CN101358044B - 色素炭黑产品及其生产工艺 - Google Patents

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本发明提供一种PSL-301系列炭黑产品及其生产工艺，本发明的PSL-301系列炭黑产品的原料包括：原料油和添加剂，所述原料油的用量与添加剂的用量重量比为：1500～1620∶0.6～0.9，本发明的PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺生产。本发明炭黑产品属于色素炭黑，具有黑度、着色力好，易于分散，光泽度较好等特点，而且原料合理，制备工艺成熟，适合工业化大生产。

Description

色素炭黑产品及其生产工艺
技术领域
本发明的属于炭黑工艺领域，更具体涉及一种PSL-301系列炭黑产品及其生产工艺。 
背景技术
炭黑为一种无定形碳。轻、松而极细的黑色粉末，比表面积非常大，范围从10-3000m2/g，是有机物(天然气、重油、燃料油等)在空气不足的条件下经不完全燃烧或受热分解而得的产物，炭黑因为生产方法不同其表面化学性能各异。目前，色素炭黑产品质量参差不奇，制备工艺也不是十分成熟。 
发明目的 
本发明的目的是提供一种PSL-301系列炭黑产品及其生产工艺，该炭黑产品属于色素炭黑，具有黑度、着色力好，易于分散，光泽度较好等特点，而且原料合理，制备工艺成熟，适合工业化大生产。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品的原料包括：原料油和添加剂，所述原料油的用量与添加剂的用量重量比为：1500～1620∶0.6～0.9。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺生产。 
本发明的显著优点是：本发明以煤焦油为燃料油，在煤焦油中配以适当的蒽油为原料油，采用的原料比例合理，炭黑收率较高，所产炭黑产品粒径中等，粒径分布较窄，炭黑表面含氧官能团较高，结构较低，炭黑经微粉粉碎机，造粒机以及炭黑机的加工后，有效地去除了焦粒等杂质，破坏了炭黑的二次结构，因此生产的炭黑产品属于色素炭黑，具有黑度、着色力好，易于分散，杂质少等特点，而且原料合理，制备工艺成熟，适合工业化大生产，具有显著的经济效益。 
附图说明
图1是本发明的炉法炭黑生产工艺流程图，其中1燃烧室；2侯口；3反应室；4烟道；5余热锅炉；6高温空气预热器；7中温空气预热器；8低温空气预热器；9一级热补偿器；10一级旋风分离器；11二级热补偿器；12二级旋风分离器；13袋滤器；14袋滤器；15微米粉碎机；16风送风机；17收集旋风分离器；18造粒机；19粉碎机；20原料油泵；21原料油过滤器；22罗茨鼓风机；23燃料油过滤器；24燃料油泵；25尾气风机；26冷却水泵。 
具体实施方式
所述原料油的用量与添加剂的用量重量比为：1500～1620∶0.6～0.9。 
原料油为煤焦油和蒽油的混合物，所述原料油中煤焦油和蒽油的用量配比为：重量比6∶ 4～7∶3；所述原料油的水分小于4％，密度为1.14～1.17g/ml，残渣小于40％。 
添加剂为碳酸钾。 
本发明的PSL-301系列炭黑为应用于油漆、油墨等行业的粉末型色素炭黑。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺具体如下： 
1)将空气经过罗茨鼓风机压缩至压力为0.036～0.040Mpa，依次经过低温空气预热器、中温空气预热器和高温空气预热器，加热到600℃后送入燃烧室； 
2)将燃料油和添加剂送入燃烧室后与热空气混合燃烧，温度控制在1500～1520℃，将燃烧产生的热烟气经侯口进入反应室，将原料油经喉口喷入，在反应室内裂解反应；反应时间为0.006秒，温度为1450℃，压力为20Kpa； 
3)反应结束后，将反应的产物烟气经过急冷水急冷后进入余热锅炉，随后经过高温空气预热器、中温空气预热器和低温空气预热器，使产物烟气的温度降至340℃； 
4)将产物烟气经过一级热补偿器、一级旋风分离器、二级热补偿器和二级旋风分离器，温度降至200～250℃，进入袋滤器进行收集，收集到的炭黑通过微米粉碎机，经风送风机送至收集旋风分离器； 
5)所述收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述一级旋风分离器、二级旋风分离器、袋滤器和收集旋风分离器中残留的固体炭黑通过微米粉碎机，经风送风机至收集旋风分离器；收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述燃料油为煤焦油，所述燃料油经过燃料油过滤器后配以重量浓度20％的碳酸钾溶液一同进入燃烧室，所述碳酸钾溶液以每小时6～8升的流量进入燃烧室，所述燃料油的以240kg/h的流量进入燃烧室。 
所述原料油经过原料油过滤器后以每分钟25～27kg的流量经喉口喷入。 
所述袋滤器中的尾气经尾气风机排出后用于发电。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品的指标如下： 
  项目   指标
  加热减量％≤   2.5
  灰分％≤   0.5
  DBP吸收值ml/g≤   0.85
  PH值   6.5～9.0
  黑度(反射率)≤   45
  着色力％≥   110
  流动度(35℃)mm≥   20
  挥发分％≥   1.0
  45μm筛余物％≤   0.100
  杂质   无
本发明的PSL-301系列炭黑产品主要根据研磨粉碎后通过筛网目数不同而区别成不同粒径的PSL-301炭黑产品。 
以下是本发明的几个实施例，进一步阐述本发明，但是本发明不仅限于此。 
实施例1 
原料油为煤焦油和蒽油的混合物，所述原料油中煤焦油和蒽油的用量配比为：重量比6∶7；所述原料油的水分小于4％，密度为1.14g/ml，残渣小于40％。 
