DE1592864B2 - Verfahren zur Herstellung von Furnaceruß - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von FurnacerußInfo
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Description
3 4
düse eingesetzt werden. Diese Hohlkegeldüsen sind Temperatur des sauerstoffhaltigen Mediums in Rich-
keineswegs in kontinuierlichen Abstufungen erhältlich, tung auf hohen Modul 300 und hohe ölabsorption.
so daß eine lückenlose Variierung des Sprühwinkels Umgekehrt unterstützt hoher Gaseinsatz entsprechend
ausscheidet. Weiterhin kann sich der Sprühwinkel hohem Gas-Öl-Verhältnis die Wirkung einer niedrigen
auch schon durch geringfügige Schwankungen im öl- 5 Temperatur des sauerstoffhaltigen Mediums in der
/ustrom und durch Ansätze in der Düse verändern. Richtung auf niedrigen Modul 300 und niedrige Öl-
Bei zu großen Sprühwinkeln besteht schließlich auch absorption (s. Beispiel 3). Als niedriger Gaseinsatz
die Gefahr der Verkokung des Öles an den Reaktor- werden Werte von 0,05 bis 0,20 Nm3/kg, als hoher ein
wänden. Daneben ist das beschriebene Verfahren für Bereich von 0,20 bis 0,80 Nm3/kg bezeichnet. Diese
die Rußherstellung mit Zweistoff düsen, in denen ίο Angaben gelten in erster Linie für Reichgas; beim
Öl/Luft oder Öl/Dampf gemischt zur Zerstäubung Einsetzen von Starkgas und vor allem von Schwachgas
kommen, nicht anwendbar. müssen sie in bekannter Weise modifiziert werden.
Die französische Patentschrift 1 450 528 beschreibt Unter »sauerstoffhaltigem Medium« wird sowohl
wie die vorerwähnte Arbeit in Soviet Rubber Techno- die Verbrennungsluft bzw. ein Luft-Sauerstoff-Gelogy
Strukturveränderungen durch Anreicherung von 15 misch wie auch — falls das Öl durch Druckluft-Normalluft
mit Sauerstoff. Für die praktische Nutzung zerstäubung in den Ofen geführt wird — diese Druckdieser
Maßnahme in technischem Maßstab ist eine luft bzw. in entsprechendes Luft-Sauerstoff-Gemisch
kostspielige Luftzerlegungsanlage mit aufwendigen verstanden.
Lager- und Sicherheitsvorkehrungen für flüssigen Eine zu jedem der beiden selbständigen Möglich-
Sauerstoff erforderlich. 20 keiten der erfindungsgemäßen Prozeßführung an-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- wendbare Verfahrensausgestaltung sieht vor, die Veriahren
zu schaffen, mit dem sich während der Her- brennungsluft und/oder die Zerstäubungsluft auf die
stellung eines Furnacerußes, ohne Zugabe von Fremd- gewünschte Temperatur einzustellen,
stoffen oder ohne das Erfordernis apparativer Ände- Die Beheizung des Mediums wird in üblicher Weise rungen oder eines Einsatzes aufwendiger Zusatz- 25 durchgeführt, z. B. durch Lufterhitzer oder Wärmeeinrichtungen Ruße konstanter Primärteilchengröße austauscher die in beiden Fällen mit den Abgasen der mit wahlweise einstellbaren Öl-bzw. DBP-Absorptions- Ofenrußherstellung beheizt werden können. Diese werten und wahlweise einstellbarem Modul 300 er- Abgase bestehen vor allem aus Wasserstoff, Kohlenhalten lassen. mon- bzw. -dioxid, Stickstoff und Wasserdampf.
stoffen oder ohne das Erfordernis apparativer Ände- Die Beheizung des Mediums wird in üblicher Weise rungen oder eines Einsatzes aufwendiger Zusatz- 25 durchgeführt, z. B. durch Lufterhitzer oder Wärmeeinrichtungen Ruße konstanter Primärteilchengröße austauscher die in beiden Fällen mit den Abgasen der mit wahlweise einstellbaren Öl-bzw. DBP-Absorptions- Ofenrußherstellung beheizt werden können. Diese werten und wahlweise einstellbarem Modul 300 er- Abgase bestehen vor allem aus Wasserstoff, Kohlenhalten lassen. mon- bzw. -dioxid, Stickstoff und Wasserdampf.
