CS199269B2 - Process for manufacturing furnace black with high structural parametrs - Google Patents
Process for manufacturing furnace black with high structural parametrs Download PDFInfo
- Publication number
- CS199269B2 CS199269B2 CS756188A CS618875A CS199269B2 CS 199269 B2 CS199269 B2 CS 199269B2 CS 756188 A CS756188 A CS 756188A CS 618875 A CS618875 A CS 618875A CS 199269 B2 CS199269 B2 CS 199269B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- hydrocarbon feedstock
- carbon black
- feedstock
- carbon
- liquid hydrocarbon
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 132
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 96
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 title description 6
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 title 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims abstract description 251
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims abstract description 250
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims abstract description 249
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 claims abstract description 233
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 claims abstract description 231
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 149
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 96
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 63
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 37
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 claims description 66
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 45
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 30
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 30
- 239000004071 soot Substances 0.000 claims description 22
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 19
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 18
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 13
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims description 3
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 18
- 238000010791 quenching Methods 0.000 abstract description 7
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000035515 penetration Effects 0.000 abstract description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 abstract 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 69
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 52
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 50
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 50
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 50
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 30
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 24
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 24
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 24
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 24
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 22
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 22
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 20
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 17
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 17
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 16
- 239000011269 tar Substances 0.000 description 14
- 235000008098 Oxalis acetosella Nutrition 0.000 description 13
- 244000126309 Trifolium dubium Species 0.000 description 13
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 13
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 13
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 12
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 11
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 7
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 6
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 5
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N dibenzothiazol-2-yl disulfide Chemical compound C1=CC=C2SC(SSC=3SC4=CC=CC=C4N=3)=NC2=C1 AFZSMODLJJCVPP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000721047 Danaus plexippus Species 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 3
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 3
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 3
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012744 reinforcing agent Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001424688 Enceliopsis Species 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 2
- 241000894007 species Species 0.000 description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000004448 titration Methods 0.000 description 2
- 239000004636 vulcanized rubber Substances 0.000 description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000016571 aggressive behavior Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000001493 electron microscopy Methods 0.000 description 1
- -1 ethylene, propylene, butylene Chemical group 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N methane;hydrate Chemical compound C.O VUZPPFZMUPKLLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002790 naphthalenes Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L sodium thiosulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=S AKHNMLFCWUSKQB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019345 sodium thiosulphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 1
- WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenezinc Chemical compound [Zn]=S WGPCGCOKHWGKJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000007586 terpenes Nutrition 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby pecních sazí s vysokými strukturními parametry ve srovnání se sazemi připravovanými dosud běžnými postupy, přičemž se při tomto postupu využívá nedokonalého spalování uhlovodíkového nástřiku. Uvedenými strukturními parametry se míní zvýšení hodnot DBP absorpce a snížení hodnot smrštění při vytlačování kaučukových směsí, které obsahují tyto saze. Postupem podle vynálezu se připraví pecní saze, které mají významné použití jako plnivo, pigmenty a ztužovadla při výrobě kaučuku a plastických látek.
Všeobecně zahrnuje pecní způsob přípravy sazí nezbytně krakování a/nebo nedokonalé spalovnám uhlovodíkového nástřiku jako je například zemní plyn nebo cirkulační surovina v uzavřené konverzní zóně, při teplotách jež leží okolo 982 °C, čímž vzniknou požadované saze s vysokými strukturními parametry. Vzniklé saze, které jsou obsaženy v plynech, jež vystupují z konverzní zóny, jsou potom ochlazovány a sbírány za pomocí některého běžného způsobu, jež jsou dostatečně známy pro tyto účely. Prakticky je vysoce obtížné a běžně průmyslově nedosažitelné vyrobit pecní saze, které by měly vysoké hodnoty strukturních parametrů oproti běžným produktům, jež se získávají z nejrůznějších výchozích surovin.
Vzhledem k výše uvedenému je hlavním cílem, uvedeného vynálezu navrhnout postup, který by umožnil přípravu sazí o vyšších strukturních parametrech, než mají až dosud vyráběné produkty.
Dalším cílem uvedeného vynálezu je navrhnout postup přípravy pecních sazí, které by měly vyšší hodnoty strukturních parametrů, než je tomu u dosud známých postupů, vyrábějící uvedené pecní saze, a které by měly současně dobré ztužovací schopnosti.
Ostatní znaky a výhody postupu podle uvedeného vynálezu budou zřejmé z dalšího popisu, příkladů provedení a z definice předmětu vynálezu, které postupně následují.
Podstata způsobu výroby pecních sazí s vysokými strukturními parametry, které představují zvýšení hodnot DBP absorpce uvedených sazí a snížení hodnot smrštění při vytlačování kaučukových směsí, které obsahují tyto saze, při kterém reaguje v první zóně procesu palivo a oxidační činidlo za vzniku proudu horkých kouřových plynů, poskytujících energii k převedení kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny jako zdroje sazí na výsledný produkt, přičemž tento proud kouřových plynů je veden požadovanou lineární rychlostí do druhé zóny, kde se nastřikuje kapalná uhlovodíková nástři199269 ková - surovina ďo uvedeného plynného. -proudu ve formě koherentních .. proudů :· v .podstatě příčného směru za tlaku, který umožňuje požadované vniknutí a smísení s plynným proudem kouřových plynů, přičemž ve - třetí zóně se kapalná uhlovodíková - nástřiková surovina rozkládá a převádí na výsledný produkt · a · reakce se ukončí rychlým ochlazením,· spočívá v tom, že se dále provádí nástřik přídavné uhlovodíkové suroviny v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině - v rozmezí od 2 do 60 % hmotnostních, vztaženo na celkový objem uhlíku ve všech reakčních složkách, v dosud nezreagované formě k získání částeček sazí v zóně podstatného zreagování tohoto postupu, ve které uhlovodíková surovina, předtím nastřikovaná, smísená, atomizovaná a odpařená zreaguje za tvorby částeček · sazí, přičemž tato zóna je umístěna ve vzdálenosti, která je 2 až 60 % ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny - k bodu přivádění chladicího média od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové suroviny, a potom je reakční směs ochlazena, separována a výsledné saze se oddělí.
Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu je přídavnou uhlovodíkovou surovinou kapalná surovina a je nastřikována v bodě, kde je současně nastřikována kapalná uhlovodíková · nástřiková surovina.
Podle dalšího výhodného provedení se přídavná uhlovodíková surovina nastřikuje v místě po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž bod nástřiku kapalné suroviny je vzdálen od bodu nástřiku · přídavné uhlovodíkové suroviny v rozmezí · od 2 - do 60 procent ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny ' k bodu - přivádění chladicího - média.
V · dalším - výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu je přídavná1 Uhlovodíková · surovina v kapalné 'formě a je nastřikována v - množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 5 do 60 % hmotnostních, vztaženo na · celkový obsah uhlíku · ve všech reakčních složkách, v bodě - po proudu · od místa nástřiku -kapalné . uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž · vzdálenost bodu nástřiku · kapalné · uhlovodíkové nástřikové suroviny : k · bodu nástřiku přídavné · uhlovodíkové · suroviny se · pohybuje od 2 - do - 60 '% ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné -uhlovodíkové nástřikové suroviny - k bodu · přivádění · chladicího média.
Podle dalšího - výhodného - provedení postupu podle uvedeného -vynálezu se · přídavná uhlovodíková -surovina . : přivádí do - procesu v · množství, které - odpovídá - obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové - surovině - v - rozmezí od 10 do 50 : - % hmotnostních, · vztaženo - na celkový obsah uhlíku -ve všech reakčních složkách.
Další, výhodné - .provedení · -postupu podle uvedeného - vynálezu - zahrnuje případ, .kdy přídavná uhlovodíková - surovina je v plynné . formě a je do procesu přiváděna v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové - surovině v rozmezí od 2 do 10 - o/o hmotnostních, vztaženo .na celkový obsah uhlíku ve všech reakčníCh;s-ložkách, v místě - po . proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž vzdálenost od bodu nástřiku--.kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu nástřiku - přídavné uhlovodíkové .-suroviny v plynné formě je v rozmezí od 2 do 60 % ze vzdálenosti bodu. nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu přivádění chladicího média.
Ve výhodném - proveden kdy . je .. přídavná uhlovodíková surovina - v plynné formě je dále výhodné když je tato surovina přiváděna v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v - přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 4 - do 8 % . hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách přiváděných do reakce.
Jak již bylo uvedeno, bylo podle uvedeného - vynálezu zjištěno, že cíle postupu podle vynálezu je možno dosáhnout přiváděním pomocné neboli přídavné uhlovodíkové suroviny do tohoto postupu výroby pecních sazí. Přídavná uhlovodíková surovina ve formě kapaliny nebo plynu je přiváděna do tohoto postupu výroby sazí podle uvedeného vynálezu různým vhodným způsobem v místě, jenž je zde označeno jako zóna podstatného zreagování. Tímto termínem „zóna podstatného zreagování” se zde míní takové místo w procesu --tvoření sazí, ve kterém se uhlovodíková surovina, - která - byla - předtím zevedená - do - procesu, - smíchaná, - atomizovaná a - odpařená, - podrobuje hlavní reakci, -při které - -se - tvoří zárodečné - uhlíkové - částečky. Konkrétněji -řečeno, tato - zóna podstatného zreagování - je ví tomto - způsobu přípravy - sazí uvedena - jako 'pásmo - po - proudu od . místa nástřiku - -kapalné - uhlovodíkové - nástřikové suroviny, které je -ve vzdálenosti - od - 2 - do 60 % - vzdálenosti bodu - nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny - k - bodu přivádění - chladicího média. - Při - praktickém provádění i postupu - podle vynálezu * muže1 být přídavná uhlovodíková -surovina - do 'hlavního - proudu - přiváděna různým vhodným způsobem, - jako - je - například - v osovém - směru - nebo v - příčném - - směru - k - toku plynného proudu. Dále rovněž - není rozhodující - ve kterém - okamžiku - - provádění - procesu ' je - přídavná uhlovodíková - - surovina - přiváděna, pouze je zde ta - podmínka, že - přiváděná ?přídavná uhlovodíková - surovina - - -vstupuje - do zóny - podstatného - - zreagování - - a. - je - ve -· v - podstatě - nezreagované - formě, - čímž se - míní -- to, že - předtím - nebyla - podrobena - reakci, - přičemž by se vytvářely - částečky - sazí.
Ve výhodném - provedení - postupu - podle uvedeného vynálezu je - - kapalná - - něho plynná uhlovodíková - nástřiková surovina . přivá1'9:912/6:9 tlena do tohoto procesu tvoření sazí v bodě po proudu od místa, kde je kapalná uhlovodíková nástřiková surovina nastřikována, do kouřových plynů, které proudí vysokou rychlostí. Jak bude ještě z dalšího popisu zřejmé, je podstatně důležité aby přídavná uhlovodíková surovina byla přiváděna ve • formě kapalné nebo plynné a rovněž aby použité množství přídavné uhlovodíkové suroviny ovlivňovalo vlastnosti výsledného produktu.
Vzhledem к vytvořeným sazím byl zde použit termín „struktura”, který definuje primární vlastnosti sazí, přičemž tento termín nijak nesouvisí v podstatě s žádnou vlastností nebo s!kombinací vlastností. Obecněme tento termín běžně používá к vyjádření stupně aglomerace primárních částeček sazí. Jelikož vzniklé saze projevují vždy •určitou míru aglomerace, jsou jednotlivé druhy;sazí klasifikovány podle míry aglomerace těchto primárních částeček jako nížkoštrukturní, :normálně strukturní a vysokostrukturní saze, což závisí na relativním stupni agregaeejUvedené klasifikace na nízko-, normálně-, a vysoko strukturní saze není ovšem přesně definována. Běžně je struktura sazí považována za vysokostrukturní, v případě, když částečky sazí jeví silnou tendencii к tvoření řetězců z těchto částeček. Na druhé straně je struktura sazí povahována za nízkou v případě, když částečky sazí jeví slabou tendenci к tvoření řetězců z těchto primárních částeček.
.Za účelem stanovení struktury sazí byla v tomto vynálezu použita metoda olejové absorpce, která používá dibutylftalátu. Tato technika, která byla provedena stejným způsobem jako je ASTM D-2414-72, bude ještě konkrétněji popsána v dalším.
Současný stav techniky zavádí pevně ustanovený vztah, jenž zahrnuje strukturní charakteristiky vyráběných sazí a výsledné vlastnosti kaučukových směsí, do nichž jsou přimíchány částečky těchto sazí. V podstatě tento poměr určuje výhodnější definici, která vychází z toho, že strukturní parametry sazí ovlivňují kaučukové směsi, které obsahují tyto saze, přičemž tyto směsi jsou jemnější a jsou charakterizovány nízkými hodnotami smršťování při vytlačování. Jinak řečeno, tento vztah zahrnuje stupeň strukturních parametrů sazí vzhledem к vlastnostem kaučukových směsí, do nichž jsou tyto částečky sazí přimíchány. V tomto případě všeobecně platí, že v případě, že jsou ostatní parametry sazí v podstatě nezměněny, tak při použití sazí s vysokými strukturními parametry vzniknou kaučukové směsi, do kterých se přidají tyto saze, o vysokých hodnotách modulu pružnosti, zatímco při použití sazí s nízkými hodnotami strukturních charakteristik při výrobě kaučukových směsí, do nichž se tyto saze přidávají, vzniknou směsi,'které mail nízké hodnoty modulu pružnosti. Z hlediska cílů, jenž jsou uvedeny v souvislosti s předmětným způsobem pří pravy pecních sazí, které mají podstatně vyšší hodnoty strukturních charakteristik, bylo zjištěno, že tento výše uvedený vztah je-vyhovující.
V uvedeném popisu bylo mimochodem naznačeno, že v předmětném : postupu přípravy pecních sazí s vysokými strukturními parametry je možno připravit produkt, který smíšen s přírodním nebo syntetickým kaučukem poskytuje směsi, které dalším zpracováním poskytují sloučeniny, které mají zvýšené hodnoty modulu pružnosti a nižší hodnoty smrštění při vytlačování.
Při měření strukturních charakteristik uvedených sazí je možné, jak to bylo dokázáno, použít konstantně spolehlivou a běžnější metodu stanovení strukturních parametrů produkovaných sazí jež představuje měření absorpčních hodnot oleje uvedených sazí. Je to ten typ olejové absorpční techniky stanovení strukturních charakteristik produkovaných sazí, který je všeobecně znám pod· označením. ASTM testovací metoda D-2414-72, a která je nazvána.„Dibutylftalátové absorpční číslo sazí” [Dibutyl Phtalate Absoption Number of Carbon Blackj. Ve stručnosti tato metoda zahrnuje postup, při kterém se přidává dibutylftalát (DBPj ke vzorku produkovaných sazí, ve zkypřené nebo tabletové formě, v přístroji, který se nazývá Brabender-Gabot Absorptometer, jenž je vyráběn a prodáván společností C. W. Brabender Instruments, líre., South Haeekensack, New Jersey, a který měří objem dibutylftalátu, použitý na absorpci. Výsledná hodnota je vyjádřena v kubických centimetrech nebo milimetrech dibutylftalátu (DBPj na 100 gramů sazí.
