CS221430B1

CS221430B1 - Method of making the high-surface soots

Info

Publication number: CS221430B1
Application number: CS125282A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Necesany; Karel Svoboda; Zdenek Kvapil; Milan Sykora
Original assignee: Frantisek Necesany; Karel Svoboda; Zdenek Kvapil; Milan Sykora
Priority date: 1982-02-24
Filing date: 1982-02-24
Publication date: 1983-04-29

Abstract

Způsob výroby vysokopovrchovýčh .sazí, vznikajících jako vedlejší produkt parciální oxidace ropných a dehtových surovin, které se oddělují z plynných produktů vypíráním vodou a izolují z vodné suspenze koagulací pomocí uhlovodíkového rozpouštědla, při němž se tvarované částice sazí obsahující vodu a uhlovodíky uvádějí do styku nejprve s vodní párou při teplotě 20 až 150 °C, načež se suší v proudu plynového sušicího média zabraňujícího hoření při teplotě 60 až 299 °C a nakonec chladí pod 50 °C.Method of manufacturing high-surfactants, as a by-product of the partial oxidation of petroleum and tar raw materials are separated from the gaseous products by washing water and isolated from the aqueous suspension by coagulation with a hydrocarbon solvent, wherein said carbon black particles are formed water and hydrocarbons first contact with water vapor at 20 to 150 ° C then dried in a gas-drying stream flame retardant media at 60 ° C up to 299 ° C and finally cool below 50 ° C.

Description

Vynález se týká způsobu výroby vysokopovrchových sazí z heterogenní směsi obsahující uhlík ve formě sazí, uhlovodíky a vodu vícestupňovým tepelným zpracováním směsi za přítomnosti vodní páry v prvém stupni a inertní atmosféry, např. dusíku v následujících stupních. Vysokopovrchové saze mají rozsáhlé použití jako přísada do plastických hmot a pryží pro úpravu jejich tepelné a elektrické vodivosti, dále jako vybarvovací přísada polyolefinů a jiné.The invention relates to a process for the production of high-surface carbon blacks from a heterogeneous carbon-containing mixture in the form of carbon black, hydrocarbons and water by multistage heat treatment of the mixture in the presence of water vapor in the first stage and an inert atmosphere, e.g. High-surface carbon black is widely used as an additive in plastics and rubbers for adjusting their thermal and electrical conductivity, as a coloring additive for polyolefins and others.

Vysokopovrchové saze vznikají jako vedlejší produkt parciální oxidace ropných a dehtových surovin směsí kyslíku a vodní páry, např. při výrobě technického vodíku zplyňováním mazutu.High-surface carbon black is a by-product of the partial oxidation of petroleum and tar raw materials with a mixture of oxygen and water vapor, for example in the production of technical hydrogen by gasification of black oil.

iSazové částečky mikronových rozměrů jsou unášeny proudem plynných reakčních produktů, ze kterých se odstraňují vypíráním vodou, přičemž vzniká vodná suspenze sazových mikročástic obvykle s obsahem 0,1 až 3 % hmotnosti sazí. Izolace sazových mikročástic z vodné suspenze se provádí jejím smísením s koagulační kapalinou nemísitelnou s vodou, charakterizovanou bodem varu nižším než 200 °C, např. uhlovodíky nebo jejich směsmi nebo uhlovodíky se substituovanými vodíky v molekule. Při intenzívním styku vodné suspenze sazových částic s koagulační kapalinou dochází k přesmyku pevné fáze — sazí z vodné fáze do organické fáze a vzniká heterogenní směs sazových částic β koagulační kapalinou, která obsahuje cca 7 % hmotnosti vody. Koagulační kapalina je sorpčně vázána na povrchu sazových částic, takže vzniklá heterogenní směs má vzhled pevné fáze, např. sazové peletky.Micron sized carbon black particles are entrained by a stream of gaseous reaction products from which they are removed by scrubbing with water to form an aqueous slurry of carbon black microparticles typically containing 0.1 to 3% by weight of the carbon black. Isolation of the carbon black microparticles from the aqueous suspension is accomplished by mixing it with a water-immiscible coagulation liquid characterized by a boiling point of less than 200 ° C, e.g., hydrocarbons or mixtures thereof, or hydrocarbons with substituted hydrogen in the molecule. In the intensive contact of the aqueous suspension of the carbon black particles with the coagulation liquid, the solid phase - the soot from the aqueous phase into the organic phase is switched and a heterogeneous mixture of the carbon black particles is formed by the coagulation liquid containing approximately 7% by weight of water. The coagulation liquid is adsorbed to the surface of the carbon black particles, so that the heterogeneous mixture formed has a solid phase appearance, such as a carbon black pellet.

