CS261290B1

CS261290B1 - Surovina pro výrobu technických sazí

Info

Publication number: CS261290B1
Application number: CS875090A
Authority: CS
Inventors: Miloslav Plesnik; Ladislav Stefan; Karel Vostal
Original assignee: Miloslav Plesnik; Ladislav Stefan; Karel Vostal
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1989-01-12
Also published as: CS509087A1

Abstract

Surovinu pro výrobu technických sazí retortových tvoří homogenizovaný a zfiltrovaný surový černouhelný dehet nebo homogenizovaná a zfiltrovaná směs surového černouhelného dehtu a aromatických olejů koksochemického nebo ropného původu.

Description

Vynález se týká suroviny pro výrobu technických sazí vyráběných retortovým způsobem.

Rostoucí spotřeba technických sazí a rozvoj jejich sortimentu si vyžádaly zintenzivnění výzkumné činnosti v dané oblasti, výstavbu nových sazoven a rozěiřování výroben stávajících. Ukazuje se však, že ve velké většině průmyslově vyspělých zemí je hlavním limitujícím faktorem rozvoje průmyslu výroby technických sazi právě surovinová základna. Velmi všeobecně vzato je možno saze vyrobit z každého uhlíkatého materiálu, požadavky na kvalitu vyráběných'technických sazi a na přiměřené ekonomické relace však neobyčejně výrazně zužují výběr surovin použitelných pro výrobu technických sazí. Vyráběné saze musí mít parametry, které plně vyhovují z hlediska jejich dalšího průmyslového použiti. Následující přehled uvádí hlavní předepsané kvalitativní parametry pro základní typy technických sazí.

Typ sazí

Kvalitativní ukazatel GPF FEP HAF ISAP

Jodová adsorpce mg I₂/g	30-40	45-60	80-95	110-125
Olejové číslo ml DBF/lOOg	80-95	95-110	95-115	100-120
PH	6,5-8,0	6,5-8,0	6,5-8,0	7,0-8,5
Obsah gritu max % nad 0,200	0,05	0,03	0,04	0,04
nad 0,071	0,200	0,200	0,200	0,100
Sypná hmotnost	350	320	320	320
Obsah prachu max. » - suchá granulace	15	20	25
- mokrá granulace	--	-	8	8
Obsah vody
max. %	0,8	0,8	0,8	0,8
Otěr max. % mokrá granulace			7	5

Surovina použitá pro průmyslovou výrobu technických sazí musí být dále cenově dostupná a výtěžnost sazí musí být co nejvyšší. Podle zjištěni četných výzkumných prací nejlepších výsledků v oblasti kvality sazí a jejich výtěžnosti lze docílit, použijí-li se pro výrobu technických sazí uhlovodíky automatické řady, a to nejlépe uhlovodíky se dvěma nebo třemi kumulovanými jádry (naftalen, antracen, fenantren). Vhodnost suroviny pro výrobu sazi bývá hodnocena korelačním indexem BMCI (Bureau of Mineš correlation index), jehož hodnota je definována vztahem ^IBMCI ^A ,20 ^{B +} fe kde ^TBMCI ^hoánota korelačního indexu konstanta A = 473,7 konstanta B = 455,3 konstanta C = 48 640 = hustota v g/cm^ při 20 °C

