PL80103B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania sadzy i Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywa¬ nia sadzy, typu „sadzy termicznej" przez spalanie weglowodoru w piecu poziomym.Znany jest sposób wytwarzania sadzy z fran¬ cuskiego opisu patentowego nr 1101755, który pole¬ ga w zasadzie na przeprowadzeniu w sposób -cia¬ gly niezupelnego spalania weglowodoru, wprowa¬ dzanego w stanie dokladnie rozdrobnionym i ze stala szybkoscia przeplywu, w obecnosci powietrza równiez wprowadzanego ze stala szybkoscia prze¬ plywu, do poziomego cylindrycznego pieca. Wy¬ tworzona sadze w zawiesinie, w gazach spalania, oddziela sie za pomoca znanych srodków, takich jak separatory cyklonowe, lub filtry workowe, oraz zbiera i poddaje sprezaniu i granulowaniu w celu nadania jej postaci, która ulatwia jej uzy¬ cie. Sposób ten umozliwia produkowanie sadz w bardzo szerokim zakresie, w piecu o tej konstruk¬ cji przez zmiane szybkosci przeplywu i temperatur cieczy wprowadzanych w sposób ciagly, oraz przez nastepujace po tym dalsze spalanie z odpowied¬ nim chlodzeniem wyprodukowanego aerozolu, na przyklad przez wtryskiwanie rozpylonej wody do aerozolu.Natomiast sposób wedlug wynalazku polega na prowadzeniu w piecu poziomym zmieniajacych sie kolejno okresów calkowitego spalania i okresów czesciowego spalania.Czestotliwosc kolejnych zmian moze zmieniac sie, na przyklad jednego pelnego cyklu w ciagu 30 sekund do jednego pelnego cyklu w ciagu 20 minut. Jezeli przeplyw powietrza przesylanego do pieca podczas okresu calkowitego spalania ozna¬ czy sie jako D, a przeplyw wtryskiwanego lub 5 odparowanego weglowodoru do pieca podczas okre¬ su calkowitego spalania oznaczy sie jako d, to korzystnie jest stosowac podczas procesu czescio¬ wego spalania przeplyw powietrza D' od D/10 do D, a przeplyw weglowodoru od 10 d do 100 d. 10 Z uwagi na zadana jakosc produkowanej sadzy, czasy obu okresów operacyjnych sa regulowane zgodnie ze stosunkiem, który korzystnie zmienia sie w nastepujacych granicach: 0,l<^<2 a najkorzystniej w nastepujacych granicach: 0,2 <-y < 1 przy czym t oznacza dlugosc okresu calkowitego 20 spalania, a t' oznacza dlugosc okresu czesciowego spalania.Modyfikacje sposobu wedlug wynalazku polegaja na oddzieleniu obu zmieniajacych sie kolejno okre¬ sów czesciowego spalania i calkowitego spalania 25 jednym lub kilkoma posrednimi okresami charak¬ teryzujacymi sie posrednimi wartosciami szybkosci przeplywu lub dlugosci okresów, albo takze przez stopniowe przeprowadzenie zmiany przeplywu i dlugosci okresu, za pomoca kazdego znanego spo- 30 sobu. Dla posredniego okresu lub dla wszystkich 8010380 103 posrednich okresów przeplyw powietrza D", prze¬ plyw weglowodoru d" i dlugosc okresu spalania t" korzystnie wybiera sie tak, aby 0 < t" ^19 minut 30 sekund, korzystnie 0 < t" < 2 minuty d' d" d korzystnie 2d ^= d" d D' < D" [ D korzystnie < D" W celu przeprowadzenia sposobu wedlug wyna¬ lazku, piec produkcyjny moze byc polaczony z ru- io rami doprowadzajacymi ciecze za pomoca podwój¬ nego zestawu czesci przy stalym przeplywie i kaz¬ da z nich moze byc zaopatrzona w zdalnie stero¬ wany zawór, przy^ czym wszystkie srodki regulu¬ jace sa podlaczonego regulacji programowej. 