Obsah koagulační kapaliny v heterogenní směsi se pohybuje v rozmezí od 50 do 85 proč. hmotnosti.The content of the coagulation liquid in the heterogeneous mixture ranges from 50 to 85 why. weight.

Vysokopovrchové saze se připravují tepelným zpracováním heterogenní směsi, které obsahují uhlík ve formě sazí, koagulační kapalinu a vodu. Tepelné zpracování heterogenní směsi, při kterém se odstraňují sorpčně vázané těkavé složky, <se provádí v inertní atmosféře, např. v proudu dusíku. Odstranění těkavých složek sušením v inertní atmosféře se provádí cirkulací sušicího média tvořeného' směsí dusíku a par těkavých složek v uzavřeném okruhu případně jedním průchodem dusíku přes sušicí zónu. Při sušení heterogenní směsi v uzavřeném okruhu sušicího média je nutné vzhledem k vysokému obsahu koagulační kapaliny v rozmezí 50 až 85 % hmot. pracovat minimálně se dvěma samostatnými okruhy sušicího média.High-surface carbon black is prepared by heat treating a heterogeneous mixture that contains carbon in the form of carbon black, coagulation liquid, and water. The heat treatment of the heterogeneous mixture in which the sorption-bound volatile components are removed is carried out in an inert atmosphere, e.g. a nitrogen stream. The removal of volatile components by drying in an inert atmosphere is effected by circulating a drying medium consisting of a mixture of nitrogen and volatile component vapors in a closed circuit, optionally through one passage of nitrogen through the drying zone. When drying the heterogeneous mixture in a closed circuit of the drying medium, it is necessary in the range of 50 to 85% by weight, due to the high coagulation liquid content. work with at least two separate circuits of the drying medium.

Nevýhodou způsobu odstraňování těkavých složek sušením v uzavřeném okruhu sušicího média je nedokonalé odstranění koagulační kapaliny z heterogenní směsi, čímž je značně omezen rozsah použití vyrobených vysokopovrchových sazí. Požadovaného stupně odstranění koagulační kapaliny z heterogenní směsi nelze dosáhnout ani zvýšením energetické náročnosti procesu, tj. sušením při vysokých teplotách a strojních chlazením cirkulující směsi při kondenzaci par koagulační kapaliny ze sušicího média, což je způsobeno sorpčními vlastnostmi vysokopovrchových sazí. Při jednoprůchodovém sušení heterogenní směsi dusíkem se sice dosáhne prakticky úplného odstranění koagulační kapaliny z heterogenní směsi, ale současně vznikají velké ztráty koagulační kapaliny při její separaci z proudu sušicího média. Spotřeba inertního sušicího média — dusíku a likvidace odplynu ze sušárny při jednoprůchodovém způsobu sušení zvyšuje náklady tohoto procesu tak, že se tento proces stává prakticky nepoužitelný.A disadvantage of the method of removing volatile components by drying in a closed circuit of the drying medium is the imperfect removal of the coagulation liquid from the heterogeneous mixture, thereby greatly limiting the range of use of the produced high surface carbon black. The desired degree of removal of the coagulation liquid from the heterogeneous mixture cannot be achieved even by increasing the energy consumption of the process, i.e. by drying at high temperatures and by machine cooling of the circulating mixture during condensation of the coagulation liquid vapor from the drying medium. While the single pass nitrogen-containing heterogeneous mixture achieves virtually complete removal of the coagulation liquid from the heterogeneous mixture, large losses of the coagulation liquid occur as a result of its separation from the drying medium stream. The consumption of inert drying medium - nitrogen and the removal of off-gas from the dryer in a single-pass drying process increases the cost of the process, making the process virtually unusable.