Es wurde nun gefunden, daß sich die Öl- bzw. 30 Wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Ver-DBP-Absorptionswerte
und auch der Modul 300 wahl- fahren, daß hierdurch für einen gegebenen Ruß weder
weise einstellen lassen, indem unter Konstanthaltung die Teilchengröße noch seine wesentlichen gummider
Temperatur in der Reaktionszone die Temperatur technischen Daten wie Abriebswiderstand, Shoredes
sauerstoffhaltigen Mediums zur Einstellung hoher Härte und die Zerreißfestigkeit verschlechtert werden.
Absorptionswerte und eines hohen Moduls 300 bei 35 Diese Daten bleiben für einen gegebenen Ruß konkonstant
gehaltenem Öl- und Gaseinsatz erhöht wird stant. Es handelt sich also um eine Möglichkeit, in
und zur Einstellung niedriger Absorptionswerte und einer gegebenen Anlage unabhängig von anderen
eines niedrigen Moduls 200 erniedrigt wird. Eigenschaften des Rußes die öl- bzw. DBP-Absorption
Bekanntlich wird in fast allen Reaktoren zur Ofen- und den Modul 300 eines Rußes beliebig einzustellen,
rußherstellung die Verbrennungsluft in tangentialer 40 Die Flexibilität einer bestehenden Anlage wird also
Form einer feuerfesten ausgemauerten zylindrischen erhöht.
Kammer zugeführt. Die zur Spaltung der Kohlen- Es ist zwar bekannt, die Verbrennungsluft durch
Wasserstoffe notwendige Energie wird mehr oder Wärmeaustauscher vorzuwärmen, um die Ausbeute
weniger durch die Verbrennung von Gas und eines beim Ofenrußprozeß zu verbessern. Damit ist aber
Teiles des zentrisch zugeführten hocharomatischen 45 noch keine Möglichkeit zum Variieren der Temperatur
Öls erhalten. Eine Unterscheidung besteht bei den sowohl nach höheren als auch nach tieferen Tempeeinzelnen
Verfahren in der Art der Gaszuführung und raturen gegeben. Nach dem erfindungsgemäßen Verin
der Art der ölzerstäubung. Während teilweise das fahren kann jede beliebige Mediumtemperatur durch
öl nur durch Druck in Form einer dünnen Lamelle entsprechende Temperaturregelung — wie nach-
oder in Form einer Druckzerstäubung zugegeben wird, 5° stehend an Hand der F i g. 1 der Zeichnung ausarbeiten
andere Verfahren mit Dampf- oder Druckluft- geführt wird — eingestellt werden. Die Temperatur
zerstäubung. in der Reaktionszone wird dadurch nicht verändert.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird auch dadurch In einem Reaktor zur Herstellung von Ofenruß (1)
gelöst, daß unter Konstanthaltung der Temperatur in wird bei (9) die Verbrennungsluft eingeführt und bei (2)
der Reaktionszone die Temperatur des sauerstoff- 55 das öl und die Zerstäuberluft. Die Verbrennungsluft
haltigen Mediums zur Einstellung hoher Absorptions- wird durch das Gebläse 4 erzeugt und passiert durch
werte und eines hohen Moduls 300 erhöht wird und bei das Regelorgan 5 (Klappe oder Schieber) den Wärmekonstantem
Luftmengeneinsatz ein niedriges Gas-Öl- austauscher 3, der mit Abgasen beheizt ist. Hier wird
Verhältnis gefahren wird und zur Einstellung niedriger die Luft auf die nach Auslegung des Austauschers
Absorptionswerte und eines niedrigen Moduls 300 60 maximale Temperatur vorgewärmt und tritt bei 9 in