添加剂为碳酸钾。 
本发明的PSL-301系列炭黑为应用于油漆、油墨等行业的粉末型色素炭黑。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺具体如下： 
6)将空气经过罗茨鼓风机压缩至压力为0.036Mpa，依次经过低温空气预热器、中温空气预热器和高温空气预热器，加热到600℃后送入燃烧室； 
7)将燃料油和添加剂送入燃烧室后与热空气混合燃烧，温度控制在1500，将燃烧产生的热烟气经侯口进入反应室，将原料油经喉口喷入，在反应室内裂解反应；反应时间为0.006秒，温度为1450℃，压力为20Kpa； 
8)反应结束后，将反应的产物烟气经过急冷水急冷后进入余热锅炉，随后经过高温空气预热器、中温空气预热器和低温空气预热器，使产物烟气的温度降至340℃； 
9)将产物烟气经过一级热补偿器、一级旋风分离器、二级热补偿器和二级旋风分离器，温度降至200℃，进入袋滤器进行收集，收集到的炭黑通过微米粉碎机，经风送风机送至收集旋风分离器； 
10)所述收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述一级旋风分离器、二级旋风分离器、袋滤器和收集旋风分离器中残留的固体炭黑通过微米粉碎机，经风送风机至收集旋风分离器；收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述燃料油为煤焦油，所述燃料油经过燃料油过滤器后配以重量浓度20％的碳酸钾溶液一同进入燃烧室，所述碳酸钾溶液以每小时6升的流量进入燃烧室，所述燃料油的以240kg/h的流量进入燃烧室。 
所述原料油经过原料油过滤器后以每分钟25kg的流量经喉口喷入。 
所述袋滤器中的尾气经尾气风机排出后用于发电。 
实施例2 
原料油为煤焦油和蒽油的混合物，所述原料油中煤焦油和蒽油的用量配比为：重量比4∶3；所述原料油的水分小于4％，密度为1.17g/ml，残渣小于40％。 
添加剂为碳酸钾。 
本发明的PSL-301系列炭黑为应用于油漆、油墨等行业的粉末型色素炭黑。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺具体如下： 
11)将空气经过罗茨鼓风机压缩至压力为0.040Mpa，依次经过低温空气预热器、中温空气预热器和高温空气预热器，加热到600℃后送入燃烧室； 
12)将燃料油和添加剂送入燃烧室后与热空气混合燃烧，温度控制在1520℃，将燃烧产生的热烟气经侯口进入反应室，将原料油经喉口喷入，在反应室内裂解反应；反应时间为0.006秒，温度为1450℃，压力为20Kpa； 
13)反应结束后，将反应的产物烟气经过急冷水急冷后进入余热锅炉，随后经过高温空气预热器、中温空气预热器和低温空气预热器，使产物烟气的温度降至340℃； 
14)将产物烟气经过一级热补偿器、一级旋风分离器、二级热补偿器和二级旋风分离器，温度降至250℃，进入袋滤器进行收集，收集到的炭黑通过微米粉碎机，经风送风机送至收集旋风分离器； 
15)所述收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述一级旋风分离器、二级旋风分离器、袋滤器和收集旋风分离器中残留的固体炭黑通过微米粉碎机，经风送风机至收集旋风分离器；收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述燃料油为煤焦油，所述燃料油经过燃料油过滤器后配以重量浓度20％的碳酸钾溶液一同进入燃烧室，所述碳酸钾溶液以每小时8升的流量进入燃烧室，所述燃料油的以240kg/h的流量进入燃烧室。 
所述原料油经过原料油过滤器后以每分钟27kg的流量经喉口喷入。 
所述袋滤器中的尾气经尾气风机排出后用于发电。 
实施例3 
原料油为煤焦油和蒽油的混合物，所述原料油中煤焦油和蒽油的用量配比为：重量比5∶4；所述原料油的水分小于4％，密度为1.16g/ml，残渣小于40％。 
添加剂为碳酸钾。 
本发明的PSL-301系列炭黑为应用于油漆、油墨等行业的粉末型色素炭黑。 
本发明的PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺具体如下： 
16)将空气经过罗茨鼓风机压缩至压力为0.038Mpa，依次经过低温空气预热器、中温空气预热器和高温空气预热器，加热到600℃后送入燃烧室； 
17)将燃料油和添加剂送入燃烧室后与热空气混合燃烧，温度控制在1510℃，将燃烧产生的热烟气经侯口进入反应室，将原料油经喉口喷入，在反应室内裂解反应；反应时间为0.006秒，温度为1450℃，压力为20Kpa； 
18)反应结束后，将反应的产物烟气经过急冷水急冷后进入余热锅炉，随后经过高温空气预热器、中温空气预热器和低温空气预热器，使产物烟气的温度降至340℃； 
19)将产物烟气经过一级热补偿器、一级旋风分离器、二级热补偿器和二级旋风分离器，温度降至230℃，进入袋滤器进行收集，收集到的炭黑通过微米粉碎机，经风送风机送至收集旋风分离器； 
20)所述收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述一级旋风分离器、二级旋风分离器、袋滤器和收集旋风分离器中残留的固体炭黑通过微米粉碎机，经风送风机至收集旋风分离器；收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品。 
所述燃料油为煤焦油，所述燃料油经过燃料油过滤器后配以重量浓度20％的碳酸钾溶液一同进入燃烧室，所述碳酸钾溶液以每小时7升的流量进入燃烧室，所述燃料油的以240kg/h的流量进入燃烧室。 
所述原料油经过原料油过滤器后以每分钟26kg的流量经喉口喷入。 
所述袋滤器中的尾气经尾气风机排出后用于发电。 