Výše uvedené nevýhody nemá způsob výroby 'vysokopovrchových sazí s měrným povrchem vyšším než 500 m²/g vznikajících jako vedlejší produkt parciální oxidace ropných nebo dehtových surovin a separovaných produktů zplyňovacího procesu vypíráním vodou a izolovaných z vodných suspenzí koagulací s uhlovodíkovými rozpouštědly s teplotou varu v rozmezí 30 až 200 °C za vzniku heterogenní směsi uhlíku ve formě sazí, uhlovodíků a vody zpracované do tvarovaných částic, např. kuliček, výtlačků nebo hrubozrnného prachu, s obsahem 50 až 85 % hmotnosti uhlovodíků, 5 až 15 % hmotnosti vody a 10 až 40 % hmotnosti sazí, jehož podstata spočívá podle vynálezu v tom, že heterogenní směs ve formě tvarovaných sazových částic se uvádí v prvém stupni do styku s nasycenou nebo přehřátou vodní párou při teplotě vrstvy sazových částic v rozmezí 20 až 150 °C; přičemž dochází k vytěsnění a odpaření kapalného uhlovodíkového rozpouštědla sorbovaného na povrchu pórů sazových částic a jeho náhradě v heterogenní směsi kondenzujícími podíly vodní páry, a tvarované sazové částice zbavené uhlovodíkového rozpouštědla se v dalším stupni zbavují vlhkosti sušením v proudu sušicího média, které je tvořeno směsí plynů zabraňujících hoření sazí, při teplotě .vrstvy sazových částic v rozmezí 60 až 299 °C a tvarované sazové částice β obsahem vlhkosti nižším než 2 °/o hmotnosti se v závěrečném stupni ochladí v přítomnosti atmosféry zabraňující tvoření sazí na teplotu nižší než 50 °C. Sušicí a případně i chladicí médium je tvořeno dusíkem nebo kysličníkem uhličitým nebo jejich směsí, případně směsí dusíku se vzduchem a/nebo kysličníkem uhličitým se vzduchem, ve které obsah kyslíku nepřesáhne 15 % objemu.The above-mentioned disadvantages have no process for producing high-surface carbon black with a specific surface area of more than 500 m ² / g produced as a by-product of the partial oxidation of petroleum or tar feedstocks and separated gasification products by water washing and isolated from aqueous suspensions by coagulation with hydrocarbon solvents boiling in the range 30 to 200 ° C to form a heterogeneous mixture of carbon in the form of carbon black, hydrocarbons and water treated into shaped particles, such as beads, extrudates or coarse dust, containing 50 to 85% by weight of hydrocarbons, 5 to 15% by weight of water and 10 to 40 % by weight of the carbon black according to the invention, characterized in that the heterogeneous mixture in the form of shaped soot particles is contacted in the first step with saturated or superheated steam at a soot particle temperature in the range of 20 to 150 ° C; displacing and evaporating the liquid hydrocarbon solvent sorbed on the surface of the soot particle pores and replacing it in a heterogeneous mixture with condensation constituents of water vapor, and the shaped soot particles devoid of hydrocarbon solvent are dehumidified by drying in a drying medium stream at a temperature of the soot particle layer in the range of 60-299 ° C and the shaped soot particles having a moisture content of less than 2% by weight are cooled in the final step in the presence of a soot atmosphere to below 50 ° C. The drying and optionally also cooling medium consists of nitrogen or carbon dioxide or a mixture thereof, optionally a mixture of nitrogen with air and / or carbon dioxide with air in which the oxygen content does not exceed 15% by volume.

Vícestupňové tepelné zpracování heterogenní směsi se provádí diskontinuálním způsobem v jednom zařízení nebo kontinuálním způsobem alespoň ve dvou aparátech.The multi-stage heat treatment of the heterogeneous mixture is carried out batchwise in one apparatus or in a continuous manner in at least two apparatuses.

Vysokopovrchové saze z heterogenní směsi sazí, uhlovodíků a vody se získávají třístupňovým tepelným zpracováním směsi. V prvém stupni se heterogenní směs sazí, uhlo221430 vodíků a vody, která je v předchozím stupni zpracována do tvarovaných části, např. kuliček, výtlačků neibo hrubozrnného· prachu, uvádí do· styku s přehřátou nebo nasycenou vodní párou. Při styku obou fází dochází v důsledku výměny tepla ke kvantitativnímu vytěsnění sorpčně vázaných uhlovodíků z pórů sazových částiček.High surface soot from a heterogeneous mixture of carbon black, hydrocarbons and water is obtained by a three-stage heat treatment of the mixture. In the first step, the heterogeneous mixture of carbon black, charcoal hydrogen and water that is treated in the preceding stage into shaped parts, such as beads, extrudates or coarse-grained dust, is contacted with superheated or saturated water vapor. The contact between the two phases results in a quantitative displacement of the sorbed bonded hydrocarbons from the pores of the soot particles due to heat exchange.