die Temperatur des sauerstoffhaltigen Mediums er- den Reaktor ein. Bei 8 befindet sich in der isolierten
niedrigt und ein hohes Gas-Öl-Verhältnis gefahren Leitung ein Thermofühler. Wenn die Lufttemperatur
wird. Es kann also zusätzlich zu der Variation der zu hoch ist, öffnet sich über den Regler 7 der Schieber 6,
Lufttemperatur auch durch die Regulierung des Gas- wodurch eine Mischung von heißer und kalter Luft
öl-Verhältnisses ein Einfluß auf die Höhe des Moduls 65 erzeugt wird, bis die am Regler eingestellte und bei 8
300 und der DBP-Absorption ausgeübt werden. So gemessene Solltemperatur erreicht ist. Bei einem
unterstützt ein niedriger Gaseinsatz, entsprechend größeren Widerstand in Wärmeaustauscher 3 kann
niedrigem Gas-Öl-Verhältnis, die Wirkung einer hohen auf das Regelorgan 5 verzichtet und nur mit dem
Regelorgan 6 gearbeitet werden. Es ist selbstverständlich auch möglich, an Stelle einer automatischen
Regelung die gewünschte Temperatur von Hand einzustellen. Gleichfalls kann die Lufterhitzung an Stelle
eines mit den Prozeßgasen beschickten Wärmeaustauschers auch durch einen separat betriebenen
Lufterhitzer bewirkt werden. Dieser Lufterhitzer kann z. B. mit den Abgasen der Ofenrußherstellung betrieben
werden. Eine analoge Regelung der Zerstäuberlufttemperatur wird im unteren Teil der
schematisierten Darstellung F i g. 1 gezeigt. Die Zerstäuberluft wird durch den Kompressor 15 auf den
erforderlichen Druck gebracht und in dem mit Abgasen beheizten Luftvorwärmer 10 erwärmt. Nach
Maßgabe der bei 14 gemessenen Temperatur öffnet der Regler 13 die Ventile 11 (heiße Luft) und 12
(kalte Luft) jeweils so, daß die voreingestellte Zerstäuberlufttemperatur
erreicht wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, die Zerstäuberlufttemperatur
dadurch zu regeln, daß ein Regler in die Beheizung des Luftvorwärmers eingreift.
Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich auch vollständig von dem in der französischen Patentschrift
1 349 892 behandelten Verfahren. Die genannte Patentschrift behandelt den Einfluß verschiedener
Zersetzungstemperaturen für diverse Rußrohstoffe auf den Modul 300, wobei entsprechend den vorgesehenen
variablen Temperaturen der Rußerzeugung unterschiedliche Primärteilchengrößen der Rußprodukte
resultieren müssen. Die Patentschrift vermittelt die Lehre, daß der Rußmodul allgemein mit steigenden
Zersetzungstemperaturen abnimmt. Ein regelmäßiger Einfluß des verwendeten Rußrohstoffes auf das Niveau
der Modulwerte ist dabei nicht feststellbar. Um dem bei Einstellung niedriger Modulwerte beträchtlichen
Ausbeuteverlust entgegenzuwirken, wird ferner vorgeschlagen, die dem Reaktor zuzuführende Verbrennungsluft
vorzuheizen.
Demgegenüber löst das erfindungsgemäße Verfahren die Aufgabe, eine Einstellung der Öl- bzw. DBP-Absorptionswerte
und des Modul 300 unter Konstanthaltung der Temperatur in der Reaktionszone, durch
die allein die Aufrechterhaltung einer konstanten Primärteilchengröße gewährleistet wird, zu erzielen.
