CN1034940A - 重油气化副产碳黑及其回收方法和用途 - Google Patents

重油气化副产碳黑及其回收方法和用途 Download PDF

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戴绍泉
俞启辉
熊春友
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Abstract

一种重油气化副产碳黑及其回收方法和用途。 其回收方法是将重油气化生产工艺中由于烃类的不 完全裂解而产生的废物——碳黑不经过循环系统用 过滤机进行过滤，使碳黑脱水成为滤饼，将脱水后的 滤饼通过干燥系统进行干燥，这种方法既能消除污染 保护环境，又可稳定和提高合成气体企业的原料气产 品质量和产量，还可将由于重油气化产生的废物—— 碳黑回收成为一项有用的资源重油气化副产碳黑，以 代替高能耗的乙炔碳黑或石墨粉或活性碳在干电池 中应用。

Description

本发明涉及一种重油气化付产碳黑及其回收方法和用途。
在重油气化生产工艺过程中形成的碳黑是一种污染环境的废物，目前世界上对这种废物碳黑的处理有三种方法：一是在国外典型的处理方法是利用轻油从碳黑洗涤水中将碳黑进行萃取，使成为“轻油-碳黑浆”再进行蒸馏回收轻油，余下蒸馏塔底的“轻油-碳黑浆”迫回气化炉处理;二是在国内少数企业是用原料重油萃取碳黑水，使成为“重油-碳黑水”再迫回气化炉或燃烧锅炉处理;三是在国内尚有许多企业任其自由排放·上述的处理，无论是轻油萃取或是重油萃取，仅是单纯为了解决污染问题，且萃取装置投资费用大，同时也还存在许多问题。如：碳黑浆的重金属致使油泵和炉子的耐火砖引起腐蚀报废，合成气体工艺不稳定，降低合成气体的质量和产量，国内萃取也还有许多技术尚未过关，因此，污染问题未获彻底解决，任其自由排放的企业污染问题更为严重。
本发明的目的是要克服上述处理方法存在的不足，提供一种在重油气化生产工艺中回收付产碳黑的方法，既能消除污染保护环境，又可稳定和提高合成气体企业的原料气产品质量与产量，还可将由于重油气化产生的废物-碳黑回收成为一项有用的资源重油气化付产碳黑，以代替高能耗的乙炔碳黑或石墨粉或活性碳在干电池中的应用。
在我国石油化工企业通常利用重油裂化制成氢气和一氧化碳气体;制造合成氨，合成纤维，合成甲醇等·重油造气是重油，氢气和水蒸汽通过喷嘴进入气化炉中，进行不完全的燃烧，生成CO2·CO及H2和H2O等并放出热量，整个过程都在火焰中进行，主要是
温度在1000至1300℃，在Co2及H2O浓度较高时有利于生成CO及H2，在温度低于1000℃时，在CO及H2浓度较高时则易生成CO2，H2O及C·生成气体的浓度主要由加入重油量，氧气量及蒸汽量来控制，由于造气要求为CO+H2的浓度大于93%，CO2的浓度为4～6%，CH4的浓度小于0.5%，O2的浓度小于0.2%，N2的浓度为1～2%，这就不可避免地会有部分碳黑生成，在气体冷却过程中也仍然要产生碳黑。
本发明的目的实现方法是将上述过程中产生的废物碳黑洗涤水不经过循环系统用过滤机进行过滤，使碳黑脱水成为滤饼，将脱水后的滤饼通过干燥系统进行干燥，即得重油气化付产碳黑。
用上述回收方法回收常压重油气化生产工艺中生成的碳黑在用过滤机过滤前应加入碳黑量的0.03%的聚氧乙烯类表面活性剂进行改性搅拌。
根据本发明的方法回收的重油气化付产碳黑，主要是由90%以上碳所组成，其余的成份还包括少量的氢和氧及微量金属元素，其形状为颗粒状或薄膜状，粒径在40～150mu之间，其特殊之处在于它具有非晶体或非准晶体结构，是一种单粒子游离碳聚合体，其粗糙度系数为3～10，具有枝链状结构。这种付产碳黑具有良好的导电性，含液性，吸附性，既具有一般碳黑性能又具有活性碳性能，其性能特征是：
1.吸碘值：300～1000mg/g
2.吸油值：＞1.6ml/g
3    吸液量：＞1.8ml/g
4.干实体积：≥4ml/g
5.灰份：≤1.2%
6.挥发物：≤1.5%
7.比电阻：
a悬浮法：≤10kΩ/cm
b定容法：≤0.8Ω/cm
8.可溶性重金属
Cu：＜100PPm
pb：＜100PPm
Co：＜100PPm
Ni：＜100PPm
本发明的方法回收的重油气化付产碳黑可以作为乙炔碳黑或石墨粉或活性碳的代用品用于干电池中，这种含有重油气化付产碳黑的干电池，包括MnO2，重油气化付产碳黑和乙炔碳黑或石墨粉或活性碳，其特点在于还包括浓度大于同类干电池的电解液。
本发明不仅给重油气化制取合成气体企业找出了一条消除污染保护环境的有利途经，还回收了由于重油气化产生的废物-碳黑，使之成为一项有用的资源重油气化付产碳黑，干电池工业采用这种重油气化付产碳黑代替乙炔碳黑或石墨粉或活性碳，可以保证电池的性能，甚至于提高了电池性能，我国现可开发回收2～3万吨这种重油气化付产碳黑，所开发的这种重油气化付产碳黑可供我国年产50余亿只干电池使用。现以一个年产五万吨合成氨工厂为例，来说明该工厂采用本发明所述技术后每年可获得的经济和社会效益。
1.解决了环境污染并节约排污费100万元，并提高了合成氨的质量和产量。
2.回收循环使用水15万吨。
3    节约萃取耗用的重油价值700万元。
4.回收重油气化付产碳黑1200吨可创利250万元。
5.节约为生产干电池用乙炔碳黑的原料-电石耗电2千万度。
6.燃油锅炉可改为燃煤降低燃料费用。
7.可降低干电池成本400万元。
8.缓解了乙炔碳黑长期供不应求的困难。
如果全国所有这样的厂家都采用本发明所述技术，效益就更为可观。
下面通过实施例进一步描述本发明。
实施例：
本发明重油气化付产碳黑的回收方法是将在上述重油气化生产工艺中由于烃类的不完全裂解而产生的废物-碳黑不经过循环系统用过滤机进行过滤，使碳黑脱水成为滤饼，将脱水后的滤饼通过干燥系统进行干燥，即得重油气化付产碳黑。
用上述回收方法回收常压重油气化生产工艺中生成的碳黑在用过滤机过滤前应加入碳黑量0.03%的聚氧乙烯类表面活性剂进行改性搅拌。
根据本发明的方法回收的二批重油气化付产碳黑的主要组成如表1所示：
它们的形状均为颗粒状，平均粒径在40～60mu之间，它们均是非晶体单粒子游离碳聚合体，其粗糙度系数为3～10，具有枝链状结构，其主要性能特征如表2所示。
Figure 881064521_IMG2
上述重油气化付产碳黑可以作为乙炔碳黑或石墨粉或活性碳的代用品用于干电池中，这种含有重油气化付产碳黑的四种型号的干电池的配方如表3所示，它们的性能如表4所示。
按表3所示配方制作干电池，若采用重油气付产碳黑后，电解液用量明显减少，或产生疏水性现象时，可在电解液内加入电解液的0.03%的聚氧乙烯类表面活性剂来解决。
从表4上不难得知，电池使用重油气化付产碳黑后防漏性能也显著提高，如上述R20S和R20p的电池用3.9Ω连放至0.6V再继续连放24小时考核防漏平均为100%，原配方的电池分别为87.26%和80%。
Figure 881064521_IMG3
Figure 881064521_IMG4

