DE2015914A1 - Process and device for the production of carbon black - Google Patents

Process and device for the production of carbon black

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DE2015914A1
DE2015914A1 DE19702015914 DE2015914A DE2015914A1 DE 2015914 A1 DE2015914 A1 DE 2015914A1 DE 19702015914 DE19702015914 DE 19702015914 DE 2015914 A DE2015914 A DE 2015914A DE 2015914 A1 DE2015914 A1 DE 2015914A1
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DE19702015914
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Inventor
Allan Clark Sudbury; Jordan Merrill Edmund Walpole; Mass. Morgan (V.St.A.). C09d 3-24
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Cabot Corp., Boston, Mass. (V,St.A.)
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT 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
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/44Carbon
    • C09C1/48Carbon black
    • C09C1/50Furnace black ; Preparation thereof

Description

PrtTENiANWÄLTE 2 O 1 R 9 1 Δ PrtTENiANWÄLTE 2 O 1 R 9 1 Δ

* \ DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL..-CHEM. ALEK VON KREiSLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR-ING. KLUPSGH* \ DR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL ..- CHEM. ALEK VON KREiSLER DIPL.-CHEM. CAROLA KELLER DR-ING. KLUPSGH

KÖLN 1, DElCHMANNHAUSCOLOGNE 1, DElCHMANNHAUS

Köln, den 1.4.1970 Kl/AxCologne, April 1st, 1970 Kl / Ax

CABOT CORPORATION,CABOT CORPORATION,

125 High Street, Boston, Massachusetts QgIlO (V.St.A.). 125 High Street, Boston, Massachusetts QgIlO (V.St.A.) .

Verfahren und Vorrichtung zur Hersteilung von RußProcess and device for the production of carbon black

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Rußen durch Zersetzung von flüssigenKohlenwasserstoffen, insbesondere ein verbessertes Verfahren zur Umwandlung von flüssigen Kohlenwasserstoffen in hochwertige Ruße in ausgezeichneten Ausbeuten und bei ungewöhnlich hohen Durchsätzen ohne die Notwendigkeit der vorherigen Verdampfung der flüssigen Einsatzmaterialien.The invention relates to the production of carbon blacks by Decomposition of Liquid Hydrocarbons, Specifically an Improved Process for Conversion of liquid hydrocarbons into high quality carbon blacks in excellent yields and at unusually high yields Throughputs without the need for prior evaporation of the liquid feedstocks.

Die Erfindung liegt im allgemeinen Rahmen des sog. kontinuierlichen Furnace-Verfahrens zur Herstellung von Rußen. Insbesondere stellt die Erfindung sich die Aufgabe, die tatsächlichen Vorteile, die bei diesen Ver~ fahren durch Verwendung von sehr sauerstoffreichen . oxydierenden Gasen bei der Erzeugung der Wärme für die Zersetzung der eingesetzten flüssigen Kohlenwasserstoffe erzielbar sind, maximal zu gestalten. The invention lies within the general scope of the so-called continuous furnace process for the production of Soot. In particular, the invention has the task of the real benefits that come with these ver ~ drive by using very oxygen-rich. oxidizing gases in the generation of the heat for the decomposition of the liquid hydrocarbons used are achievable, to be maximally designed.

.Zwar sind einige der möglichen Vorteile der Verwendung von sauerstoffreichen oxydierenden Gasen beim Furnace-Verfahren zur Herstellung von Ruß (z.B. Ausschaltung des hohen Gehaltea an inerten Substanzen, z.B. N0, die normalerweise im System vorhanden ist, wenn Luft als Oxydationsmittel verwendet wird) bereits erkannt worden,Some of the potential advantages of using oxygen-rich oxidizing gases in the furnace process to produce soot (e.g. eliminating the high content of inert substances, e.g. N 0 , which are normally present in the system when air is used as the oxidizing agent) are already there been recognized

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. 2_ ■ 20159H. 2_ ■ 20159H

jedoch sind großtechnische Anwendungen auf diesem Gebiet als Folge praktischer Schwierigkeiten in der Handhabung von sauerstoffreichen Systemen bisher nicht verwirklicht worden. Beispielsweise befaß't sich die U.S.A.-Patentschrift 2 623 811 mit den Möglichkeiten der Verwendung eines sauerstoffreichen oxydierenden Gases an Stelle von Luft beim Furnace-Verfahren,jedoch wird hier die Schlußfolgerung gezogen, daß der auf diese Weise ausgeschaltete -Stickstoff weitgehend durch andere ".Wärme absorbierende Gase", z.B. CO2, CO, Hp oder Wasserdampf, die mit dem fe sauerstoffreichen Oxydationsmittel in die Verbrennungszone eingeführt werden, ersetzt werden muß. however, large-scale applications in this field have not been realized as a result of practical difficulties in handling oxygen-rich systems. For example, US Pat. No. 2,623,811 deals with the possibility of using an oxygen-rich oxidizing gas in place of air in the furnace process, but the conclusion here is that the nitrogen thus eliminated is largely due to others ". "Heat absorbing gases", for example CO 2 , CO, Hp or water vapor, which are introduced into the combustion zone with the oxygen-rich oxidant, must be replaced.

