CS201143B1 - Process for preparing binding carbon black - Google Patents
Process for preparing binding carbon black Download PDFInfo
- Publication number
- CS201143B1 CS201143B1 CS515277A CS515277A CS201143B1 CS 201143 B1 CS201143 B1 CS 201143B1 CS 515277 A CS515277 A CS 515277A CS 515277 A CS515277 A CS 515277A CS 201143 B1 CS201143 B1 CS 201143B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- carbon black
- products
- thermal decomposition
- production
- weight
- Prior art date
Links
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 title claims description 26
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 12
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 9
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 8
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000000284 extract Substances 0.000 claims description 5
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims description 4
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims description 2
- 238000004939 coking Methods 0.000 claims description 2
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 claims description 2
- 238000005504 petroleum refining Methods 0.000 claims description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 2
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 2
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000010784 textile waste Substances 0.000 claims 1
- 235000019241 carbon black Nutrition 0.000 description 22
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 4
- XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N furfuryl alcohol Chemical compound OCC1=CC=CO1 XPFVYQJUAUNWIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 208000006558 Dental Calculus Diseases 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 238000005899 aromatization reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 239000011294 coal tar pitch Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000004508 fractional distillation Methods 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby pojivových pecních sazí, kterých se používá jako pojivá v kaučukových směsích nebo pro jiné o sobě známé účely.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the production of binder furnace carbon black, which is used as a binder in rubber compositions or for other purposes known per se.
Ve formě kapalných vsázek pro pece, sloužících k výrobě sazí, se v celosvětovém měřítku používá určitýoh, jednoznačně vymezených ropných frakcí a extraktů a destilačních produktů kamenouhelného dehtu. Volba těchto výchozích produktů musí zajišíovat splnění všech požadavků, kladených na konzistenci a další vlastnosti výsledných sazí. Pro tyto účely se používají speciální druhy ropných frakcí s požadovaným složením uhlovodíků. Vzhledem k tomu, že zdroje -těchto vysoce aromatických surovin jsou omezené a budou v blízké budoucnosti pravděpodobnš vyčerpány, je třeba hledat nové suroviny, které by byly vhodné pro výrobu pojivových sazí.Certain, clearly defined petroleum fractions and coal tar tar distillation products and distillation products are used worldwide in the form of liquid furnace feedstocks for the production of carbon black. The choice of these starting products must ensure that all the requirements for consistency and other properties of the resulting carbon black are met. For this purpose, special types of petroleum fractions with the desired hydrocarbon composition are used. Given that the resources of these highly aromatic raw materials are limited and are likely to be depleted in the near future, it is necessary to look for new raw materials suitable for the production of binder carbon black.
Je znám způsob výroby sazí přímo z jemně rozemletého nebo rozdrceného pryžového odpadu, který se rozloží ve speciálním reaktoru, na jehož výstupu se získají saze, plynné produkty a uhlíkaté zbytky (viz sovětské autorské osvědčení č. 328 605). Saze, které se získají tímto způsobem, však obsahují značné množství uhlovitých částic a popela a vykazují ještě další odchylky od požadovaných vlastností standartního typu pojivových sazí. Použití takto získaných sazí v kaučukových směsích má za následek relativní zhoršení vlastností získaného vulkanizátu.There is a known method of producing carbon black directly from finely ground or crushed rubber waste, which is decomposed in a special reactor, at the output of which soot, gaseous products and carbonaceous residues are obtained (see Soviet author's certificate No. 328 605). The carbon blacks obtained in this way, however, contain a considerable amount of carbonaceous particles and ash and exhibit further deviations from the desired properties of the standard type of carbon black. The use of the carbon black thus obtained in rubber compositions results in a relative deterioration in the properties of the vulcanizate obtained.
201 143201 143
- 2 201 143- 2 201 143
Podle jiného známého poetupu se jemné rozemletý pryžový odpad přidá k olejové vsádoe, přiváděné do pece, určené pro výrobu pecních sazí (viz Polymer Age, sn. 3, č.7, červenec r. 1972, str. 237) americký patent č· 3,674.433, amerloký patent č. 3,700.615).According to another known process, the finely ground rubber waste is added to an oil charge fed to a furnace for furnace carbon black (see Polymer Age, sn. 3, no. 7, July 1972, p. 237) U.S. Patent No. 3,674,433. , U.S. Patent No. 3,700,615).
Nevýhoda tohoto způsobu spočívá v tom, že je při tomto způsobu nutno použít velmi jemně rozemletého pryžového odpadu, což je spojeno s velkou spotřebou energie. Navíc je kvalita výslednýoh sazí do značné míry ovlivněna vysokým obsahem popele z piyžových částic.The disadvantage of this method is that it is necessary to use very finely ground rubber waste, which is associated with a high energy consumption. In addition, the quality of the resulting carbon black is largely influenced by the high ash content of the rubber particles.
