CZ302086B6 - Modulové zarízení pro výrobu sazí a zpusob výroby sazí provádený v tomto zarízení - Google Patents

Modulové zarízení pro výrobu sazí a zpusob výroby sazí provádený v tomto zarízení Download PDF

Info

Publication number
CZ302086B6
CZ302086B6 CZ20004596A CZ20004596A CZ302086B6 CZ 302086 B6 CZ302086 B6 CZ 302086B6 CZ 20004596 A CZ20004596 A CZ 20004596A CZ 20004596 A CZ20004596 A CZ 20004596A CZ 302086 B6 CZ302086 B6 CZ 302086B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
carbon black
zone
reactor
stream
inlet
Prior art date
Application number
CZ20004596A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ20004596A3 (cs
Inventor
C. Green@Martin
Original Assignee
Cabot Corporation
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 Cabot Corporation filed Critical Cabot Corporation
Publication of CZ20004596A3 publication Critical patent/CZ20004596A3/cs
Publication of CZ302086B6 publication Critical patent/CZ302086B6/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
    • B01J19/2405—Stationary reactors without moving elements inside provoking a turbulent flow of the reactants, such as in cyclones, or having a high Reynolds-number
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT 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
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44—Carbon
    • C09C1/48—Carbon black
    • C09C1/50—Furnace black ; Preparation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/0015—Controlling the temperature by thermal insulation means
    • B01J2219/00155—Controlling the temperature by thermal insulation means using insulating materials or refractories
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00159—Controlling the temperature controlling multiple zones along the direction of flow, e.g. pre-heating and after-cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/19—Details relating to the geometry of the reactor
    • B01J2219/194—Details relating to the geometry of the reactor round
    • B01J2219/1941—Details relating to the geometry of the reactor round circular or disk-shaped
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/19—Oil-absorption capacity, e.g. DBP values

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Abstract

Je popsáno modulové zarízení pro výrobu sazí sestávající ze spalovací zóny (10) mající alespon jeden vstup pro zavedení paliva a oxidacního cinidla; zóny (11) se zužujícím se prumerem, prechodové zóny (12) mající alespon jeden vstup pro zavedení suroviny poskytující saze; zarízení (70) pro zavedení proudu tekutiny do reaktoru v axiálním smeru vzhledem k proudení procesního proudu v reaktoru; reakcní zóny (18) mající pocátecní zónu (19) s rozširujícím se prumerem; chladicí zóny (39) mající alespon jeden vstup (40) pro zavedení chladicí tekutiny (50); a zarízení pro oddelení a jímání sazí pripojené k výstupnímu konci chladicí zóny (39), jakož i zpusob výroby sazí provádený v tomto zarízení.