Postup podle uvedeného' vynálezu je možno provést tak, že se nástřiku je kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, která je zdrojem výsledných sazí v podstatě příčném směru do předběžně vytvořeného proudu horkých kouřových plynů, které postupují v souproudém směru průměrnou lineární rychlostí 305 m/s a tato hodnota je minimální rychlostí, s výhodou je tato rychlost 1 525 m/s. Použitý nástřik je nastřikován v příčném směru do kouřových plynů z obvodové oblasti proudu takovým způsobem, aby bylo zajištěno vnikání do hlavního proudu dostatečným způsobem, ale aby současně nedocházelo ke koksovatění na stěnách reaktoru v oblasti zóny vytváření sazí.
Nový znak postupu podle uvedeného vynálezu spočívá v tom, že se zavádí určité množství přídavné plynné nebo kapalné uhlovodíkové suroviny do tohoto upraveného způsobu přípravy sazí s vysokými strukturními hodnotami, v zóně podstatného zreagování, která jak jíž bylo uvedeno, je umístěna v místě po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny ve vzdálenosti, která činí 2 až 60 % vzdálenosti od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny к místu přivádění ochlazovacího média. Výsledkem tohoto, zlep199269 šení je to, že saze produkované tímto způsobem projevují podstatně vyšší hodnoty strukturních parametrů, což je možno například dokumentovat zvýšenou hodnotou dibutylftalátového adsorpčního čísla při ' nejmenším o pět milimetrů dibutylftalátu na 100 gramů produkovaných sazí. Kromě toho, jestliže se tyto saze se zlepšenými strukturními charakteristikami .přidají do kaučukových směsí, obdrží se sloučeniny se zlepšenými fyzikálními vlastnostmi. Způsob, jak provést postup podle uvedeného vynálezu bude detailněji popsán dále.
Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu se nejdříve připraví horké kouřové plyny, které' : ' ' se při tomto způsobu přípravy sazí s vysokými parametry strukturálních charakteristik vytvoří ve vhodné spalovací komoře, kde se spálí kapalné nebo plynné palivo a vhodný oxidační prostředek jako je například vzduch, kyslík, směs vzduchu a kyslíku a podobná jiná činidla. Jak vhodná paliva, která je možno použít pro reakci s oxidačním proudem ve spalovací komoře za účelem získání horkých kouřových plynů, je možno uvést některý ze snadno spalitelných plynů, par nebo kapalin jako je například vodík, kysličník uhelnatý, methan, acetylen, alkoholy, keroseny a podobně.
Všeobecně je ovšem s výhodou používáno paliv, která se vyznačují vysokým obsahem složek, které obsahují uhlík, a zvláště uhlovodíků. Vynikajícími palivy jsou například zdroje, které jsou bohaté na methan, jako je například zemní plyn a upravené nebo obohacené zemní plyny, stejně jako i jiné proudy, jež se vyznačují vysokým obsahem uhlovodíků jako jsou například různé uhlovodíkové plyny a kapaliny a vedlejší produkty z rafinačních pochodů jako jsou například ethanová, propanová, butanová a pentanová frakce, topné oleje a podobné jiné zdroje. Kromě toho je třeba uvést, že v první zóně tohoto výhodného provedení způsobu přípravy sazí s vysokými hodnotami strukturních charakteristik, se s výhodou použije vzduch jako oxidační činidlo, a zemní plyn jako palivo pro vytvoření tohoto primárního spalovacího ohně. Jak již bylo uvedeno, představuje primární spalovací množství vzduchu v první zóně způsobu přípravy sazí vzhledem k množství vzduchu, které je zapotřebí k úplnému spálení uhlovodíku v této prvé zóně. Z hlediska výhodnosti je toto primární spalování vyjádřeno procenty. Hodnota primárního spalování může tedy dosahovat hodnot, jež leží v rozmezí od 100 do 250 %, přičemž výhodné rozmezí primárního spalování neboli spalování v první zóně se pohybuje od 120 do 150 procent.
Tímto způsobem se v této první zóně horkých kouřových plynů, který postupuje vysokou rychlostí do dalších částí zařízení.
Dále bylo zjištěno, že je výhodné, když se vytvoří tlakový rozdíl mezi spalovací komorou a reakční komorou, který činí při nejmenším 6,9 kPa, přičemž při výhodném provedení je tento tlakový rozdíl v rozmezí od 10,3 do 69 kPa. Za těchto podmínek se vytvoří proud kouřových plynů, jako produktu, jež mají dostatečnou energii, aby přeměnily saze, jež jsou produktem spalování kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, na požadované saze o stanovené kvalitě, jež jsou produktem tohoto postupu.
Výsledné kouřové plyny, které vystupují ze spalovací zóny dosahují teplot při nejmenším 1 302 ° C, přičemž nejvýhodnější je pro tento způsob vytvoření teplot, jež leží přinejmenším nad teplotou 1 532 °C. Horké kouřové plyny jsou · potom vedeny v souproudém směru za vysokých lineárních rychlostí a jsou potom ještě ' urychleny zaváděním těchto kouřových plynů do uzavřeného přechodového pásma, které má menší 'průměr, a které může být ještě zúženo jestliže je to zapotřebí, nebo omezeno běžnými prostředky, jako je například Venturiho tryska a pod. Toto může . být považováno za druhou zónu provádění postupu podle uvedeného vynálezu, přičemž tato druhá zóna leží v oblasti, kde je provedeno nastřikování ' kapalné uhlovodíkové nástřikové ' suroviny prudkým způsobem do proudu horkých kouřových plynů.
Tato fáze ' uvedeného způsobu může · být konkrétně popsána tak, že se v této druhé zóně, ve které horké kouřové plyny postupují s vysokou rychlostí, se zde vytvoří 'čelo plynu s vysokým kinetickým tlakem, · jehož hodnota činí přinejmenším 6,9 kPa, přičemž je do tohoto plynu nastřikována vhodná kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, která produkuje saze při dostatečném tlaku k do sazení požadovaného proniknutí této uhlovodíkové suroviny do horkých kouřových plynů, čímž je zajištěno dosažení vysokého stupně promísení horkých kouřových plynů s kapalnou uhlovodíkovou ' nástřikovou surovinou. Vliv okolí se projeví tak, že še kapalná uhlovodíková nástřiková surovina rychle rozloží a je takto převedena na saze s vysokým výtěžkem. . Vhodnými surovinami, které je . možno použít · v tomto bodě jako nástřikových surovin, které se snadno odpaří za podmínek pro tuto reakci již uvedených, jsou nenasycené uhlovodíky jako acetylen, olefiny jako je například ethylen, propylen, butylen, aromatické uhlovodíky, jako je například benzen, toluen a xylen, určité nasycené uhlovodíky a těkavé ' · uhlovodíky jako je například řada kerosenů, ' naftalenů, terpenů, ethylenové dehty, aromatické ' cyklické suroviny a podobné jiné sloučeniny. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina je přiváděna 'do horkých kouřových plynů v podstatě v příčném směru z obvodové oblasti v podobě velkého množství malých koherentních paprsků, které pronikají do vnitřních oblastí ' proudu ' kouřových plynů, ale které přitom nepronikají do takové hloubky aby docházelo ke vzájemnému narážení protilehlých paprsků. Při praktic199269 kém , provádění způsobu podle uvedeného vynálezu se kapalná uhlovodíková nástřiková surovina zavádí ve formě paprsků kapaliny vháněním kapalinové nástřikové suroviny větším množstvím otvorů, které mají průměr, jenž leží v rozmezí od 0,0254 cm do 0.381 cm, přičemž při výhodném provedení podle tohoto způsobu je tento průměr v rozmezí od 0,0508 cm do 0,1524 cm, a nastřikovací tlak je volen tak, aby jeho hodnota dostačovala k požadovanému vniknutí nástřikové suroviny do kouřových plynů. Množství použité kapalné nástřikové uhlovodíkové suroviny je třeba upravit vzhledem k množství použitého paliva a oxidačního činidla tak, aby bylo dosaženo celkového procenta spalování pro tento upravený způsob přípravy vysokostrukturních sazí, jež leží v rozmezí od 15 do 60 procent a ve výhodném provedení od 20 do 50 procent. Hodnota celkového spalování představuje celkové množství vzduchu, které je použito v tomto procesu tvoření sazí, vzhledem ke množství vzduchu, jenž je potřebné na úplné spálení celého množství použité kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny v tomto procesu na kysličník uhličitý a vodu. Hodnota celkového spalování je obyčejně vyjádřena v procentech.
Ve třetí zóně je prostor který umožňuje dosáhnout dostatečného času zdržení, · jež je potřebný k proběhnutí reakce, při které se' vytváří uhlík, přičemž tento interval se vyskytuje před rychlým ukončením reakce ochlazovacím médiem. Všeobecně je možno uvést, že jelikož doba zdržení v každém případě závisí na jednotlivých prováděcích podmínkách a na jednotlivých požadavcích na produkované saze, mění se i čas zdržení v procesu podle uvedeného vynálezu, a to v mezích od hodnot nižších než 1 milisekunda nebo ještě nižších až do 100 milisekund. Podle tohoto je možno provést tento způsob přípravy sazí během stanoveného požadovaného intervalu zdržení, přičemž reakce je zakončena tak, že se do reakční směsi vstřikuje rychle pomocí sprayových trysek ochlazovací prostředí, jako je například voda, přičemž se použije přinejmenším jednoho uspořádání sprayových trysek. Horké vytékající plyny, jež obsahují saze jako produkt ve formě suspenze, jsou potom vedeny směrem % hmot, uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině
V tomto vztahu značí celkové množství přiváděného uhlíku v reakčních složkách celkový součet množství uhlíku v jednotlivých reakčních složkách přiváděných do první zóny provádění tohoto postupu, množství přiváděného uhlíku v kapalné uhlovodíkové nástřikové surovině a množství přiváděného uhlíku v pomocné neboli přídavné uhlovodíkové surovině. Všeobecně je možno uvést, že množství použité přídavné uhlovodíkové suroviny leží v rozmezí od 2 do 60 % hmotnostních z celkového množství po proudu do fáze chlazení, oddělování a sebírání uhlíkových sazí, přičemž 'tyto fáze jsou opatřeny běžně známými prostředky. Oddělování vzniklých sazí od proudu plynu může být snadno uskutečněno běžnými prostředky, jako je srážecí nádoba, cyklónový separátor, pytlový filtr nebo kombinace těchto zařízení.
Při provádění způsobu podle . uvedeného vynálezu bylo zjištěno, že strukturní parametry produkovaných sazí podle výše uvedeného modifikovaného postupu mohou být značně zvýšeny, čímž se zde vytváří možnost použít tohoto produktu v procesech, které nezbytně vyžadují uhlíkové saze s vysokými hodnotami strukturních parametrů. Konkrétně je možno uvést, že strukturní charakteristiky produkovaných sazí se značně zvýší zaváděním určitého množství plynné nebo kapalné uhlovodíkové suroviny, která byla ve výše uvedeném postupu označena jako pomocná neboli přídavná uhlovodíková surovina, ve v podstatě nezreagované formě, do tohoto procesu výroby vysokostrukturních sazí v zóně podstatného zreagování, která byla již výše definována. Kromě tohoto je třeba poznamenat, že tato uhlovodíková surovina, která je zde použita jako přídavná ' neboli pomocná uhlovodíková surovina, nemusí být tatáž surovina jako použitá kapalná uhlovodíková nástřiková surovina. Všeobecně je možno uvést, že přivádění pomocné neboli přídavné uhlovodíkové suroviny, ať již v plynné nebo kapalné ' formě, do ' uvedeného způsobu přípravy sazí s vysokými 'hodnotami strukturních charakteristik, má za účel právě toto zvýšení strukturních parametrů, které má dále vliv na modul pružnosti u kaučukových směsí, přičemž tyto saze přimíšené do kaučukových směsí podstatně zvyšují tento modul pružnosti.
Pro účely uvedeného vynálezu je množství přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny, ať již v kapalné nebo v plynné formě definováno jako procento z celkového množství uhlíku, jež vstupuje do procesu ve formě reakčních složek, použitých k provedení postupu. Konkrétně je možno množství přídavné uhlovodíkové suroviny, jež se použije v tomto postupu, definovat následujícím vztahem:
množství uhlíku v přídavné uhlovodíkové sur. celkové množství uhlíku v reakčních slož.
uhlíku v reakčních složkách. Ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu, v případě že se jako přídavné uhlovodíkové suroviny použije kapalný uhlovodík, je toto množství takové, že obsah ' uhlíku v přidávané přídavné uhlovodíkové surovině se pohybuje v rozmezí od 5 do 60 % hmot, a ještě výhodněji je toto rozmezí od 10 do 50 % hmot, z celkového množství uhlíku, přiváděného v reakčních složkách. Na druhé straně, v případě, že se použije plynná uhlovodíková surovina jako přídavná nebo199269 li pomocná uhlovodíková surovina, potom množství přidané přídavné uhlovodíkové suroviny se pohybuje v rozmezí od 2 do 10 % hmotnostních z celkového množství přiváděného uhlíku v reakčních složkách do procesu, a s výhodou se toto rozmezí pohybuje od 4 do 8 % hmot.
V dalším následuje popis testovacích postupů, které byly použity na zhodnocení analytických a fyzikálních vlastností sazí produkovaných postupem podle uvedeného vynálezu.
Jodové adsorpční číslo
Hodnota tohoto čísla byla stanovena podle ASTM D-1510-70.
Povrchová plocha stanovená jodem
Povrchová plocha peletizovaných produkovaných sazí byla stanovena následující jodovou adsorpční technikou. Podle tohoto postupu byl vzorek sazí umístěn do porcelánového kelímku, jenž byl vybaven krytem, zabraňujícím ztrátám, který umožňoval od vedení plynů, a potom byl zbaven těkavých sloučenin po dobu 7 minut při teplotě 927 stupňů Celsia v muflové peci a potom byl vzorek ponechán chladnutí. Horní vrstva kalcinovaných sazí byla odstraněna až do hloubky 0,63 cm a zbývající podíl sazí byl zvážen. К tomuto vzorku byl potom přidán roztok 100 mililitrů 0,01 N roztoku jodu a takto vzniklá výsledná směs byla míchána po dobu 30 minut. Z takto vzniklé směsi byl odebrán alikvótní podíl 50 mililitrů, který byl potom podroben centrifugováňí tak dlouhou dobu dokud roztok nebyl čirý, přičemž dále bylo odebráno 40 mililitrů tohoto čirého roztoku, který byl titrován 0,01 N roztokem thiosíranu sodného, přičemž jako: indikátoru bylo použito 1 % roztoku škrobu pro zjištění koncového bodu titrace, dokud byl volný jod adsorbován. Procento adsorbovaného jodu bylo stanoveno kvantitativní titrací zpracovaného vzorku. Nakonec byla vypočítána povrchová plocha zjištěná pomocí jodu, která může být vyjádřena následujícím vztahem, jenž udává povrchovou plochu v metrech čtverečních na gram vzorku:
Povrchová plocha zjištěná pomocí jodu ,(procento/adsorbovaného jodu. 0,937) - 45 váha vzorku
Tato testovací metoda stanovení povrchové plochy peletizovaných sazí pomocí jodu je pro běžné účely označována jako „Cabot Test Proceduře No. 23,1, jelikož v tomto směru dosud neexistuje žádná metoda ASTM. Jak je zřejmé z publikace Cabot Corporation TC-70-1, která je nazváná „Industry Reference Black No. 3”, jejíž autoři jsou Juengen a O’Brienj která byla publikována 1. dubna 1970, je povrchová plocha stanovená jodem podle IRBNo. 3 (Industry Reference Black No. 3) 66,5 m2/g, jež byla stanovena podle testovací procedury „Cabot Test Proceduře 23,1”, jež byla uvedena již výše.