Die dazu angewandten Maßnahmen, nämlich die Temperatur des sauerstoffhaltigen Mediums zur Erhöhung
bzw. Erniedrigung der genannten Meßwerte entweder bei konstant gehaltenem öl- und Gaseinsatz
oder bei konstantem Luftmengeneinsatz und gleichzeitiger Einstellung eines niedrigen Gas-Öl-Verhältnisses
anzuheben bzw. zu senken, konnte aus dem bekannten Verfahren nicht abgeleitet werden. Ein Vergleich
sämtlicher, in den Tabellen I bis IV genannter Druckschrift aufgeführten Versuchsdaten läßt auch
ohne weiteres keine regelmäßige Abhängigkeit des Moduls von der jeweiligen Verbrennungslufttemperatur
erkennen, wie ein alleiniger Vergleich der Daten aus Tabelle I und II dieser Druckschrift erwarten lassen
könnte. Dies rührt daher, daß alle Tabellenwerte ausschließlich für den Nachweis der aufgefundenen
Gesetzmäßigkeiten der Modulsenkung bei steigender Rußbildungstemperatur und der Vermeidbarkeit des
Ausbeuteverlustes durch Verbrennungsluftvorwärmung zusammengestellt sind, also unter Zielvorstellungen,
welche für das erfindungsgemäße Verfahren irrelevant
sind. Hinzu kommt, daß die bei vergleichbaren Rußbildungstemperaturen und einer Verbrennungsluftvorwärmung
auf 3820C erhaltenen Modulwerte der Tabellen II und IV genannter Druckschrift trotz
Einsatz recht unterschiedlicher Rußrohstoffe ebenso unerheblich voneinander abweichen wie die bei stark
unterschiedlichen Verbrennungslufttemperaturen gewonnenen Modulwerte der Tabellen I und IV, während
demgegenüber gemäß Beispiel 3 und Tabelle III der Druckschrift eine auf 427° C erhöhte Verbrennungslufttemperatur unter ähnlichen Bedingungen ein im
Vergleich dazu unverhältnismäßig stark abgesenktes
ίο Modulniveau liefert.
Das Verfahren wird in den nachfolgenden Beispielen und an Hand der F i g. 2 und 3 der Zeichnung näher
erläutert. Zunächst werden die Rohstoffeigenschaften und eine Kurzfassung der angewandten Prüfverfahren
angegeben.
1. Rußöl
Elementaranalyse
Elementaranalyse
Kohlenstoff, Gewichtsprozent 91,26
Wasserstoff, Gewichtsprozent 5,99
Stickstoff, Gewichtsprozent 1,17
Schwefel, Gewichtsprozent 0,89
Dichte, 20°C, kg/1 1,15
Viskosität bei 400C: 80 cp; bei 1200C 18 cp
Conradsontest, % 1,5
Siedebeginn .25O0C
Siedeverhalten bei 760 mm Hg
bis 3000C 3,0%
bis 3500C 51,0%
bis 3700C 70,0%
bis 4000C 88,0%
>400°C 12,0%
(Kolbenrückstand) Mittlerer Siedepunkt ~ 35O0C
2. Stadtgas
Gasanalyse, Volumprozent
Gasanalyse, Volumprozent
Wasserstoff 60
Methan 23
Acetylen, Äthan 1
Stickstoff 9
Kohlenoxid 5
Heizwert, Kcal/Nm3 4400
Dichte, kg/Nm3 0,46
3. Arbeitsweise und Rezeptur zur Prüf ungdes Moduls 300 Rezeptur in Gewichtsteilen
Buna Hüls 150 (BH 150) 100
Ruß 45
Zinkoxid RS 2,5
NaftolenZD 10
Alterungsschutzmittel PBN 1,0
Alterungsschutzmittel 4010 0,25
Vulcacit CZ 1,25
Schwefel 2
Nach der Herstellung der Mischung werden die Rohmischungen etwa 15 Stunden gelagert und dann
die erforderlichen Prüfkörper vulkanisiert. Die Vulkanisationstemperatur
beträgt 1450C. Die Vulkanisationszeit für die Modulmessungen und zur Herstellung der
Abriebsräder beträgt 60 Minuten. Prüfung des Moduls nach DIN 53504, Oktober 1965, »Zugversuch« mit
Normring R 1.