Description

Modulové zařízení pro výrobu sazí a způsob výroby sazí prováděný v tomto zařízení
Vynález se týká modulového zařízení pro výrobu sazí a způsobu výroby sazí prováděného v tomto zařízení.
Dosavadní stav techniky
Saze lze použít jako pigmenty, plniva, vyztužující činidla a pro různé další aplikace a zpravidla se uplatňují jako plniva a vyztužující pigmenty při přípravě pryžových a plastových kompozic. Saze se zpravidla charakterizují na základě svých vlastností, které zahrnují neomezujícím způsobem jejich měrný povrch, povrchovou chemii, velikosti agregátů a velikosti částic. Vlastnosti sazí se analyticky určují pomocí v daném oboru známých testů, které zahrnují I2No (měrný povrch adsorbující jod), N2SA (měrný povrch adsorbující dusík), DBP (adsorpce dibutylftalátu), CDBP (adsorpce dibutylftalátu drcenými sazemi), CTAB (absorpční hodnota cetyltrimethylamoniumbromidu) a ΤΓΝΤ (hodnota odstínu).
Saze lze vyrobit v reaktoru pecního typu pyrolýzou uhlovodíkové vsázky horkými plynnými spalinami za vzniku produktů spalování obsahujících částice sazí. Pro výrobu sazí se běžně používá celá řada metod.
U jednoho typu sazného reaktoru, například reaktoru popsaného v patentu US 3 401 020 (Kester a kol.) nebo patentu US 2 785 964 (Pollock) dále označovaných jako„Kester“ resp. „Pollock“, se palivo, výhodně uhlovodíkové, a oxidant, výhodně vzduch, vstřikují do první zóny a reagují za vzniku horkých plynných spalin. Uhlovodíková vsázka v plynné, parné nebo kapalné formě se rovněž vstřikuje do první zóny, potom, co začne pyrolýza uhlovodíkové vsázky a v důsledku tohoto vstřikování dojde ke tvorbě sazí. V tomto případě se pyrolýzou rozumí tepelný rozklad uhlovodíku. Výsledná směs plynných spalin, ve které probíhá pyrolýza, se následně zavede do reakční zóny, kde dojde k dokončení tvorby sazí.
Dalším typem provozního zařízení používaného pro výrobu sazí je tzv. modulární neboli stupňovitý reaktor. Modulární (stupňovitý) pecný reaktor je obecně popsán v patentu US 3 619 140 a patentu US 3 922 355, jejichž obsah je zde uveden formou odkazu.
Při určitých způsobech výroby sazí se část oxidačního činidla zavede do procesu až po vstřikování uhlovodíkové vsázky. Patent US 4 105 750 popisuje způsob výroby sazí s užší strukturou, jak je patrné z nižších dibutylftalátových (DBP) absorpčních čísel, pro danou velikost částic. U popsaného způsobu se část zaváděného oxidačního činidla vstřikuje do procesu v místě ležícím za místem vstřikování výchozí suroviny.
WO 93/18 094 popisuje způsob výroby sazí, který je charakteristický zaváděním druhého oxidačního proudu do reaktoru, přičemž tento druhý oxidační proud nezasahuje do tvorby částic a agregátů sazí v uvedeném reaktoru. Popsané příklady uvádějí, že DPB absorpční hodnoty sazí vyrobených za použití druhého oxidačního proudu jsou nižší než DPB absorpční hodnoty sazí vyrobených za použití stejných reakčních podmínek a za absence druhého oxidačního proudu. Způsoby výroby sazí popisují i další patenty, například patent US 3 607 058; US 3,761 577; aUS3 887 690.
Patent US 5 190 739 popisuje způsob výroby sazí, při kterém se pomocný uhlovodík zavádí v axiálním směru vzhledem k procesnímu proudu mezi místem bezprostředně za počáteční spalovací reakcí paliva prvního stupně v případě, že se palivo do prvního stupně zavádí, a místem bezprostředně před koncem tvorby sazí. Uvedený patentový dokument neuvádí zavádění proudu
-1 CZ 302086 B6 tekutiny a axiálním směru až za místem zavádění suroviny poskytující saze do procesního proudu.
Patent CS 4 206 192 popisuje jednostupňový reaktor pro výrobu sazí, kdy se oxidační činidlo, palivo a surovina poskytující saze zavádějí do reaktoru ve stejném místě a veškeré spaliny a vytékající proud vzniknou v podstatě v jediné lokalitě.
Patent CS 4 272 487 popisuje reaktor pro výrobu sazí s vnitřním a vnějším vstupem horkých spalin poskytující ochrannou clonu a mimořádně horké plyny pro konverzi vsázky, která se bezprostředně kontaktuje s horkými spalinami.
Patent GB 1 530 315 se vztahuje k použití tekutých plášťů k pojmutí složek chemických reakcí, kdy se saze produkují ve spalovacím zařízení blízkém proudovému motoru.
Teploty v sazných reaktorech se mohou pohybovat od 1315 °C do 1648 °C a v některých případech mohou být i vyšší. Vstřikování dalšího oxidačního činidla a/nebo zavádění druhého proudu vzduchu do reakčního proudu, například způsobem popsaným v již jmenovaných patentech, zpravidla zvýší teplotu reakčního proudu a v oblasti vstřikování vzduchu může teplota reakčního proudu přesáhnout 1648 °C. Tato extrémní teplota může způsobit poškození ohnivzdorné vyzdívky reaktoru a/nebo zkrátit životnost ohnivzdorné vyzdívky reaktoru zejména v blízkosti vstřikování dalšího oxidačního činidla.
Z výše uvedeného tedy vyplývá, že bude účelné navrhnout způsob a zařízení pro dodávání dalšího (pomocného) proudu obsahujícího oxidační činidlo a/nebo uhlovodík do vytékajícího proudu, které by minimalizovalo problémy spojené s poškozováním ohnivzdorné vyzdívky reaktoru.
V tomto ohledu se jako výhodný jeví způsob a zařízení pro výrobu sazí, u kterých se zaváděním dodatečného proudu obsahujícího oxidační činidlo a/nebo uhlovodík do vytékajícího proudu zvětší struktura sazí vyrobených tímto způsobem, což lze ověřit měřením DBP absorpční hodnoty pro daný měrný povrch.
Způsob a zařízení podle vynálezu, které poskytují výše popsané výhody budou odborníkům v daném oboru blíže objasněny v následujícím popisu.
Přestože byl vynález popsán na obecných typech pecních reaktorů a na způsobech využívajících tyto reaktory, je zřejmé, že lze vynález použít i v případě dalších pecních reaktorů a způsobů, u kterých je výroba sazí založena na pyrolýze a/nebo nedokonalém spalování uhlovodíků.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je modulové zařízení pro výrobu sazí, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze spalovací zóny mající vstupní a výstupní konec a alespoň jeden vstup pro zavedení paliva a oxidačního činidla; zóny se zužujícím se průměrem mající vstupní konec a výstupní konec a sbíhající se od vstupního konce směrem k výstupnímu konci, přičemž vstupní konec zóny se zužujícím se průměrem je spojen s výstupním koncem spalovací zóny; přechodové zóny mající vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec přechodové zóny je spojen s výstupním koncem zóny se zužujícím se průměrem a přechodová zóna obsahuje alespoň jeden vstup pro zavedení suroviny poskytující saze; zařízení pro zavedení proudu tekutiny do reaktoru v axiálním směru vzhledem k proudění procesního proudu v reaktoru majícího vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec zařízení je spojen s výstupním koncem přechodové zóny; reakční zóny, která má počáteční zónu s rozšiřujícím se průměrem, vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec reakční zóny je spojen s výstupním koncem přechodové zóny; chladicí zóny mající vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec chladicí zóny je spojen s výstupním koncem reakční zóny, přičemž chladicí zóna zahrnuje alespoň jeden vstup pro