Sypriá měrná váha peletizovaných sazí
Tato hodnota byla stanovena podle testovací metody ASTM D-151.
Dibutylftalátové absorpční číslo sazí
Tato hodnota byla stanovena podle testovací metody ASTM Test Method D-2414-72, jak již bylo uvedeno v předchozím textu. Uvedené výsledky naznačují zdali byly nebo nebyly saze ve zkypřené nebo peletizované formě.
Barvivost
Barvicí schopnost představuje relativní krycí schopnost peletizovaných produkovaných sazí, v případě, že jsou přidány do běžného kysličníku zinku v množství od 1 do
37,5 hmotnostních dílů (Florence Green Seal
No. 8, vyráběný a prodávaný společností
New Jersey Zinc. Co.), jenž je dispergován v epoxidovaném oleji sóji olejnatého typu plastif ikátoru (Paraplex G-62, vyráběný a prodávaný společností Rohm a-iHaas.OoJ, přičemž tyto vzorky jsou potom porovnávány ,s řadou standardních referenčních sazí, testovaných za těchže podmínek. Konkrétně testovací procedura zahrnuje rozmělnění a .míšení sazí, kysličníku zinku a pláštifikátoru v takových : podílech, že výsledný poměr sazí ke kysličníku zinku je v rozmezí 1 ;až 37,5. Dále bylo použito aparatury známé pod značkou Welch Densichron naikteré byly získány filmové·, odlitky na.·skleněné desce a obdržené hodnoty byly srovnávány se:standarty, jež měly známou barvicí schopnost. Barvicí schopnost standardů se sazemi byla stanovena: použitím libovolně označené hodnoty 100 °/o pro barvicí schopnost sazí typu Cabot standard SRF. V. tomto případě, podobně jako to je běžně -prováděno, bylo hodnotou 100 '% pro barvicí schopnost sazí vybráno ze standardů SRF, přičemž touto hodnotou byly označeny druhy Sterling S nebo Sterling R.polovyztužené pecní saze, vyráběné společností Cabot Corporatton. Každý z těchto vybraných referenčních . druhů sazí se vyznačovaly, kromě jiných vlastností, tím, že jejich povrchová plocha podle BET systému s pomocí dusíku byla ,23 m2/g, olejové absorpční číslo 29,2 kg až :31,5 kg oleje na 453 kg sazí a průměrná velikost částeček, pokud se týče: průměru, činila 80 nm, což bylo stanoveno elektronovou mikroskopií. Jediný rozdíl mezi těmito vybranými dvěma, vzorky je ten, že druh Sterling S saze je v peletizované formě a druh Sterling-R saze- je -ve. zkypřené formě. Podobně saze vybrané pro . referenční . účely . jsou potom využity . pro . určení stavu sazí . u nichž . je potom: stanovena barvící .schopnost. Polovyztužené . saze . druh . Sterling. R nebo . Sterling . S jsou .. takto vzaty . jako primární referenční standarty pro stanovení barvící schopnosti ostatních . sazí.
Kromě toho, . . jak bylo již popsáno výše, bylo . použito ještě dalších přídavků sazí jako srovnávacích vzorků . pro zjištění hodnot, jež ..leží v . rozmezí ..od - 30 % do .-250 %. Tyto hodnoty .byly stanoveny . jako relativní vzhledem k-primárním .standardům, které.mely li14 bovolně . označenou hodnotu pro barvivost 100 %. Tímto způsobem . .byla .označena řada vzorků sazí, která měla široký . rozsah . barvící schopnosti, přičemž tyto . vzorky sloužily jako referenční k porovnávání s ostatními měřenými vzorky, které byly určeny porovnáním s nejblíže podobným referenčním vzorkem. Jako příklady sazí, jež . se . používají jako přídavné standardy pro stanovení barvicí . schopnosti je možno uvést následující . saze vyráběné společností Cabot Corporation. Analytické vlastnosti byly stanoveny podle testovacích postupů, jež již byly dříve uvedeny.
Analytické .vlastnosti .. Sterling MT (středně termálníj Sterling .FT [slabě termální)
| Barvivost (%) | 31 | 56 |
| Jodová povrchová plocha | ||
| (m2/g) | 5,0 | 8,4 |
| DPB - . absorpce (cm3/100 ; g) | 33,6 | 35,9 |
| Analytické . vlastnosti | Vulcan 6H | Vulcan. . 9 |
| Barvivost, (%) | 220 | 232 |
| Jodová povrchová . plocha | ||
| (m2/g) | 110 | 119 |
| DPB absorpce (cm3/100 g) | 131 | 117 |
Pro. srovnávací účely byla . stanovena barvicí . schopnost . IRB No.. 3 podle . výše . uvedeného . postupu a činiia - 208 % vzhledem k primárnímu vzorku polovyztužených sazí druhu . Sterling S. Toto . je uvedeno v publikaci .Cabot . Corporation, TG-70-1, která je . nazvaná „Industry Reference Black No. 3” autorů Juengela .. a . O’Briena, která byla publikována .1.. dubna 1970.
Modul pružnosti . a pevnost v tahu
Tyto . fyzikální vlastnosti . byly stanoveny podle testovací procedury ASTM . Test Method D-412. Ve . stručnosti . je možno uvést, že měření . modulu tažnosti bylo prováděno tak, že . byl . vzorek . vulkanizovaného kaučuku protažen na 300% délku, vzhledem k . původní :délce . vzorku, přičemž . byla . zaznamenána < síla k: tomu . potřebná. .Měření pevnosti . v tahu je . vlastně . stanovení liber na čtvereční palec . .[po· přepočtu Pa), jež jsou potřebné na přetržení . nebo .prasknutí vzorku vulkanizo* vaného kaučuku.
Rychlost . opotřebování
Postup . měření . a zhodnocení rychlosti opotřebování dráhy vzorku nebo^ stopy běhounu je . velmi . dobře . známá a používaná metoda, která . je . v současné době používána, přičemž tento postup je popsán ve . zprávě společnosti Cabot . Corporation jako Cabot Corporation’. s ..Technlcal. Service . Report No. TG-67-1, která . je titulována . jako „The Use of Multi-Section Treads in Tir.-e Testing”, autor Fred . E. Jones (1967). V tomto bodě je třeba poznamenat, že stejně jako tomu je . v případě .· každého . .postupu . měření rychlosti opotřebování dráhy vzorku, tak. i v . tomto případě se. zhodnocení provádělo jako relativní měření, .které . se vztahovalo ke standardním referenčním., vzorkům .sazí, které . byly . libovolně označeny, . přičemž byl vybrán vzorek s . libovolnou hodnotou opotřebování . 100 procent. V tomto případě byl vybrán typ sazí . pod označením . ISAF (intermediate . super . abrasion furnace) pro referenční . účely jako srovnávací vzorek . na stanovení . rychlosti opotřebování dráhy .vzorku,. který měl ASTM . označní N-220, a .. který je vyráběn společností Cabot. Corporation a . který . je dále charakterizován tím, . že jeho barvicí schopnost byla 232 %, jodová povrchová plocha 97,9 m2/g, DBP absorpce 114,9 cm3/100 g a měrná hmotnostt 0,355 g/cm3. Z důvodů snadnosti provádění referenčních pokusů . . rychlosti opotřebování, dráhy . vzorku, je . tento typ sazí popsán . ve . společnosti Cabot jako referenční saze typ ISAF číslo D-6607. Výše . uvedená metoda .stanovení . relativní rychlosti opotřebování dráhy vzorku je preferována před použitím .laboratorních testů . měření abraze, jelikož je . dobře . známa potíž extraplovat. tyto výsledky . na . skutečná provedení. Podle .. této metody rychlost opotřebování . dráhy . běhounu přesně odráží. zpracování směsi pro běhouny relativně ke standardnímu . typu sazí . společnosti Cabot ISAF číslo D-6607, který má ' libovolně . ' označenou hodnotu 100 procent.
Při provádění stanovení výše uvedené rychlosti opotřebování dráhy vzorku byla použita směs . následujícího složení, ve které jsou všechny díly hmotnostní, přičemž tyto složky byly smíšeny v . Banburyho mlýnu.
| Složky | Hmotnostní díly |
| Styren-butadien | 89,38 |
| cis-4-polybutadien | 35 |
| saze | 75 |
| Sundex 790 | 25,62 |
| kysličník zinku | 3 |
| Sunproof Improved | 2,5 |
| Wingstay 100 | 2 |
| kyselina stearová | 2 |
| Santocure (CBS) | 1,4 |
| síra | 1,75 |
S ohledem к výše uvedenému složení směsi, která se používá pro testy rychlosti opotřebování dráhy vzorku, která bude v dalším textu označována jako RTF-1, je třeba objasnit, že Santocure (CBS) je obchodní označení pro N-cyklohexyl-2-benzothiazol-sulfenamid, což je vytvrzovací prostředek pro kaučukové směsi, dále Sundex 790 je obchodní označení plastiíikátoru, jenž je podáván společností Sun Oil Company, další složkou je Sunproof Improved což je obchodní označení pro antiozonant, jenž je prodáván společností Uniroyal Chemical Company a nakonec Wingstay 100 je obchodní označení pro stabilizátor, jenž obsahuje smíšené diaryl-p-fenylendiaminy, které jsou prodávány společností Goodyear Tire and Rubber Company.
Podstata vynálezu bude ještě více zřejmá z následujících příkladů provedení, které ještě detailněji popisují přípravu vybraných sloučenin. Existuje zde samozřejmě mnoho podobných postupů, které je možno odvodit z tohoto vynálezu a které jsou zřejmé pro každého odborníka, pracujícího v daném oboru, přičemž z uvedených příkladů provedení je zřejmé, že tyto příklady byly zde zařazeny z důvodu ještě dále konkretizovat a ilustrovat postup podle vynálezu a nijak se tudíž těmito provedeními neomezuje rozsah nárokované ochrany uvedeného vynálezu jakýmkoliv způsobem.
Příklad 1
V tomto příkladu byla použita vhodná reakční aparatura, která byla opatřena prostředky pro dodávání kouřových plynných látek, to znamená přivádění palivového a oxidačního proudu, které jsou přiváděny buďto jako oddělené proudy, nebo předběžně spálené plynné reakční produkty, a rovněž je tato aparatura opatřena pro dodávání jednak kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, která produkuje saze a jednak přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny, které byly již popsány. Tato aparatura může být konstruována z různého vhodného materiálu, jako je například kovový materiál, a dále může být opatřena izolací ze žáruvzdorného materiálu, nebo může být obklopena prostředky pro chlazení, jako je například plášť pro recirkulační kapalinu, kterou může být ve výhodném provedení voda.
Dále může být aparatura vybavena prostředky, které zaznamenávají teplotu a tlak, prostředky pro rychlé ochlazování reakce, při které vznikají saze, jako jsou například sprayové trysky, prostředky pro ochlazování sazí ve formě produktu a prostředky pro oddělování a regeneraci uhlíkových sazí od ostatních nežádoucích vedlejších produktů. Při provádění postupu podle uvedeného vynálezu na přípravu sazí o vysokých parametrech struktury, se používá následujícího postupu. V prvé fázi provádění se nejdříve vytvoří požadovaný plamen, který se získá tak, že se do spalovací zóny uvedené aparatury přivádí jednou nebo více vstupy vzduch, který je předem předehřátý na teplotu 398 °C rychlostí 2 500 m3h“l a zemní plyn v množství 172 m3h_1, přičemž se tímto způsobem vytvoří proud kouřových plynů, který postupuje v souproudném směru vysokou lineární rychlostí, čímž vznikne kinetické čelo tohoto proudu o tlaku přinejmenším 6,9 kPa. V tomto případě je procento primárního spalování neboli procento spalování v prvém stupni 147 %. Rychle proudící tok kouřových plynů je veden do druhé neboli přechodové zóny, která má menší příčný průměr za účelem dalšího zvýšení lineární rychlosti proudu kouřových plynů. Potom je přiváděn v podstatě příčném směru do výsledného proudu horkých kouřových plynů, u nichž bylo dosaženo požadovaného kinetického čela, kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, která je zdrojem výsledných sazí, za pomoci čtyř vstupních otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,102 cm, a které jsou umístěny na obvodu proudu horkých kouřových plynů, přičemž tato kapalná uhlovodíková nástřiková surovina je do tohoto proudu zaváděna v množství 0,501 m3/h a za tlaku 1,74 MPa. Zde použitou kapalnou uhlovodíkovou nástřikovou surovinou je Shamrockův termální dehet, což je palivo, které obsahuje uhlík v množství 91,4 % hmot., vodík v množství 8,37 % hmot., a obsah síry je 0,49 % hmot., přičemž poměr vodíku к uhlíku je 1,09, B.M.C.I. korelační index (B.M.C.I. Correlation Index) je 118, měrná hmotnost je 1,07, přičemž tato hodnota byla zjištěna podle ASTM D-287, API měrná hmotnost, která byla stanovena podle ASTM D-287 činila +1,2, SSU vizkozita (stanovená podle ASTM D-88) při teplotě
54,3 °C byla 53,9, SSU vizkozita (stanovená podle ASTM D-88) jenž byla zjištěna při teplotě 98,7 °C činila 0,06 a obsah asfaltenů byl
5,7 %. Reakce byla provedena při hodnotě celkového spalování 31,9 % a reakce byla rychle ochlazena chladicími prostředky, které byly umístěny v bodě vzdáleném 3,9 m po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Tímto postupem byly získány výsledné saze, které měly jodové číslo 90, jodovou povrchovou plochu 70 m2/g, hodnotu barvivosti 229 %, DPB absorpční hodnotu zkypřených sazí 149, DPB adsorpční hodnotu peletizovaných sazí 124, hodnotu pH 9,5 a sypnou měrnou hmotnost 0,328 g/cm3. Tyto saze sloužily zde jako kontrolní vzorek, přičemž nebylo prováděno přidávání žádného přídavného uhlovodíku.
