CS216240B2 - Method of production of very valuable raw materials for making the black - Google Patents

Method of production of very valuable raw materials for making the black Download PDF

Info

Publication number
CS216240B2
CS216240B2 CS766753A CS675376A CS216240B2 CS 216240 B2 CS216240 B2 CS 216240B2 CS 766753 A CS766753 A CS 766753A CS 675376 A CS675376 A CS 675376A CS 216240 B2 CS216240 B2 CS 216240B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
carbon black
oil
pitch
production
mixture
Prior art date
Application number
CS766753A
Other languages
English (en)
Inventor
Lothar Rothbuehr
Werner Sroka
Walter Fritz
Original Assignee
Degussa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Degussa filed Critical Degussa
Publication of CS216240B2 publication Critical patent/CS216240B2/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/487Separation; Recovery
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19Oil-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)
  • Working-Up Tar And Pitch (AREA)

Description

Předmět vynálezu se týká způsobu výroby velmi hodnotných surovin pro výrobu sazí.
Uvedený způsob spočívá v tom, že se smola zpracuje za rozpouštění s olejem pro výrobu sazí a ze získané směsi, zahřáté na teplotu mezi 100 až 170 °C se suspendované látky oddělí odstředěním při počtu otáček 3000 až 60 000 ot./min nebo filtrací filtrem s průměrnou pórovitostí mezi 3 až 20 μη.
Způsob podle vynálezu má rozšířit základnu velmi hodnotných surovin pro výrobu sazí.
Retortový způsob výroby sazí je dnes nejdůležitějším způsobem výroby sazí pro průmysl kaučuku, syntetických hmot a barviv. Zejména zvyšující se potřeba pneumatikárenského průmyslu vyvolává stále se zvyšující výrobu sazí. Paralelně se stoupající spotřebou sazí dochází i ke zvyšující se potřebě surovin potřebných pro výrobu sazí. V důsledku energetické krize vznikla i v tomto sektoru nedostatková situace. Zde vylíčený způsob podle vynálezu má rozšířit základnu velmi hodnotných surovin pro výrobu sazí.
Při výrobě sazí retortovým způsobem se vyrábí spalováním paliva horké spalné plyny, do kterých se vstřikuje uhlovodík. Uhlovodík se odpaří při endotermní reakci a rozloží se na uhlík (saze) a vodík. Ukázalo se, že se všechny uhlovodíky nehodí stejnou měrou pro výrobu sazí. V zásadě existují plynné, kapalné a pevné uhlovodíky. Uspořádání je do určité míry plynulé, neboť pro skupenství je podstatná teplota. Nepřihlížeje k několika málo výjimkám, - ukázaly se být pro retortový způsob výroby sazí nejvhodnější kapalné suroviny. U plynných uhlovodíků je vzhledem k malé měrné hmotnosti koncentrace uhlovodíku najednotku objemu velmi malá. U pevných uhlovodíků (pevných při -100 - až 200 °C) je naproti tomu přechod v plynnou fázi, která předchází tvorbě sazí, příliš pomalý.
Ale ani kapalné uhlovodíky se nehodí nikterak stejnou měrou pro výrobu sazí. V době hospodárného využívání zdrojů energie má přednost surovina pro výrobu sazí, která poskytuje za srovnatelných výrobních podmínek největší produkci sazí za jednotku času a největší výtěžek, tj. na kilogram vsazené suroviny pro výrobu sazí největší množství sazí. Podle zkušeností vyplynulo několik charakteristikých veličin, které· jsou schopny charakterizovat hodnotu suroviny pro- výrobu sazí.
Jedna z těchto charakteristických veličin je specifická hmotnost kapalných uhlovodíků, která se může snadno změřit pyknometry nebo hustoměry. Další charakteristickou veličinou schopnou výpovědi je poměr atomů uhlíku k atomům vodíku,- - v surovině pro výrobu sazí stručně označovaný jako poměr C/H. Tento poměr se dá snadno vypočítávat z elementární analýzy suroviny pro výrobu sazí. V tabulce 1 jsou uvedeny obě tyto charakteristické veličiny pro normálně používané spektrum typických velmi hodnotných surovin pro výrobu sazí. Při tom jsou světově nejčastěji používané suroviny pro výrobu sazí pro způsob podle Furnacea uvedeny tak, že hodnota kapalných surovin pro výrobu sazí se shora dolů zvětšuje. Měřítkem tohoto může být například výtěžek oleje při zpracování za stejných podmínek na saze stejné kvality. Tak se například za určitých definovaných podmínek- získá například ze 100 kg těžkého antracenového oleje 41 kg - sazí, z koncentrátu aromátů za stejných podmínek pouze 25 kg stejných sazí.