4. Messung des Abriebwiderstandes
Die Messung erfolgt an Gummischeiben von 20 mm Durchmesser und 20 mm Breite. Zusammenetzung
der Mischung siehe unter Punkt 3. Die Ausührung der Methode ist beschrieben in der Zeitschrift
Kautschuk und Gummi«, Nr. 1, 1967, S. 5 bis 8. Die ■rhaltenen Werte dieser Art der Abriebprüfung
limmen gut mit den Ergebnissen von Straßentesten in Reifen in Originalgröße überein.
-. Arbeitsweise zur Bestimmung der DBP-Absorption
Die DBP-Absorption wird mit einem Plastografen ler Firma Brabender, Duisburg, mit Spezialkneter
nach ASTM D 2414-65 T durchgeführt. Im vorliegenden Fall werden 13 g Perlruß in die Knetkammer
'.•ingewogen, der Kneter mit 125 U/min in Bewegung
gesetzt und aus einer automatischen Bürette 4 ml/min Dibutylphthalat in die Knetkammer gegeben. Zunächst
ist auf dem Schreiber keine merkliche Kraft-.Lufnähme
zu erkennen. In der Nähe des Ablesepunktes steigt die Kraftaufnahme sehr steil an, um nach Überschreiten
des Maximums wieder abzusinken. Die Einwaage ist so bemessen, daß ein Ausschlag von etwa
700 Plastografeneinheiten erfolgt, die Ablesung erfolgt bei 500 Plastografeneinheiten. Das verbrauchte DBP
wird durch die Einwaage dividiert und der Wert in ml/g angegeben.
ίο Unter Konstanthaltung des Öl- und Gaseinsatzes
wird die Verbrennungsluftmenge jeweils so eingestellt| daß eine ASTM-Jodadsorption von etwa 122 mg/g
erreicht wird (ASTM D1510-60). Konstante Jodadsorption bedeutet bei gleichbleibender Beschaffenheit
der Rußoberfläche auch eine konstante spezifische Oberfläche und eine konstante mittlere Primärteilchengröße.
Nun wird die Verbrennungslufttemperatur so erhöht, wie es das Strukturniveau und der Modul 300
erfordern. Die Temperatur in der Reaktionszone des ausgemauerten Reaktors bleibt im wesentlichen konstant
.Die Ruße wurden unter gleichbleibender Arbeitsweise naß verperlt.
Verbrennungs lufttemperatur |
DBP-Absorption | Modul 300 | Zerreißfestigkeit DIN 53504 |
Shore-Härte DIN 53505 |
Abriebswiderstand bezogen auf |
0C | ml/g | kg/cm2 | kg/cm2 | * * JUi- l »J *J ^ \J *s | STD. ISAF |
40 | 1,31 | 116 | 266 | 65 | 114 |
140 | 1,40 | 122 | 283 | 68 | 139 |
240 | 1,46 | 130 | 285 | 62 | 137 |
340 | 1,53 | 126 | 252 | 67 | 135 |
440 | 1,58 | 134 | 280 | 68 | 132 |
520 | 1,61 | 139 | 273 | 68 | 133 |
Aus der vorstehenden Tabelle ist sehr klar der gehend konstant bleiben. Es sei noch festgestellt, daß
Gang des Strukturniveaus (DBP-Absorption — vgl. der Bereich der Erfindung keineswegs auf die im
F i g. 2) und des Moduls (Modul 300 — vgl. F i g. 3) 40 Beispiel 1 angewandte Maximaltemperatur von 520° C
zu erkennen. Das vorteilhafte der erfindungsgemäßen beschränkt ist, sondern daß auch höhere Luft-Arbeitsweise
liegt vor allem darin, daß andere wichtige temperaturen angewandt werden können.