Claims (4)

1、一种重油气化付产碳黑，主要是由90%以上碳所组成，其余的成份还包括少量的氢和氧及微量金属元素，其粒径为40～150mu，它是一种薄膜状聚合体或颗粒状聚合体，其特征在于它具有非晶体或非准晶体结构，其粗糙度系数为3～10，具有枝链状结构。
2、一种回收如权利要求1所述的重油气化付产碳黑的方法，其特征在于将重油气化生产工艺中由于烃类的不完全裂解而产生的废物-碳黑不经过循环系统用过滤机进行过滤，使碳黑脱水成为滤饼，将脱水后的滤饼通过干燥系统进行干燥。
3、如权利要求2所述的重油气化付产碳黑的回收方法，其特征在于回收常压重油气化生产工艺中生成的碳黑在用过滤机过滤前加入碳黑量的0.03%的聚氧乙烯类表面活性剂进行改性搅拌。
4、一种含有如权利要求2、3所述方法回收的重油气化付产碳黑的干电池，包括MnO2，重油气化付产碳黑和乙炔碳黑或石墨粉或活性碳，其特征在于还包括浓度大于同类干电池的电解液。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1057064C (zh) * 1997-07-05 2000-10-04 中国石化齐鲁石油化工公司 重质油气化副产物炭黑的干燥回收工艺
CN1062882C (zh) * 1997-07-04 2001-03-07 中国石油化工集团公司 减缓以渣油为原料部分氧化制气装置气化炉结渣的方法
CN101497708B (zh) * 2009-02-26 2011-05-25 杜黎明 一种塑料专用炭黑的生产方法
CN111996034A (zh) * 2020-08-18 2020-11-27 胡友超 一种劣质重油清洁化利用的方法

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