CS220705B1

CS220705B1 - Způsob výroby vysocevodivých sazí

Info

Publication number: CS220705B1
Application number: CS389981A
Authority: CS
Inventors: Karel Svoboda; Frantisek Necesany; Jaromir Posival
Original assignee: Karel Svoboda; Frantisek Necesany; Jaromir Posival
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1981-05-27
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Vynález se týká produktů zplyňování ropných a dehtových surovin za použití směsi kyslíku a vodní páry. Vynález řeší problém přípravy vysocevodivých sazí, tj. sazí s vysokou elektrickou vodivostí, které mají rozsáhlé aplikační využití především pro výrobky z plastických hmot a kaučuků s antistatickou úpravou a pro přípravu nekovových vodičů v elektrotechnice. Podstata vynálezu spočívá v řízení technologického režimu zplyňovacího procesu za vzniku dvou rovnocenných produktů — generátorového plynu a speciálních vysocevodivých sazí. Řízením pracovních podmínek režimu se dosáhne vysoké kvality sazí a získá se nový žádaný produkt vysocevodivé saze.

Description

Vynález se týká produktů zplyňování ropných a dehtových surovin za použití směsi kyslíku a vodní páry.

Vynález řeší problém přípravy vysocevodivých sazí, tj. sazí s vysokou elektrickou vodivostí, které mají rozsáhlé aplikační využití především pro výrobky z plastických hmot a kaučuků s antistatickou úpravou a pro přípravu nekovových vodičů v elektrotechnice.

Podstata vynálezu spočívá v řízení technologického režimu zplyňovacího procesu za vzniku dvou rovnocenných produktů — generátorového plynu a speciálních vysocevodivých sazí. Řízením pracovních podmínek režimu se dosáhne vysoké kvality sazí a získá se nový žádaný produkt vysocevodivé saze.

Vynález se týká způsobu výroby sazí s vysokou elektrickou vodivostí parciální oxidací ropných a dehtových surovin směsí kyslíku a vodní páry jako rovnocenného produktu plynných podílů zplyňovacího procesu.

Hlavním produktem zplyňovacího procesu je dosud surový generátorový plyn, který představuje surovinu pro· výrobu technického vodíku a syntézních plynů. Při zpracování ropných surovin ve zplyňovacím procesu se jako surovina obvykle používá atmosférický nebo vakuový destilační zbytek, případně zbytek z pyrolýzy kapalných uhlovodíků — — pyrolýzní olej; při zplyňování dehtových surovin se používají výševroucí dehtové frakce.

Vedlejším produktem parciální oxidace vysocevroucích uhlovodíkových směsí jsou saze, které se odstraňují z proudu vzniklého generátorového plynu vypíráním vodou za vzniku vodné suspenze — tzv. sazové vody. Sazová voda, která obvykle obsahuje 8 až 15 g sazí v 1 litru, představuje dosud nežádoucí balastní produkt a zpracovává se za použití mazutu na vodu a sazové peletky, které se likvidují spalováním.

Nyní bylo zjištěno a experimentálně ověřeno, že vhodným řízením pracovních podmínek technologického procesu lze kromě plynných produktů zplyňovacího procesu získat jako· nový žádaný produkt speciální vysocevodivé saze, které mají rozsáhlé aplikační využití především pro výrobky v plastických hmot a kaučuků s antistatickou úpravou a pro přípravu speciálních nekovových vodičů v elektrotechnice.

Provozními zkouškami bylo ověřeno, že na dosud užívaných zplyňovacích reaktorech při definovaných teplotách v oxidační zóně a tlacích v reaktoru a při definovaných poměrech kyslíkoparní směsi v m_n ³ kyslíku na 1 kg vodní páry se získají jako nový žádaný produkt vysocevodivé saze s následujícími kvalitativními parametry: měrný povrch stanovený nízkoteplotní adsorpcí dusíku v rozmezí 900 až 1400 m²/g, měrný povrch stanovený adsorpcí cetyltrimetylamoniumbromidu v rozmezí 500 až 1000 m²/g, obsah popela nižší než 1,5 °/o hmotnosti, jódové číslo v rozmezí 800 až 1500 mgj/g, hodnota dibutylftalátové adsorpce, tzv. olejové číslo v rozmezí 3 až 5 ml dibutylftalátu/g, stanovené pomocí Brabenderova absorptometru.