Kautschukprüfdaten nicht berührt werden und weit-
Kautschukprüfdaten nicht berührt werden und weit-
In diesem Beispiel wurde wiederum der stündliche öl- und Gaseinsatz konstant gehalten. Die stündlich
eingesetzte Verbrennungsluftmenge wurde jeweils so eingestellt, daß eine ASTM-Jodadsorption von 122 mg/g
erreicht wird (ASTM D 1510-60). Dadurch ist eine konstante spezifische Oberfläche und eine konstante
mittlere Primärteilchengröße gegeben. Im Beispiel 2 wird nicht nur die Verbrennungslufttemperatur variiert,
sondern auch die Zerstäuberlufttemperatur (mengenmäßig werden etwa 90% der Gesamtluft als Verbrennungsluft
und 10% als Zerstäuberluft zugeführt). Die Temperatur in der Reaktionszone des feuerfest
ausgekleideten Reaktors blieb wiederum im wesentlichen konstant. Die Ruße sind unter gleichbleibenden
Bedingungen naßverperlt.
55
Veibrennungs- lufttemperatur |
Zerstäuber lufttemperatur |
DBP-Absorption | Modul 300 | Shore-Härte DIN 53505 |
Abriebswiderstand bezogen auf |
0C | 0C | ml/g | kg/cm2 | Pkt. | Standard ISAF |
40 | 40 | 1,39 | 166 | 70 | 109 |
40 | 200 | 1,40 | 174 | 69 | 118 |
40 | 550 | 1,40 | 177 | 70 | 122 |
400 | 40 | 1,60 | 182 | 70 | 133 |
400 | 290 | 1,67 | 184 | 70 | 124 |
409 534/313
Aus den Werten ist zu erkennen, daß auch die Erhöhung oder Senkung der Zerstäuberlufttemperatur
einen Effekt in gleicher Richtung ausübt wie die Erhöhung oder Senkung der Verbrennungslufttemperatur.
Erfreulicherweise addieren sich die Effekte, so daß der Spielraum der erfindungsgemäßen Arbeitsweise noch
vergrößert wird.
B e i s pi e1 3
In den Beispielen 1 und 2 ist zur Ausschaltung aller störenden Nebeneffekte der Gaseinsatz und der Öleinsatz
konstant gehalten worden. Damit war auch über den gesamten Bereich der Einstellungen das Gasölverhältnis
gleich. Wie weiter vorn angeführt wurde, kann durch die zusätzliche Variation des Gas-Ölverhältnisses
der erreichbare Effekt noch verstärkt werden. Das nachstehende Beispiel soll zeigen wie ein
besonders niedriger Modul 300 durch niedrige Verbrennungslufttemperaturen und ein zusätzliches hohes
Gas-Ölverhältnis erzielt werden kann.
Bei konstantem Luftmengeneinsatz und konstanter Jodadsorption (entsprechend gleichbleibender Primärteilchengröße)
von 110 mg/g wurde die Lufttemperatur und das Gas-Ölverhältnis variiert. Die Moduli 300
der Ruße wurden gemessen:
5 | 0C | Moduli 300 kg/cm2 | Moduli 300 kg/cm2 | |
Verbrennungs | 40 | bei | bei | |
lufttemperatur | 220 | Gas-Öl-Verhältnis | Gas-Öl-Verhältnis | |
10 400 | 0,30 Nm3 | 1,30 Nm3 | ||
550 | 4400 WE/kg | 4400 WE/kg | ||
114 | 97 | |||
120 | 111 | |||
1271 | 121 | |||
131 | —■ |
Aus den Werten geht hervor, daß die Variation des Gas-Ölverhältnisses zur Unterstützung der Effekte der
Verbrennungs- und Zerstäubungslufttemperatur mit herangezogen werden kann.