Měrná hmotnost, elementární analýza a atomární poměr C/H výhodných surovin pro výrobu sazí a smoly z kamenouhelného de htu
měrná hmotnost vztaženo na 20 °C g/ml C elementární analýza O atomární poměr C/H
H v hmot. % N S
koncentrát 0,976 87,2 9,2 0,2 1,8 1,6 0,79
aromátů4·
lehký olej 1,035 91,1 8,4 0,1 0,4 0,91
z parní
pyrolýzy+
těžký olej 1,070 92,1 7,0 0,1 0,9 1,10
z parní zvyšující
pyrolýzy+ se kvalita
lehký an- 1,085 91,0 6,2 0,8 0,6 1,4 1,22 surovin
tracenový pro výrobu
olej1 sazí
těžký an- 1,136 91,4 5,8 0,8 0,7 1,3 1,31
tracenový / r
olej +
smola z 1,279 91,9 4,3 1,2 1,0 1,6 1,78
kamenouhelného dehtu + oleje nasazené jako- surovina pro - výrpbu sazí i?- s a -i £
Vyšší . měrná hmotnost a větší atomární poměr C/H je tedy měřítkem pro hodnotu nebo kvalitu suroviny s ohledem na její vhodnost jako suroviny pro výrobu sazí.
Bohužel jsou nejhodnotnější suroviny použitelné jenom v omezených množstvích, takže je nutné často sáhnou nazpět k surovinám v horní části tabulky 1. Aby se oblast nejhodnotnějších surovin pro výrobu sazí rozšířila, sleduje se myšlenka zahrnout do oblasti surovin pro výrobu sazí spolu i smoly na bázi ropných produktů a zejména na bázi kamenouhelného· · dehtu, jakož . i jiné zbytkové produkty, které vykazují v důsledku předcházejícího silného tepelného zatížení smolám podobný charakter.
Po tabulkou 1 jsou pro srovnání se shora uvedenými konvenčními surovinami pro výrobu sazí uvedena data analýz smoly z kamenouhelného dehtu. Podle předcházejí cích vývodů by tento materiál musel být 22. listopadu 1984 vzhledem ke své měrné hmotnosti vynikající surovinou pro výrobu sazí. Tento se ovšem vylučuje předně proto, že je lasturovitě tvrdě se lámající látkou a v této formě se nedá použít pro normální Furnaceho reaktory pro výrobu sazí.
Zde byl nyní sledován pracovní směr obejít pevný skupenský stav tím, že se smoly, například smola z kamenouhelného dehtu rozpustí v jiných, v dostatečném množství přítomných kapalných surovinách pro výrobu sazí, a · tak byly převedeny ve snáze zpracovatelnou formu.
Následující procentuální údaje poměrů množství mezi vsazenými látkami [například oleje z parní pyrolýzy a dehtové smoly) jsou hmotová procenta.
viskozita v mPa.s při 100 °C
lehký olej z parní pyrolýzy 100 % 25
lehký olej z parní pyrolýzy 80 % 40
smola z kamenouhelného· dehtu 20 %
lehký olej z parní pyrolýzy 60 % 100
smola z kamenouhelného · dehtu 40 %
lehký olej z parní pyrolýzy 40 % 300
smola z kamenouhelného· dehtu 60 %
smola z kamenouhelného dehtu 100 o/o >10 000
Z předcházející tabulky je zřejmé, že čistá smola · z kamenouhelného dehtu je příliš viskózní, než aby se mohla čistá technicky zpracovávat. Rozpuštěním smoly v nízkoviskózní surovině pro výrobu sazí může naproti tomu snížit viskozitu tak dalece, že se může provádět bezvadné zpracování. Tak směs sestávající ze 60 % lehkého oleje z parní pyrolýzy a 40 % smoly z ka menouhelného dehtu nemá vyšší viskozitu · než řada konvenčních surovin pro výrobu sazí. Zlepšená šance dosáhnout při výrobě sazí · vysoký výtěžek oleje, je snadno seznatelná, když se srovnají obě nejdůležitější charakteristické veličiny, měrnou hmotnost a atomární poměr C/H, před i po přidání smoly.
měrná hmotnost vztaženo atomární poměr na 20 °C g/ml C/H lehký olej z parní pyrolýzy 1,035 % lehkého oleje z parní pyrolýzy % smoly z kamenouhel- 1,133ného dehtu
0,91
1,26
Směs se posunuje podle měrné hmotnosti a atomárního poměru C/H do oblasti mezi lehkým a těžkým antracenovým olejem, tedy velmi hodnotných známých surovin pro výrobu sazí.
S popsanými směsemi byly provedeny pokusy pro výrobu sazí. Požadované dobré výtěžky olejů byly sice při použití popsaných směsí dosaženy, avšak vyrobené saze měly nečekaně špatné vlastnosti. Když se z těchto sazí vyrobí kaučuková směs, doznávají tyto směsi mimořádně špatnou odolnost vůči otěru, která se pohybuje až 40 % pod hodnotou, která se dosahuje u normálních surovin pro výrobu sazí. Toto· je vlastně důvod, proč se smoly z kamenouhelné ho dehtu a jiné smoly nemohly až dosud použít pro výrobu sazí.