Příklad 2
V tomto příkladu byl opakován postup podle příkladu 1, přičemž do spalovací zóny byl přiváděn vzduch předehřátý na teplotu 398,2 °C rychlostí 2500 m3/h a zemní plyn rychlostí 171 m3/h, čímž bylo dosaženo požadovaných podmínek spalování v první zóně. Hodnota spalování v první zóně činila 147 % hmot. Horké kouřové plyny byly potom vedeny do druhé zóny, která měla menší průměr v průřezu, přičemž zde bylo provedeno nastřikování kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž touto surovinou byl Shamrockův termální dehet, v množství 0,532 m3/h a za tlaku 1,6 MPa, za pomoci čtyř otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,102 cm. V místě, které bylo vzdáleno 0,915 m po proudu od bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, které spadá do zóny podstatného zreagování, jak již bylo výše uvedeno, byl zaváděn do tohoto proudu Shamrockův dehet jako přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina v množství 0,082 m3/hod. V tomto případě byla přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina zaváděna pomocí prstencových, vodou chlazených sond, které byly vybaveny Monarchovými sprayovými hroty o průměru otvorů 0,0508 cm ze strany reaktoru do kouřových plynů. Reakce byla provedena za celkového procenta spalování
30,8 % a byla rychle ukončena ochlazením· vodou v bodě, který byl vzdálen 4,12 m směrem po proudu od bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Tímto způsobem byly získány saze, které měly podobné analytické vlastnosti jako kontrolní saze z příkladu 1, ve všech směrech s výjimkou značně vyšších strukturních parametrů, což je možno dokumentovat na tom, že hodnota DPB adsorpce peletizovaných sazí se zvýšila o 17 jednotek. Množství použité přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny v tomto příkladu, které bylo zjištěno podle vztahu, který byl již uveden výše, bylo takové, že obsah uhlíku v pomocné uhlovodíkové surovině činil 11,6 % hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách.
P ř í k 1 a d 3
V tomto příkladu bylo postupováno stejně jako v příkladu 2 s tím rozdílem, že do spalovací komory byl přiváděn vzduch předběžně ohřátý na teplotu 398,2 °C v množství 2500 m3/h a zemní plyn v množství 172 m3/h, přičemž tyto spojené proudy se spálily tak, že hodnota spalování v této prvé íázy byla. 147 % hmotn. Horké kouřové plyny potom postupovaly do druhé přechodové zóny, ve které byla do tohoto proudu přiváděna kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, t. zn. Shamrockův termální dehet, s velkou intenzitou čtyřmi otvory, které měly průměr 0,12 cm, v množství 0,535 m3/h a za tlaku
2,1 MPa, přičemž přivádění této suroviny bylo provedeno do jádra horkých kouřových plynů. V tomto případě bylo v bodě, který byl vzdálen 1,22 m po proudu od místa nástřiku · kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, provedeno přidávání přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny, což byl v tomto případě Shamrockův termální dehet, v množství 0,082 m3/h, při použití vodou chlazených sond a sprayů, tak jak to již bylo popsáno v příkladu 2.
Toto přidávání množství přídavného uhlovodíku je takové, že obsah uhlíku v tomto pomocném uhlovodíkovém materiálu činil
11,6 % hmotn,, vztaženo na celkový obsah uhlíku v · reakčních složkách. Reakční podmínky byly udržovány takové, že celkové procento spalování bylo 30,6 ' % a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno v bodě, jež je vzdálen od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny 5,65 m. Výsledkem tohoto postupu jsou saze, které měly podobné analytické vlastnosti jako kontrolní vzorek z příkladu 1, přičemž povrchová plocha, zjištěná s pomocí jodu činila 71 m2/g, barvitost 233 °/o a hodnota pH 8,6. Podobně jako v příkladu 2, i zde byly získány saze, které měly značně zvýšené hodnoty strukturních charakteristik, což může být dokázáno na hodnootě DPB adsorpce, která se zvýšila 0 14 jednotek v obou případech, jak u peletizovaných sazí, tak i u zkypřených sazí.
Příklad 4
V příkladech 4 až 7 · bude ukázána příprava sazí stejného typu jako v příkladu 1, přičemž hodnota spalování v prvé zóně je snížena na 126 % hmotn. a dále bude použita přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina, nastřikovaná do proudu horkých kouřových plynů, podle uvedeného vynálezu, za účelem zvýšení strukturních charakteristik výsledných sazí.
Konkrétně v tomto případě je přiváděn do spalovací zóny, stejné jako tomu bylo v postupu podle příkladu 2, vzduch předběžně ohřátý na · teplotu 398,2 °C v množství 2500 m3/h a zemní plyn v množství 201 m3/h, čímž bylo dosaženo požadovaného ohně, přičemž hodnota primárního spalování činila 126 %. Výsledné horké plynné kouřové produkty byly zaváděny směrem po proudu do druhé zóny, ve které je uskutečněn přívod kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny do horkých kouřových plynů, konkrétně bylo použito jako této suroviny Shamrockova , termálního dehtu. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla přiváděna v hmotnostním množství 0,525 m3/h za pomoci čtyř otvorů, každý z nich o průměru 0,102 cm, za tlaku 1,54 MPa. V místě, které je vzdáleno 0,915 m po proudu od místa nástřiku kapalné nástřikové suroviny, je přiváděna přídavná uhlovodíková surovina, což je Shamrockův termální dehet v hmotovém množství 0,082 m3/h, což odpovídá množství uhlovodíkové suroviny, která má obsah uhlíku 11,5 % hmotn., vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách.
Reakce, při které se vytváří saze je provedena tak, že hodnota celkového spalování činí 30,1 % a zakončení reakce je provedeno rychlým ochlazením chladicím médiem v miste vzdáleném 4,12 m směrem po proudu od nástřiku kapalné nástřikové uhlovodíkové suroviny. Tímto postupem se získají výsledné saze, které mají podobné analytické vlastnosti jako je tomu u kontrolního vzorku v příkladu 1, přičemž hodnota povrchové plochy, zjištěné za pomoci jodu byla 69 m2/g, barvivost byla 235 % a hodnota pH 8,8. Stejně jako tomu bylo i v příkladech 2 a 3, i zde nastřikování přídavné uhlovodíkové suroviny v přesném množství a ve vhodné vzdálenosti se odráží ve zvětšení hodnoty adsorpce DBP čísla o 28 jednotek v případě peletizovaných sazí, což samozřejmě může být považováno za to, že se strukturní parametry takto produkovaných sazí zvětšily.
Příklad 5
V tomto příkladu byl opakován postup jako v příkladu 4, přičemž kouřové plyny v první zóně byly získány spojením proudu vzduchu v množství 2500 m3/h, který byl předběžně ohřát na teplotu 398,2 °C, s množstvím 201 m3/h zemního plynu, a tyto proudy byly podrobeny spalování, přičemž hodnota primárního spalování činila 126 %. Horké kouřové plyny postupovaly z této spalovací komory, která je první zónou, v souproudém směru do přechodové zóny, ve které je do jádra tohoto proudu kouřových plynů z okrajové oblasti intenzívně přiváděna kapalná uhlovodíková nástřiková surovina v hmotnostním množství 0,521 m3/h.
Touto kapalnou uhlovodíkovou nástřikovou surovinou byl v tomto případě Shamrockův termální dehet, který byl do tohoto proudu kouřových plynů nastřikován pomocí čtyř otvorů, z nichž každý měl průměr 0,1.02 cm, za tlaku 1,54 MPa. V tomto případě byl jako přídavná uhlovodíková surovina použit Shamrockův termální dehet, přičemž je tento produkt přiváděn do proudu plynů v tomže hmotovém průtoku jako tomu bylo v příkladu 4, to znamená 0,082 m3/h, což odpovídá obsahu uhlíku 11,5 % hmotn., vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách. Tato přídavná uhlovodíková surovina je přiváděna do proudu plynů, zaváděna ve vzdálenosti 1,220 m po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, na rozdíl od vzdálenosti 0,915 m, která byla použita v předchozím příkladě. Reakční podmínky byly udržovány takové, že hodnota celkového spalování v tomto upraveném procesu tvoření sazí činila 30,2 % a rychlé ochlazování reakce pomocí ochlazovacího média bylo provedeno ve vzdálenosti 5,65 m směrem po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny.
Tímto postupem se získají výsledné saze, které mají podobné analytické vlastnosti jako tomu je u kontrolního vzorku v příkladu 1 ve všech směrech s výjimkou toho, že strukturní parametry jsou evidentně vyšší a to v případě peletizovaných sazí je hodnota DBP adsorpce o 30 jednotek vyšší a u zkypřených sazí je hodnota DBP adsorpce o 26 jednotek vyšší. Pokud se týče ostatních analytických vlastností, potom je povrchová plocha určená pomocí jodu 70 m2/g, barvivost 239 % a hodnota pH 8,8.
Příklad 6
Podle tohoto příkladu bylo postupováno tak, že byl opakován postup jako je uveden v příkladu 5 ve všech podrobnostech s následujícími detaily provedení. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla přiváděna do proudu plynných látek v hmotnostním průtoku 0,51 m3/h, což poněkud zvýší poměr přídavné uhlovodíkové suroviny, takže obsah uhlíku stoupne na 11,7 %, na rozdíl od
11,5 % hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách, oproti předchozímu příkladu. Další menší úpravy spočívají v tom, že zde byla nastřikována kapalná uhlovodíková nástřiková surovina za tlaku 2,6 MPa, a hodnota celkového spalování v tomto procesu byla 30,7 %.
Nejvýznamnější změnou oproti předchozímu příkladu je to, že přídavná uhlovodíková surovina byla přiváděna v bodě, jenž je vzdálen 1,525 m od místa po proudu kde bylo provedeno nastřikování kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Výsledkem těchto úprav byly výsledné saze, které měly podobné analytické vlastnosti, téměř identické, jako produkt v příkladu 4, ovšem o mnohem menších strukturních parametrech. Zde je třeba poznamenat, že výsledné saze podle tohoto příkladu měly, pokud se týče peletizované formy těchto sazí, hodnotu DPB adsorpce 139, což je o 15 jednotek vyšší číslo, než je stejná hodnota v příkladu 1, která slouží jako kontrolní. Ostatní analytické vlastnosti, těchto sazí jsou: povrchová plocha, zjištěná pomocí jodu 69 m2/g, barvivost 235 % a hodnota pH 8,9.
Příklad 7
V tomto příkladu bylo postupováno tak, že byly zvoleny v podstatě stejné provozní podmínky jako tomu bylo v příkladu 5. Na rozdíl od uvedeného postupu, byla kapalná uhlovodíková nástřiková surovina zaváděna v hmotn. množství 0,508 m3/h, přičemž tlak činil 1,77 MPa. Hlavní úprava v tomto pro199269 cesu představuje to, že přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina byla přiváděna v hmotnostním množství 0,0926 m3/h, což je takové množství, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 13,1 % hmotn., vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách.
Přivádění této suroviny bylo provedeno stejně jako v příkladu 5 ve vzdálenosti 1,22 metru směrem po proudu od provedení nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Takto získané saze měly povrchovou plochu, zjištěnou za pomoci jodu, 70 m2/g, barvivost 239 a hodnotu pH 8,7, přičemž hodnota DBP adsorpce peletizovaných sazí činila 157. Z konečných výsledků je zřejmé, že ačkoli saze produkované tímto postupem mají podstatně vyšší hodnotu strukturních parametrů, vzhledem ke kontrolnímu vzorku, který je uveden v příkladu 1, je hodnota DBP adsorpce pouze o 3 jednotky vyšší než u vzorku sazí podle příkladu 5. Takto je možno konstatovat, že další zvýšení přiváděného množství přípravného neboli pomocného uhlovodíkového materiálu způsobí ještě další zvýšení strukturních parametrů, ovšem pouze v menší míře. U výsledných sazí podle tohoto příkladu byla zjištěna rychlost opotřebování dráhy vzorku 101 %.
Jak je to běžně prováděné, jsou hodnoty z příkladu 1 až 7 shrnuty v dále následující tabulce č. 1. V této tabulce jsou rovněž uvedenv vlastnosti kaučuku, do něhož byly přidány výsledné saze, získané postupy podle příkladů 1 až 7, přičemž tyto byly přidány jak do syntetických kaučukových směsí (ISRJ, tak i do přírodních kaučukových směsí (NR).
Vhodnost použití sazí produkovaných podle postupu podle uvedeného vynálezu, jako ztužovacích činidel pro kaučukové směsi bude názorně ukázána následujícími příklady. V těchto příkladech byly kaučukové směsi snadno připraveny běžnými mechanickými metodami. Například kaučuk a saze jako ztužovací činidlo jsou nejdříve smíšeny společně v běžném mísícím stroji, který je normálně používán pro míšení kaučuku nebo plastických látek, jako je například Banburyho mixer a/nebo rotační mlýn, za účelem dosažení uspokojivého smíšení ve formě disperze. Kaučukové směsi jsou vytvářeny podle běžných postupů, podle kterých se připravují jednak průmyslové směsi s přírodním kaučukem a jednak směsi se syntetickým kaučukem. Výsledné vulkanizáty jsou zpracovány vytvrzováním při teplotě 144,7 °C po dobu 30 minut v případě, že je zpracováván přírodní kaučuk- a po dobu 50 minut v případě, že se pracuje se syntetickým kaučukem, přičemž je třeba poznamenat, že v tomto případě byl použit styren-butadienový kaučuk.
Pro zhodnocení použití sazí produkovaných postupem podle uvedeného vynálezu, byly použity následující směsi, přičemž jednotlivá množství isou uvedena v dílech hmotnostních.
| Složka | Složení přírodního kaučuku | Složení syntetického kaučuku |
| Polymer kysličník zinku síra kyselina stearová Altax (MBTS] saze | 100 (přírodní kaučuk) 5 2,5 3 0,6 50 | 100 (styrenbutadien) 5 2,0 1,5 2,0 50 |
Vzhledem к výše uvedenému je třeba uvést, že Altax (MBTS) je obchodní označení firmy P. T. Vaderbilt Company pro merkaptobenzothiazylsulfidový akcelerátor.
V následující tabulce jsou demonstrovány výhody a neočekávatelné výsledky dosa žené použitím sazí produkovaných postupem podle uvedeného vynálezu jako přísad v kaučukových směsích. Z uvedené tabulky je zřejmé, že má pouze ilustrativní charakter, přičemž nijak neovlivňuje rozsah vynálezu v tom smyslu, že by ho omezovala.