-2CZ 302086 B6 zavedení chladicí tekutiny; a zařízení pro oddělení a jímání sazí připojené k výstupnímu konci chladicí zóny.
Výhodně je zařízení pro zavedení proudu tekutiny do reaktoru v axiálním směru tvořeno prázd5 nou nádobou; alespoň jedním vstupním otvorem pro zavedení proudu tekutiny do vnitřku nádoby a výstupy z této nádoby tvořenými výstupními tryskami a výstupním prstencem pro odvedení proudu tekutiny z uvedené nádoby.
Výhodně je výstup tvořen výstupním prstencem, io
Výhodně je prázdná nádoba zařízení pro zavedení proudu tekutiny uspořádána radiálně vzhledem k výstupům z nádoby k vytvoření vystupujícího proudu tekutiny v podstatě prostého víření.
Předmětem vynálezu je rovně způsob výroby sazí ve výše definovaném zařízení, jehož podstata spočívá v tom, že se vytvoří proud spalin v prvním stupni reaktoru majících dostatečnou rychlost k průchodu následujícími stupni reaktoru a dostatečnou teplotu k pyrolýze suroviny poskytující saze; do spalin se ve druhém stupni reaktoru vstřikuje surovina poskytující saze za vzniku vystupujícího proudu obsahujícího saze a spaliny; načež se zavede proud tekutiny k obklopení vytékajícího proudu, přičemž proud tekutiny se zavádí v axiálním směru vzhledem k proudění vytékají20 čího proudu v místě za vstřikováním suroviny poskytující saze a takto obklopený vytékající proud se vede skrze alespoň část třetího stupně reaktoru; a produkované saze se ochladí, oddělí a jímají.
Výhodně se proud tekutiny zavádí tak, aby obklopil vytékající proud vstupující do třetího stupně reaktoru.
Výhodně se proud tekutiny zavádí s vířením.
Výhodně je proud tekutiny tvořen plynným proudem obsahující alespoň jednu plynnou složku ze souboru sestávajícího z oxidačního činidla, dusíku, vodíku uhlovodíkového materiálu a jejich směsí.
Výhodně je proud tekutiny tvořen zbytkovým plynem.
V následující části popisuje obklopení procesního proudu uváděno také jako zakrytí procesního proudu. Je tedy třeba tyto výrazové alternativy chápat jako zcela rovnocenné.
Výhodou vynálezu je, že způsob zavádění proudu tekutiny minimalizuje poškození ohnivzdorné vyzdívky, ke kterému zpravidla dochází při zavádění sekundárních proudů tekutin do reaktoru,
Další výhodou vynálezu je, že způsob pro výrobu sazí podle vynálezu lze použit k výrobě sazí, které mají vyšší strukturu, stanovenou na základě zvýšených DBP absorpčních hodnot, pro daný měrný povrch.
Další výhody vynálezu se stanou zřejmými po prostudování následujícího podrobného popisu vynálezu.
Stručný popis obrázků
Obr. 1 znázorňuje řez částí modulárního pecního reaktoru pro výrobu sazí podle jednoho provedení vynálezu;
Obr. 2a a 2b znázorňují provedení zařízení podle vynálezu pro zavádění proudu tekutiny do sazného reaktoru;
-3CZ 302086 Β6
Obr. 3 znázorňuje řez Částí modulárního pecního reaktoru pro výrobu sazí, který byl použit v níže popsaných příkladech provedení vynálezu.
Vynález poskytuje způsoby zakrytí plynného proudu v reaktoru, které zahrnují zavedení proudu tekutiny okolo vnějšího obvodu plynného proudu. Při výrobě sazí se proud tekutiny zavádí okolo vnějšího obvodu proudu plynných spalin a/nebo odtékajícího proudu. Proud tekutiny se výhodně zavádí v axiálním směru, přičemž axiálním směrem se označuje směr, který je v podstatě paralelní se směrem proudění plynného proudu. Proud tekutiny lze zavádět souproudým způsobem s prouděním plynného proudu nebo protiproudním způsobem. U výhodného provedení se proud tekutiny zavádí souproudým způsobem.
Vynález rovněž poskytuje způsoby výroby sazí, které zahrnují zavádění proudu tekutiny do plynného provozního proudu ve snaze zakrýt tento plynný provozní proud. U typického sazného reaktoru se zavádění provádí za místem vstřikování suroviny poskytující saze. Podle jednoho provedení vynálezu způsob výroby sazí zahrnuje zavedení proudu tekutiny, který zakryje provozní proud, po zavedení suroviny poskytující saze do tohoto provozního proudu.
Způsob podle vynálezu může zahrnovat zavedení proudu tekutiny v axiálním směru, přičemž axiální směr označuje směr, který je v podstatě paralelní s celkovým směrem proudění proudu plynných spalin a vytékajícího proudu v reaktoru. Tekutinu lze zavádět za nebo bez víření a souproudým nebo protiproudým způsobem.
U způsobu podle vynálezu je proudem zaváděné tekutiny výhodně plynný proud obsahující alespoň jednu z následujících složek: oxidační činidlo, dusík, vodík, uhlovodíkový materiál nebo jejich směsi. Výraz „oxidační činidlo“, jak je zde použit, označuje kompozici obsahující kyslík, například ve formě atmosférického vzduchu, vzduchu obohaceného kyslíkem, produkty spalování uhlovodíkových paliv a vzduchu a/nebo kyslíku, nebo směsi těchto proudů. Výrazem „uhlovodíkový materiál“, jak je zde použit, označuje kompozici obsahující uhlovodík, jakým je například uhlovodíkové palivo, plynný proud zahrnující nedokonale spálené uhlovodíkové palivo, například proud plynných spalin z procesu vyrábějícího saze, nebo směsi těchto proudů.
Vynález rovněž poskytuje zařízení pro realizaci způsobu podle vynálezu a zavádění proudu tekutiny axiálním způsobem. Zařízení podle vynálezu obsahuje dutou nádobu, výhodně dutý prstenec, vstup nebo vstupy pro zavádění proudu tekutiny do vnitřního prostoru nádoby a alespoň jeden výstup, který umožňuje proudu tekutiny vytékat z uvedené nádoby. Výstup může obsahovat prstenec nebo množinu prstenců, trysku nebo množinu trysek.
Vstup může být uspořádán radiálně neboli v axiálním směru, který je v podstatě paralelní s axiálním směrem výstupu, přičemž při tomto uspořádání nedochází k významnému víření vypouštěného proudu. Alternativně může být vstup uspořádán ve směru tangenciálním k axiálnímu směru výstupu a poskytovat tak výstupní proud s významnějším vířením. Nyní bude následovat podrobný popis způsobu a zařízení pro zavádění proudu tekutiny do sazného reaktoru v souvislosti se způsoby a zařízením podle vynálezu pro výrobu sazí.
Podle jednoho provedení způsobu podle vynálezu se proud tekutiny obsahující oxidační činidlo, dusík, vodík, uhlovodíkový materiál nebo jejich směsi zavede do vytékajícího proudu proudícího sazným reaktorem v axiálním směru. U jednoho provedení proud tekutiny zahrnuje atmosférický vzduch případně obohacený kyslíkem. U dalšího provedení obsahuje proud tekutiny průmyslový plynný proud obsahující uhlovodíky, vodík, oxid uhelnatý, oxid uhličitý a/nebo páru. Příkladem průmyslového plynného proudu je plyn odebíraný z paty sazného reaktoru.
-4CZ 302086 B6
Podle jednoho aspektu vynálezu způsob podle vynálezu pro výrobu sazí zahrnuje:
a) uvedení oxidačního činidla, primárního paliva a suroviny poskytující saze do reakce v reaktoru, za vzniku vytékajícího proudu obsahujícího saze a plynné spaliny;
b) vstřikování proudu tekutiny do vytékajícího proudu ve směru axiální ke směru proudění vytékajícího proudu proudícího reaktorem;