Vynález · ukazuje nečekaně cestu jak získat za využití předností vyšších výtěžků olejů, suroviny pro výrobu sazí, které dovolují vyrobiti velmi kvalitní saze.
Podstatou způsobu výroby velmi hodnotných surovin pro výrobu sazí, konvertovatelných ve velkém výtěžku v retortové saze s vysokou odolností vůči otěru v kaučuku, na bázi směšování smoly s obvyklými, málo viskózními oleji pro výrobu sazí, při zvýšené · teplotě, · podle vynálezu je to, že se smola zpracuje za · rozpouštění s olejem pro výrobu sazí a ze získané směsi, zahřáté na teplotu mezi 100 až 170 °C se suspendova216240 li® llOtýííbddělí odstředěním při počtu otáček 3000 až · 60 000 ot./min nebo filtrací filtřiífeřW pMměrnou pórovitostí mezi 3 až 20 /im .offiuT . . .
'-‘Tdňťó Způsob nemá nic společného s již žňěníým Oddělováním hrubých 'anorganicfWPžňečHštěnin z kapalných olejů na výrobu sazí, jak se toto provádí pro zabráněréfJtpotkbZem keramických vyzdívek reakťdFŮnvýrobu sazí. Způsob podle vynáleŽif'íMečdj>ífαkádá všeobecně oddělení podstatíYtíWígfch množství materiálu, než by byTóv n^Mytné při čištění obvyklých hrubých áyiííťgáňlckýeh znečištěním Spíte byl v neprůhledné černě zbarvené směsi získané #ĚžjjSddg:ě.ním, zjištěn podíl organických susf 4raWáných látek, který se ukázal být oddětítétóý · odstreďováním nebo filtrací od podílu homogenního roztoku smoly.
Posledně uvedený roztok neposkytoval při použití jako surovina pro výrobu sazí pouze hodinový výkon výroby sazí, nýbrž kromě toho došlo i k nečekanému zlepšení kvality sazí z něho vyrobených a to ve formě vynikajících technických vlastností pryže, zejména velmi vysoké odolnosti vůči otěru ve směsích kaučuku.
Bylo také zjištěno, že obsah suspendovaných látek směsi smoly a olejů na výrobu sazí se pohybuje všeobecně v relaci k obsahu látek ve směsi, nerozpustných v čistém benzenu, avšak s tímto se shoduje nanejyýš · náhodou, protože každá surovina pro -Výrobu· sazí vykazuje individuální různou sphopnost smoly rozpouštět se v benzenu. gí i Bodle toho se může obsah v benzenu neWpustných látek ve směsích, připravených podle vynálezu vztáhnout k jejich relativnímu posouzení a optimalizaci způsobu podle vynálezu.
Smola se při způsobu podle vynálezu podrobí nejdříve rozpouštění. Při tom se s výhodou postupuje tak, že se smola po rozmělnění na hrubo mele, prášek smoly se za míchání vnese· do kapalného oleje na výrobu sazí, zahřátého na teplotu anad 100 °C, s výhodou 110 až 150, zejména 120 °C a rozpouštění se přeruší, jakmile směs prochází beze zbytku sítem s průměrem ok asi 0,4 milimetry.
- · Olej na výrobu sazí vykazuje relativně nízkou · viskozitu; nejlépe se používá olej na výrobu · sazí s viskozitou mezi 5 až 30 mPa.s.
Pro· mechanické oddělování suspendovaných látek · se ukázalo být jako výhodné především odstře dování při počtu otáček mezi 3000 až 600010 vždy podle průměru rotoru, s výhodou 6000 až· 45 000·, zejména okolo 40000· ot./min a· filtrace filtrem se středním průměrem pórů mezi 3 až 20, s výhodou 5 až 10· μηι, zejména okolo16 ^m.
Vždy podle poměru smoly a oleje· pro výrobu sazí ve směsi a druhu oleje, může být před provedením· dělicího stupně výhodné zahřívání směsi. Osvědčená forma provedení vynálezu proto pamatovala, aby · se odstředovala nebo filtrovala směs zahřátá na teplotu mezi 100· až 170 °C.
Podmínky pro mechanické oddělování suspendovaných· látek se· mohou výhodným způsobem přizpůsobit druhu a složení výchozích látek, · aby se dosáhl optimální výsledek, tj. získání suroviny pro· výrobu sazí, zpracovatelné ha kvalitativně zejména velmi hodnotné saze.
Toto se v zásadě dosáhne tím, když se mechanické dělení s ohledem na teplotu směsi, počet otáček odstředivky popřípadě velikost pórů filtru a průtokové množství na jednotku času vede tak, aby se získal produkt způsobu s obsahem- látek nerozpustných v· benzenu pod 0j6 hmotnostních ·%, s výhodou pod 0,2· hmotnostních · %.
S ohledem na dobrou schopnost, pohotovost a ekonomičnost se při způsobu s výhodou používají smoly z uhelných dehtů. Jako oleje pro výrobu Sazí se používají· především nízkoviskózní oleje· z parní pyrolýzy nebo antťacenové oleje. Podle jedné varianty vynálezu se vychází od tepelně krakovaných olejů pro výrobu sazí, vykazujících již obsah smoly, jako od směsi, která se má mechanicky dělit. Stupeň rozpouštění zde odpadá; již existující směs smoly ·a oleje pr^o^i výrobu sazí se může za dodržení vhodných podmínek inhed odstřeďovat, popřípadě filtrovat.