Současně s vytěsňováním uhlovodíků dochází i k jejich odpařování a zaplňování pórů částic kondenzujícími podíly vodní páry. Zkondenzovaná vodní pára není na rozdíl od uhlovodíkové směsi na povrchu pórů sazových částic sorpčně vázaná. Nezkondenzované podíly vodní páry a páry uhlovodíků se odvádějí ze stykové zóny do chladicí a kondenzační sekce, kde dochází k ochlazování a postupné kondenzaci všech přítomných .složek.Along with the displacement of the hydrocarbons, they also evaporate and fill the pores of the particles with condensing water vapor. Unlike the hydrocarbon mixture, the condensed water vapor is not sorptively bonded to the pore surface of the carbon black particles. The non-condensed proportions of water vapor and hydrocarbon vapor are discharged from the contact zone to the cooling and condensing section, where all the components present are cooled and gradually condensed.

Po totální kondenzaci vodní páry a uhlovodíkových par dochází ke vzniku dvou nemísitelných kapalných fází — vodné fáze a uhlovodíkové fáze. Uhlovodíková fáze se vrací zpět k izolaci sazových mikročástic z vodné suspenze sazí. Produktem prvého stupně tepelného zpracování heterogenní třísložkové směsi je heterogenní směs sazí a vody v původní tvarované formě, která se uvádí ve druhém stupni do styku s předehřátým sušicím médiem. Jako sušicí médium je možné použít inertní plyn, např. dusík nebo kysličník uhličitý, nebo směs plynů vytvářejících atmosféru zabraňující hoření sazí, např. vzduch iňeirtizovaný dusíkem nebo kysličníkem uhličitým. Vzhledem k výbuchovým vlastnostem vysokopovrchových sazí nesmí obsah kyslíku v inertizujícím plynu přesáhnout 15 % objemu. Při styku předehřátého· sušicího média s heterogenní směsí sazí a vody dochází k současnému přestupu tepla i hmoty mezi oběma fázemi a tím k odstraňování vlhkosti z heterogenní směsi sazí a vody.After total condensation of water vapor and hydrocarbon vapor, two immiscible liquid phases are formed - the aqueous phase and the hydrocarbon phase. The hydrocarbon phase is returned to recover the carbon black microparticles from the aqueous carbon black suspension. The product of the first heat treatment of the heterogeneous ternary mixture is a heterogeneous mixture of carbon black and water in the original molded form, which is contacted in the second stage with a preheated drying medium. As a drying medium, an inert gas such as nitrogen or carbon dioxide, or a mixture of gases forming an atmosphere to prevent soot combustion, such as air infiltrated with nitrogen or carbon dioxide, may be used. Due to the explosive properties of high-surface soot, the oxygen content of the inerting gas must not exceed 15% by volume. By contacting the preheated drying medium with a heterogeneous mixture of carbon black and water, both heat and mass are transferred simultaneously between the two phases, thereby removing moisture from the heterogeneous mixture of carbon black and water.