c) vedení získaného vytékajícího proudu reaktorem; a
d) ochlazení, separování a izolování sazného produktu, přičemž proud tekutiny obsahuje oxidační činidlo, dusík, vodík, uhlovodíkový materiál nebo jejich směsi. Zavedení proudu tekutiny má zpravidla výhodně za následek výrobu sazí se zvýšenou strukturou, viz. zvýšená DBP absorpční hodnota pro dané I2No (jodové číslo měrného povrchu) v porovnání se sazemi vyrobenými za použití podobných provozních podmínek a za absence zavádění proudu tekutiny.
Způsob podle vynálezu lze výhodně provádět v modulárním typu sazného reaktoru, který obsahuje alespoň tři stupně. Způsob podle vynálezu pro výrobu sazí prováděný na tomto typu reaktoru zahrnuje:
vytvoření proudu plynných spalin v prvním stupni reaktoru, který má dostatečnou rychlost pro proudění následujícími stupni reaktoru a teplotu dostatečnou pro pyrolýzu suroviny poskytující saze;
vstřikování suroviny poskytující saze do plynných spalin ve druhém stupni reaktoru za vzniku vytékajícího proudu tvořeného plynnými spalinami a sazemi;
zavedení proudu tekutiny ve směru axiálním k proudění vytékajícího proudu za místem vstřikování suroviny poskytující saze, přičemž získaný vytékající proud je veden třetím stupně reaktoru; a ochlazení, separaci a izolaci sazného produktu.
Proud tekutiny se výhodně zavádí do třetího stupně reaktoru, nicméně odborníkovi v daném oboru je zřejmé, že proud tekutiny lze zavádět v libovolném místě následujícím za místem zavádění suroviny poskytující saze.
Proud tekutiny může obsahovat oxidační činidlo, dusík, vodík, uhlovodíkový materiál nebo jejich směsi. Zavedení proudu tekutiny výhodně vede k získání sazí majících zvýšenou strukturu, viz. zvýšená DBP absorpční hodnota, pro dané I2No (jodové číslo) v porovnání se sazemi vyrobenými za použití podobných provozních podmínek a za absence zavádění proudu tekutiny.
U „stupňového“ neboli „modulárního“ reaktoru je kapalné nebo plynné palivo uváděno do reakce s oxidačním činidlem, výhodně vzduchem, v prvním stupni reaktoru za vzniku horkých plynných spalin. Tento stupeň je výhodně označován jako „hořákový“ stupeň, spalovací stupeň a/nebo spalovací zóna reaktoru.
Horké plynné spaliny jsou vedeny z prvního stupně dále do dalšího stupně nebo stupňů reaktoru. Kromě spalovacího stupně reaktor zpravidla zahrnuje alespoň stupeň pro vstřikování suroviny poskytující saze a reakční stupeň. Stupeň pro vstřikování suroviny poskytující saze lze umístit mezi první „neboli spalovací“ stupeň a reakční stupeň a obsahuje škrticí prvek neboli zónu s omezeným průměrem, jejíž průřez je menší než průřez spalovacího stupně nebo reakčního
-5CZ 302086 B6 stupně. Zóna s omezeným průměrem je odborníkům v daném oboru známa rovněž jako přechodová zóna.
Při výrobě sazí se uhlovodíková surovina vstřikuje v jednom nebo v několika místech do dráhy proudu horkých plynných spalin proudícího stupněm pro vstřikování suroviny poskytující saze. Surovinu poskytující saze lze vstřikovat do dráhy horkých plynných spalin před, za a/nebo v zóně s omezeným průměrem. Uhlovodíková surovina může mít formu kapaliny, plynu nebo páiy a může být stejná jako palivo použité pro získání proudu plynných spalin nebo odlišná. Uhlovodíkovou surovinou je zpravidla uhlovodíkový olej nebo zemní plyn. Nicméně v daném oboru jsou známy i další uhlovodíkové suroviny, například acetylen.
Po zavedení suroviny poskytující saze se tato surovina vmíchá, atomizuje a odpařuje do proudu plynných spalin. Směs plynných spalin a odpařená surovina poskytující saze se následně zavedou do stupně reaktoru, který se označuje jako reakční stupeň. Ačkoliv pyrolýza začíná již po vstříknutí suroviny poskytující saze do proudu plynných spalin, k jejímu dokončení a konverzi odpařené uhlovodíkové suroviny na primární sazné částice a agregáty dochází až v reakčním stupni. Doba, kterou surovina poskytující saze, plynné spaliny a vytvořené saze stráví v reakční zóně reaktoru, je dostatečná pro vytvoření sazí s požadovanými vlastnostmi. Směs plynných spalin a sazí v reakční zóně reaktoru bude dále označována pouze jako vytékající proud. Po vytvoření sazí s požadovanými vlastnostmi se ve snaze zastavit hlavní reakce sníží teplota vytékajícího proudu. Toto snižování teploty vytékajícího proudu, které má zastavit všechny hlavní reakce, lze realizovat libovolným známým způsobem, například vstřikováním chladicí tekutiny do vytékajícího proudu. Jak je odborníkům v daném oboru známo, hlavní reakce se zastaví potom, co vyrobené saze získají požadované vlastnosti, což se určí odebráním vzorků sazí a testování jejich analytických vlastností. Po zastavení reakcí se vytékající proud dostatečně ochladí za použití libovolných známých prostředků a zpravidla se vede přes vakový filtr nebo jiný separační systém pro jímání sazí.
U obou typů způsobu pro výrobu sazí a sazných reaktorů a u dalších známých reaktorů a způsobů mají horké plynné spaliny teplotu dostatečnou pro účinnou pyrolýzu uhlovodíkové suroviny vstřikované do proudu plynných spalin. Teplota proudu plynných spalin před vstřikováním suroviny poskytující saze zpravidla dosahuje alespoň 1315 °C. Po vstřikování suroviny poskytující saze se teplota provozního proudu zvýší a může dosahovat teplotu 1648 °C nebo i vyšší teploty. Z důvodů těchto teplot a v důsledku tepla generovaného při výrobě sazí musí reaktor pro výrobu sazí obsahovat ohnivzdornou vyzdívku vyrobenou z ohnivzdorných materiálů, které jsou schopny odolávat vysokým teplotám.
Způsob výroby sazí podle vynálezu zahrnuje prostředek pro zakrytí vytékajícího proudu, který prochází alespoň částí reaktoru. Způsob podle vynálezu může při použití modulárního sazného reaktoru zahrnovat:
vytvoření proudu plynných spalin v prvním stupni reaktoru, který má dostatečnou rychlost pro proudění následujícími stupni reaktoru a teplotu dostatečnou pro pyrolýzu suroviny poskytující saze;
vstřikování suroviny poskytující saze do plynných spalin ve druhém stupni reaktoru za vzniku vytékajícího proudu tvořeného plynnými spalinami a sazemi;
zakrytí vytékajícího proudu, který opouští druhý stupeň reaktoru, přičemž zakrytý vytékající proud je veden třetím stupněm reaktoru; a ochlazení, separaci a izolaci sazného produktu.
Krok, ve kterém se provádí zakrytí vytékajícího proudu, bude výhodně odklánět vytékající proud od stěn třetího stupně reaktoru, alespoň v místě počátečního zakrytí. Prostředek pro zakrytí vyté-6CZ 302086 B6 kajícího proudu může zahrnovat zavedení proudu tekutiny ve směru axiálním k proudění vytékajícího proudu, tak aby obalil vytékající proud opouštějící druhý stupeň reaktoru.
Obr. 1 znázorňuje řez typem reaktoru, ve kterém lze realizovat způsob podle vynálezu. Způsob podle vynálezu nevyžaduje žádnou modifikaci sazného reaktoru, kromě poskytnutí prostředku pro vstřikování proudu obsahujícího oxidační činidlo a lze ho tedy realizovat v různých typech sazných reaktor, například v reaktorech diskutovaných v části označené dosavadní stav techniky. Jedno provedení modulárního zařízení pro výrobu sazí podle vynálezu zahrnuje:
spalovací zónu mající vstupní a výstupní konec a alespoň jeden vstup pro zavádění paliva a oxidačního činidla;
zónu se zužujícím se průměrem mající vstupní a výstupní konec a zužující se od vstupního konce směrem k výstupnímu konci, přičemž vstupní konec je spojen s výstupním koncem spalovací zóny;
přechodovou zónu mající vstupní a výstupní konec, přičemž vstupní konec je spojen s výstupním koncem zóny se zužujícím se průměrem a přechodová zóna zahrnuje alespoň jeden vstup pro zavádění suroviny poskytující saze;
zařízení pro zavádění proudu tekutiny do reaktoru ve směru axiálním ku směru proudění provozního proudu v reaktoru, přičemž toto zařízení má vstupní a výstupní konec a vstupní konec je propojen s výstupním koncem přechodové zóny;
reakční zónu mající vstupní a výstupní konec, přičemž vstupní konec je spojen s výstupním koncem přechodové zóny nebo zón;
chladicí zónu mající vstupní a výstupní konec, přičemž vstupní konec je propojen s výstupním koncem reakční zóny a chladicí zóna zahrnuje alespoň jeden vstup pro zavádění chladicí tekutiny; a zařízení pro separaci a jímání sazí propojené s výstupním koncem chladicí zóny nebo zón.
Zařízení pro zavádění proudu tekutiny do reaktoru v axiálním směru může obsahovat dutou nádobu; alespoň jeden vstup, výhodně množinu vstupů pro zavádění proudu tekutiny do vnitřního prostoru nádoby a výstup pro odvádění proudu tekutiny z této nádoby. Výstup může obsahovat prstenec, množinu prstenců, trysku nebo množinu trysek. Vstup (vstupy) do duté nádoby mohou být uspořádány radiálně neboli v axiálním směru, který je v podstatě paralelní s axiálním směrem výstupu a poskytuje vytékající proud tekutiny bez významnějšího zvíření. Alternativně může být vstup (vstupy) do duté nádoby uspořádán ve směru tangenciálním k axiálnímu směru výstupu a poskytovat tak vytékající proud tekutiny, který je významněji zvířen.
Obr. 1 znázorňuje řez modulárním neboli stupňovitým pecním reaktorem pro výrobu sazí, který je popsán v patentu US 3 922 335. Obr. 1 ukazuje pecní reaktor 2 mající první stupeň obsahující zónu ϋ se zužujícím se průměrem, druhý stupeň tvořený přechodovou zónou 12 a třetí stupeň tvořený reakční zónou 18. Surovina 30 poskytující saze je vstřikována do přechodové zóny Γ2 pecního reaktoru 2 v místech 32 pro vstřikování suroviny 30 poskytující saze. Vstup 40 pro zavedení chladicí tekutiny (50) se nachází v místě 42 chladicí zóny 39.
Zařízení 70 pro zavádění proudu tekutiny podle vynálezu se nachází za místem 32 pro vstřikování suroviny poskytující saze. Zařízení 70 pro zavedení proudu tekutiny obsahuje vstupní otvory 71 a výstupní prstenec 73 pro zavádění proudu tekutiny v axiálním směru do reakční zóny 18. U znázorněného provedení jsou vstupní otvory 71 uspořádány v podstatě paralelně s výstupním
-7CZ 302086 B6 prstencem 73 a tak umožňuji zavádět proud tekutiny do pecního reaktoru 2 bez zvíření tohoto proudu.
Obr. 2a a 2b znázorňují provedení zařízení 70 pro zavádění proudu tekutiny podle vynálezu. Obr. 2a znázorňuje koncový pohled najedno provedení zařízení 70 pro zavádění proudu tekutiny do reaktoru. Tento pohled ukazuje konec zařízení zahrnující výstupní prstenec 73. U provedení znázorněného na obr. 2 jsou vstupní otvory 71 uspořádány tangenciálně k výstupnímu prstenci 73. V důsledku tohoto uspořádání bude prstenec zavádět do reaktoru proud tekutiny, který bude výrazně zvířen.
Obr. 2b znázorňuje koncový pohled na alternativní provedení zařízení 70 pro zavádění proudu tekutiny do reaktoru podle vynálezu. Tento pohled ukazuje koncovou část zařízení opatřenou množinou výstupních trysek 72. Ό provedení znázorněného na obr. 2 jsou vstupní otvory 71 uspořádány tangenciálně k výstupním tryskám 72. Výsledkem tohoto uspořádání je, že výstupní trysky 72 budou do reaktoru zavádět proud zvířené tekutiny. Současně s tímto uspořádáním nebo alternativně mohou být výstupní otvoiy výstupních trysek 72 uspořádány tak, aby vyvolaly zvíření proudu tekutiny.
Obr. 3 znázorňuje alternativní provedení modulárního sazného reaktoru pro provádění způsobu podle vynálezu. Reaktor, jehož uspořádání je znázorněno na obr. 3, se použil v následujících příkladech.
Obr. 3 znázorňuje reaktor 3 pro výrobu sazí, který má spalovací zónu 10, zónu 11 se zužuj ícím se průměrem a krokovými zlomy, přechodovou zónu 12 pro vstřikování suroviny poskytující saze a reakční zónu 18. Surovina 30 poskytující sázeje vstřikována do přechodové zóny 12 v místě 32 pro vstřikování suroviny poskytující saze. Vstup 40 pro zavedení chladicí tekutiny se nachází v místě 42 pro zavádění chladicí tekutiny 50 do reaktoru 3, které se nachází v chladicí zóně (39).
Průměr spalovací zóny H) v místě s konstantním průměrem je na obr. 3 označen jako D-l. Průměr zóny 11, se zužujícím se průměrem v místě, kde se uvedené zúžení krokově láme, je označen jako D-2 a průměr přechodové zóny 12 reaktoru 3 je označen jako D-3. Délka spalovací zóny 10 až k bodu, kde začíná zóna 11 se zužujícím se průměrem, je označena jako L-l. Délka zóny jj. se zužujícím se průměrem až k místu zlomu je označena jako L-2 a od tohoto místa zlomu až k počátku přechodové zóny 12 je označena jako L-3. Celková délka přechodové zóny 12 je označena jako L-4. Vzdálenost mezi koncem zóny ΐ 1. se zužujícím se průměrem a místem 32 pro vstřikování suroviny poskytující sázeje označena jako F.
Reaktor 3 zahrnuje zařízení 70 pro zavedení proudu tekutiny podle vynálezu, které se nachází za místem 32 pro vstřikování suroviny poskytující saze. Zařízení 70 zahrnuje vstupní otvory 71 a výstupní prstenec 73, což je patrné z obr. 2a, pro zavádění proudu tekutiny v axiálním směru do reakční zóny J_8. U znázorněného provedení jsou vstupní otvory 71 uspořádány radiálně k výstupnímu prstenci 73 a umožňují tak do reaktoru zavádět nezvírený proud tekutiny. Rozměry zařízení 10 jsou označeny jako L-5 a L-6.
U reaktoru znázorněného na obr. 3 má vstup reakční zóny 18 reaktoru 3 počáteční zónu 39 s rozšiřujícím se průměrem, načež následuje stupňovitá zóna 20, zóna 21 s rostoucím průměrem a následně první zóna 22 s konstantním průměrem. Po zóně 23, která má konstantní průměr a vzhledem k první zóně 22 s konstantním průměrem je úhlově posunuta, následuje druhá zóna 24 s konstantním průměrem.
D-4 označuje vnitřní průměr výstupní trysky 72 použité při zavádění proudu tekutiny do reaktoru. D-5 označuje vnější průměr výstupního prstence 73. Průměr počáteční zóny 19 s rozšiřujícím se průměrem je v jejím nejširším místě označen jako D-6 a délka této počáteční zóny 19 je označena jako L-7. Průměr zóny 21 s rostoucím průměrem je v jejím nejužším místě označen jako D-8CZ 302086 B6 a délka této zóny 21 s rostoucím průměrem je označena jako L-8. Průměr první zóny 22 s konstantním průměrem je označen jako D-8 a délka této první zóny 22 je označena jako L-9.