Cílem vynálezu je tedy nalezení takového způsobu výroby pojivových pecních sazí, lampových sazí a termálních sazí, při kterém by se vycházelo ze snadno dostupných odpadových materiálů, které by byly schopné zpracování termálním rozkladem.It is therefore an object of the present invention to provide a process for producing binder furnace soot, lamp soot and thermal soot, starting from readily available waste materials capable of thermal decomposition treatment.
Předmětem vynálezu je způsob výroby pojivových pecních sazí, lampových sazí a termických sazí termickým rozkladem směsí na bázi polymerních materiálů, jehož podstata spočívá v tom, že se použije odpadních pryžových vulkanizátů, popřípadě v přítomnosti až 70 hmotnostních % odpadních materiálů z plastických hmot, syntetických pryskyřic, přízí a textilií anebo až 50 hmotnostních % uhlovodíků ve formě produktů odpadajících při koksování uhlí, postupech raflnaoe ropy a při petrochemických eynthézách, přičemž se thermický rozklad provádí při teplotách v rozmezí 250 až 950 °C a je případně následován dalším zpracováním získaných těkavých produktů při teplotě 400 až 900 °C, načež se provede separace frakcí a extraktů, převážně obsahujících cyklické uhlovodíky s korelačním indexem nad 90 pomocí frakoionace, extrakce a kondenzace a produkty se vedou do stupně výroby sazí.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the production of binder furnace carbon black, lamp carbon black and thermal carbon black by thermally decomposing polymer-based compositions comprising waste rubber vulcanizates, optionally in the presence of up to 70% by weight of plastic, synthetic resin waste , yarns and textiles or up to 50% by weight of hydrocarbons in the form of products resulting from coal coking, petroleum refining and petrochemical eynthesis processes, where thermal decomposition is carried out at temperatures in the range of 250 to 950 ° C and optionally followed by further treatment of the volatile products obtained at The fractions and extracts, mainly containing cyclic hydrocarbons with a correlation index above 90, are separated by fracoionation, extraction and condensation and the products are fed to the carbon black production stage.
Uvolněná pára a směs plynu se vede kondenzačním systémem, chlazeným vodou (18 °C), ve kterém se oddálí kapalné uhlovodíky a plyny, zatímco po ukončení rozkladu zbyde pouze pevný uhlovitý zbytek.The released steam and gas mixture are passed through a water-cooled condensation system (18 ° C) in which liquid hydrocarbons and gases are removed, while only a solid carbon residue remains after decomposition.
Pokud je to žádoucí, mohou být pára a směs plynů, spouštějících reaktor ve kterém dochází k termickému rozkladu, vystaveny dalšímu tepelnému zpracování v dalším reaktoru při teplotš 400 až 900 °C. Toto zpracování se provádí za účelem zvýšení stupně aromatizaoe získaných kapalných uhlovodíků (korelační index vyšší než 90).If desired, the steam and gas mixture triggering the reactor in which thermal decomposition occurs may be subjected to further heat treatment in another reactor at a temperature of 400 to 900 ° C. This treatment is carried out to increase the degree of aromatization of the obtained liquid hydrocarbons (correlation index higher than 90).
Z kapalného produktu termického štěpení směsi, tvořené odpadními polymerními a ostatními látkami, ee destilací, extrakcí a podobnými postupy získají určité frakce a extrakty, obsahující značné množství aromatickýoh uhlovodíků s širokým rozmezím bodu varu 200 až 500 °C, přičemž střední hodnota bodu varu není vyšší než 390 °C, které slouží samotné nebo ve eměeíoh s jiným napájecím proudem jako kapalná vsázka pro výrobu pojivových pecníoh, lampových a termálních sazí o sobš známým způsobem.From the liquid thermal cleavage product mixture consisting of waste polymer and other substances by distillation, extraction and the like, certain fractions and extracts containing a considerable amount of aromatic hydrocarbons having a wide boiling range of 200 to 500 ° C are obtained, the mean boiling point not higher than 390 ° C, which, alone or in combination with another feed current, serves as a liquid feed for the production of binder furnaces, lamp and thermal carbon black in a manner known per se.