Vynález se týká dále suroviny pro výrobu sazí, získané tímto způsobem, jakož i jako použití (pro výrobu zlepšených retortových sazí, zejména ve spojitosti s kaučukem s· vysokou odolností vůči otěru.
Získatelné přednosti budou dále demonstrovány a vysvětleny pomocí příkladů.
Příklad 1
Byl použit lehký olej z parní pyrolýzy s následujícími analytickými daty:
měrná hmotnost, vztaženo g/ml 1,035 na 20 °C destilační analýza
‘5| obj. % °c 215
10 obj. % °C 228
20 obj. % °C 237
30 · obj. % °C 244
40 obj. ·% °c 2,60
5|O·' obj. % °c 289
60. obj. % °c 320
70 obj. % °c 331
80 obj. · °/o °c 392
destilační zbytek hmot. % 11,4
látky nerozpustné v benzenu hmot. % 0,0
Elementární analýza hmot. % uhlík vodík dusík síra, kyslík atomární poměr C/H
91,1
8,4
0,1
0,4
0,91
Kromě toho se používala také smola z uhelného· dehtu s dále uvedenými analyticvysokoprovést kými daty. Vzhledem k tomu, že je vroucího charakteru, nebylo možné u této smoly destilační analýzu.
Ze 40 hmot. % smoly z uhelného dehtu a 60 hmotnostních % oleje· z parní pyrblýzy byla vyrobena kapalná směs. K tomuto byla sklovitě tvrdá, v kusech o průměru 15 až 2i5 cm dodávaná smola· z uhelného dehtu nejdříve rozemleta· na vellkdst částic 1 až 2 mm. Olej z parní pyrolýzy byl nyní zahřát asi na 120· °C, míchán •míchadlem s otáčkami 100 až 150 ot./min, a potom· byla pomalu vsypána. práškovaná smola z uhelného dehtu. Po ÍíO až lúminutovém míchání· při uvedené teplotě byl vzorek směsi nalit sítem s průměrem pórů 0,4 mm. Na· sítu· již nezůstaly žádné částice a na pochod rozpouštění se proto pohlíženo jako na ukončený. Neijdůle-žitější data· zkoušky získané směsi smoly a olejem pro· výrobu sazí jsou:
měrná hmotnost, vztaženo
na 20 °C g/ml 1,279 měrná hmotnost při
bod · měknutí °C 70' 20 °C g/ml 1,135
látky nerozpustné v látky nerozpustné
benzenu hmot. % 18,2 v benzenu hmot. % 7,1
elementární analýza Lehký olej z parní pyrolýzy a připravená
hmot. % směs se· nechala zreagovat paralelně v ma-
uhlík 91,9 lém Furnaceho reaktoru na saze se stejný-
vodík 4,3 mi analytickými vlastnostmi. Při pokusu vý-
dusík 1,2 roby bylo pracováno· s dále uvedenými na-
síra 1,0 stavenými daty a byly získány saze s uve-
kyslík 1,6 denými analytickými daty:
atomární poměr C/H 1,78
směs lehkého* oleje
nastavená data a data výroby lehký olej z parní z parní pyrolýzy se
pyrolýzy smolou z kameno-
uhelného dehtu
60: 40
celkový vzduch Nm3/h 21,5 21,5
topný plyn Ntf/h 2,5 2,5
množství oleje kg/h 3,96 4,55
vyr. množství sazí kg/h 1,28 1,82
výtěžek oleje % 32,3 40,0
Vlastnosti vyrobených sazí
absorpce jódu podle
DIN 53 552 mg/h 110 107
dibutylftalanové číslo/ASTN D
2414—70 ml/g 1,21 1,23
mohutnost barvitosti podle DIN
53 204 100 100
hodnota pH podle DIN
53· 200 6,7 6,6
Jak se očekává, dosáhne se se směsí obsahující smolu podstatně vyšší hodinová produkce sazí. I výtěžek oleje je· při použití směsi podstatně vyšší pro saze, jejichž nejdůležitější analytická data se pohybují na srovnatelné úrovni. Význačné rozdíly se ale ukazují, když se saze vpracují do kaučuku.
Při tom bylo použito dále uvedené receptury a pracovního' postupu pro stanovení specifických plnicích hodnot, popsaného v kaučuku.
Při tom bylo použito dále uvedené receptury a pracovního postupu pro stanovení specifických plnicích hodnot, popsaného· v Kautschuk und Gummi 19 (1966), sešit 8, str. 470—474 (23) 1970, sešit 1, str. 7 až 14.
Směs syntetického· kaučuku
100 hmot, dílů Buny Hůls 15 .40 hmot, · dílů sazí hmot, díly kysličníku zinečnatého RS hmot, díly síry hmot, díly kyseliny stearové hmot, díl Vulcazit CZ (CBS) lehký olej z parní pyrolýzy ' směs lehkého oleje z parní pyrolýzy a smoly z kamenouhelného dehtu 60 : 40 inkubační doba ti s rychlostní konstanta Kv1 min.“1 interakční konstanta kaučuku a plniva - aF
Zde lze již ' seznati tendenci k delší inkubační době a pomalejší vulkanizaci. Nejmarkantnější rozdíl se ovšem, objevuje až při provádění pokusů otěru, které mají dokumentovat vhodnost vyrobených sazí ' -pro použití ve -směsích pio^· výrobu pneumatik.