Výše uvedený nedostatek nemá způsob výroby vysocevodívých sazí parciální oxidací ropných nebo dehtových surovin směsí kyslíku a vodní páry následujícím vypíráním vodou a izolací, například peletizací s uhlovodíkovými rozpouštědly, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že zplyňovaná surovina, například mazut, rozprášená do kapek, se uvádí do styku se směsí kyslíku a vodní páry v poměru 1,25 až 1,50 m_n ³ kyslíku na 1 kg vodní páry při teplotách v oxidační zóně 1380 až 1600 °C, výhodně 1400 až 1500 °C, zplyňovacím tlaku v rozmezí 3,2 až 3,6 MPa a době zdržení ve zplyňovacím prostoru 5 až 15 s, výhodně 8 až 12 s, přičemž vznikají dva rovnocenné produkty, a to generátorový plyn a sazové částice, charakterizované střední velikostí shluků základních částic v rozmezí 100 až 200 ,um, měrným povrchem stanoveným adsorpcí dusíku minimálně 900 m²/g, měrným povrchem stanoveným adsorpcí cetyltrimetylamoniumdibromidu vyšším než 500 m²/g a obsahem popela nižším než 1,5 % hmotnosti, které se po výstupu ze zplyňovacího prostoru odstraní z proudu generátorového plynu vypíráním plynu upravenou měkkou vodou o tvrdosti v rozmezí 5 až 70 ^val/l, a vodivostí v rozmezí 300 až 600 μδ/οιη, případně čerstvou demineralizovanou vodou za vzniku vodné suspenze sazí, ze které se saze izolují, například peletizací s uhlovodíkovými rozpouštědly.

Výhodou způsobu podle vynálezu je, že se z odpadní suroviny získají kvalitní vysocevodivé saze.

Výtěžnost sazí, vztažena na zplyňovanou surovinu, se pohybuje v rozbezí 0,5 až 2,5 % hmotnosti. Vynález je blíže objasněn v následujícím příkladě.

Příklad 1

Na provozním zplyňovacím generátoru byly provedeny provozní zkoušky produkce vysocevodívých sazí řízením technologického režimu zplyňovacího procesu. Jako zplyňovaná surovina byl při zkouškách použit zbytek z atmosférické destilace ropy — mazut a doba zdržení v reaktoru se pohybovala v rozmezí 10,1 až 10,4 sekund. Tlak ve zplyňovacím prostoru byl udržován v rozmezí 3,40 až 3,45 MPa. Výsledky provozních zkoušek jsou uvedeny v následující tabulce. V tabulce je rovněž uveden běžný provoz zplyňovacího generátoru.

teplota zplyňování poměr O2 : H2O měrný povrch měrný povrch obsah popele střední velikost výtěžnost sazí

N2 stanovený adsorpcí shluků cetylmetyl-

Claims

PŘEDMĚT

Způsob výroby vysocevodivých sazí parciální oxidací ropných nebo dehtových surovin směsí kyslíku a vodní páry a následujícím vypíráním vodou a izolací, například peletizací s uhlovodíkovými rozpouštědly, vyznačený tím, že zplyňovaná surovina, například mazut, rozprášená do kapek, se uvádí do styku se směsí kyslíku a vodní páry v poměru 1,25 až 1,50 m_n ³ kyslíku na 1 kg vodní páry při teplotách v oxidační zóně 1380 až 1600 °C, výhodně 1400 až 1500 °C, zplyňovacím tlaku v rozmezí 3,2 až 3,6 MPa a době zdržení ve zplyňovacím prostoru 5 až 15 s, výhodně 8 až 12 s, přičemž vznikají dva rovnocenné produkty, tj. generátorový plyn a sazové částice, charakterizované

VYNALEZU střední velikostí shluků základních částic v rozmezí 100 až 200 μιη, měrným povrchem stanoveným adsorpcí dusíku minimálně 900 m²/g, měrným povrchem stanoveným adsorpcí cetyltrimetylamoniumbromidu vyšším než 500 m²/g a obsahem popela nižším než 1,5 procenta hmotností, které se po výstupu ze zplyňovacího prostoru odstraní z proudu generátorového plynu vypíráním plynu upravenou měkkou vodou, charakterizovanou tvrdostí vody v rozmezí 5 až 70 ^val/1 a vodivostí v rozmezí 300 až 600 juS/cm, případně čerstvou demineralizovanou vodou za vzniku vodné suspenze sazí, ze které se saze izolují.