Způsob podle vynálezu má oproti známému stavu techniky následující výhody» ve formě výchozích produktů ee používá snadno dostupnýoh odpadních materiálů» volbou složení směsi a regulací teploty rozkladu se získá kapalná vsázka pro výrobu pojivových pecníoh sazí požadovaných vlastností, které na druhé straně poskytují vysoké výtěžky sazíThe process according to the invention has the following advantages over the prior art: in the form of starting products using readily available waste materials by selecting the composition of the mixture and controlling the decomposition temperature to obtain a liquid feed for producing binder furnace carbon black of desired properties
- 3 281 143 požadované kvality} použije se jednoduchého zařízení a získaná kapalná vsázka je zpracovatelná na známém zařízení pro výrobu sazí} využije se nových zdrojů kapalných uhlovodíků, vhodných pro výrobu pojivových sazí} výroba vsázky je spojena s nízkými výrobními náklady} využije se odpadních materiálů.- 3,281,143 of the desired quality} simple equipment is used and the liquid batch obtained is processable on a known carbon black production plant} utilizes new sources of liquid hydrocarbons suitable for the production of binder blacks} batch production is associated with low production costs} utilizes waste materials .
Za účelem bližšího vysvětlení způsobu podle vynálezu je v následující části popisu uvedeno několik příkladů praktického provedení, které však rozsah vynálezu nijak neomezují.In order that the invention may be more fully understood, the following examples are given by way of illustration and are not intended to limit the scope of the invention in any way.
Příklad 1Example 1
Termickému rozkladu se podrobí šarže, tvořená zcela rozsekanými opotřebovanými pneumatikami. Termické štěpení se provádí v reaktoru o objemu pěti litrů po dobu čtyř a půl hodiny, přičemž se šarže v reaktoru zahřeje na teplotu 600 °C. Na tuto teplotu se obsah reaktoru zahřívá postupně. Páry a směs plynů, obsahující produkty termického rozkladu se z reaktoru odvádí a následně vystaví tepelnému zpracování při teplotě 680 až 700 °C, ▼ dalším reaktoru, načež se dále vedou vodou chlazeným kondenzorem za účelem oddělení konr denzovatelných uhlovodíků ve formě finálního produktu.A batch consisting of fully chopped worn tires is subjected to thermal decomposition. The thermal cleavage is carried out in a five-liter reactor for four and a half hours, the batch being heated to 600 ° C. The reactor contents are gradually heated to this temperature. The vapors and gas mixture containing the thermal decomposition products are removed from the reactor and then subjected to a heat treatment at 680 to 700 ° C to another reactor, followed by a water-cooled condenser to separate the condensable hydrocarbons in the final product.
destilační rozmezí:Distillation range:
Prakcionovanou destilací finálního produktu se oddělí frakce s následujícími fyzikálními vlastnostmi: hustota při 20 °C: 0,993} index lomu: 1,5976} počáteční teplota varu 280 °C} % frakce destiluje při teplotě vyšší než 362 °C}Fractionation with the following physical properties is separated by fractional distillation of the final product: density at 20 ° C: 0,993} refractive index: 1,5976} initial boiling point 280 ° C}% of the fraction distills at a temperature greater than 362 ° C}
0,98 hmotnostních % obsah síry: korelační index:0.98% by weight sulfur content: correlation index:
K výrobě pecních sazí se uvedená frakce smísí s olejem v poměru 1:1a zavádí do turbulentního plamene. Získané saze vykazují následující vlastnosti:To produce furnace carbon black, the fraction is mixed with oil in a ratio of 1: 1 and introduced into a turbulent flame. The carbon black obtained exhibited the following properties:
specifický povrch: 82,4 m/g} olejové číslo: 92 ml/100g:,specific surface: 82,4 m / g} oil number: 92 ml / 100g :,
Příklad 2Example 2
Termickému rozkladu podle příkladu provedení 1 byla vystavena směs, sestávající z opotřebovaných pneumatik pro nákladní automobily, odpadního polystyrenu, odpadní pryskyřice a kamenouhelné dehtové smoly v hmotnostním poměru 3:1:2: 2,5.A mixture consisting of worn truck tires, waste polystyrene, waste resin and coal tar pitch in a weight ratio of 3: 1: 2: 2.5 was subjected to thermal decomposition according to Example 1.
Získaný kapalný produkt termického rozkladu směsi, získaný kondenzací par a plynné směsi unikající z reaktoru ve kterém se provádí termický rozklad, se následně-vystaví frakcionované destilaci, při které se pro výrobu sazí oddělí frakce, vykazující následující fyzikální vlastnosti:The liquid thermal decomposition product of the mixture obtained by condensation of the vapors and the gaseous mixture escaping from the thermal decomposition reactor is subsequently subjected to fractionated distillation in which fractions having the following physical properties are separated for the production of carbon black:
hustota při 20 °C: 1,026} index lomu: 1,6122 při 20 °C}density at 20 ° C: 1,026} refractive index: 1.6122 at 20 ° C}
- 4 201 143 destilační rozmezil počáteční teplota varu 253 °C| % frakce destiluje při teplotě vyšSÍ než 371 °C 1, obsah síryt 0,97 hmotnostních % korelační index» 93The distillation range has an initial boiling point of 253 ° C % fraction distilled at a temperature higher than 371 ° C 1, sulfur content 0.97 wt% correlation index »93
Saze, které se získají ze směsi popsané frakce s olejem v hmotnostním poměru 1 t 1, vykazují následujíoí vlastnosti! speoifioký povrch» 86,3 m /g olejové číslot 108 ml/100g.The carbon black obtained from a mixture of the described fraction with oil in a weight ratio of 1 t 1 exhibits the following properties. speo-fi surface »86.3 m / g oil figures 108 ml / 100g.
