratio of 1: 0.59.

Reakce probíhala za teploty 1 280 °C a za podtlaku 0,7 kPa. Získaly se saze GPF s výtěžností 0,53 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny a jejich kvalitativní parametry byly následující: Jódová adsorpce: 32 mg I₂/gThe reaction was carried out at a temperature of 1280 ° C and a vacuum of 0.7 kPa. GPF carbon blacks were obtained with a yield of 0.53 kg carbon black per kg of feedstock and their quality parameters were as follows: Iodine adsorption: 32 mg I ₂ / g

Olejová adsorpce: 95 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 95 ml dibutyl phthalate / 100 g

Příklad3Example3

Sazárenská surovina s průměrnou hodnotou korelačního koeficientu BMCI 150 byla nastřikována v množství 2 600 kg/h do zařízení podle příkladu 1. Množství dávkovaného spalovacího vzduchu bylo udržováno k množství rozprašovacího vzduchu v poměru 1:0,48. Současně se spalovacím vzduchem, dávkovaným do směšovací části reaktoru čtyřmi tangenciálními přívody, bylo přidáváno rovněž pomocné palivo v množství, ktere odpovídalo tvorbě 900 Nm spalin za hodinu. Výroba byla provozována při teplotě 1 300 °C a za podtlaku 1,1 kPa. Byly získávány saze typu GPF s výtěžností 0,56 kg sazí na 1 kg prosazené suroviny a s náledujícími vlastnostmi:The sapling stock with an average BMCI 150 correlation coefficient value was injected at 2,600 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: 0.48. Simultaneously with the combustion air fed to the mixing part of the reactor via four tangential inlets, auxiliary fuel was also added in an amount corresponding to the generation of 900 Nm of flue gas per hour. The production was operated at a temperature of 1300 ° C and a vacuum of 1.1 kPa. GPF-type carbon black was obtained with a yield of 0.56 kg of carbon black per kg of feedstock and having the following properties:

Jódová adsorpce: 34 mg ^/gIodine adsorption: 34 mg ^ / g

Olejová adsorpce: 93 ml dibutylftalátu/100 gOil adsorption: 93 ml dibutyl phthalate / 100 g

Claims

SUBJECT AND INVENTION

Method for producing a GPF-type oil retort in a single-burner large-capacity rector, the nozzle of which is provided with an internal spray pad, characterized in that feedstock is supplied to the burner with a BMCI correlation coefficient of 110 to 175, preferably 120 to 150, at a rate of 1,500 to 3,000 kg / ha at the same time atomizing air, while the combustion air is supplied tangentially to the mixing part of the reactor in one to six streams in an amount equal to the atomizing air amount of 1: 1 to 1: 0.33 , preferably in a ratio of 1: 0.77 to 1: 0.43, while maintaining a reaction temperature of 1200 to 1400 ° C, preferably 1250 to 1350 ° C, and a vacuum of up to 2 ° C. 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 the formation of 3 in 3 flue gas in an amount of up to 2000 Nm / h, preferably 300 to 1. 500 Nm / h.