relativní odolnost vůči otěru standardní -saze100 saze, vyrobené z lehkého oleje z parní pyrolýzy124 saze, vyrobené ze -směsi oleje z parní pyrolýzy a smoly z kamenouhelnéhodehtu — 60 : 4087
V tomto testu se ukazuje velmi velký úbytek v nejdůležitějším. testu otěru, který prokazuje, že- saze vyrobené se smolou jsou naprosto nevhodné pro kaučukové směsi odolné vůči opotřebení.
Příklad 2
Vycházeje ze -stejných základních suro644
196
1,99
746
181
1,96 vin, které jsou charakterizované v příkladě 1, byla provedena -druhá série pokusů. Rozdíl spočíval však v tom, že směs, sestávající ze 40 % -smoly z kamenouhie^ného dehtu a 60 % lehkého oleje z -parní pyrolýzy, připravená jako v -příkladě 1, nebyla použita přímo, nýbrž byla podrobena předběžnému zpracování. Při- tom -směs zahřátá na 140 qc byla provedena odstředivkou, která byla poháněna 40 0010i ot./mřn. Prosazení směsi činilo 15 kg/h. Z celkového vsazeného množství byl odstředěn podíl asi 9 %.
Surovina -oddělená od odstředěného podílu vykazovala následující, důležitá data:
měrná hmotnost při 20- °C g/ml 1,135 látky nerozpustné v benzenu hmot. % 0,18
Tato byla pro další zkoušení ve Furnaceho reaktoru ve srovnání s lehkým olejem z parní pyrolýzy převedena v -saze. Při tom se pracovalo s následujícími nastavovacími daty. Analytická -data vyrobených sazí jsou uvedena pod -daty nastavení.
lehký o-le-j z parní pyrolýzy směs -lehkého oleje z parní pyrolýzy a smoly z kamenouhelného dehtu60 : 40 odstředěno
Data nastavení celkového
množství vzduchu NmíVh 21,5 21,5
množství topného- plynu Nm3/h 2,5 2,5
množství suroviny -pro výrobu
sazí kg/h 3,96 4,60
množství sazí kg/h 1,28 1,89
výtěžek oleje % 32,3 41,1
Analytická data
adsorpce jódu podle- DIN
53 552 110 109
dibutylf-tanalové číslo podle
ASTM D 2414—70 ml/g 1,21.1 1,210
mohutnost barvitosti podle
DIN- 53 204 100 99
hodnota pH podle DIN
5320Ю 6,7 6,7
I v tomto případě se provádělo vmíšení do zkoumané směsi v souladu s příkladem
1. Jako' -důležitá -data -specifická pro- kaučuk byla -stanovena, -následující -data:
Jako v -příkladě -1 lze i - zde -sezhati větší výtěžnost -sazí a- větší výtěžek Oleje při stejné úrovni analytikých dat -vyrobených -sazí.
saze, vyrobené z lehkého oleje saze, vyrobené ze směsi lehkéz parní pyrolýzy ho oleje· z parní pyrolýzy a : smoly z kamenouhelného dehtu ·60· : 40 odstředěno inkubační doba s rychlostní · konstanta Kv1 min1 interakční konstanta plniva orF
Saze mají prakticky stejná analytická data. Rozhodující informace se data očekávat cd prováděného pokusu otěru.
relativní odolnost vůči otěru ve směsi kaučuku standardní saze saze, vyrobené z oleje z parní.
pyrolýzy124 saze, vyrobené ze směsi oleje . . z parní pyrolýzy a smoly z kamenouhelného dehtu 60 : 40' odstředěno· ·129
Na těchto číslech lze snadno seznali jednoznačný a neočekávaný účinek způsobu práce podle vynálezu. Přes zvýšený hodinový výkon výroby sazí a zvýšený výtěžek oleje na základě smoly, získají se saze · s . vynikajícími technickými vlastnostmi pryže a vynikající odolností vůči otěru.
644
196
1,99
650
197
2,00
Příklad 3
V tomto příkladu se použije lehký olej z parní pyrolýzy z příkladu 1 a směs sestávající ze OO % oleje z parní pyrolýzy a 40 proč, smoly z uhelného dehtu (jak to bylo popsáno v · příkladě 1). Směs byla podrobena při .140' °C filtraci filtračním zařízením . se střední ·velikostí pórů .asi 6 · /«m a filtrát se použil. Filtrát vykazoval následující důležitá analytická data:
měrná hmotnost při 2C °C g/ml 1,134 látky nerozpustné v benzenu hmot. % 0,57
Takto předběžně upravený produkt byl použit opět ve srovnání s olejem z parní pyrolýzy jako suroviny pro · výrobu Sazí. Podmínky nastavení při výrobě sazí a analytické hodnoty vyrobených· sazí byly následující:
lehký olej z parní pyrolýzy směs lehkého oleje z parní pyrolýzy a smoly z kamenouhelného dehtu : 40 filtrováno data · nastavení
celkové množství vzduchu Nmi3/b 21,5 21,5
množství plynu Nm5/h 2,6 2,7
množství suroviny pro výrobu sazí Nm3/h 3,84 4,58
vyrobené množství sazí kg/h 1,25 1,84
výtěžek % 32,5 40,2
Analytická data adisorpce jódu podle DIN 53532 mig/g 113 104
dibutylftalanové číslo podle ASTM D 2414—70 ml/g 1,26 1,23
mohutnost barvitosti 98 97