15 i Przez zmiane szybkosci przeplywu kazdej cieczy i? czasu przeplywu kazdej z nich jest uzyskanie nieskonczonej ^iczbtyj nastawien prowadzacych do nieograhiozon^ch rdcfajów sadz.Sposób wedlug wynalazku pozwala zwlaszcza na 20 otrzymywanie rozmaitych, takich gatunków sadzy, których wytwarzanie wymagalo uprzednio prowa¬ dzenia róznorodnej i skomplikowanej technologii, opartej na stosowaniu pionowych pieców z ognio¬ trwalymi kominami. Sposób wedlug tego wynalaz- 25 ku umozliwia otrzymanie takich gatunków sadz, które zwykle nazywa sie „sadzami termicznymi" o zawartosci popiolu nizszej niz 0,2%.Poniewaz w sposobie wedlug wynalazku cykle produkcji i spalania sa stosunkowo krótkie, stwier- 30 dzono nieoczekiwanie, ze przeplyw gazowego stru¬ mienia poza piecem produkcyjnym jest dostatecz¬ nie regularny, aby umozliwic oddzielenie i prze¬ róbke sadzy tak, jak w procesie prowadzonym w sposóbciagly. 35 Sposób wedlug wynalazku umozliwia skierowa¬ nie gazów, po oddzieleniu od sadzy, do dwóch róz¬ nych kanalów odpowiadajacych obu okresom ope¬ racyjnym. W ten sposób staje sie mozliwe odzy¬ skanie gazów odpowiadajacych okresowi czescio- 40 wego spalania, które sa szczególnie bogate w tle¬ nek wegla i wodór. Te gazy, posiadajace cieplo spalania wieksze niz cieplo spalania gazów od¬ padowych uzyskiwanych, w znanej metodzie, mo¬ ga byc korzystnie uzyte, na przyklad jako gaz syn¬ tetyczny do wytwarzania amoniaku lub metanolu.Gazy odpowiadajace okresowi calkowitego spa¬ lania sa praktycznie obojetne, zawieraja one op¬ rócz azotu dwutlenek wegla. Moga byc uzyte na przyklad zamiast azotu w reakcjach, które prze¬ prowadzone sa w nieobecnosci powietrza.Inna zaleta sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze pozwala na prowadzenie procesu z nad¬ miarem powietrza podczas okresu calkowitego spa¬ lania. Czastki zawierajace wegiel, które moga sie gromadzic w piecu produkcyjnym, sa spalane.W ten sposób unika sie zatrzymania produkcji przez zapchanie pieca.Nastepujaca tablica podaje parametry operacyj¬ ne dla poziomego pieca o srednicy 400 mm, w któ¬ rym surowcem jest weglowodór o nastepujacych wlasciwosciach ogólnych: Gestosc Destylacja Zawartosc wegla Zawartosc wodoru Zawartosc weglowodorów aromatycznych W tablicy tej T oznacza srednia operacji dla danego nastawienia. 1,075 w zakresie 220—400°C 91,6% 6,1% 145 temperature Nastawienia D m3/godzine d Kg/godzine t sekund D" m3/godzine d" kg/godzine t" sekund D' m3/godzine d' Kg/godzine t' sekund | r°c 1 1050 27 30 — — — 360 405 60 940 2 900 27 30 — — — 270 380 45 920 3 1060 25 15 850 25 30 360 300 45 1000 1 Dla tych trzech nastawien podanych w powyzszej tablicy wlasciwosci odpowiednich sadz sa naste¬ pujace: I. Wlasciwosci fizykochemiczne produktów sa- dzowych Nastawienie Srednica czasteczek w A° Powierzchnia wlasciwa BET w g/m2 Absorpcja w ftalanie dwubutylu c3/100 g Skladnie lotne % Popiól % pH Wskaznik absorpcji jodu w mmg/g 1 1500/1606 20 40 1,8 0,05 7,0 15 2 2500/2700 10 35 2,0 0,10 7,0 10 3 2000/2500 18 40 1,8 0,10 7,0 14 | II. Wlasciwosci mechaniczne w kauczuku. W na¬ stepujacych zestawieniach rozmaite substancje w mieszaninach podane sa w czesciach