Sušicí médium obsahující vodní páru se odvádí ze sušicí zóny. Vzhledem k tomu, že se ve druhém stupni tepelného zpracování používá jako sušicí médium inertní plyn, je vhodné pracovat při sušení sazových částic •s uzavřeným okruhem sušicího média, přičemž je třeba z okruhu inertního plynu odstraňovat přebytečnou vodní páru jeho dodatečným chlazením spolu s parciální kondenzací vodní páry. V případě použití vzduchu inertizovaného dusíkem nebo kysličníkem uhličitým je možné pracovat pouze s jedním průchodem sušicího média přes stykovou zónu a v tomto případě odpadá nutnost použití chladicího· a kondenzačního systému. Sušení heterogenní směsi sazí a vody se provádí při teplotách nepřevyšujících 300 °C. S rostoucí teplotou předehřevu sušicího média klesá jeho spotřeba. Po odstranění vlhkosti z heterogenní směsi sazí a vody pod 2 % hmotnosti je sušicí proces ukončen a vysušené sazové granule se musí před tím, než se dostanou do styku se vzduchem ochladit na teplotu nižší naž 50 °C.A drying medium containing water vapor is discharged from the drying zone. Since an inert gas is used as the drying medium in the second heat treatment stage, it is advisable to work with the closed circuit of the drying medium when drying the soot particles, removing excess water vapor from the inert gas circuit by cooling it together with partial condensation. water vapor. In the case of using nitrogen or carbon dioxide-inerted air, only one pass of the drying medium through the contact zone can be operated, in which case the use of a cooling and condensing system is eliminated. The drying of the heterogeneous mixture of carbon black and water is carried out at temperatures not exceeding 300 ° C. As the preheating temperature of the drying medium increases, its consumption decreases. After the moisture has been removed from the heterogeneous mixture of carbon black and water below 2% by weight, the drying process is terminated and the dried carbon black granules must be cooled to less than 50 ° C before coming into contact with air.

Chlazení vysušených sazových částic tvoří závěrečný — třetí stupeň tepelného zpracování. Chlazení se provádí v přítomnosti atmosféry zabraňující hoření sazí, která může být tvořena inertním plynem nebo inertizujícím vzduchem obdobně jako ve druhém stupni tepelného zpracování. Chlazení je možno provádět buď přímo průchodem přes vrstvu vysušených sazových částic, nebo konvektivním chlazením vodou přes kovovou přepážku v přítomnosti inertizující atmosféry.Cooling of the dried soot particles forms the final - third stage of heat treatment. The cooling is carried out in the presence of a carbon black flame retardant atmosphere, which may consist of an inert gas or an inerting air, similar to the second heat treatment stage. The cooling may be carried out either directly by passing through a layer of dried soot particles or by convective cooling with water over a metal partition in the presence of an inerting atmosphere.

Příklad 1Example 1

Vysokopovrchové saze z heterogenní směsi uhlíku ve formě sazí, uhlovodíků a vody se připravují postupem podle vynálezu. Heterogenní směs obsahující 20 % hmotnosti sazí, 72 % hmotnosti směsi C_e-uhlovodíků a· 8 % hmotnosti vody je vytvarována v polydisperzní směs kuliček o průměru v rozmezí 1 až 3 mm. Vlhké sazové kuličky se kontinuálně dávkují do zařízení, ve kterém se uvádí do styku s vodní párou přehřátou na teplotu 150 °C. Zařízení pracuje při přetlaku 5 kPa a teplotě vrstvy sazových částic 101 °C. Doba styku obou fází je 20 minut. Při styku obou fází dochází k vytěsnění a odpaření sorpčně vázané směsi C₆-uhlovodíků z pórů sazových částic a k jejich náhradě zkondenzovanými podíly vodní páry. Směs uhlovodíkových par a nezkondenzovaných podílů vodní páry se odvádí ze stykové zóny do kondenzačního systému, kde dojde k totální kondenzaci par všech přítomných složek a vzniku dvou nemísitelných kapalných fází.High surface carbon blacks from a heterogeneous mixture of carbon in the form of carbon black, hydrocarbons and water are prepared according to the process of the invention. The heterogeneous mixture containing 20% by weight of carbon black, 72% by weight of blend C and _E -uhlovodíků · 8% by weight of water is formed in a polydisperse mixture of beads having a diameter in the range 1-3 mm. The wet soot spheres are continuously metered into a device in which they are contacted with water vapor superheated to a temperature of 150 ° C. The apparatus operates at an overpressure of 5 kPa and a carbon black layer temperature of 101 ° C. The contact time of both phases is 20 minutes. The contact of both phases leads to displacement and evaporation of the sorption-bound mixture of C ₆ -carbons from the pores of the soot particles and their replacement by condensed water vapor. The mixture of hydrocarbon vapors and non-condensed water vapor is removed from the contact zone to the condensation system, where the total vapor condensation of all components present and the formation of two immiscible liquid phases occur.