hodnota pH podle DIN 53 200 6,8 6,4
Technické zkoušky pryže vedly k násle dujícím výsledkům:
lehký olej z parní pyrolýzy směs lehkého· oleje z parní pyrolýzy a smoly z kamienouhelného dehtu 60 : 40 ..... filtrováno inkubační doba. tj s rychlostní konstanta Kv1 min_1 interakční konstanta aF
550
190
2,04
590
180
2,08
V rozhodujícím testu, odolnosti vůči otěru v kaučuku se prokázala být i filtrovaná směs jako upotřebitelná.
relativní odolnost vůči otěru v kaučukové směsi standardní saze100 saze, vyrobené z oleje z parní pyrolýzy123 saze, vyrobené ze směsi oleje z parní pyrolýzy a smoly z kamenouhelného dehtu 60 : 40, filtrováno118
Odolnosti vůči otěru se pohybují u sazí z oleje z parní pyrolýzy ve stejné řádové velikosti, i když se zpracování v odstředivce zdá být o· něco efektivnější a účinnější.
Příklad 4
Dosavadní příklady se vztahovaly к úpravě smoly uhelného dehtu podle vynálezu, pro použití jako suroviny pro výrobu sazí. Smola z kamenouhelného dehtu je při normální teplotě pevná a sklovitá. Pokládá se vůbec za nejvíce zesmolnatělý, tj. aromaticky kondenzovaný produkt. Tento příklad má ukázat, že způsob práce podle vynálezu se může použít i u slabě zesmiolnatělých produktů ve zjednodušené formě.
Při výrobě plynových sazí se účinkem tep loty cdpaří antracenový olej, spolu se zavede nosný plyn a při reakci se vzduchem! se v malém plameni vyrobí plynové saze. Působením teploty na antracenový olej v odpiiřovači se část převede ve vysokomiolekulární produkt (kondenzace). Spolu s látkami již pří tomnými v oleji neodpařujícíml se při teplotě odpařovače vzniká „odtok“, který obsahuje určitý podíl smoly (viz Ullmanns Enzyklopádie der technischen Chemie, sv. 14, strana 798 dole).
V protikladu к případům, popsaným v příkladech 1 až 3, je tento podíl smoly již ale zředěn přebytečným antracenovým olejem, takže odpadají zředfovací kroky příkladů 1 až 3 a může dojít к přímému oddělení podílu, poškozujícího kvalitu. Získají se suroviny pro výrobu sazí s následujícími analytickými daty:
těžký antracenový odtok plynových odtok plynových olej sazí normální sazí, odstředěný podle příkladu 2 měrná hmotnost, vztaženo na
20 °C g/ml 1,135 1,171 1,176
látky nerozpustné v benzenu
hmot. °/o 0,02 0,75 0,03
destilační analýza až
5 obj. o/o °c 289 293 304
10 obj. % QC 306 314 318
20 obj. O/o °C 327 335 339
30 obj. θ/ο °C 335 351 351
40 obj. % aC 345 362 362
50 obj. % °C 353 373 372
60 obj. % °C 362 383 382
70 obj. o/o °C 375 410 410
80 obj. % °C 383
V malé Furnaceho aparatuře byly z těžkého antracenovéhO' oleje, ze shora definovaného odtoku plynových sazí a stejného odtoku po odstřeďování podle příkladu 2, vyrobeny saze. Podmínky nastavení a ana lytické vlastnosti vyrobených sazí jsou uve děny dále.
těžký antracenový olej odtok plynových sazí normální odtok plynových sazí odstředěný
data nastavení celkové množství vzduchu Nm3/h 21,5 21,5 21,5
množství plynu Nm3/h 3,6 3,6 3,6
množství suroviny pro výrobu sazí kg/h 4,63 4,81 4,84
vyrobené množství sazí kg/h 1,99 2,19 2,22
výtěžek oleje % 42,5 45,5 45,8
Analytická data vyrobených sazí adsorpce jódu podle DIN 53 532 mg/g 125 121 121
dlbutylftalanové číslo podle ASTM 2414—70 ml/g 1,27 1,23 1,26
mohutnost barvitosti podle DIN 53 204 97 98 97
hodnota pH podle DIN 53 200 6,8 6,7 6,5
Technické zkoušky pryže se prováděly ve zkušební směsi, odpovídající příkladu 1.
saze vyrobené z saze vyrobené z od- saze vyrobené z odtěžkého antraceno- toku plynových sazí toku plynových sazí vého; oleje odstředěno
inkubační doba tj (sj 600 620 590
rychlostní konstanta Kv1
(min“1) 206 200 207
interakční konstanta plniva aF 2,17 2,18 2,14
Opět je zde jasný rozdíl v datech otěru směsí kaučuku, obsahujících saze.
relativní odolnost vůči otěru
standardní saze 100
saze z těžkého· oleje z kameno-
uhelného dehtu 145
saze z ' odtoku plynových sazí 129
saze z odtoku plynových sazí,
odstředěno 140
Na těžký antracenový olej se právem pohlíží jako na v nynější době nejhodnotnější surovinu pro výrobu sazí. Použitím odtoku plynových sazí upravených podle vynálezu se zvyšuje hodinový výkon sazí a výtěžek oleje oproti těžkému antracenovému oleji o 8 až 12 %, aniž by se významně zhoršila odolnost vůči otěru.