Die so gewonnenen Ruße lassen sich gut verperlen. Geperlte Ruße mit D BP-Absorptionswerten von
> 1,40 ml/g können als hochstrukturierte Ruße angesehen werden. Auf Grund der Entwicklung auf dem
Sektor der Kautschuktypen und dem Wunsch, immer mehr ölverschnittene Kautschuktypen einzusetzen, hat
sich der Bedarf an ausgesprochen hochstrukturierten Rußtypen immer mehr vergrößert. Die erfindungsgemäße
Arbeitsweise gestattet es, die gewünschten, sehr hochstrukturierten Rußtypen ohne Schwierigkeiten
herzustellen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Furnace-Ruß nicht klar erwiesen, ob die Rußstruktur direkt oder
konstanter Primärteilchengröße mit wahlweise ein- 5 nur mittelbar für diese Qualitätsänderungen verantstellbaren
Öl- bzw. DBP-Absorptionswerten und wortlich ist. Unter Rußstruktur stellt man sich den
wahlweise einstellbarem Modul 300, dadurch Grad der Verschweißung und des Zusammenwachsens
gekennzeichnet, daß unter Konstanthal- der elektronenmikroskopisch erkennbaren Rußprimärtung
der Temperatur in der Reaktionszone die teilchen vor. Ein Maß für die Rußstruktur gibt die Öl-Temperatur
des sauerstoffhaltigen Mediums zur io absorption oder Dibutylphthalatabsorption. Der Mo-Einstellung
hoher Absorptionswerte und eines dul 300 stellt die bei 300 % Dehnung einer Kautschukhohen Moduls 300 bei konstant gehaltenem Öl- probe auftretende Zugkraft dividiert durch deren
und Gaseinsatz erhöht wird und zur Einstellung Anfangsquerschnitt dar.
niedriger Absorptionswerte und eines niedrigen Es hat bisher nicht an Bemühungen gefehlt, VerModuls
300 erniedrigt wird. 15 fahren zur Beeinflussung des gummitechnischen Moduls
2. Verfahren zur Herstellung von Furnace-Ruß und des Strukturniveaus ausfindig zu machen. Die
konstanter Primärteilchengröße mit wahlweise ein- bekannten Verfahren beziehen sich jedoch meist auf
stellbaren Öl- bzw. DBP-Absorptionswerten und eine einseitige Veränderung der genannten Daten. So
wahlweise einstellbarem Modul 300, dadurch ge- ist durch Oxydation und durch mechanische Reibung
kennzeichnet, daß unter Konstanthaltung der 20 in Kugelmühlen das Strukturniveau und der Modul300
Temperatur in der Reaktionszone die Temperatur gesenkt worden. Auch durch Zugabe von Alkalides
sauerstoffhaltigen Mediums zur Einstellung verbindungen können diese Werte gesenkt werden,
hoher Absorptionswerte und eines hohen Moduls Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Arbeitsweise eine
300 erhöht wird und bei konstantem Luftmengen- so empfindliche Verschlechterung des Kautschukabeinsatz
ein niedriges Gas-Öl-Verhältnis gefahren 25 riebs mit sich bringt, daß sie meist nicht angewandt
wird und zur Einstellung niedriger Absorptions- werden kann. Außerdem gestattet sie nur die Variation
werte und eines niedrigen Moduls 300 die Tempe- in einer, nämlich der negativen Richtung.
ratur des sauerstoffhaltigen Mediums erniedrigt Aus der in Soviet Rubber Technol. 23 (1964, Juli),
und ein hohes Gas-Öl-Verhältnis gefahren wird. 42 bis 44 (ref. in Carbon Black Abstracts 1965,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 30 Ref. Nr. 300) veröffentlichten Arbeit ist bekannt, daß
gekennzeichnet, daß die Verbrennungsluft und/oder die Temperatur in der Reaktionszone, die Sauerstoffdie
Zerstäuberluft auf die gewünschte Temperatur konzentration der in den Reaktor eingeführten Gase
eingestellt werden. und deren Strömungsgeschwindigkeit Einfluß auf die
Rußstruktur haben. Es werden dabei unterschiedliche 35 Prozeßtemperaturen angewandt, welche zu Produkten
unterschiedlicher Primärteilchengröße führen. Ergebnisse der Arbeit sind die Feststellungen, daß die
Strukturänderung bei steigenden Prozeßtemperaturen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung neben einem erheblichen Anstieg der spezifischen Obervon
Furnaceruß konstanter Primärteilchengröße mit 40 fläche unerheblich ist, daß eine Erhöhung der Gewahlweise
einstellbaren Öl- bzw. DBP-Absorptions- schwindigkeit der den Reaktor durchströmenden Gase
werten und wahlweise einstellbarem Modul 300, und die ölabsorption verringert und daß durch Erhöhung
zwar zur Herstellung von Rußsorten als verstärkendem des Sauerstoffgehalts dieser Gase die ölabsorption
Kautschukfüllstoff. angehoben werden kann.