Spotřeba vodní páry v prvním stupni je 0,4 kg páry na 1 kg vstupní heterogenní směsi. Tvarované sazové částice zbavené uhlovodíkové směsi představují heterogenní směs sazí a vody, která se kontinuálně odvádí do dalšího zařízení — sušárny. Sušárna je rozdělena na dvě sekce, vlastní sušicí zónu a chladicí sekci. Sušení heterogenní směsi a následné chlazení vysušených sazových granulí se provádí v jednom zařízení — kontinuální fluidní sušárně. Jako sušicí a chladicí médium se používá směs dusíku se vzduchem. Obsah kyslíku v sušicí směsi je 5 % objemu. Pro sušení se plynná směs předehřívá na teplotu 210 °C a teplota heterogenní směsi ve fluidní vrstvě je 115 stupňů Celsia. Pro chlazení se používá plynná směs o teplotě 20 °C. Na výstupu z fluidní sušárny se získávají vysušené sazové granule s obsahem vlhkosti 0,9 % hmotnosti. Teplota vysušených granulí je 41 °C. Střední doba prodlení sazových částic v sušárně je 35 minut.The steam consumption in the first stage is 0.4 kg steam per kg of heterogeneous feed mixture. Shaped carbon black particles devoid of a hydrocarbon mixture are a heterogeneous mixture of carbon black and water, which is continuously discharged to another plant - an oven. The dryer is divided into two sections, its own drying zone and cooling section. Drying of heterogeneous mixture and subsequent cooling of dried soot granules is performed in one device - continuous fluid drier. A mixture of nitrogen and air is used as drying and cooling medium. The oxygen content of the drying mixture is 5% by volume. For drying, the gas mixture is preheated to 210 ° C and the temperature of the heterogeneous mixture in the fluidized bed is 115 degrees Celsius. A 20 ° C gas mixture is used for cooling. At the outlet of the fluidized bed dryer, dried soot granules are obtained having a moisture content of 0.9% by weight. The temperature of the dried granules is 41 ° C. The average residence time of the carbon black particles in the oven is 35 minutes.

Příklad 2Example 2

Vysokopovrchové saze se připravují postupem podle vynálezu. Heterogenní směs s obsahem 23 % hmotnosti sazí, 70 % hmotnosti směsi C₅- až C₇-uhlovodíků a 7 % hmotnosti vody je vytvarována do výtlačků o průměru 5 mm a výšce 4 až 7 mm.High surface carbon black is prepared by the process of the invention. The heterogeneous mixture containing 23% by weight of carbon black, 70% by weight of the mixture _of C ₅ - to C ₇ -uhlovodíků and 7% by weight of water is formed into extrudates of 5 mm and a height of 4-7 mm.

Tvarované sazové částice se šaržovitě dávkují do zařízení, ve kterém se nejprve uvádí do styku s přehřátou vodní párou o teplotě 253 °C. Vytěsňování uhlovodíkové směsi se provádí prakticky za atmosférického tlaku a při teplotě vrstvy sazových částic měnící se v rozmezí 20 až 98 °C. Doba styku obou fází činí 165 minut. Po vystripování směsi uhlovodíků z heterogenní směsi se směs sazí a vody uvádí do styku s kysličníkem uhličitým předehřátým na teplotu 296 °C. Teplota vrstvy sazových částic se během sušení zvyšuje z počáteční teploty 98 stupňů Celsia přes pokles na teplotu 57 °C až na konečnou hodnotu teploty 168 °C, kdy se dosáhne konečné vlhkosti 0,2 % hmotnosti. Doba styku sazových částic se sušicím médiem při diskontinuálním způsobu tepelného zpracování je 12,5 hodiny. Po ukončení sušení se vysušené sazové částice ochladí stykem s nepředehřátým dusíkem (teplota 15 °Cj na teplotu 47 °C.The shaped soot particles are charged in batches into a device in which they are first contacted with superheated steam at a temperature of 253 ° C. The displacement of the hydrocarbon mixture is carried out at virtually atmospheric pressure and at a temperature of the carbon black particle layer varying between 20 and 98 ° C. The contact time of both phases is 165 minutes. After stripping the hydrocarbon mixture from the heterogeneous mixture, the carbon black / water mixture is contacted with carbon dioxide preheated to 296 ° C. The temperature of the carbon black particle layer increases during drying from an initial temperature of 98 degrees Celsius through a drop to 57 ° C to a final temperature of 168 ° C, when a final moisture content of 0.2% by weight is reached. The contact time of the carbon black particles with the drying medium in a discontinuous heat treatment process is 12.5 hours. After drying, the dried soot particles are cooled by contact with unheated nitrogen (15 ° C to 47 ° C).