Claims (7)

1. Způsob výroby velmi hodnotných surovin pro výrobu sazí, konvertovatelných ve vysokém výtěžku v retortové saze s vysokou odolností vůči otěru v kaučuku, na bázi směšování smoly s obvyklými, málo viskózními oleji pro výrobu sazí, při zvýšené teplotě, vyznačující se tím, že se smola zpracuje za rozpouštění s olejem pro výrobu sazí ’ a ze získané směsi, zahřáté na teplotu mezi 100 až 170 °C se suspendované látky oddělí odstředěním při počtu otáček 3000 až 60 000 ot../min nebo filtrací filtrem s průměrnou pórovitostí mezi 3 až 20 ^m.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že se rozemletá smola vnáší za míchání do kapalného oleje pro výrobu sazí, zahřátého na teplotu nad 100 °C, s výhodou 110 až 150, zejména pak na 120 °C a rozpouštění se přeruší, jakmile směs prochází beze zbytku sítem s velikostí ok 0,4 mm.
3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačující se tím, že se použije olej pro výrobu sazí s viskozitou mezi 5 až 30 mPa.s.
4. Způsob podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že mechanické oddělování se provádí odstřeďováním při počtech otáček mezi 6000 až 45 000 ot./min, s výhodou 40 000 ot./min nebo filtrací filtrem s průměrnou velikostí ok 5 až 10 s výhodou 6 μπι.
5. Způsob pdle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že se jako smola použije smola z uhelného dehtu.
6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačující se tím, že se jako olej pro výrobu sazí použijí oleje z parní pyrolýzy nebo^ antracenové oleje.
7. Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačující se tím, že se vychází od tepelně krakovaných olejů pro výrobu sazí, vykazujících obsah smoly, jako od směsi, která se má mechanicky dělit.
CS766753A 1975-10-24 1976-10-20 Method of production of very valuable raw materials for making the black CS216240B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2547679A DE2547679C3 (de) 1975-10-24 1975-10-24 Verwendung von mit Rufiöl behandeltem Pech als Rußrohstoff