Tabulka č. I
Analytické vlastnosti sazí
| Vzorek sazí | Jodové číslo | Jodová povrchová plocha (m2/g) | Barvicí schopnost (% SRF) | PH |
| Příklad 1 | 90 | 70 | 229 | 9,5 |
| Příklad 2 | 90 | 72 | 235 | 8,7 |
| Příklad 3 | 89 | 71 | 233 | 8,6 |
| Příklad 4 | 84 | 69 | 235 | 8,8 |
| Příklad 5 | 90 | 70 | 239 | 8,8 |
| Příklad 6 | 87 | 69 | 235 | 8,9 |
| Příklad 7 | 90 | 70 | 239 | 8,7 |
Tabulka č. I (pokračování) Analytické vlastnosti sazí
| Vzorek sazí | DBP adsorpce (cm3/100 g pelet) | Sypná měrná hmotnost (g/cm3) | Množství přídavného uhlovodíku (% uhlíku) | Vzdálenost příd. uhlov. od nástř. (m) | DBP adsorpce (cm3/100 g zkypř. s.) |
| Příklad 1 | 124 | 0,328 | — | — | 149 |
| Příklad 2 | 141 | 0,306 | 11,6 | 0,915 | 160 |
| Příklad 3 | 138 | 0,304 | 11,6 | 1,22 | 163 |
| Příklad 4 | 152 | 0,299 | 11,5 | 0,915 | 165 |
| Příklad 5 | 154 | 0.301 | 11,5 | 1,22 | 175 |
| Příklad 6 | 139 | 0,318 | 11,7 | 1,525 | 155 |
| Příklad 7 | 157 | 0,298 | 13,1 | 1,22 | 177 |
Tabulka č. I (pokračování)
Fyzikální vlastnosti směsí s přírodním a syntetickým kaučukem
Vzorek sazí Př. 1 Př. 2 Př. 3 Př. 4 Př. 5 Př. 6 Př. 7
Směs přírodního kaučuku (NR)
| Pevnost v tahu | 1,47 | 0,84 | 0,91 | 1,4 | 0,77 | 0,63 | 0,84 |
| (ASTM D-412) (MPa) Modul tažnosti 300 | 2,6 | 4,4 | 3,9 | 4,5 | 4,2 | 4,2 | 5,3 |
O/o (ASTM D-412), (MPa)
Směs syntetického kaučuku (ISR)
| Pevnost v tahu (ASTM D-412) (MPa) | 2,5 | 1,89 | 0,35 | 1,61 | 0,14 | 0,49 | 0,07 |
| Mooneyova viskozita (ASTM D-1646) | -i- 6 | + 11 | + 8 | + 10 | 4- 11 | + 7 | + 12 |
| Smrštění | 93,6 | 87,1 | 87,3 | 85,2 | 84,5 | 87,8 | 83,8 |
při vytlačování, (% IRB č. 3)
Všechny výše uvedené fyzikální vlastnosti kaučuku jsou vyjádřeny jako relativní vzhledem к IRB č. 3 (Industry Reference Black No. 3)
Jak je zcela zřejmé z uvedené tabulky, mohou, být strukturní charakteristiky sazí značně zlepšeny v případě, že se použije nastřikování pomocné uhlovodíkové suroviny. V tomto případě je přídavná uhlovodíková surovina v kapalné formě a nastřikování je přesně kontrolováno jednak pokud se týče použitého množství přídavné suroviny a jednak pokud se týče místa nastřikování přídavné suroviny. Kromě toho zvýšení hodnoty DBP adsorpce v případě peletizovaných sazí o 14 až 33 jednotek v této řadě experimentů způsobilo to, že upravené saze přispěly významnou měrou ke zvýšení modulu tažnosti v případě směsí s přírodním kaučukem, ke kterému byly přidány saze vyrobené postupem podle uvedeného vynálezu. Možnost výhodného použití naznačují tyto saze s vysokými parametry strukturálních charakteristik v souvislosti nižších hodnot smrštění při vytlačování v případě průmyslových syntetických kaučukových směsí.
Je rovněž pozoruhodné a významné, že zvýšení strukturních charakteristik, které je dosaženo nastřikováním přídavné uhlovodíkové suroviny není doprovázeno žádnými nepříznivými účinky vzhledem к ekonomii prováděného procesu výroby sazí, jako je například snížení výrobní kapacity a/nebo účinnost uhlíku.
Příklad 8
V následujících příkladech provedení č. 8, 9 a 10 bude dále ilustrován princip předmětného vynálezu t. zn. budou zde ukázány postupy, ve kterých je ještě možno dále zvýšit strukturní parametry sazí tím, že se použije většího množství přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny. V tomto případě měl kontrolní vzorek povrchovou plochu, zjištěnou pomocí jodu 72,4 m2/g, barvitost 230 % a hodnotu DBP adsorpce 135, přičemž tento vzorek byl připraven stejným postupem jako je tomu v příkladu 1, s těmi odlišnostmi, které budou popsány v dalším textu.
V první zóně procesu výroby sazí podle uvedeného vynálezu byl vytvořen oheň, přičemž hodnota primárního spalování činila 112 %, a tento oheň byl vytvořen spojením proudu vzduchu o hmotovém průtoku 2500 m3/h, který byl předběžně předehřát na teplotu 398,2 °C, s proudem zemního plynu o hmotovém průtoku 57 m3/h. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla prudce nastřikována do vnitřního prostoru vzniklého plynového proudu v množství 0,534 m3/h, za tlaku 2,1 MPa, pomocí osmi otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,076 cm.
Kapalnou uhlovodíkovou nástřikovou surovinou, která byla použita v příkladech 8 až 10, byla surovina Sunray DX, což je palivo, které obsahuje uhlík v množství 91,1 % hmotn., vodík v množství 7,9 % hmotn., síru v množství 1,3 % hmotn,, přičemž poměr vodíku к uhlíku je 1,04, В. M. С. I. korelační index (В. M. С. I. Correlation Index) o. hodnotě 133, měrná hmotnost podle ASTM D-287 činí 1,09, API měrná hmotnost podle ASTM D-287 je —2,6, SSU viskozita (podle ASTM D-88) při teplotě 53,3 °C je 350, SSU viskozita (podle ASTM D-88) při teplotě
98,7 °C je 58 a obsah asfalténů je 5,7 %.
Reakční podmínky byly voleny v tomto příkladu provedení takové, že hodnota celkového spalování byla 28,9 % a reakce byla rychle ochlazena vodou v místě, které bylo vzdáleno 3,2 m směrem po proudu od místa provedení nástřiku primární uhlovodíkové suroviny.
Příklad 9
Podle tohoto příkladu bylo postupováno stejně jako v příkladu 8, přičemž vytvořená hodnota primárního spalování činila 112 %. Stejně jako v příkladu 8 bylo jako kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny použito druhu Sunray DX, který byl zaváděn do plynného proudu pod tlakem 1,54 MPa a v hmotnostním průtoku 0,4 m3/h, za pomoci osmi otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,076 cm. V tomto příkladu byla jako přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina použita olej Sunray DX, který byl přiváděn v hmotnostním průtoku 0,0945 m3/h do tohoto proudu kouřových plynů ve vzdálenosti 1,22 m od místa po proudu od nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny.
Reakční podmínky byly v tomto příkladu provedení voleny takové, že celková hodnota spalování činila 30,5 °/o a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno v místě, jenž je vzdáleno po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny 5,65 m. Obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 15,2 % hmotn., vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách, přičemž výsledné saze podle tohoto příkladu vykazovaly hodnotu povrchové plochy, zjištěné pomocí jodu 74,2 m2/g, barvivost 230 % a hodnotu DPB adsorpce v případě peletizovaných sazí 169, což je hodnota o 34 jednotek vyšší ve srovnání s kontrolním vzorkem sazí z příkladu 8.
Příklad 10
V tomto příkladu bylo postupováno stejným způsobem jako v příkladu předcházejícím a rovněž hodnota primárního spalování činila 112 %. Rovněž byla v tomto příkladu použita stejná kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, t. zn. Sunray DX, která byla nastřikována stejným způsobem do proudu kouřových plynů jako v příkladech 8 a 9, pod tlakem 1,3 MPa, za pomoci osmi otvorů, z nichž každý měl průměr otvoru 0,0762 cm, přičemž hmotnostní průtok byl 0,374 m3/h. Rovněž jako přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina byla použita stejná surovina jako v příkladech 8 a 9, t. zn. Sunray
DX, která byla nastřikována do proudu kouřových plynů v místě vzdáleném 1,83 m po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Hmotový průtok této suroviny byl 0,0945 m3/h, přičemž obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl
15,9 % hmotnostních, vzhledem к celkovému obsahu uhlíku v reakčních složkách.
Reakce byla provedena tak, že hodnota celkového spalování byla 31,8 % a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno v místě, které bylo vzdáleno 5,65 m po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Výsledné saze produkované podle tohoto postupu vykazovaly povrchovou plochu, zjištěnou pomocí jodu 73,7 m2/g, barvivost 228 % a hodnotu DPB adsorpce peletizovaných sazí 169. Z tohoto příkladu je zřejmé, že další zvětšování vzdálenosti nástřiku přídavné uhlovodíkové suroviny od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny se neprojevuje žádným dalším zvýšením strukturních parametrů, než jak je to ukázáno v příkladu 9. Výsledky z příkladu 8, 9 a 10 jsou shrnuty v následující tabulce č. 11, kde jsou současně uvedeny i vlastnosti kaučuku.
Tabulka č. II
Analytické a fyzikální vlastnosti sazí
| Vzorek sazí | Příklad 8 | Příklad 9 | Příklad 10 |
| Jodová povrchová plocha (m2/g) | 72,4 | 74,2 | 73,7 |
| Jodové číslo (m2/g) | 89 | 89 | 86 |
| Barvivost, (% SRF) | 230 | 230 | 228 |
| DBP adsorpce (cm3/100 g peletiz. sazí) | 135 | 169 | 169 |
| DBP adsorpce (cm3/100 g zkypření sazí) | 168 | 200 | 205 |
| Měrná hmotnost (g/cm3) | 0,323 | 0,301 | 0,291 |
| Přídavný uhlovodík (% uhlíku) | — | 15,2 | 15,9 |
| Vzdálenost nástřiku přídavného uhlovodíku od nástřiku primární uhlovodíkové nástřikové suroviny ím) | —. | 1,22 | 1,83 |
| Tabulka č. II Směs přírodního | (pokračování kaučuku (NR) + | ||
| Vzorek sazí | Příklad 8 | Příklad 9 | Příklad 10 |
| pevnost v tahu (ASTM D-412), (MPa) | — 0,21 | — 0,77 | — 1,47 |
| Modul tažnosti [ASTM D-412), (MPa) | + 3,3 | + 4,8 | + 4,6 |
Směs průmysl, syntetického kaučuku (ISR)d
| Pevnost v tahu | |||
| (ASTM D-412), (MPa) Modul tažnosti | + 0,35 | + 0,56 | -o,i |
| (ASTM D-412), (MPa) Mooneyova viskozita | + 3,9 | + 5,6 | + 5,2 |
| (ASTM D-1646) Smrštění při vytlačování | + 8 | + 13 | + 11 |
| (%), IRB č. 3 | 93,1 | 82,6 | 83,2 |
+ Všechny výsledky v tabulce uvedené, týkající se fyzikálních vlastností, jsou vyjádřeny jako relativní, vzhledem к IRB č. 3.
Příklad 11
Cílem příkladů 11 a 12 je ukázat další možná provedení podle uvedeného vynálezu. Konkrétně je možno uvést k těmto příkladům to, že ' postupy podle těchto příkladů ukazují, že strukturní parametry produkovaných sazí se podstatně zvětší tím, že se přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina nastřikuje do procesu v témže samém bodě jako kapalná uhlovodíková nástřiková surovina. Toto bude ještě patrnější z následujícího detailního popisu, jenž uvede údaje o provozních podmínkách. Podle postupu podle tohoto vynálezu byl do vhodné reakční nádoby, stejné jako v příkladu 1, přiváděn vzduch, předběžně ohřátý na teplotu 382,2 °C v množství 11 900 m3/h a tento proud je spojen s proudem zemního plynu v množství 1078 m3/h v první fázi prováděného postupu za účelem proudu kouřových plynů. Proud plynů je potom veden v souproudném směru do přechodové zóny, kde je do proudu horkých kouřových plynů, do jejich vnitřních oblastí, nastřikována kapalná uhlovodíková nástřiková surovina pomocí jedenácti otvorů, přičemž každý z těchto otvorů ' měl průměr 0,127 cm, za tlaku 1,8 MPa, při hmotnostním průtoku 1,74 m3/h. V témže místě, kde je . prováděn nástřik kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, byla přidávána v axiálním směru po proudu přídavná uhlovodíková surovina, t. zn. stejný olej jako byl použit pro nástřik kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, v hmotnostním množství 0,689 m3/h, za pomoci vhodných prostředků, jako jsou například vodou chlazené sondy. Surovinou, která byla použita jako kapalná uhlovodíková nástřiková surovina i jako přídavná uhlovodíková surovina, je Clarkův dekantační olej, což je palivo, které má obsah uhlíku 90,9 % hmot., obsah vodíku 8,04 % hmot, obsah síry 1,3 % hmot., přičemž poměr vodíku k uhlíku je ‘1,03, B.M.C.I. korelační index (B. M.C.I. Correlation Index j je 121, měrná hmotnost podle ASTM D-287 je 0,9, SSU vizkozita (podle ASTM D-88) při teplotě 54,4 °C je * 150,8, SSU vizkozita (podle ASTM D-88] při teplotě 98,7 °C je 44,7 a obsah asfaltenů byl 2,1 %. Reakční podmínky byly udržovány takové, že celková hodnota spalování činila » 31 % a rychlé ochlazení reakce bylo uskutečněno v místě, které bylo vzdáleno 3,36 m směrem po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Jako výsledek použití postupu s nástřikem přídavné uhlovodíkové suroviny způsobem, který byl výše popsán, byly získány saze s velmi dobrým výtěžkem, přičemž jejich povrchová plocha, zjištěná pomocí jodu byla 74 m2/g, jodové číslo 92, . barvivost 237 . %, sypná měrná hmotnost byla 0,298 g/cm3 a hodnota DPB adsorpce činila 155 cm3/100 g peletizovaných sazí, což je o 25 jednotek vyšší hodnota než je tomu u kontrolního vzorku, který bude uveden v příkladu 12.
Fyzikální vlastnosti u kaučuku zahrnují v případě přírodního kaučuku: 30 ' % .. modul tažnosti +3,52 MPa a pevnost v tahu —0,91 MPA, a v případě průmyslového syntetického kaučuku: 300 % modul tažnosti +7,0 MPa, pevnost v tahu , + 4,8 MPa a smrštění při vytlačování 84,1 procenta. Uvedené fyzikální vlastnosti kaučuku jsou vyjádřeny jako relativní vzhledem k „Industry Reference Black No. 3”. Rychlost opotřebení stopy u vzorku sazí podle tohoto příkladu byla 104 procent.