Die Herstellung von Ruß aus Kohlenwasserstoffen 45 Die USA.-Patentschrift 2 985 511 beschreibt ein
nach dem sogenannten Furnaceverfahren oder Ofen- Verfahren, bei dem außer dem normalen Brenngas
verfahren ist an sich bekannt. Obwohl die Form der noch an einer zusätzlichen, stromabliegenden Stelle
benutzten Reaktoren und die zur Rußherstellung ein Hilfsgas eingesetzt werden soll. Damit sollten
benutzten Rohstoffe sehr unterschiedlich sind, kann Änderungen der ölabsorption der herzustellenden Ruße
allgemein festgestellt werden, daß bei allen Verfahren 50 bewirkt werden. Eine Steigerung des Hilfsgaszusatzes
in temperaturbeständig ausgemauerten Reaktoren ein ergibt nach A b b. 4 genannter Patentschrift jedoch
sauerstoffhaltiges Gas (im allgemeinen Luft) mit zwei keine gleichläufige Beeinflussung der ölabsorption.
kohlenwasserstoffhaltigen Massenströmen (Gas und Die ölabsorptionswerte schwanken vielmehr in negaöl)
in der Weise zur Reaktion gebracht wird, daß ein tiver und positiver Richtung und liegen zum Teil
Teil der Kohlenwasserstoffe und der anderen brenn- 55 innerhalb der Fehlergrenze der Bestimmung. Hinzu
baren Substanzen verbrennt und die dabei entstehende kommt, daß die beschriebene Arbeitsweise den zusätz-Wärmeenergie
den Rest der Kohlenwasserstoffe zu liehen Einbau und Austausch von Gasröhren und da-Ruß
und Wasserstoff umsetzt. mit eine eingreifende Veränderung der Herstell-
Der größte Teil des nach dem Furnacerußverfahren apparatur erfordert. Ebenso verursacht die Aufteilung
hergestellten Rußes wird von der Kautschukindustrie 60 der Gasströme zusätzliche Probleme der Messung und
verbraucht. Deshalb sind die Prüfdaten eines Furnace- Dosierung.
rußes in Kautschukmischungen von besonderer Be- Die USA.-Patentschrift 3 222 131 beschrebt ein
deutung. Das gleiche gilt für die analytischen Prüf- Verfahren, welches durch Veränderung des Sprühdaten,
die das Verhalten in Kautschukmischungen vor- winkeis einer Einstofföldüse eine Einstellung von ölhersagen
können. Es ist in jüngster Zeit immer klarer 65 absorption und Modul bewirkt. Dieses Verfahren hat
geworden, daß nicht allein die Primärteilchengröße jedoch eine Reihe von Nachteilen. So muß der Rußeines
Rußes dessen Eigenschaften bestimmt. Vielmehr reaktor zur Variierung der ölabsorption und des
hat es sich gezeigt, daß mit der Änderung der Ruß- Moduls 300 jeweils abgestellt und eine neue Hohlkegel-
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DE19671592864 DE1592864C3 (de) | 1967-08-11 | 1967-08-11 | Verfahren zur Herstellung von FurnaceruB |
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DE19671592864 DE1592864C3 (de) | 1967-08-11 | 1967-08-11 | Verfahren zur Herstellung von FurnaceruB |
Publications (3)
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DE1592864A1 DE1592864A1 (de) | 1973-08-09 |
DE1592864B2 true DE1592864B2 (de) | 1974-08-22 |
DE1592864C3 DE1592864C3 (de) | 1975-05-22 |
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ID=5680301
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---|---|
DE (1) | DE1592864C3 (de) |
Families Citing this family (5)
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1967
- 1967-08-11 DE DE19671592864 patent/DE1592864C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE1592864A1 (de) | 1973-08-09 |
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