CN108276809A - 利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置及反应方法 - Google Patents

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汤国军
张晓明
徐全良
吕春芳
谈建军
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Wuxi Double Carbon Black Polytron Technologies Inc
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Abstract

本发明提供了一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置及反应方法，该装置包括依次连接的圆形预燃腔体、燃烧段、收缩段、混合段、第一反应段、第二反应段和炭黑收集装置，所述的圆形预燃腔体上开有第一外腔体，第一外腔体四周开有若干通入氧化剂的第一切向孔；所述的混合段开有第二外腔体，第二外腔体圆周布置若干通入载体气体的第二切向孔；所述的第一反应段开有第三外腔体，第三外腔体圆周开有通入催化剂的第三切向孔；所述的第二反应段尾部开有冷却剂喷入孔。本发明适合石化高馏程油浆生产炭黑，不容易造成装置结焦，对于扩大炭黑的原料油使用范围具有重大意义。

Description

利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置及反应方法
技术领域
本发明涉及炭黑生产反应装置领域，具体是一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置及反应方法，适用于橡胶的补强和填充材料、导电与半导电材料、着色材料。
背景技术
石化高馏程油浆由于其沥青和胶质及固含量高，使用于炭黑生产的原料油时，容易造成装置结焦，影响炭黑反应装置的正常运行和产品质量。因此研究一种适合石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置，对于扩大炭黑的原料油使用范围具有重大意义。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置及反应方法，适合石化高馏程油浆生产炭黑，不容易造成装置结焦，对于扩大炭黑的原料油使用范围具有重大意义。
本发明提供的装置包括依次连接的圆形预燃腔体、燃烧段、收缩段、混合段、第一反应段、第二反应段和炭黑收集装置，所述的圆形预燃腔体上开有第一外腔体，第一外腔体2四周开有若干通入氧化剂的第一切向孔；所述的混合段开有第二外腔体，第二外腔体圆周布置若干通入载体气体的第二切向孔；所述的第一反应段开有第三外腔体，第三外腔体圆周开有通入催化剂的第三切向孔；所述的第二反应段尾部开有冷却剂喷入孔。
本发明还提供了一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，包括以下过程：石化高馏程油浆通入圆形预燃腔体中与第一切向孔中通入的氧化剂混合燃烧，燃烧产生的高温热烟气经燃烧段和收缩段汇集到混合段与混合段中通入的添加剂混合，再与混合段中第二切向孔通入的载体气体混合进入第一反应段，再与第一反应段中的第三切向孔中通入的催化剂继续反应进入第二反应段，与第二反应段中喷入的冷却剂终止炭黑的副反应，该处形成的含炭黑烟气再进入常规的炭黑收集装置进行收集形成炭黑产品。
进一步改进，所述的氧化剂为含氧气体，添加剂为ⅠA族金属元素，催化剂为ⅦA族元素，所述的载体气体为空气或水蒸气。
本发明有益效果在于：适合石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置，不容易造成装置结焦，对于扩大炭黑的原料油使用范围具有重大意义。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2为图1中C-C段剖视图。
图3为图1中A-A段剖视图。
图4为图1中B-B段剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明结构如图1所示，包括依次连接的圆形预燃腔体1、燃烧段4、收缩段5、混合段6、第一反应段9、第二反应段12和炭黑收集装置，所述的圆形预燃腔体1如图2所示，开有第一外腔体2，第一外腔体2四周开有若干通入氧化剂的第一切向孔3；所述的混合段6如图3所示，开有第二外腔体7，第二外腔体7圆周布置若干通入载体气体的第二切向孔8；所述的第一反应段9如图4所示，开有第三外腔体10，第三外腔体10圆周开有通入催化剂的第三切向孔11；所述的第二反应段12尾部开有冷却剂喷入孔。
本发明还提供了一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，包括以下过程：石化高馏程油浆通入圆形预燃腔体1中与第一切向孔3中通入的氧化剂混合燃烧，燃烧产生的高温热烟气经燃烧段4和收缩段5汇集到混合段6与混合段6中通入的添加剂混合，再与混合段6中第二切向孔通入的载体气体混合进入第一反应段9，再与第一反应段9中的第三切向孔11中通入的催化剂继续反应进入第二反应段12，与第二反应段12中喷入的冷却剂终止炭黑的副反应，该处形成的含炭黑烟气再进入常规的炭黑收集装置进行收集形成炭黑产品。
所述的氧化剂为含氧气体，添加剂为ⅠA族金属元素，催化剂为ⅦA族元素，所述的载体气体为空气或水蒸气。
上述的石化高馏程油浆技术数据为：
表一 石化高馏程油浆技术指标(炭黑用)
本发明装置的产品性能如下：
表二 产品性能参数
测试项目名称 单位 测试方法 指标
吸碘值iodine adsorption g/kg GB/T 3780.1 20～242
吸油值DBP absorption 10-5m3/kg GB/T 3780.2 52～186
着色强度Tint index ％ GB/T 3780.6 40～156
CTAB吸附比表面积CTAB adsorption 103m2/kg GB/T 3780.5 16～230
外表面积(STSA) 103m2/kg GB/T 10722 18～256
总表面积Specific surface BET(NSA) 103m2/kg GB/T 10722 18～286
灰分Ashes at 825℃ ≤％ GB/T 3780.10 0.7
对比实施例1
表三 实施对比表1
对比实施例2：
表四 实施对比表2
对比实施例3
表五 实施对比表3
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应装置，其特征在于：包括依次连接的圆形预燃腔体、燃烧段、收缩段、混合段、第一反应段、第二反应段和炭黑收集装置，所述的圆形预燃腔体上开有第一外腔体，第一外腔体四周开有若干通入氧化剂的第一切向孔；所述的混合段开有第二外腔体，第二外腔体圆周布置若干通入载体气体的第二切向孔；所述的第一反应段开有第三外腔体，第三外腔体圆周开有通入催化剂的第三切向孔；所述的第二反应段尾部开有冷却剂喷入孔。
2.一种利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，其特征在于包括以下过程：石化高馏程油浆通入圆形预燃腔体中与第一切向孔中通入的氧化剂混合燃烧，燃烧产生的高温热烟气经燃烧段和收缩段汇集到混合段与混合段中通入的添加剂混合，再与混合段中第二切向孔通入的载体气体混合进入第一反应段，再与第一反应段中的第三切向孔中通入的催化剂继续反应进入第二反应段，与第二反应段中喷入的冷却剂终止炭黑的副反应，该处形成的含炭黑烟气再进入常规的炭黑收集装置进行收集形成炭黑产品。
3.根据权利要求2所述的利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，其特征在于：所述的氧化剂为含氧气体。
4.根据权利要求2所述的利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，其特征在于：所述的添加剂为ⅠA族金属元素。
5.根据权利要求2所述的利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，其特征在于：所述的催化剂为ⅦA族元素。
6.根据权利要求2所述的利用石化高馏程油浆生产炭黑的反应方法，其特征在于：所述的载体气体为空气或水蒸气。
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