Doba chlazení činí 2,5 hodiny. Potom se ze zařízení vysypou vysušené sazové výtlačky a celý cyklus přípravy další šarže vysokopovrchových sazí se opakuje. Vysušené sazové částice neobsahují žádné uhlovodíky.Cooling time is 2.5 hours. The dried soot extrudates are then discharged from the apparatus and the entire cycle of preparation of the next batch of high-surface carbon blacks is repeated. The dried carbon black particles contain no hydrocarbons.

Příklad 3Example 3

Heterogenní směs sazí, vody a uhlovodíků se zpracovává na -vysokopovrchové saze postupem podle vynálezu Heterogenní směs, která obsahuje 25 % hmotnosti sazí, 6 % hmotnosti vody a 69 % hmotnosti uhlovodíkové směsi s teplotou varu v rozmezí 65 až 82 °C, ve tvaru kuliček o průměru 2 milimetry se kontinuálně dávkuje do· zařízení, ve kterém se uvádí do styku s nasycenou vodní párou po dobu 15 minut Teplota vrstvy sazových částic je 102 °C Při styku obou fází dochází k vytěsnění a odpaření uhlovodíkové -směsi z pórů sazových částic a k jejich náhradě zkondenzovanými podíly vodní páry. Směs uhlovodíkových par a nezkondenzovaných podílů vodní páry se odvádí ze stykové zóny k dalšímu zpracování. Heterogenní směs sazí a vody ve formě tvarovaných sazových částic se kontinuálně dávkuje do dalšího stupně, kde se v proudu inertního plynu — du-síku zbavuje vlhkosti sušením. Sušení vlhkých sazových granulí se provádí v uzavřeném okruhu sušicího média při teplotě vrstvy sazových částic 108 °C a době styku obou fází 25 minut. Cirkulující sušicí médium se zbavuje přebytečné vlhkosti chlazením směsi dusíku a vodní páry na teplotu 28 °C 3 následnou parciální kondenzací vodní páry. Inertní sušicí médium tvoří směs dusíku a vodní páry. Vysušené sazové granule s obsahem vlhkosti 0,68 % hmotnosti a teplotě 108 °C se vedou do závěrečného chladicího stupně, kde s-e odvádí teplo chlazením vodou přes kovovou přepážku. Chlazení se provádí v přítomnosti inertní atmosféry — dusíku. Vysušené sazové granule mají na výstupu ze závěrečného stupně zpracování teplotu 48 °C.The heterogeneous mixture of carbon black, water and hydrocarbons is processed to high surface carbon black according to the invention. A heterogeneous mixture containing 25% by weight of carbon black, 6% by weight of water and 69% by weight of a hydrocarbon mixture boiling in the range of 65-82 ° C. 2 millimeters in diameter are continuously fed into a device in which it is contacted with saturated water vapor for 15 minutes. The soot particle layer temperature is 102 DEG C. Both phases displace and evaporate the hydrocarbon mixture from the soot particle pores and their replacement with condensed proportions of water vapor. The mixture of hydrocarbon vapors and non-condensed water vapor is removed from the contact zone for further processing. The heterogeneous mixture of carbon black and water in the form of shaped carbon black particles is continuously fed to the next stage where it is freed of moisture by drying in an inert gas-nitrogen stream. The drying of the wet soot granules is carried out in a closed drying medium circuit at a soot particle layer temperature of 108 ° C and a contact time of both phases of 25 minutes. The circulating drying medium is freed of excess moisture by cooling the mixture of nitrogen and water vapor to a temperature of 28 ° C 3 followed by partial condensation of water vapor. The inert drying medium is a mixture of nitrogen and water vapor. The dried carbon black granules having a moisture content of 0.68% by weight and a temperature of 108 ° C are passed to the final cooling stage where heat is dissipated by cooling with water through a metal septum. Cooling is carried out in the presence of an inert atmosphere - nitrogen. The dried soot granules have a temperature of 48 ° C at the exit of the final processing stage.