Příklad 12
V tomto příkladu byl prováděn postup stejný jako v příkladu 11, přičemž podle tohoto příkladu byl do spalovací komory přiváděn vzduch, předběžně ohřátý na teplotu 426,2 °C, v množství 12720 m3/h, společně se zemním plynem, který byl přiváděn v množství 1020 m3/h, čímž byl vytvořen primární oheň o hodnotě spalování 125 %. Horké plynné kouřové produkty byly potom vedeny směrem po proudu do přechodové zóny, do které byla prudce do vnitřních oblastí kouřových plynů nastřikována kapalná uhlovodíková nástřiková surovina ve formě oleje, za tlaku 2,1 MPa za pomoci devíti otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,152 cm, v množství 2,43 m3/h. Reakce byla udržována při takových podmínkách, že hodnota celkového spalování činila 33 % a rychlé ochlazení reakce na teplotu 677,2 °C bylo provedeno v bodě, který byl vzdálen 2,135 m směrem po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Saze produkované tímto postupem vykazovaly povrchovou plochu, zjištěnou pomocí jodu 71 m2/g, jodové číslo 90, měrná hmota 0,32 g/cm3, barvivost 235 % a hodnota DBP adsorpce peletizovaných sazí 130. V případě, že se tyto saze použijí jako přídavná surovina do směsí přírodního kaučuku, vykazuje tento 300% modul tažnosti hodnotu . + 2,96 MPa a pevnost v tahu, která je v podstatě stejné hodnoty jako · u kontrolního vzorku IRB č. 3. V případě použití těchto sazí u směsí průmyslových syntetických kaučuků, obdrží se hodnoty pro 300% modul tažnosti 5,62 MPa, pevnost v tahu 2,1 MPa a Mooneyova vizkozita +8, přičemž tyto výsledky je třeba brát jako relativní vzhledem ke .kontrolnímu vzorku IRB č. 3. Rychlost opotřebování stopy vzorku těchto sazí byla 100 %.
Příklad 13
V následujících příkladech 13 až 15 byla provedena série experimentálních měření, ve kterých byl jako přídavná uhlovodíková surovina použit zemní plyn. Jak bude patrné z provozních opatření kladou si za cíl následující příklady provedení, ukázat vliv změny místa nástřiku přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny na uvedený proces, zatímco množství nastřikované plyn- né přídavné uhlovodíkové suroviny zůstává nezměněné. Rovněž i v těchto příkladech sloužil vzorek z příkladu 1 jako kontrolní. V tomto příkladu byl opakován postup podle příkladu 1, přičemž ve spalovací komoře, která je první zónou, bylo dosaženo primárního spalování 140 % a tato hodnota byla získána spojením proudu vzduchu v množství 2500 m3/h, který byl předběžně ohřát na teplotu 399 °C, s proudem zemního plynu v množství 172 m3/h. Do vzniklých horkých kouřových plynů byla potom zaváděna pomocí čtyř otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,102 cm, za tlaku
1,4 MPa, kapalná uhlovodíková nástřiková surovina ve formě oleje v hmotnostním průtoku 0,468 m3/h. V tomto případě byl kapalnou uhlovodíkovou nástřikovou surovinou Shamrockův dehet, který měl obsah uhlíku
90,7 procent hmotnostních obsah vodíku 8,35 % hmot., obsah síry 0,5 % hmot., přičemž poměr vodíku к uhlíku činil 1,09, B.M.C.I. korelační index (B.M.C.I. Correlation Index) byl 118, měrná hmotnost podle ASTM D-287 byla 1,06, API měrná hmotnost podle ASTM D-267 byla 2,0, SSU vizkozita (podle ASTM D-88) při teplotě 54,5 °C byla 252, SSU vizkozita (podle ASTM D-88) při teplotě 98,7 °C činila 53,8 a obsah asfaltenů byl 5,7 % hmot. Potom byl do takto vzniklého proudu kouřových plynů nastřikován proud zemního plynu v množství 69 m3/h, což je množství takové, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině, kterou je zemní plyn, byl
6,2 % hmotnostních, vzhledem к celkovému obsahu uhlíku v reakčních složkách. Přivádění přídavné neboli pomocné uhlovodíkové suroviny, t. zn. zemního plynu, bylo provedeno v místě, které bylo vzdáleno 0,61 m směrem po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny a toto nastřikování přídavné uhlovodíkové suroviny je možno provést některými vhodnými prostředky, jako je například v tomto případě použita trubice, chlazená vodou, o průměru 1,27 cm, vybavená Monarchovou sprayovou tryskou o průměru 0,874 cm. Reakční podmínky jsou v tomto případě udržovány na takových hodnotách, že celkové spalování bylo 31,1 % a rychlé ochlazení bylo provedeno v místě které bylo vzdáleno od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny 5,65 m směrem po proudu. Tímto způsobem byly získány saze s velmi dobrým výtěžkem, přičemž jejich jodové číslo bylo 90, povrchová plocha, zjištěná pomocí jodu byla 69,3 m2/g, barvivost 229 %, měrná hmotnost 0,304 g/cm3, hodnota DPB adsorpce peletizovaných sazí 145 cm3/100 g sazí a DPB adsorpce zkypřených sazí vykazovala hodnotu 168. Další hodnoty, které se týkají těchto sazí budou uvedeny v následující tabulce č. III.
Příklad 14
V tomto příkladu byl prováděn postup, který byl stejný jako v příkladu 13, s tím rozdílem, že nastřikování kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny ve formě oleje bylo provedeno v množství 0,494 m3/h, za tlaku 1,5 MPa a dále, což je nejdůležitější, přivádění přídavné uhlovodíkové suroviny, zemního plynu, bylo provedeno se stejným množstvím t. j. 69 m3/h, což je v daném případě takové množství, že obsah uhlíku v přídavném plynu je 5,9 % hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách, přičemž toto nastřikování bylo provedeno v místě, které bylo vzdáleno 0,915 m směrem po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Hodnota celkového spalování činila 30 % a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno v místě, které bylo vzdáleno od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny 5,65 m. Takto získané saze vykazovaly podobné vlastnosti jako produkty v předchozím příkladu 13, přičemž jodové číslo bylo 91, měrná hmotnost 0,299 g/cm3, povrchová plocha, zjištěná pomocí jodu byla 71 m2/g a hodnota barvivosti byla 232 °/o. Ačkoliv struktura u těchto sazí byla mnohem větší, než je tomu u kontrolního vzorku, mají saze podle příkladu 14 DPB adsorpční hodnotu pro zkypřené saze a pro peletizované saze nižší než saze získané postupem podle příkladu 13. Další data jsou uvedena v následující tabulce č. III.
Příklad 15
V tomto příkladu byl opakován postup podle příkladu 13 s tím rozdílem, že kapalná uhlovodíková nástřiková surovina ve formě oleje byla přiváděna v množství 0,5 m3/h, za tlaku v množství 0,5 m3/h, za tlaku 1,7 MPa a přídavná uhlovodíková surovina, zemní plyn, byla přiváděna v množství 69 m3/h, přičemž nastřikování této suroviny bylo provedeno v místě, které bylo vzdáleno od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny 1,22 m směrem po proudu. Obsah uhlíku v přídavném zemním plynu byl v tomto případě 5,8 % hmot., vztaženo na hmotnost celkového obsahu uhlíku ve všech reakčních složkách. Hodnota celkového spalování činila 29,3 % a reakce tvorby sazí byla zakončena rychlým ochlazením v místě vzdáleném 6,25 m směrem po proudu od nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Saze připravené postupem podle tohoto příkladu vykazovaly podobné analytické vlastnosti, což znamená, že jodové číslo bylo 90, měrná hmotnost 0,311 g/cm3 a povrchová plocha, zjištěná pomocí jodu byla 69,3 m2/g, přičemž hodnota barvivosti byla 227 %. Stejně jako v předcházejícím příkladě, struktura je nižší než u sazí získaných postupem podle příkladu 13. Úplná data jsou uvedena v následující tabulce č. III.
Analytické a fyzikální vlastnosti sazí
Tabulka č. III
| Vzorek sazí | Příklad 1 | Příklad 13 | Příklad 14 | Příklad |
| Jodové číslo (podle ASTM) | 90 | 90 | 91 | 30 |
| Jodová povrchová plocha (m2/g) | 70 | 69,3 | 71 | 69,3 |
| Sypná měrná váha (g/cm3) | 0,328 | 0,304 | 0,300 | 0,311 |
| Barvivost (% SRF) | 229 | 229 | 232 | 227 |
| Hodnota DPB adsorpce (cm3/100 g peletizovaných sazí) | 124 | 145 | 139 | 134 |
| Hodnota DPB absorpce (cm3/100 g zkypřených sazí) | 149 | 168 | 163 | 157 |
| Směs přírodního kaučuku | (NR) + |
300% modul tažnosti
| (MPa) | + 2,0 | + 3,2 | + 3,2 | + 2,8 |
| Pevnost v tahu | ||||
| (MPa) | —0,91 | + 0,14 | —0,9 | -1,8 |
| Směs průmyslového | syntetického kaučuku | |||
| (ISRJ + | ||||
| 300% modul | ||||
| tažnosti (MPa) | + 3,8 | + 5,4 | + 6,2 | + 5,1 |
| Pevnost v tahu | ||||
| (MPa) | + 2,1 | + 0,35 | + 0,66 | + 0,49 |
| Smrštění při vytlačo- | ||||
| vání (%) | 91,9 | 86,8 | 90,5 | 90,2 |
| ^Všechna výše uvedená data týkající | se kaučuku jsou vyjádřena jako relativní vzhledem |
к IRB Č. 3
Z výše uvedených výsledků je zřejmé, že nastřikování přídavného množství zemního plynu vedlo к podstatnému zlepšení struktury vyrobených sazí. Tento fakt se samozřejmě odrazil v tom, že hodnota DBP absorpce se zvětšila o 10 až 20 jednotek. Z uvedených výsledků je rovněž zřejmé, že umístění nástřiku přídavné uhlovodíkové suroviny je rovněž velmi důležité, neboť bylo zjištěno, že zvýšení strukturních parametrů se projevuje optimálním způsobem, když se plynná uhlovodíková surovina přivádí ve vzdálenosti 0,61 m ve směru po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Pokud se týče fyzikálních vlastností kaučuku, všechny vlastnosti přírodního i syntetického kaučuku nebyly nepříznivě ovlivněny a jak se předpokládalo, zvýšení DBP absorpčních hodnot sazí se projevilo v přípravě kaučukových sloučenin, které měly výjimečně vysoký modul tažnosti.
Příklad 16
V příkladech 16 a 17 bude ukázáno, že
Výhody Uvedené v postupu podle uvedeného vynálezu byly zjištěny rovněž v případech přípravy sazí, které měly vyšší hodnotu jodového čísla a větší hodnotu povrchové plochy než tomu bylo v dosud uvedených příkladech provedení. V tomto příkladu bylo postupováno stejně jako v příkladu 1, přičemž do spalovací zóny byl veden proud vzduchu v množství 2500 m3/h, který byl předběžně ohřát na teplotu 307,2 °C, a proud zemního plynu v množství 219 m3/h, za účelem vytvoření primárního spalovacího ohně, přičemž hodnota spalování byla 110 %. Horké kouřové plyny byly potom vedeny v souproudém směru za vysoké lineární rychlosti, přičemž následovalo nastřikování kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž touto surovinou byl olejovitý uhlovodík, do tohoto proudu za pomoci čtyř otvorů, z nichž každý měl průměr 0,089 cm, za tlaku 1,2 MPa, v množství 0,342 m3/h. Zde použitou kapalnou uhlovodíkovou nástřikovou surovinou byl Shamrockův dehet, jak již bylo uvedeno detailněji v příkladu 13. Reakční podmínky byly udržovány takové, že hodnota celkového spalování činila 39,2 procent a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno v místě, jenž je vzdáleno od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny 1,22 m. Tímto postupem byly získány výsledné saze, s dobrým výtěžkem, přičemž jodové číslo bylo 123, povrchová plocha zjištěna pomocí jodu byla 98 m2/g, hod199269
nota barvivosti činila 272 %, měrná hmotnost 0,32 g/cm3 a hodnota DBP absorpce byla 129 cm3/100 g peletizovaných sazí. Další hodnoty, týkající se sazí připravených postupem podle tohoto příkladu budou uvedeny ve následujícím tabulárním přehledu (tabulka č. IV].
Příklad 17
V tomto příkladu byl opakován postup podle příkladu 16 s následujícími výjimkami. Do spalovací komory byl zaváděn proud vzduchu, který byl předběžně ohřát na teplotu 426,2 °C, v množství 2 830 m3/h společně se zemním plynem v množství 238 m3/h, za účelem vytvoření primárního spalovacího ohně, který měl hodnotu spalování 126 %. Horké kouřové plyny potom postupovaly rychle do další zóny, přičemž do tohoto proudu byl nastřikován proud kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, což byl v tomto případě Shamrockův dehet, v množství 0,48 m3/h, za pomoci čtyř otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,094 cm a za tlaku 2,1 MPa. Do tohoto proudu kouřových plynných látek byla potom zavedena přídavná uhlovodíková surovina, což byl v tomto případě Shamrockův dehet, v množství 0,0925 m3/h, což představuje množství takové, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 13,2 % hmot., vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách. Přivedení přídavné uhlovodíkové suroviny ve formě oleje bylo provedeno ve vzdálenosti 1,22 m od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny směrem po proudu a dále stěnami reaktoru do vnitřku kouřových plynů za pomoci prstencovitých vodou chlazených sond, jenž byly vybaveny 60 0 Monarchovými hroty, které měly průměr otvoru 0,0508 cm. Reakce byla provedena za celkové hodnoty spalování 36,1 % a byla ukončena rychlým ochlazením, které bylo provedeno ve vzdálenosti 3,12 m směrem po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Tímto postupem byly získány s velmi dobrým výtěžkem výsledné saze, jejichž hodnota jodového čísla byla 116, povrchová plocha zjištěná pomocí jodu byla 98 m2/g, hodnota barvivosti 252 procent, hodnota DPB absorpce peletizovaných sazí 161 cm3/100 g sazí, přičemž zde je třeba poznamenat, že tato hodnota je podstatně zvýšena, celkem o 32 jednotek, ve srovnání s kontrolním vzorkem, který je podrobně popsán v příkladu 16, a dále hodnota adsorpce zkypřených sazí u takto připravených sazí činila 180. Další data vztahující se к uvedenému příkladu provedení jsou uvedena v následující tabulce č. IV.
Tabulka č.IV
Analytické a fyzikální vlastnosti sazí
| Vzorek sazí | Příklad 16 | Příklad 17 |
| Jodové číslo (podle ASTM) | 123 | 116 |
| Jodová povrchová plocha (m2/g) | 98 | 98 |
| Barvivost (% SRF) | 272 | 252 |
| Hodnota DPB adsorpce (cm3/100 g peletizovaných sazí) 129 | 161 | |
| Hodnota DPB adsorpce (cm3/100 g zkypřených sazí) | 154 | 180 |
Směs přírodního kaučuku (NR) +
| 300% modul tažnosti | |||
| (MPa) Pevnost v tahu | + 2,8 | + 3,2 | |
| (MPa.) | + 1,26 | —0,98 | |
| 300% modul tažnosti | Směs průmyslového syntetického (ISR) + | kaučuku | |
| (MPa) Pevnost v tahu | + 4,3 | + 4,9 | |
| (MPa) | + 2,22 | + 1,33 | |
| Smrštění při vytlačování | 6,34 | 5,8 |
^Všechna uvedená data jsou vyjádřena jako relativní vzhledem к IRB č. 3
Z výše uvedených výsledků je opět zřejmé, Že správně volené místo nástřiku přídavné uhlovodíkové suroviny se projeví v podstatném zvýšení strukturních charakteristik výsledných sazí. Jak je rovněž patrné z předmětného vynálezu, je hodnota DBP absorpci sazí značně zvětšená. Kromě toho je třeba uvést, že ' modul pružnosti a smrštění při vytlačování se u kaučukových směsí mění očekávaným způsobem, v případě, že se zamění vysokostrukturní saze za nízkostrukturní saze.