Délka zóny 23 je označena jako L-10. Snížení v homí části reaktoru mezi první zónou 22 s rostoucím průměrem a druhou zónou 24 s konstantním průměrem je označeno jako H-l a snížení v dolní části reaktoru mezi první zónou 22 s konstantním průměrem a druhou zónou 24 s konstantním průměrem je označeno jako H-2. Průměr druhé zóny 24 s konstantním průměrem je označen jako D-9.
Vzdálenost od začátku reakční zóny 18 reaktoru k místu 42, kde se zavádí chladicí tekutina 50 je označena jako Q.
Při použití reaktoru znázorněného na obr. 1 nebo obr. 3 pro výrobu sazí se horké plynné spaliny generují ve spalovací zóně 10 reaktoru uvedením kapalného nebo plynného paliva do kontaktu s proudem vhodného oxidačního činidla, jakým je například vzduch, kyslík, směs vzduchu a kyslíku apod. Mezi paliva, která jsou vhodná pro uvedení do kontaktu s proudem oxidačního činidla ve spalovací zóně a pro generování horkých plynných spalin, lze zahrnout libovolné snadno spalitelné plyny, páry nebo kapaliny, jakými jsou například zemní plyn, vodík, oxid uhelnatý, methan, acetylen, alkoholy nebo kerosen. Nicméně je zpravidla výhodné použít paliva, která obsahují vysoký obsah složek obsahujících uhlík, a zejména paliva s vysokým obsahem uhlovodíků. Poměr vzduchu ku palivu se liší v závislosti na typu použitého paliva. Pokud se pro výrobu sazí podle vynálezu použije zemní plyn, potom se poměr vzduchu ku palivu může pohybovat přibližně od 10:1 do 100:1. Generování horkých plynných spalin lze usnadnit předehřátím proudu oxidačního činidla.
Proud horkých spalin proudí ze spalovací zóny 10 přes zónu H. se zužujícím se průměrem do přechodové zóny 12 a následně do reakční zóny 18 reaktoru. Směr proudění horkých plynných spalin je na obr. 1 a obr. 3 označen šipkou. Surovina 30 poskytující saze se zavádí v místě 32 pro vstřikování suroviny poskytující saze. Vzdálenost od konce zóny 11 se zužujícím se průměrem k místu 32 pro vstřikování uvedené suroviny je označena jako F. Ve zde popsaných příkladech se surovina 30 poskytující saze vstřikuje do vnitřního prostoru proudu horkých plynných spalin ve formě množiny prudkých vstřiků, které pronikají do tohoto vnitřního prostoru. Tímto způsobem se zajistí účinné a rychlé promíchání horkých plynných spalin se surovinou poskytující saze, které vede k rychlému a úplnému rozkladu suroviny poskytujíc saze a její převedení na sazné částice a sazné agregáty.
Vhodnou surovinou pro použití v rámci vynálezu jsou uhlovodíkové suroviny poskytující saze, které jsou za podmínek vytvořených v reaktoru snadno těkavé a které zahrnují nenasycené uhlovodíky, jakými jsou například acetylen; olefiny, například ethylen, propylen, butylen; aromatické uhlovodíky, jakými jsou například benzen, toluen a xylen; určité nasycené uhlovodíky; a těkavé uhlovodíky, jakými jsou například kerosen, naftaleny, terpeny, ethylenový dehet, aromatické cyklické suroviny apod.
Směs suroviny 30 poskytující saze a horkých plynných spalin proudí z přechodové zóny 12 reaktoru do reakční zóny Í8 reaktoru. Proud tekutiny obsahující oxidační činidlo, dusík, vodík, uhlovodíkový materiál nebojejich směsi, se zavádí do reakčního proudu v axiálním směru pomocí zařízení 70 pro zavádění proudu tekutiny a výstupním prstencem 73 na vstup do reakční zóny 18 reaktoru. Proud tekutiny je zaváděn pod dostatečným tlakem, aby pronikl do vnitřního prostoru reakční zóny 18 reaktoru.
Vstup 40 pro zavedení chladicí tekutiny 50 se nachází v místě 42 chladicí zóny 39, přičemž tato chladicí tekutina 50 slouží k zastavení reakce ve vytékajícím proudu. Při provádění způsobu podle vynálezu je vstup 40 pro zavedení chladicí tekutiny 50 umístěn v místě 42, takže dráha vytékajícího proudu, na které probíhají reakce vedoucí k vytvoření sazí s požadovanými vlastnostmi je
-9CZ 302086 B6 dostatečně dlouhá. Q, které označuje vzdálenost mezi začátkem reakční zóny 18 a místem 42 pro zavádění chladicí tekutiny, se mění podle polohy chlazení.
Po ochlazení směsi horkých plynných spalin a suroviny poskytující saze se ochlazené plyny 5 vedou do libovolného konvenčního chladicího a separačního zařízení, ve kterém se saze izolují.
Separace sazí z plynného proudu se zpravidla realizuje pomocí běžných prostředků, jakými jsou například precipitátor, cyklonový separátor nebo vakový filtr. V závěrečném kroku lze, nikoliv nezbytně, použít některé prostředky pro zhuštění, například pro peletizaci, a pro vysušení.
io Znaky a výhody vynálezu budou dále vyzdviženy pomocí následujících příkladů.
Pro stanovení a hodnocení analytických vlastnosti sazí vyrobených v následujících příkladech se použily následující testovací postupy. Jodové číslo (I2No) sazí se určilo podle ASTM testovací metody D1510. DBP (dibutylftalátové absorpční číslo) sazných pelet se určilo metodou popsanou v standardní normě ASTM D3493-86.
Příklady provedení vynálezu
Pro experimenty se použil výše popsaný výrobní způsob a reaktor znázorněný na obr. 3, jehož geometrie bude popsána níže. Ve všech případech byl primárním palivem pro spalovací reakci zemní plyn dodávaný do výrobního procesu generujícího saze při teplotě okolí tj. přibližně 147 °C. Kapalnými surovinami poskytujícími saze, které se použily ve všech příkladech, byly komerčně dostupné uhlovodíkové směsi.
Proud tekutiny obsahující spalovací vzduch se zaváděl zařízením 70 pro zavádění proudu tekutiny a výstupním prstencem 73 bez zvíření. Geometrie reaktoru a provozní podmínky jednotlivých běhů byly následující:
Příklad 1 2
D-l, cm 19,0 19,0
D-2, cm 14,0 14,0
D-3, cm 10, 9 10,9
D-4, cm 15,2 15,2
D-5, cm 18,7 18,7
D-6, cm 33,3 33,3
D-7, cm 76,2 76,2
D-8, cm 91,4 91,4
D-9, cm 68,6 68,6
L-l, cm 61,0 61,0
L-2, cm 30,5 30,5
L-3, cm 14,0 14,0
L-4, cm 27,6 27,6
- 10CZ 302086 Bó
L-5, cm 1,9 1,9
L-6, cm 5,0 5,0
L-7, cm 7,6 7,6
L-8, cm 7,6 7,6
L-9, cm 621,0 621,0
L-10, cm 61,0 61,0
H-l, CM 34,3 34,3
H-2, CM 11, 4 11,4
F, cm 2,5 2,5
Q, m 10,7 10,7
Místo 32, hrot číslo a rozměr, mm 6x1,32 6x1,78
Průtok suroviny, kg/h-1 677 728
Teplota suroviny °C 176 179
K + přidání, mg/1 suroviny 8 8
Celkový vzduch, nm3. h 1870 1879
Primární spalovací vzduch, nm3.h 1832 1315
Primární spalovací vzduch, teplota, eC 402 402
Primární zemní plyn, nm3.h 76 54
Primární zemní plyn, teplota °C 15 15
Poměr vzduch/zemní plyn 9,85 9,85
Vstřikovaná tekutina, nm3.h 38 564
Poměr vyváženosti hořáku 0,40 0,40
Celkový poměr vyváženosti 4,00 4,18
% Axiální vzduch 2 30
- 11 CZ 302086 B6
Vlastnosti sazí Příklad 1 Příklad 2
X2N0, m2/g 30,1 30,0
DBP, cm3/100 g 68 74,6
Příklady l a 2 ilustrují vliv dodatečně přidaného proudu tekutiny na strukturu sazí vyrobených způsobem podle vynálezu, viz DEP hodnoty sazí. Jak ukazuje příklad 2, zvýšení průtoku přidá5 vane tekutiny do třetího stupně 18 reaktoru má za následek získání sazí, jejichž DEP hodnota je přibližně o 10 % vyšší než DEP hodnota sazí z příkladu 1.
Na závěr je třeba poznamenat, že výše uvedená příkladná provedení vynálezu mají pouze ilustrativní charakter a nikterak neomezují rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen přiloženými io patentovými nároky.