Příklad 4Example 4

Heterogenní směs sazí, vody a uhlovodíkové směsi, která obsahuje 20 % hmotnosti sazí, 72 % hmotnosti směsi C₆ uhlovodíků a 8 % hmotnosti vody, ve formě tvarovaných sazových kuliček o průměru v rozmezí 1 až 3 mm se zpracovává na vysokopovrchové saze dvoustupňovým sušením sazových granulí v přítomnosti inertní atmosféry. Oba sušicí stupně pracují s uzavřeným okruhem sušicího média předehřátým na teplotu 275 stupňů Celsia. Jako inertní plyn -se používá dusík a sušicí médium je tvořeno· směsí dusíku, vodní páry a uhlovodíkových par.A heterogeneous mixture of carbon black, water and a hydrocarbon mixture containing 20% by weight of carbon black, 72% by weight of a C ₆ hydrocarbon mixture and 8% by weight of water, in the form of shaped carbon black balls ranging from 1 to 3 mm. granules in the presence of an inert atmosphere. Both drying stages operate with a closed drying medium preheated to 275 degrees Celsius. Nitrogen is used as an inert gas and the drying medium is a mixture of nitrogen, water vapor and hydrocarbon vapors.

V prvém stupni se sušicí médium na výstupu ze sušárny zbavuje přebytečných uhlovodíkových par a odpařené vody chlazením na teplotu 35 °C a ve druhém -stupni se cirkulující sušicí médium chladí za použití strojního chladu až na teplotu -—25 °C. N-a výstupu z prvního sušicího stupně se získávává heterogenní směs obsahem 79,1 proč. hmotnosti -sazí, 20,6 % hmotnosti uhlovodíkové směsi a 0,3 % hmotnosti vody a na výstupu ze druhého sušicího stupně s-e získávají sazové granul-e, kte-ré sice neobsahují žádnou vlhkost, ale obsahují 1,6 % hmotnosti uhlovodíků. Teplota sazových granulí na -výstupu ze druhého sušicího stupně je 230 °C, takže při styku sazových částic se vzduchem vzniká nebezpečí požáru. Vyrobené vysokopovrchové saze mají vzhledem k přítomnosti zbytkového množství uhlovodíků velmi omezené použití.In the first stage, the drying medium at the outlet of the dryer is freed of excess hydrocarbon vapor and evaporated water by cooling to 35 ° C, and in the second stage the circulating drying medium is cooled down to -25 ° C using machine cooling. A N-α output from the first drying stage yields a heterogeneous mixture containing 79.1 proc. 20.6% by weight of the hydrocarbon mixture and 0.3% by weight of water, and at the outlet of the second drying stage s-e obtain soot granules which, although containing no moisture, contain 1.6% by weight of hydrocarbons. The temperature of the soot granules at the outlet of the second drying stage is 230 ° C, so that the contact of the soot particles with air creates a fire risk. Due to the presence of residual hydrocarbons, the high surface carbon black produced has a very limited use.

Claims

SUBJECT

1. A process for the production of high-surface carbon black with a specific surface area of more than 500 m ² / g produced as a by-product of partial oxidation of petroleum or tar feedstocks and separated from gaseous gasification products by water scrubbing and isolated from aqueous suspensions by coagulation with hydrocarbon solvents. up to 200 ° C to form a heterogeneous mixture of carbon in the form of carbon black, hydrocarbons and water treated into shaped particles, such as beads, extrudates or coarse dust, containing 50 to 85% by weight of hydrocarbons, 5 to 15% by weight of water and 10 to 40% % by weight of the carbon black, characterized in that the heterogeneous mixture in the form of shaped carbon black particles is contacted in the first step with saturated or superheated water vapor at a carbon black particle temperature in the range of 20-150 ° C to displace and evaporate the liquid hydrocarbon solvent surface p of the soot particles and their replacement in the invention, the terogenous mixture with condensation of water vapor, and the shaped soot particles devoid of hydrocarbon solvent are dehumidified by drying in a drying medium stream consisting of a mixture of soot-preventing gases at a temperature of the soot particle layer. 60-299 ° C and shaped carbon black particles having a moisture content of less than 2% by weight are cooled in the final step in the presence of an atmosphere preventing the soot burning to below 50 ° C.

2. Method according to claim 1, characterized in that the drying or cooling medium consists of nitrogen or carbon dioxide or a mixture thereof, or a mixture of nitrogen with air and / or carbon dioxide with air in which the oxygen content does not exceed 15% by volume.

3. The method according to claim 1, wherein the multi-stage heat treatment of the heterogeneous mixture is carried out in a batch or continuous manner.