V následujících ' příkladech provedení 18 až 26 bude popsána řada postupů, jejichž výsledkem jsou saze, připravené postupem podle vynálezu, přičemž množství přídavné uhlovodíkové suroviny se pohybuje ' v rozmezí od 15 do 55 % hmot, vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách. V každém případě se struktura sazí podstatně zvýší, což je patrné z hodnot DBP absorpce, v případě peletizovaných sazí v rozmezí od 10 až ' 70 jednotek. Jako kontrolní vzorek pro takto získané saze posloužil vzorek z příkladu 18.
Příklad 18
V tomto příkladu bylo postupováno stejným způsobem jako v příkladu 1, přičemž do spalovací komory byl přiváděn vzduch, který byl předběžně ohřát na teplotu 426 °C, v množství 730 m3/h, přičemž tato část aparatury byla označena stejně jako u předchozích příkladů, první spalovací zóna. Získané kouřové plyny byly potom vedeny do další části aparatury a zde byl do tohoto proudu nastřikován proud kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, - druhu Gulf Oil, za tlaku 1,4 MPa, v hmotnostním průtoku 2,07 m3/h. Reakce byla provedena za celkové hodnoty spalování 30,7 % a získané produkty byly chlazeny rychlým způsobem na teplotu 704,2 °C. Tímto postupem se získaní výsledné saze, které vykazovaly hodnotu barvicí schopnosti 235 °/o, povrchovou plochu zjištěnou pomocí jodu 72, hodnotu DBP adsorpce 131, měrnou hmotnost 0,32 g/cm3 a jodové číslo 90. Kapalnou uhlovodíkovou nástřikovou surovinou, zde použitou; byl jak už bylo uvedeno Gulf olej, -což je palivo, které obsahuje uhlík v množství 90,3 % hmot., obsah vodíku činí 7,9 % hmot., obsah síry je 1,9 % hmot., přičemž poměr vodíku k uhlíku je v tomto palivu 1,04, dále BMIC korelační faktor je 126 (B.M.I.C. ' Correlation Index), měrná hmotnost zjištěná podle ASTM D-287 je 1,07, . API měrná hmotnost měřená podle ASTM D-287 je 0,4, hodnota SSU vizkozity (podle ASTM D-88) při teplotě 54,5 stupňů Celsia je 95,2, hodnota SSU vizkozity (podle ASTM D-88) zjištěná při teplotě 98,7 stupňů Celsia je 40,4 a obsah asfaltenů je
2,5 procenta. Další data týkající se sazí připravených tímto . postupem budou ještě uvedena v následující tabulce č. V.
Příklad 19
V tomto příkladu bylo postupováno tak, že byl zopakován postup jako je uveden v příkladu 1, přičemž hodnota primárního spalování činila 113 % a tento oheň byl vytvořen tak, že do spalovací komory byl uváděn proud vzduchu, předběžně předehřátého na teplotu 399,2 °C, v množství 2500 m3/h společně s proudem zemního plynu v množství 213 m3/h. Do takto získaných horkých plynů byla - potom nastřikována kapalná uhlovodíková nástřiková surovina, přičemž touto surovinou byl olej Sunray DX, který byl již detailně popsán v příkladu 8, tlakem 2,2 MPa, za pomoci čtyř otvorů, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0’,094 cm, a v hmotnostním průtoku 0,446 m3/h· Následně byl potom do tohoto proudu kouřových plynů z obvodové oblasti nastřikován Sunray. DX, tedy stejná surovina použitá jako primární kapalná . uhlovodíková nástřiková surovina, ve formě oleje jako přídavná uhlovodíková surovina v množství 0,102 m3/h, což je takové množství, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině činil - 15,5 procent hmot., vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách. Nastřikování přídavné uhlovodíkové suroviny bylo v tomto případě uskutečněno ve vzdálenosti 0,84 m po - proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, a bylo provedeno - tak, že nastřikování směřovalo v podstatě příčně z obvodových oblastí do hlavního proudu za pomoci čtyř otvorů, z nichž každý měl průměr 0,0635 cm, a za tlaku 1,5 MPa. Reakční -podmínky byly udržovány takové, že hodnota celkového spalování činila 28,5 % a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno ve vzdálenosti 4,57 m ve směru po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Další detaily, týkající se sazí připravených v následující tabulce č. V.
Příklad 20
Podle tohoto příkladu byl prováděn stejný postup jako tomu bylo v příkladu 19, s následujícími změnami. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla nastřikována do proudu kouřových plynů za tlaku 2,2 MPa, za pomoci čtyř otvorů, přičemž každý otvor měl průměr 0,079 cm, a v množství 0,302 m3/h, - a přídavná uhlovodíková surovina byla nastřikována do proudu takto vzniklých kouřových plynů v množství 0,227 m3/h, za pomoci čtyř otvorů, z nichž každý měl průměr 0,0635 cm, při tlaku 1,8 MPa. Množství použité -přídavné uhlovodíkové suroviny podle tohoto- příkladu bylo takové, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 35,5 % hmot., vzhledem k obsahu uhlíku ve všech reakčních složkách. Hodnota celkového spalování činila 29,1 % - a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno ve vzdálenosti 5,19 m po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Saze získané postupem podle tohoto příkladu jsou dále popsány v tabulce č. V.
Příklad 21
V tomto příkladu byl prováděn stejný postup jako v příkladu 20 s tou výjimkou, že kapalná uhlovodíková nástřiková surovina ve formě oleje byla nastřikována do proudu kouřových plynů v množství 0,196 m3/h, za pomoci čtyř otvorů, jejichž průměr byl 0,0635 cm, při tlaku 1,8 MPa, a dále byla přídavná uhlovodíková surovina ve formě oleje nastřikována · do proudu takto vzniklých kouřových plynů čtyřmi otvory, každý o průměru 0,738 cm, za tlaku 1,4 MPa. Množství použité přídavné uhlovodíkové suroviny v tomto· příkladu bylo takové, že obsah uhlíku v přídavném oleji byl 47,4 % hmot., vztaženo na hmotnost celkového obsahu uhlíku v reakčních složkách- Hodnota celkového spalování činila 31,8 % a rychlé ochlazení bylo provedeno ve vzdálenosti 5,18 m po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Další podrobnosti · o sazích, získaných postupem podle tohoto příkladu lze nalézt v tabulce č. V.
Příklad 22
V tomto příkladu byl prováděn postup stejný jako je uveden v příkladu 19 s následujícími rozdíly. Kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla do proudu kouřových plynů nastřikována z obvodu v množství 0,453 m.3/h, zo tlaku 2,4 MPo, čtyřmi otvory, přičemž každý z těchto otvorů měl průměr 0,089 cm. Potom byla z obvodu přidána · do takto vzniklých kouřových plynů přídavná uhlovodíková surovina dvěma otvory, každý o průměru 0,0635 cm, za tlaku 0,7 MPa, v množství 0-,0945 m3/h, což bylo takové množství, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 16,7 % hmot., vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách. V tomto příkladu, stejně jako tomu bylo v příkladech 22 až 25, byla přídavná uhlovodíková surovina nastřikována do proudu kouřových plynů ve vzdálenosti 1,68 m směrem po proudu od nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Hodnota celkového spalování činila 33,6 °/o a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno ve vzdálenosti 7,32 m směrem po proudu od nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Další data týkající se sazí připravených postupem podle tohoto· příkladu lze najít v následující · tabulce č. V.
Příklad 23
V tomto příkladu byl prováděn postup stejným způsobem jako v příkladu 22 ve všech aspektech s výjimkou následujícího: kapalná uhlovodíková nástřiková surovina ve formě oleje byla do proudu · kouřových plynů nastřikována v množství 0,287 m3/h čtyřmi otvory, každý o průměru 0,079 cm, za· tlaku 1,72 MPa, a přídavná uhlovodíková· surovina byla nastřikována čtyřmi otvory, každý o průměru 0,0635 cm, za tlaku 1,1 MPa. Jak už bylo uvedeno v předchozím příkladu, přídavná uhlovodíková surovina byla zaváděna do proudu kouřových plynů ve vzdálenosti 1,68 m směrem po proudu od nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, a v tomto případě v takovém množství, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 36,3 % hmotnostních, vzhledem k celkovému obsahu uhlíku v reakčních složkách a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno ve vzdálenosti 7,32 · m směrem po· proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Další detaily, které se týkají sazí připravených postupem podle tohoto příkladu, je možno nalézt v následující tabulce č. V.
Příklad 24
V tomto příkladu bylo postupováno v podstatě stejným způsobem jako v příkladu 23 s tím rozdílem, že kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla do proudu kouřových plynů nastřikována v množství 0,328 m3/h, čtyřmi otvory, přičemž každý měl průměr 0,079 cm, za tlaku 2,2 . . MPa· Přídavná uhlovodíková surovina byla přidána ve stejném množství a na stejném místě jako tomu bylo v příkladu 22, přičemž obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl v tomto případě 34 % hmot., vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách. Hodnota celkového spalování činila v tomto příkladu 32,2 % a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny ve vzdálenosti 7,32 m. Tímto způsobem byly získány výsledné saze, které jsou v dalších detailech · popsány v následující tabulce č. V.
Příklad 25
V tomto příkladu byl opakován postup podle příkladu 22 s tím rozdílem, že kapalná uhlovodíková nástřiková surovina byla do proudu kouřových plynů nastřikována v množství 0,427 m3/h, čtyřmi otvory z nichž každý měl průměr 0,084 cm, za tlaku 2,3 MPa a přídavná uhlovodíková surovina byla do proudu takto vzniklých kouřových plynů nastřikována v množství 0,174 m3/h čtyřmi otvory, každý o průměru 0,061 cm za tlaku 0,7 MPa. Toto množství bylo takové, že obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině činil 24,5 % hmot., vztaženo na obsah celkového množství uhlíku ve všech reakčních složkách a jak již bylo uvedeno · výše, nástřik byl proveden po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny ve vzdálenosti 1,68 m. Hodnota celkového spalování činila 32,7 % a reakce byla rychle ochlazena ve vzdálenosti 7,32 m od nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Další detaily, týkající se sazí vyrobených postupem podle tohoto příkladu jsou uvedeny v následující tabulce č. V.
Příklad 26
V tomto příkladu byl opakován postup podle příkladu 25 s tím rozdílem, že kapalná uhlovodíková surovina byla nástřikována do proudu kouřových plynů v množství 0,128 m3/h, třemi otvory, každý o průměru 0,0635 cm, za tlaku 0,9 MPa, a přídavná uhlovodíková surovina byla nastřikována do takto vzniklých kouřových plynů v množství 0,256 m3/h čtyřmi otvory, každý o průměru 0,0815 cm, za tlaku 1,3 MPa, ve vzdálenosti 1,68 m po proudu od místa nás-třiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny. Obsah uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině byl 54,7 % hmot., vztaženo na celkový obsah uhlíku v reakčních složkách. Hodnota spalování činila 39,7 % a rychlé ochlazení reakce bylo provedeno od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny ve vzdálenosti 8,7 m ve směru po proudu od tohoto bodu· Další podrobnosti týkající se sazí připravených postupem podle tohoto příkladu lze najít v následující tabulce č. V.
Tabulka č. V.
Analytické vlastnosti sazí
| Vzorek sazí | Jodové číslo | Jodová povrchová plocha (m2/g) | Barvicí schopnost (% SRF) | Měrná hmotnost (g/cm3) |
| Příklad 18 | 90 | 72 | 235 | 0,320 |
| Příklad 19 | 91 | 75 | 244 | 0,258 |
| Příklad 20 | 91 | 76 | 238 | 0,240 |
| Příklad 21 | 88 | 75 | 229 | 0,258 |
| Příklad 22 | 92 | 75 | 246 | 0,288 |
| Přiklad 23 | 88 | 77 | 236 | 0,258 |
| Příklad 24 | 91 | 79 | 234 | 0,258 |
| Příklad 25 | 92 | 77 | 240 | 0,272 |
| Příklad 26 | 90 | 71 | 219 | 0,288 |
Tabulka č. V (pokračování)
Vzorek sazí
Hodnota DBP absorpce (cm3/100 g pelet, sazí)
Množství přidav, uhlovod. (% uhlíku)
Bod nástřiku příd. uhlovod. (m)
| Příklad 18 | 131 | — | — |
| Příklad 19 | 162 | 15,5 | 0,84 |
| Příklad 20 | 194 | 35,5 | 0,84 |
| Příklad 21 | 168 | 47,4 | 0,84 |
| Příklad 22 | 150 | 16,7 | 1,68 |
| Příklad 23 | 202 | 36,3 | 1,68 |
| Příklad 24 | 192 | 34,0 | 1,68 |
| Příklad 25 | 166 | 24,5 | 1,68 |
| Příklad 26 | 140 | 54,7 | 1,68 |
i
Tabulka č. V (pokračování) Fyzikální vlastnosti směsí přírodního a syntetického kaučuku+
| Vzorek sazí Příklad 18 | Příklad 19 | Příklad 20 Příklad 21 | Příklad 22 Příklad 23 | |
| Směs přírodního kaučuku (NR) | ||||
| Pevnost v tahu | ||||
| (MPA) 300% modul | —0,49 | +0,98 | —3,3 —2,64 | +0,42 —2,83 |
| tažností (MPa) | +1,82 | +0,41 | +0,69 +5,37 | +3,58 +6,44 |
| Směs syntetického kaučuku (ISR) | ||||
| Pevnost v tahu | ||||
| (MPa) 300% modul | +0,7 | +1,02 | +0,07 +0,21 | +0,42 —0,1 |
| tažností (MPa) | +3,52 | +6,79 | -(-9,91 +7,5 | +5,35 +9,7 |
| Smrštění při | ||||
| vytlačování (% IRB No. 3) | 92 | 85 | 76 78 | 88 74 |
| Tabulka | č. V (pokračování) | |||
| Vzorek sazí | Příklad 24 | Příklad 25 | Příklad 26 | |
| Směs přírodního kaučuku (NR) | ||||
| Pevnost v tahu | ||||
| (MPa) | —3,94 | —2,5 | —1,51 | |
| 300% modul tažností | ||||
| (MPa) | +6,08 | +5,06 | +4,25 | |
| Směs syntetického kaučuku (ISR) | ||||
| Pevnost v tahu | ||||
| (MPa) | -0,7 | — 1,12 | —1,02 | |
| 300% modul tažností | ||||
| (MPa) | +8,12 | +6,95 | +6,35 | |
| Smrštění pří vytlačování (% IRB No. 3) | 75 | 81 | 82 | |
| +Všechny uvedené výsledky | v tabulce č. | V, týkající se kaučuku | jsou vyjádřeny jako |
relativní vzhledem к IRB č. 3Z výsledků, uvedených v předcházející tabulce je zřejmé, že zvýšení strukturních charakteristik sazí je podle uvedeného vynálezu dosaženo tak, že do proudu kouřových plynů se nastřikuje přídavná neboli pomocná uhlovodíková surovina. Kromě toho je třeba uvést, že v případě, že se pečlivě podle pokusných výsledků v postupech podle uvedeného vynálezu, vyberou reakční podmínky, jež leží uvnitř uvedených rozmezí, potom je možné hodnotu DBP absorpce u sazí vyrobených postupem podle vynálezu zvýšit o 10 až 70 jednotek. Jak je možno předem očekávat, jsou schopné tyto vysokostrukturní saze, v případě, že jsou přidány do směsí přírodního i průmyslového syntetického kaučuku, zvýšit modul tažnosti a současně snížit smrštění při vytlačování.