Ts = střední teplota bodu varu ve °K

Podmínka vysoké výtěžnosti sazi je splněna velmi dobře u suroviny s hodnotou korelačního indexu BMCX nad 158. Uvedeným pdomínkám nejlépe vyhovují olejové frakce získané přímo z destilace černouhelného dehtu, zejména antracenový olej II a antracenový olej III, a dehtové frakce odpadající po izolaci antracenu z antracenového oleje I i po izolaci naftalenu z naftalenového oleje. Těchto klasických koksochemických surovin pro výrobu technických sazí je však obecně nedostatek, proto se hledají a používají rovněž suroviny ropného původu, které se svým charakterem podobají. Předpokladem je především co nejvyšší obsah aromatických uhlovodíků s kumulovanými jádry. Nevýhodou je nutnost poměrně složité úpravy surovin tohoto původu, jako např. podle US patentů č. 2 794 710 nebo 2 800 394, případně podle kanadského patentu č. 568 145. Surovinu pro výrobu sazí lze získat i z jiných průmyslových výrob, jako je např. pozdržené koksování smoly či pyrolýzního oleje z výroby olefinů, jak popisuje československý patent č. 205 746. Nevýhodou dosavadního stavu je nedostatek technicky vhodných a cenově dostupných surovin na výrobu technických sazí. V současné době navíc dochází k tomu, že zdroje surového černouhelného dehtu jsou v určitém období výrazně vyšší než jsou zpracovatelské možnosti surového černouhelného dehtu frakční destilací. Přebytky dehtu jsou v takových případech využívány v hutnictví náhradním způsobem, hlavně jako pomocné palivo.

Uvedené nedostatky značně zmírňuje použití suroviny podle vynálezu. Jeho podstatou je, že surovinu pro výrobu technických retortových sazí tvoří homogenizovaný a zfiltrovaný surový černouhelný dehet nebo homogenizovaná a zfiltrovaná směs surového černouhelného dehtu a aromatických olejů koksochemického nebo ropného původu, bylo zjištěno, že nejvhodnějši je směs sestavená z 20 až 60 hmotnostních dílů surového černouhelného dehtu o teplotě 40 až 70 °C a 40 až 80 hmotnostních dílů aromatických olejů koksochemického nebo ropného původu o teplotě 80 až 140 °C. Jako aromatických olejů se použije zejména antracenový olej II, antracenový olej III, fenantrenový zbytek po izolaci antracenu z antracenového oleje I, odkapaný olej z izolace naftalenu z naftalenového oleje nebo těžký pyrolýzní olej z výroby olefinů, nejčastěji se jedná o směs několika komponent.

Surovinou podle vynálezu se rozšiřuje škála surovin vhodných pro výrobu technických sazí. Použití suroviny pro výrobu technických sazí podle vynálezu přináší úspory nákladů na výrobu technických sazí a současně zhodnocení suroviny pro výrobu sazí. Surového černouhelného dehtu jako suroviny pro výrobu technických sazí je výhodné použít zejména náhradou za komponenty ropného původu, které bývají nejnákladnější a navíc obvykle poskytují technické saze s nejnižším výtěžkem, případně náhradou za oleje koksochemického původu, přičemž se šetří zpracovací náklady spojené s frakční destilací surového černouhelného dehtu. Zvláště významené je využití vynálezu v případech, kdy zdroje černouhelného dehtu jsou vyšší než možnosti jeho zpracování frakční destilací, nebot jeho použití pro výrobu technických sazí je ekonomicky výrazně výhodnější než jeho náhradní využiti v hutnictví.

Praktické sestavení suroviny podle vynálezu a dosažený účinek při zpracování této suro* viny na technické saze popisují následující příklady.

Přiklad 1

Surovina pro výrobu o hmotnosti 897 t byla připravena smícháním 192 t černouhelného dehtu o teplotě 52 °C, 105 t těžkého pyrolýzního oleje o teplotě 131 °C a 600 t antracenového oleje III o teplotě 109 °C. Po dokonalé homogenizaci byla získána surovina s následujícími vlastnostmi:

počátek destilace 224 °C teplota středního bodu destilace 355 °C hustota při 20 °C 1,145 g/cm³ korelační index BMCI 164,5

Tato surovina byla přes filtr nastřikována do retort k souběžné výrobě sazí typu HAF a ISAF. Z uvedeného množství suroviny bylo vyrobeno celkem 223 t sazí typu HAF a 209 t sazí ISAF, které měly po mokré granulaci následující kvalitativní parametry:

	HAF	ISAF
jodová adsorpce - mg Ij/g	88,2	114,1
olejové číslo - ml DBF/100 g '	103	104
pH	7,5	7,4
obsah vody %	0,3	0,4
obsah gritu - nad 0,200 mm %	0,024 0	0,025 0
- nad 0,071 mm %	0,095	0,085
Obsah prachu %	1,47	1,58
otěr %	2,33	3,46
sypná hmotnost g/1	358	356

Přiklad 2

Pro výrobu sazí bylo smícháno 320 t surového černouhelného dehtu o teplotě 48 °C a 280 t antracenového oleje XII o teplotě 112 °C. Bylo získáno 600 t suroviny následujících vlastností:

počátek destilace 222 °C teplota středního bodu destilace 347 °C hustota při 20 °C 1,163 7 g/cm³ korelační index BMCI 174,6

Dokonale zhomogenizovaná surovina byla přes filtr nastřikována do retort a bylo získáno celkem 282 t sazí ISAF s těmito kvalitativními ukazateli:

jodová adsorpce - mg I₂/g 115,2 olejové číslo - ml DBF/100 g 108 pH 7,4 obsah vody % 0,3 obsah,gritu - nad 0,200 mm % 0,020 5

- nad 0,071 mm % 0,080 obsah prachu % 1,26 otěr % 4,72 sypná hmotnost g/1 362

Příklad 3

Surovina pro výrobu sazí byla sestavena jako směs 190 t surového černouhelného dehtu o teplotě 44 °C, 166 t antracenového oleje II o teplotě 112 °C, 240 t antracenového oleje III o teplotě 124 °C. Po homogenizaci bylo získáno 596 t suroviny s následujícími vlastnostmi počátek destilace 228 °C teplota středního bodu destilace 340 °C hustota při 20 °C 1,131 5 g/cm³ korelační index BMCI 162,6

Surovina byla přes filtr nastřikována do retort a postupně z ní bylo vyrobeno 95 t sazí GPF, 105 t sazí HAF a 70 t sazí FEF, které po suché granulaci měly následující kvalitativní ukazatele:

	GPF	FEF	HAF
jodová adsorpce mg I₂/g	34,8	52	88
olejové číslo - ml DBF/100 g	86,3	106	106,5
pH	6,77	7,1	6,6
obsah vody %	0,4	0,2	0,3
obsah gritu - nad 0,200 mm %	0,032 0	0,022 0	0,021 9
- nad 0,071 mm %	0,09	0,08	0,07
obsah prachu %	12	17	18
sypná hmotnost g/1	371	343	341

Příklad 4

Pro výrobu sazí ISAF bylo použito jako suroviny samotného surového černouhelného dehtu, který měl po homogenizaci při teplotě 65 °C následující vlastnosti:

počátek destilace 216 °C teplota středního bodu destilace 414 °C hustota při 20 °C 1,182 g/cm^{2 3} korelační index BMCI 175,4

Celkem bylo zpracováno 96 t této suroviny a nestříknutím do retort přes filtr se získalo 46 t sazí ISAF o následujících kvalitativních parametrech:

jodová adsorpce - mg I₂/g 115,2 olejové číslo - ml DBF/100 :g 106

PH 7,4 obsah vody % 0,35 obsah gritu - nad 0,200 mm % 0,024 0

- nad 0,071 mm % 0,075 obsah prachu % 1,49 sypná hmotnost g/1 359 otěr % 3,28

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Surovina pro výrobu-technických sazí vyráběných retortovým způsobem, vyznačená tím, že je tvořena homogenizovaným a zfiltrovaným černouhelným dehtem nebo homogenizovanou a zfiltrovanou směsí surového černouhelného dehtu a aromatických olejů koksochemického nebo ropného původu.
2. Surovina podle bodu 1, vyznačená tím, že obsahuje 20 až 60 hmotnostních dílů surového černouhelného dehtu o teplotě 40 až 70 °C a 40 až 80 hmotnostních dílů aromatických olejů koksochemického nebo ropného původu o teplotě 80 až 140 °C.