wagowych.A. Naturalny kauczuk a. Sklad mieszaniny (wzór ASTM) Naturalny kauczuk (F.F.No. 1) 100 Kwas stearynowy 3 Tlenek cynkowy 5 Siarka 0,6 Dwusiarczek dwubenzotiazylu 2,5 Sadza 50 Optimum wulkanizacji w tem¬ peraturze 145°C 50 mm b. Optimum wlasciwosci mechanicznych 65 Modul 300 (kg/cm2) Zerwanie (Kg/cm2) Rozciaganie % Twardosc wedlug Shore'a A Elastycznosc odbicia % Tworzenie ciepla °C 1 35 255 700 52 61 1 11 2 42 220 650 49 62 10 3 1 36 250 695 52 61 U 180 103 B. Kauczuk styreno-butadienowy znany na rynku jako SDR 1500 a. Sklad mieszaniny SBR 100 Kwas stearynowy 1,5 Tlenek cynkowy 5 Dwusiarczek dwubenzotiazylu ' 2 Siarka 2 Sadza 50 Optimum wulkanizacji w tem¬ peraturze 155°C 50 mm b.. Optimum wlasciwosci mechanicznych Modul 300 (kg/cm2) Zerwanie (kg/cm2) Rozciaganie % Twardosc wedlug Shore'a A Elastycznosc odbicia % Tworzenie ciepla °C 1 34 144 700 52 49 15 2 29 123 680 50 52 12 3 1 33 143 695 52 50 15 | PL

Claims (6)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania sadzy typu „sadzy termicznej" przez spalanie weglowodoru w piecu poziomym, znamienny tym, ze prowadzi sie zmie¬ niajace sie kolejno okresy calkowitego spalarnia i okresy czesciowego spalania, przy czym czesto¬ tliwosc zmian waha sie od jednego pelnego cyklu w ciagu 30 sekund do jednego pelnego cyklu w ciagu 20 minut i reguluje sie szybkosc przeplywu powietrza D w okresie calkowitego spalania, szyb¬ kosc przeplywu powietrza D' w okresie czesciowe¬ go spalania, szybkosc przeplywu weglowodoru d w okresie calkowitego spalania, szybkosc przeply¬ wu weglowodoru d' w okresie czesciowego spala¬ nia, czas trwania t okresu calkowitego spalania i czas trwania t' okresu czesciowego spalania, tak aby utrzymac nastepujace zaleznosci: D/10 lOd < d' < lOOd t 0,K —<2.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosunek czasów trwania okresów spalania jest zgodny z zaleznoscia 10 15 20 25 30 35 40 45 0,2<"^<1.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze zmienne okresy calkowitego spalania i okresy cze¬ sciowego spalania oddziela sie posrednim okresem spalania przy zachowaniu nastepujacych zaleznosci: C < t" < 19 minut 30 sekund d' d" d D' < D" < D przy czym D oznacza szybkosc przeplywu powie¬ trza podczas calkowitego spalania, D' oznacza szybkosc przeplywu powietrza podczas czesciowe¬ go spalania, d oznacza szybkosc przeplywu weglo¬ wodoru podczas calkowitego spalania, d' oznacza szybkosc przeplywu weglowodoru podczas czescio¬ wego spalania, t oznacza czas trwania okresu cal¬ kowitego spalania, t' oznacza czas trwania okresu czesciowego spalania, a D", d" i t" oznaczaja od¬ powiednio szybkosc przeplywu powietrza, szybkosc przeplywu weglowodoru i czas trwania posrednie¬ go okresu spalania.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze D, D', d, d', t i t' spelniaja nastepujace zaleznosci: 10 10d< 0,1- Cd'<100d t < —<2.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 3, znamieny tym, ze posredni okres spalania spelnia nastepujace zalez¬ nosci: 0 2dd"d -f-
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamienny tym, ze D, D', d, d', t i t' spelniaja nastepujace zaleznosci: D 10d t 0,1< —<2 CZYTELNIA lfe*Jo Pptantowego fi i| to**- 1^4 PL