Claims (9)

15 PATENTOVÉ NÁROKY
1. Modulové zařízení pro výrobu sazí, vyznačené tím, že sestává ze:
20 spalovací zóny (10) mající vstupní a výstupní konec a alespoň jeden vstup pro zavedení paliva a oxidačního činidla;
zóny (ll) se zužujícím se průměrem mající vstupní konec a výstupní konec a sbíhající se od vstupního konce směrem k výstupnímu konci, přičemž vstupní konec zóny (11) se zužujícím se
25 průměrem je spojen s výstupním koncem spalovací zóny (10);
přechodové zóny (12) mající vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec přechodové zóny (12) je spojen s výstupním koncem zóny (11) se zužujícím se průměrem a přechodová zóna (12) obsahuje alespoň jeden vstup pro zavedení suroviny poskytující saze;
zařízení (70) pro zavedení proudu tekutiny do reaktoru v axiálním směru vzhledem k proudění procesního proudu v reaktoru majícího vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec zařízení (70) je spojen s výstupním koncem přechodové zóny (12);
35 reakční zóny (18), která má počáteční zónu (19) s rozšiřujícím se průměrem, vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec reakční zóny (18) je spojen s výstupním koncem přechodové zóny (12);
chladicí zóny (39) mající vstupní konec a výstupní konec, přičemž vstupní konec chladicí zóny
40 (39) je spojen s výstupním koncem reakční zóny (18), přičemž chladicí zóna (39) zahrnuje alespoň jeden vstup (40) pro zavedení chladicí tekutiny (50); a zařízení pro oddělení a jímání sazí připojené k výstupnímu konci chladicí zóny (39).
45
2. Modulové zařízení pro výrobu sazí podle nároku 1, vyznačené tím, že zařízení (70) pro zavedení proudu tekutiny do reaktoru v axiálním směruje tvořeno prázdnou nádobou;
alespoň jedním vstupním otvorem (71) pro zavedení proudu tekutiny do vnitřku nádoby a výstupy z této nádoby tvořenými výstupními tryskami (72) a výstupním prstencem (73) pro
50 odvedení proudu tekutiny z uvedené nádoby.
- 12CZ 302086 B6
3. Modulové zařízení pro výrobu sazí podle nároku 2, vyznačené tím, že výstup je tvořen výstupním prstencem (73).
4. Modulové zařízení pro výrobu sazí podle nároku 2nebo3, vyznačené tím, že
5 prázdná nádoba zařízení (70) pro zavedení proudu tekutiny je uspořádána radiálně vzhledem k výstupům z nádoby k vytvoření vystupujícího proudu tekutiny v podstatě prostého víření.
5. Způsob výroby sazí v zařízení podle nároku 1, vyznačený tím, že se vytvoří proud spalin v prvním stupni reaktoru majících dostatečnou rychlost k průchodu následujícími stupni i o reaktoru a dostatečnou teplotu k pyrolýze suroviny poskytující saze;
do spalin se ve druhém stupni reaktoru vstřikuje surovina poskytující saze za vzniku vystupujícího proudu obsahujícího saze a spaliny;
15 načež se zavede proud tekutiny k obklopení vytékajícího proudu, přičemž proud tekutiny se zavádí v axiálním směru vzhledem k proudění vytékajícího proudu v místě za vstřikováním suroviny poskytující saze a takto obklopený vytékající proud se vede skrze alespoň část třetího stupně reaktoru; a
20 produkované saze se ochladí, oddělí a jímají.
6. Způsob podle nároku 5, vyznačený tím, že se proud tekutiny zavádí tak, aby obklopil vytékající proud vstupující do třetího stupně reaktoru.
25
7. Způsob podle nároku 5 nebo6, vyznačený tím, že proud tekutiny se zavádí s vířením.
8. Způsob podle některého z nároků 5až7, vyznačený tím, že proud tekutiny je tvořen plynným proudem obsahující alespoň jednu plynnou složku ze souboru sestávajícího z oxi30 dačního činidla, dusíku, vodíku uhlovodíkového materiálu ajejich směsí.
9. Způsob podle některého z nároků 5až8, vyznačený tím, že proud tekutiny je tvořen zbytkovým plynem.
CZ20004596A 1998-06-09 1999-06-09 Modulové zarízení pro výrobu sazí a zpusob výroby sazí provádený v tomto zarízení CZ302086B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8862098P 1998-06-09 1998-06-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ20004596A3 CZ20004596A3 (cs) 2001-12-12
CZ302086B6 true CZ302086B6 (cs) 2010-10-06