Předmětný vynález byl popsán tak, že byla ukázána pouze určitá provedení, jak je možno se přesvědčit z popisné části, příkladů provedení a přiložených tabulek, přičemž je třeba poznamenat, že tato provedení nijak neomezují možnost provést další možné variace a modifikace tohoto procesu, které jsou zřejmé všem, kdo pracují v uvedeném oboru, přičemž se tím nijak neomezuje rovněž celkový rozsah vynálezu.
Claims (7)
1. Způsob výroby pecních sazí s vysokými strukturními parametry, které představují zvýšení hodnot DBP absorpce uvedených sazí a snížení hodnot smrštění při vytlačování kaučukových směsí, které obsahují tyto· saze, při kterém reaguje v první zóně procesu palivo a oxidační činidlo za vzniku proudu horkých kouřových plynů, poskytujících energii k převedení kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny jako zdroje sazí na výsledný produkt, přičemž tento proud kouřových plynů je veden požadovanou lineární rychlostí do druhé zóny, kde se nastřikuje kapalná uhlovodíková nástřiková surovina do uvedeného plynného proudu ve formě koherentních proudů v podstatě příčného směru za tlaku, který umožňuje požadované vniknutí a smíšení s plynným proudem kouřových plynů, přičemž ve třetí zóně se kapalná uhlovodíková nástřiková surovina rozkládá a převádí na výsledný produkt a reakce se ukončí rychlým ochlazením, vyznačující se tím, že se dále provádí nástřik přídavné uhlovodíkové suroviny v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 2 do 60 % hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách, v dosud nezreagované formě k získání částeček sazí v zóně podstatného zreagování tohoto postupu, ve které uhlovodíková surovina, před tím nastřikovaná, smíšená, atomizovaná a odpařená zreaguje za tvorby částeček sazí, přičemž tato zóna je umístěna ve vzdálenosti, která je 2 až 60 % ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu přivádění chladicího média od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, a potom je reakční směs ochlazena, separována a výsledné saze se oddělí.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující ss tím, že přídavná uhlovodíková surovina je v kapalné formě a je nastřikována v bodě, kde je současně nastřikována kapalná uhlovodíková nástřiková surovina.
3. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavná uhlovodíková surovina je nastřikována v místě po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž bod nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny je vzdálen od
VYNALEZU bodu nástřiku přídavné uhlovodíkové suroviny v rozmezí od 2 do 60· % ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu přivádění chladicího média.
4. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavná uhlovodíková surovina · je v kapalné formě a je nastřikována v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 5 do 60 % hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách, v bodě po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž vzdálenost bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu nástřiku přídavné uhlovodíkové suroviny se pohybuje od 2 do 60 °/o ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu přivádění chladicího média.
5. Způsob podle bodu 4, vyznačující se tím, že přídavná uhlovodíková surovina je přiváděna do procesu v množství, které odpovídá obsahu · uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 10 do 50 % hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních · složkách.
6· Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že přídavná uhlovodíková surovina je v plynné formě a je do procesu přiváděna v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 2 do 10 o/o hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách, v místě po proudu od místa nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny, přičemž vzdálenost od bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu nástřiku přídavné uhlovodíkové suroviny v plynné formě je v rozmezí od 2 do 60 % ze vzdálenosti bodu nástřiku kapalné uhlovodíkové nástřikové suroviny k bodu přivádění chladicího média.
7. Způsob podle bodu 6, vyznačující se tím, že přídavná uhlovodíková surovina v plynné formě je do procesu přiváděna v množství, které odpovídá obsahu uhlíku v přídavné uhlovodíkové surovině v rozmezí od 4 do 8 °/o hmotnostních, vztaženo na celkový obsah uhlíku ve všech reakčních složkách, přiváděných do reakce.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US05/505,616 US3952087A (en) | 1974-09-13 | 1974-09-13 | Production of high structure carbon blacks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS199269B2 true CS199269B2 (en) | 1980-07-31 |
Family
ID=24011090
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS756188A CS199269B2 (en) | 1974-09-13 | 1975-09-11 | Process for manufacturing furnace black with high structural parametrs |
Country Status (20)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3952087A (cs) |
| JP (1) | JPS547636B2 (cs) |
| AR (1) | AR205656A1 (cs) |
| BE (1) | BE833391A (cs) |
| BR (1) | BR7505887A (cs) |
| CA (1) | CA1040839A (cs) |
| CS (1) | CS199269B2 (cs) |
| DD (1) | DD119810A5 (cs) |
| DE (1) | DE2540715C3 (cs) |
| DK (1) | DK150800C (cs) |
| ES (1) | ES440911A1 (cs) |
| FR (1) | FR2284652A1 (cs) |
| GB (1) | GB1524066A (cs) |
| IE (1) | IE41795B1 (cs) |
| IL (1) | IL47961A (cs) |
| IN (1) | IN143909B (cs) |
| IT (1) | IT1047177B (cs) |
| LU (1) | LU73381A1 (cs) |
| NL (1) | NL7510630A (cs) |
| ZA (1) | ZA755154B (cs) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4105750A (en) * | 1976-06-16 | 1978-08-08 | Cabot Corporation | Production of carbon blacks |
| IL52090A (en) * | 1976-06-16 | 1980-02-29 | Cabot Corp | Process for production of furnace carbon blacks |
| US4267160A (en) * | 1977-08-08 | 1981-05-12 | Phillips Petroleum Company | Carbon black for low-hysteresis rubber compositions |
| US4283378A (en) * | 1979-08-01 | 1981-08-11 | Cabot Corporation | Production of high surface area carbon blacks |
| US4370308A (en) * | 1981-05-15 | 1983-01-25 | Cabot Corporation | Production of carbon black |
| JPS591572A (ja) * | 1982-06-25 | 1984-01-06 | Asahi Carbon Kk | ハイストラクチヤ−カ−ボンブラツク |
| US4540560A (en) * | 1982-08-30 | 1985-09-10 | Phillips Petroleum Company | Carbon blacks |
| JPS5971367A (ja) * | 1982-10-14 | 1984-04-23 | Asahi Carbon Kk | ハイストラクチヤ−カ−ボンブラツク |
| US4765964A (en) * | 1983-09-20 | 1988-08-23 | Phillips Petroleum Company | Carbon black reactor having a reactor throat |
| US4645657A (en) * | 1983-12-23 | 1987-02-24 | Cabot Corporation | Production of carbon black |
| US4582695A (en) * | 1984-09-19 | 1986-04-15 | Phillips Petroleum Company | Process for producing carbon black |
| JPS61148270A (ja) * | 1984-12-20 | 1986-07-05 | Mitsubishi Chem Ind Ltd | 改質カ−ボンブラツクの製造方法 |
| US4822588A (en) * | 1985-07-26 | 1989-04-18 | Phillips Petroleum Company | Process for producing carbon black |
| US4824643A (en) * | 1985-07-26 | 1989-04-25 | Phillips Petroleum Company | Apparatus for producing carbon black |
| US4879104A (en) * | 1987-06-16 | 1989-11-07 | Cabot Corporation | Process for producing carbon black |
| IN171963B (cs) * | 1987-12-10 | 1993-02-20 | Cabot Corp | |
| JP2888487B2 (ja) * | 1988-05-24 | 1999-05-10 | 三菱化学株式会社 | カーボンブラックの製造方法 |
| US5087436A (en) * | 1989-05-19 | 1992-02-11 | Universite Laval | Recovery of commercially valuable products from scrap tires |
| JP2886258B2 (ja) | 1990-05-08 | 1999-04-26 | 昭和キャボット株式会社 | カーボンブラック及びそれを含有するゴム組成物 |
| US5190739A (en) * | 1991-02-27 | 1993-03-02 | Cabot Corporation | Production of carbon blacks |
| US5234627A (en) * | 1991-12-11 | 1993-08-10 | Dap, Inc. | Stability conductive emulsions |
| TR25968A (tr) * | 1992-03-30 | 1993-11-01 | Cabot Corp | KARBON ISLERININ üRETIMI |
| US5877250A (en) * | 1996-01-31 | 1999-03-02 | Cabot Corporation | Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks |
| US6627693B1 (en) | 1998-12-08 | 2003-09-30 | Cabot Corporation | Elastomeric compositions having improved appearance |
| US20040197924A1 (en) * | 2003-04-01 | 2004-10-07 | Murphy Lawrence J. | Liquid absorptometry method of providing product consistency |
| US7829057B2 (en) * | 2004-05-04 | 2010-11-09 | Cabot Corporation | Carbon black and multi-stage process for making same |
| MY142221A (en) * | 2005-04-06 | 2010-11-15 | Cabot Corp | Method to produce hydrogen or synthesis gas |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2659663A (en) * | 1950-11-14 | 1953-11-17 | Columbian Carbon | Process for producing carbon black |
| US2851337A (en) * | 1951-08-22 | 1958-09-09 | Columbian Carbon | Carbon black process |
| US2768067A (en) * | 1952-04-19 | 1956-10-23 | Columbian Carbon | Manufacture of carbon black |
| US3490869A (en) * | 1966-11-17 | 1970-01-20 | Columbian Carbon | Vortex reactor for carbon black manufacture |
| US3619140A (en) * | 1967-01-03 | 1971-11-09 | Cabot Corp | Process for making carbon black |
| AU1991967A (en) * | 1967-04-05 | 1968-10-10 | Union Carbide Corporation | Manufacture of carbon black |
| US3922335A (en) * | 1974-02-25 | 1975-11-25 | Cabot Corp | Process for producing carbon black |
-
1974
- 1974-09-13 US US05/505,616 patent/US3952087A/en not_active Expired - Lifetime
-
1975
- 1975-01-01 AR AR260171A patent/AR205656A1/es active
- 1975-08-11 ZA ZA00755154A patent/ZA755154B/xx unknown
- 1975-08-20 IL IL47961A patent/IL47961A/xx unknown
- 1975-08-21 IN IN1627/CAL/75A patent/IN143909B/en unknown
- 1975-09-09 NL NL7510630A patent/NL7510630A/xx active Search and Examination
- 1975-09-10 GB GB37196/75A patent/GB1524066A/en not_active Expired
- 1975-09-11 DD DD188292A patent/DD119810A5/xx unknown
- 1975-09-11 LU LU73381A patent/LU73381A1/xx unknown
- 1975-09-11 FR FR7527907A patent/FR2284652A1/fr active Granted
- 1975-09-11 CS CS756188A patent/CS199269B2/cs unknown
- 1975-09-12 CA CA235,690A patent/CA1040839A/en not_active Expired
- 1975-09-12 BR BR7505887*A patent/BR7505887A/pt unknown
- 1975-09-12 DK DK409475A patent/DK150800C/da not_active IP Right Cessation
- 1975-09-12 ES ES440911A patent/ES440911A1/es not_active Expired
- 1975-09-12 IT IT69282/75A patent/IT1047177B/it active
- 1975-09-12 IE IE2002/75A patent/IE41795B1/en unknown
- 1975-09-12 JP JP11081175A patent/JPS547636B2/ja not_active Expired
- 1975-09-12 BE BE160025A patent/BE833391A/xx not_active IP Right Cessation
- 1975-09-12 DE DE2540715A patent/DE2540715C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DD119810A5 (cs) | 1976-05-12 |
| FR2284652A1 (fr) | 1976-04-09 |
| ZA755154B (en) | 1976-07-28 |
| LU73381A1 (cs) | 1976-04-13 |
| NL7510630A (nl) | 1976-03-16 |
| IT1047177B (it) | 1980-09-10 |
| IE41795B1 (en) | 1980-03-26 |
| DK150800C (da) | 1988-02-01 |
| IN143909B (cs) | 1978-02-25 |
| DK150800B (da) | 1987-06-22 |
| IL47961A0 (en) | 1975-11-25 |
| US3952087A (en) | 1976-04-20 |
| BE833391A (cs) | 1975-12-31 |
| IE41795L (en) | 1976-03-13 |
| AU8417775A (en) | 1977-03-03 |
| FR2284652B1 (cs) | 1979-09-07 |
| DK409475A (da) | 1976-03-14 |
| DE2540715B2 (de) | 1981-02-12 |
| JPS547636B2 (cs) | 1979-04-09 |
| ES440911A1 (es) | 1977-03-16 |
| CA1040839A (en) | 1978-10-24 |
| AR205656A1 (es) | 1976-05-21 |
| GB1524066A (en) | 1978-09-06 |
| DE2540715C3 (de) | 1982-04-01 |
| IL47961A (en) | 1978-09-29 |
| BR7505887A (pt) | 1976-08-03 |
| DE2540715A1 (de) | 1976-04-15 |
| JPS5155794A (cs) | 1976-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS199269B2 (en) | Process for manufacturing furnace black with high structural parametrs | |
| EP0509018B1 (en) | Carbon blacks imparting superior treadwear/hysteresis performance and process for producing carbon blacks | |
| US3490869A (en) | Vortex reactor for carbon black manufacture | |
| US3725103A (en) | Carbon black pigments | |
| AU660133B2 (en) | Production of carbon blacks | |
| US4370308A (en) | Production of carbon black | |
| US5236992A (en) | Carbon blacks and their use in rubber applications | |
| EP0609433B1 (en) | Carbon blacks | |
| US6348181B1 (en) | Process for producing carbon blacks | |
| CA1309229C (en) | Process for producing carbon black | |
| US3864305A (en) | Carbon Black Reinforced Compositions | |
| US4105750A (en) | Production of carbon blacks | |
| US3830774A (en) | Carbon black reinforced rubber compositions | |
| US3460911A (en) | Apparatus for producing carbon black | |
| US3420631A (en) | Process and apparatus for the production of carbon black | |
| CA1081433A (en) | Production of carbon blacks | |
| GB2151604A (en) | Production of carbon black | |
| US4645657A (en) | Production of carbon black | |
| KR800001355B1 (ko) | 카본 블랙의 제조방법 | |
| JPH0126620B2 (cs) | ||
| EP0746593B2 (en) | Carbon blacks | |
| DD114422B3 (de) | Ofengasrussprodukt | |
| PL108421B1 (en) | Method of generating furnace black | |
| NZ210438A (en) | Carbon black preparation |