Claims (5)

1.一种PSL-301系列炭黑产品采用的生产工艺，其特征在于：所述PSL-301系列炭黑的原料包括：原料油和添加剂，所述原料油的用量与添加剂的用量重量比为：1500～1620∶0.6～0.9；所述PSL-301系列炭黑产品采用炉法炭黑生产工艺生产；所述炉法工艺色素炭黑生产工艺具体如下：
1)将空气经过罗茨鼓风机压缩至压力为0.036～0.040Mpa，依次经过低温空气预热器、中温空气预热器和高温空气预热器，加热到600℃后送入燃烧室；
2)将燃料油和添加剂送入燃烧室后与热空气混合燃烧，温度控制在1500～1520℃，将燃烧产生的热烟气经喉口进入反应室，将原料油经喉口喷入，在反应室内裂解反应；反应时间为0.006秒，温度为1450℃，压力为20Kpa；
3)反应结束后，将反应的产物烟气经过急冷水急冷后进入余热锅炉，随后经过高温空气预热器、中温空气预热器和低温空气预热器，使产物烟气的温度降至340℃；
4)将产物烟气经过一级热补偿器、一级旋风分离器、二级热补偿器和二级旋风分离器，温度降至200～250℃，进入袋滤器进行收集，收集到的炭黑通过微米粉碎机，经风送风机送至收集旋风分离器；
5)所述收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒后制成PSL-301系列炭黑产品；所述一级旋风分离器、二级旋风分离器、袋滤器和收集旋风分离器中残留的固体炭黑通过微米粉碎机，经风送风机至收集旋风分离器；收集旋风分离器的炭黑经过造粒机造粒制成PSL-301系列炭黑产品；
所述燃料油为煤焦油，所述燃料油经过燃料油过滤器后配以重量浓度10％的碳酸钾溶液一同进入燃烧室，所述碳酸钾溶液以每小时6～8升进入燃烧室，所述燃料油的以240kg/h的流量进入燃烧室；
所述原料油经过原料油过滤器后以每分钟25～27kg的流量经喉口喷入。
2.根据权利要求1所述的PSL-301系列炭黑产品采用的生产工艺，其特征在于：所述原料油为煤焦油和蒽油的混合物，所述原料油中煤焦油和蒽油的用量配比为：重量比6∶4～7∶3；所述原料油的水分小于4％，密度为1.14～1.17g/ml，残渣小于40％。
3.根据权利要求1所述的PSL-301系列炭黑产品采用的生产工艺，其特征在于：所述添加剂为碳酸钾。
4.根据权利要求1所述的PSL-301系列炭黑产品采用的生产工艺，其特征在于：所述PSL-301系列炭黑为应用于油漆、油墨行业的颗粒状色素炭黑。
5.根据权利要求1所述的PSL-301系列炭黑产品采用的生产工艺，其特征在于：所述袋滤器中的尾气经尾气风机排出后用于发电。 
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