Přiklad 3Example 3
Z kapalné uhlovodíkové frakee, získané postupem, uvedeným v příkladu 2 a selektivní extrakcí furfurolem, se připraví extrakt, sloužící jako kapalná vsázka pro pec, ve které se vyrábějí pecní saze· Extrakce se provádí v kontinuálním extrakčním zařízení, přičemž se odvzduěněný materiál zavádí k patě sloupce a furfurol se následně destiluje za účelem oddělení furfurolu, který se dále po případném vyčištění regeneruje a reoyklizuje.The liquid hydrocarbon fraction obtained by the procedure of Example 2 and selective furfurol extraction is used to prepare an extract to serve as a liquid feed to the furnace in which the furnace carbon black is produced. The columns and furfurol are then distilled to separate the furfurol, which is further regenerated and re-oxygenated after optional purification.
destilační rozmezitdistillation distill
Popsaným postupem získaný extrakt vykazuje následující fyzikální vlastnosti! hustota při 20 °C: 1*041) index lomu: 1,634) počáteční teplota varu 250 °C, % frakoe destuluje při teplotě vyšší než 386 °C)The extract obtained by the process described has the following physical properties! density at 20 ° C: 1 * 041) refractive index: 1,634) initial boiling point 250 ° C,% frakoe distills above 386 ° C)
1,4 hmotnostních %)1.4% by weight)
106, obsah síryt korelační indext obsah síryt106, content hiding correlation indext content hiding
Peoní saze, získané z uvedené frakoe, smíšené s olejem ve hmotnostním poměru 1:1, vykazují následujíoí charakteristiky:The carbon black obtained from said frakoe, mixed with oil in a 1: 1 ratio by weight, exhibits the following characteristics:
specifický povrch» olejové číslotspecific surface »oil numbers
97,2 m/g) 115 ml/100g)97.2 m / g) 115 ml / 100 g)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS515277A CS201143B1 (en) | 1977-08-03 | 1977-08-03 | Process for preparing binding carbon black |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS515277A CS201143B1 (en) | 1977-08-03 | 1977-08-03 | Process for preparing binding carbon black |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS201143B1 true CS201143B1 (en) | 1980-10-31 |
Family
ID=5395866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS515277A CS201143B1 (en) | 1977-08-03 | 1977-08-03 | Process for preparing binding carbon black |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS201143B1 (en) |
-
1977
- 1977-08-03 CS CS515277A patent/CS201143B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0132612B1 (en) | Process for the production of liquid hydrocarbons | |
| Singh et al. | Interaction of three categories of tyre waste during co-pyrolysis: Effect on product yield and quality | |
| Kaminsky | Recycling of polymeric materials by pyrolysis | |
| US4188279A (en) | Shaped carbon articles | |
| Huang et al. | Temperature influence and distribution of bio-oil from pyrolysis of granular sewage sludge | |
| US5087436A (en) | Recovery of commercially valuable products from scrap tires | |
| KR100265273B1 (en) | Emulsification Method and Apparatus of Waste Plastic | |
| US4429172A (en) | Process for the production of modified pitches and low boiling aromatics and olefins and use of said pitches | |
| US3382084A (en) | Asphalt binder pitch | |
| US4171345A (en) | Method of manufacture of reinforcing carbon black | |
| López et al. | The GRAUTHERMIC-Tyres process for the recycling of granulated scrap tyres | |
| US5229099A (en) | Recovery of commercially valuable products from scrap tires | |
| Van Heek et al. | Coal utilization processes and their application to waste recycling and biomass conversion | |
| US3326796A (en) | Production of electrode grade petroleum coke | |
| EP0477187A1 (en) | Recovery of commercially valuable products from scrap tires. | |
| US4017378A (en) | Binders for electrodes | |
| Suhanya et al. | Recovery of oil from waste tyres using pyrolysis method: a review | |
| CS201143B1 (en) | Process for preparing binding carbon black | |
| US3338817A (en) | Delayed coking process | |
| JPS5936951B2 (en) | Carbon black manufacturing method | |
| SU1055338A3 (en) | Method for dissolving coal | |
| US2070961A (en) | Process of treating tar and pitch | |
| US2964460A (en) | Liquid carbon black feedstock | |
| US2989458A (en) | Liquid carbon black feedstock | |
| US2983665A (en) | Utilization of low-temperature tars |