Family

ID=22212429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20004596A CZ302086B6 (cs) 1998-06-09 1999-06-09 Modulové zarízení pro výrobu sazí a zpusob výroby sazí provádený v tomto zarízení

Country Status (17)

Country Link
US (3) US6926877B2 (cs)
EP (1) EP1093493B1 (cs)
JP (1) JP4444503B2 (cs)
KR (1) KR100602542B1 (cs)
CN (1) CN1234779C (cs)
AT (1) ATE302240T1 (cs)
AU (1) AU745184B2 (cs)
BR (1) BR9910974A (cs)
CA (1) CA2334624C (cs)
CZ (1) CZ302086B6 (cs)
DE (1) DE69926755T2 (cs)
ES (1) ES2247808T3 (cs)
HU (1) HU226310B1 (cs)
MX (1) MXPA00012137A (cs)
PL (1) PL197999B1 (cs)
TR (1) TR200100306T2 (cs)
WO (1) WO1999064522A1 (cs)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BR9910974A (pt) * 1998-06-09 2001-12-11 Cabot Corp Processo e aparelho para produção de negro defumo
CN1798967A (zh) * 2003-04-01 2006-07-05 卡伯特公司 规定或识别粒状材料的方法
MY142221A (en) * 2005-04-06 2010-11-15 Cabot Corp Method to produce hydrogen or synthesis gas
EP2087046B2 (en) * 2006-11-07 2023-10-18 Cabot Corporation Carbon blacks having low pah amounts and methods of making same
WO2008133888A1 (en) * 2007-04-24 2008-11-06 Cabot Corporation Low structure carbon black and method of making same
CZ309405B6 (cs) 2010-02-19 2022-11-30 Cabot Corporation Způsob výroby sazí a zařízení k provádění tohoto způsobu
CN101831205B (zh) * 2010-04-30 2012-05-30 曲靖众一精细化工股份有限公司 炭黑原料油相对无氧状态生产炭黑的方法
US9175150B2 (en) 2012-03-02 2015-11-03 Cabot Corporation Modified carbon blacks having low PAH amounts and elastomers containing the same
CZ309755B6 (cs) * 2013-03-15 2023-09-20 Cabot Corporation Způsob výroby tuhy
DE112014001444B4 (de) * 2013-03-15 2022-03-24 Cabot Corporation Verfahren zum Herstellen von Ruß unter Verwenden eines Extenderfluids
US20140328729A1 (en) 2013-05-06 2014-11-06 Liang-Yuh Chen Apparatus for Preparing a Material of a Battery Cell
US11376559B2 (en) * 2019-06-28 2022-07-05 eJoule, Inc. Processing system and method for producing a particulate material
US11121354B2 (en) 2019-06-28 2021-09-14 eJoule, Inc. System with power jet modules and method thereof
CN119657060A (zh) 2019-06-28 2025-03-21 壹久公司 具有辅助气体流的处理系统与方法
KR102445183B1 (ko) 2022-05-19 2022-09-19 장대연 쿨링 기능을 갖는 카본블랙 반응로
CN120603904A (zh) 2023-01-25 2025-09-05 卡博特公司 具有锶和/或钡添加剂的炭黑及其制备方法
KR20250057490A (ko) 2023-10-20 2025-04-29 장대연 쿨링 기능을 갖는 카본블랙 반응로

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206192A (en) * 1977-11-03 1980-06-03 Phillips Petroleum Company Method for producing carbon black
US4272487A (en) * 1978-11-03 1981-06-09 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor with inner and outer hot combustion gas entries providing protective blanket and extra hot gases for conversion of feed
US5190739A (en) * 1991-02-27 1993-03-02 Cabot Corporation Production of carbon blacks

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2564700A (en) * 1947-04-25 1951-08-21 Phillips Petroleum Co Production of carbon black
US2785964A (en) 1953-08-17 1957-03-19 Phillips Petroleum Co Process, apparatus, and system for producing, agglomerating, and collecting carbon black
US3401020A (en) 1964-11-25 1968-09-10 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for the production of carbon black
USRE28974E (en) 1967-01-03 1976-09-21 Cabot Corporation Process for making carbon black
US3607058A (en) 1968-11-15 1971-09-21 Continental Carbon Co Apparatus and process for producing carbon black
US3887690A (en) 1968-11-15 1975-06-03 Continental Carbon Co Process for producing carbon black
US3761577A (en) 1971-07-06 1973-09-25 Continental Carbon Co Secondary combustion process and apparatus for the manufacture of carbon black
AU5910773A (en) 1972-08-23 1975-02-13 Uncle Ben S Australia Pty Treatment of meat products
US3922335A (en) 1974-02-25 1975-11-25 Cabot Corp Process for producing carbon black
GB1530315A (en) * 1975-10-06 1978-10-25 Thagard Technology Co Fluid-wall reactors and their utilization in high temperature chemical reaction processes
US4105750A (en) 1976-06-16 1978-08-08 Cabot Corporation Production of carbon blacks
US4664901A (en) * 1985-03-04 1987-05-12 Phillips Petroleum Company Process for producing carbon black
US5324486A (en) * 1986-02-02 1994-06-28 Gaetano Russo Hydrocarbon cracking apparatus
JP3535157B2 (ja) 1992-03-05 2004-06-07 キャボット コーポレイション カーボンブラックの製造方法と新規なカーボンブラック
US5851945A (en) * 1997-02-07 1998-12-22 Exxon Chemical Patents Inc. Olefin polymerization catalyst compositions comprising group 5 transition metal compounds stabilized in their highest metal oxidation state
US5904762A (en) * 1997-04-18 1999-05-18 Cabot Corporation Method of making a multi-phase aggregate using a multi-stage process
BR9910974A (pt) * 1998-06-09 2001-12-11 Cabot Corp Processo e aparelho para produção de negro defumo

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4206192A (en) * 1977-11-03 1980-06-03 Phillips Petroleum Company Method for producing carbon black
US4272487A (en) * 1978-11-03 1981-06-09 Phillips Petroleum Company Carbon black reactor with inner and outer hot combustion gas entries providing protective blanket and extra hot gases for conversion of feed
US5190739A (en) * 1991-02-27 1993-03-02 Cabot Corporation Production of carbon blacks

Also Published As

Publication number Publication date
EP1093493A1 (en) 2001-04-25
HU226310B1 (en) 2008-08-28
ES2247808T3 (es) 2006-03-01
JP4444503B2 (ja) 2010-03-31
ATE302240T1 (de) 2005-09-15
HUP0102181A2 (hu) 2001-10-28
CN1312841A (zh) 2001-09-12
DE69926755D1 (de) 2005-09-22
MXPA00012137A (es) 2005-09-21
AU4431499A (en) 1999-12-30
PL344598A1 (en) 2001-11-05
EP1093493B1 (en) 2005-08-17
CN1234779C (zh) 2006-01-04
HUP0102181A3 (en) 2002-10-28
PL197999B1 (pl) 2008-05-30
DE69926755T2 (de) 2006-06-29
KR20010052727A (ko) 2001-06-25
CA2334624C (en) 2010-10-05
KR100602542B1 (ko) 2006-07-20
BR9910974A (pt) 2001-12-11
CA2334624A1 (en) 1999-12-16
US6926877B2 (en) 2005-08-09
CZ20004596A3 (cs) 2001-12-12
AU745184B2 (en) 2002-03-14
TR200100306T2 (tr) 2001-07-23
JP2002517590A (ja) 2002-06-18
US20080031786A1 (en) 2008-02-07
WO1999064522A1 (en) 1999-12-16
US20010026786A1 (en) 2001-10-04
US20050019246A1 (en) 2005-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20080031786A1 (en) Process and Apparatus For Producing Carbon Black
RU2146273C1 (ru) Способ получения газовой сажи и устройство для его осуществления
JP5775106B2 (ja) カーボンブラック製品の製造法
US20070104636A1 (en) Carbon black and multi-stage process for making same
US2702743A (en) Method and apparatus for preheating gaseous and vaporous reagents in powdered fuel gasification
US2920945A (en) Processes for the production of combustible gases
EP1593714A1 (en) Process and apparatus for producing carbon blacks
US3475125A (en) Production of carbon black
JPS6233260B2 (cs)
US4859426A (en) Apparatus for producing carbon black

Legal Events

Date Code Title Description
MK4A Patent expired

Effective date: 20190609