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS216240B2 true CS216240B2 (en) 1982-10-29

Family

ID=5960029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS766753A CS216240B2 (en) 1975-10-24 1976-10-20 Method of production of very valuable raw materials for making the black

Country Status (7)

Country Link
US (3) US4154808A (cs)
BE (1) BE847604A (cs)
CS (1) CS216240B2 (cs)
DE (1) DE2547679C3 (cs)
FR (1) FR2328758A1 (cs)
GB (1) GB1544698A (cs)
PL (2) PL103693B1 (cs)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60166348A (ja) * 1984-02-09 1985-08-29 Tokai Carbon Co Ltd カ−ボンブラツク用原料油
US5877250A (en) * 1996-01-31 1999-03-02 Cabot Corporation Carbon blacks and compositions incorporating the carbon blacks
US20020187337A1 (en) * 2001-03-30 2002-12-12 Boyer David Chris Pitch coated board and method of manufacture
JP5988127B2 (ja) * 2011-09-16 2016-09-07 東海カーボン株式会社 カーボンブラック用原料油の製造方法
CN103952015B (zh) * 2014-04-11 2016-02-17 山西富立桦化工有限公司 炭黑产品及其生产工艺
CN120882657A (zh) * 2023-01-30 2025-10-31 博拉炭黑美国公司 用于可持续炭黑制造的原料共混物

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2587107A (en) * 1949-12-05 1952-02-26 Phillips Petroleum Co Process for producing carbon black
US2693441A (en) * 1951-01-02 1954-11-02 Phillips Petroleum Co Feed preparation for furnace black production
US2964460A (en) * 1958-05-13 1960-12-13 Consolidation Coal Co Liquid carbon black feedstock
US2989458A (en) * 1958-05-13 1961-06-20 Consolidation Coal Co Liquid carbon black feedstock
US3132926A (en) * 1961-01-06 1964-05-12 Continental Carbon Co Carbon black manufacture
DE1256221C2 (de) * 1965-08-25 1973-07-19 Schill & Seilacher Verfahren zur Aufarbeitung von Steinkohlenteerpech
US3490586A (en) * 1966-08-22 1970-01-20 Schill & Seilacher Chem Fab Method of working up coal tar pitch
US3615799A (en) * 1968-01-26 1971-10-26 Ashland Oil Inc Method of preparing sprayable bituminous composition
US3718493A (en) * 1968-06-04 1973-02-27 Great Lakes Carbon Corp Process for the production of carbon filaments from coal tar pitch
US3992281A (en) * 1975-02-27 1976-11-16 South African Coal, Oil & Gas Corporation Limited Removal of solid contaminants from tar and tar-like products
US3989803A (en) * 1975-06-23 1976-11-02 Phillips Petroleum Company Concentration of carbonaceous solids in fuel oil stream in a carbon black procus

Also Published As

Publication number Publication date
FR2328758A1 (fr) 1977-05-20
GB1544698A (en) 1979-04-25
BE847604A (fr) 1977-04-22
US4225416A (en) 1980-09-30
US4154808A (en) 1979-05-15
FR2328758B1 (cs) 1980-10-03
US4282198A (en) 1981-08-04
PL103693B1 (pl) 1979-07-31
PL100017B1 (pl) 1978-08-31
DE2547679C3 (de) 1979-10-25
DE2547679A1 (de) 1977-04-28
DE2547679B2 (de) 1979-03-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4079004A (en) Method for separating undissolved solids from a coal liquefaction product
US4211576A (en) Pitch and asphalt compositions
US4116815A (en) Process for preparing needle coal pitch coke
US3240566A (en) Method of obtaining maximum separability of organic matter from ash in coal extraction processes
US4035281A (en) Production of fuel oil
US2631982A (en) Process for treating tar
CS216240B2 (en) Method of production of very valuable raw materials for making the black
US4052291A (en) Production of asphalt cement
US4032428A (en) Liquefaction of coal
US4151066A (en) Coal liquefaction process
US3310484A (en) Thermal cracking in an oxygen free atmosphere
US4188235A (en) Electrode binder composition
US2826507A (en) Binder composition and method of preparing same
SU904530A3 (ru) Способ сепарации дегт и твердых частиц из продуктов разжижени угл
US4582591A (en) Process for the separation of resinous substances from coal-base heavy oils and use of the fraction obtained
US2603592A (en) Pitch-like compositions
US2900351A (en) Ion exchange material
RU2835703C1 (ru) Способ суспензионного гидрокрекинга с использованием буроугольной добавки и способ получения наполнителя для шихты для изготовления угольных брикетов
CN111484865B (zh) 一种使用特定原料制备针状焦的方法
RU2111222C1 (ru) Сырье для получения сажи
US1478986A (en) Process for the manufacture of artificial charcoal
US1993226A (en) Conversion of liquid carbonaceous materials into hydrocarbons of low boiling point
JPS6051782A (ja) ベ−タレジン量を調整したqiレスピッチの製造方法
US5507938A (en) Flash thermocracking of tar or pitch
JP2025510967A (ja) タイヤの加溶媒分解により得られた回収カーボンブラック