Hauptgegenstand der Erfindung ist demgemäß ein praktisches Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Ruß unter Verwendung eines sauerstoffreichen oxydierenden Gases für die Erzeugung von Wärme und Freisetzung von Energie für die wirksamere Umwandlung von flüssigen Kohlenwasserstoffen in hochwertige Ruße. Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht die Herstellung von hochwertigen Rußen in ausgezeichneten Ausbeuten aus beliebigen flüssigen Kohlenwasserstoffen ohne vorherige Verdampfung dieser Kohlenwasserstoffe, wobei mit ungewöhnlich hohen P Durchsätzen bei Produktionsanlagen einer gegebenen Größe gearbeitet wird. Die Ausbeuten mit einem gegebenen flüssigen Einsatzmaterial und/oder die Produktionsgeschwindigkeiten mit Anlagen einer gegebenen Größe sind um so 'viel· höher, daß die höheren Kosten für das verwendete sauerstoffreiche Oxydationsmittel im Vergleich zu den Kosten der Verwendung von Luft mehr als ausgeglichen werden.Accordingly, the main object of the invention is a practical process for the continuous production of carbon black under Use of an oxygen-rich oxidizing gas to generate heat and release energy for the more efficient conversion of liquid hydrocarbons into high quality carbon blacks. The procedure according to the Invention enables the production of high quality carbon blacks in excellent yields from any liquid Hydrocarbons without prior evaporation of these hydrocarbons, with unusually high levels P throughputs in production plants of a given size. The yields with a given liquid feed and / or production speeds with plants of a given size so 'much higher that the higher cost of the oxygen-rich oxidizing agent used in comparison to more than offset the cost of using air.

Die Erfindung umfaßt ferner Vorrichtungen, die sich zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung im großtechnischen Maßstab eignen und kompakt und wirtschaftlich in der Erstellung und Instandhaltung, sicher im Betrieb und über einen weiten Bereich von ArbeitsbedingungenThe invention further comprises devices which are suitable for carrying out the method according to the invention on an industrial scale and which are compact and economical in construction and maintenance, safe in operation and over a wide range of working conditions

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leicht zu steuern sind.are easy to control.

Die Erfindung ermöglicht ferner die Auswertung des Bereichs von als Ausgangsmaterialien dienenden flüssigen Kohlenwasserstoffen, die "bei einem kontinuierlichen Furnace-Verfahreh in hochwertige Ruße umgewandelt werden können, und/oder die Ausweitung des Bereichs von ausgezeichneten Rußprodukten, die mit Hilfe eines Furnace-Verfahrens hergestellt werden können.The invention also enables the range of starting liquid materials to be evaluated Hydrocarbons that are "at a continuous Furnace processes can be converted into high quality carbon blacks, and / or expanding the range of excellent Carbon black products made with the help of a furnace process can be produced.

Die Erfindung umfaßt ferner völlig neue Rußprodukte, die bisher unbekannt waren und nicht beschrieben worden sind.The invention also includes entirely new carbon black products that were previously unknown and have not been described.

Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht aus der nachstehenden Folge von Maßnahme η :l)Man ' verbrennt kontinuierlich einen geeigneten flüssigen oder gasförmigen Brenn-. stoff mit einem sauerstoffreichen Oxydationsmittel in einer bei hoher Temperatur gehaltenen Verbrennungszone bei einem Druck von mehr als 0,21 atü und führt von dem in Strömungsrichtung unten gelegenen Ende der Verbrennungszone kontinuierlich die bei hoher Temperatur befindlichen gasförmigen Verbrennungsprodukte als kompiakten, sich beschleunigenden Strom ab, der sich im wesentlichen als geschlossene Säule in einer Richtung bewegt.The method according to the invention consists of the following Result of measure η: l) One burns continuously a suitable liquid or gaseous fuel. substance with an oxygen-rich oxidizing agent in a combustion zone maintained at a high temperature at a pressure of more than 0.21 atmospheres and leads from the end of the combustion zone located at the bottom in the direction of flow continuously the gaseous combustion products at high temperature as compacted, accelerating current, which is essentially moved in one direction as a closed column.

2) An einer Stelle, an der dieser Strom eine kinetische2) At a point where this stream has a kinetic

2 Energie hat, die einem Druck von wenigstens 0,21 kg/cm ' entspricht, spritzt man in diesen Strom von seinem Umfang' "her eine Vielzahl von kleinen, zusammenhängenden, eindringenden Strahlen eines als Ausgangsmaterial dienenden flüssigen Kohlenwasserstoffs in einer solchen Menge ein, daß die insgesamt zugeführte Menge an flüssigem Einsatzmaterial, die auf die Temperatur, die Massenstrbmungsgeschwindigkeit und die Zusammensetzung des Einsatzstroms abgestellt ist, genügt, um eine Temperatur von wenigstens 22000C und für die Kohlenstoffbildung geeignete Bedingungen zu gewährleisten. 3) Man schreckt das gebildete Reaktionsgemisch an einer Stelle ab, die, in Strömungs-2 has energy that corresponds to a pressure of at least 0.21 kg / cm ', a large number of small, continuous, penetrating jets of a liquid hydrocarbon serving as a starting material are injected into this stream from its circumference in such an amount, that the total amount of liquid feed, which is adjusted to the temperature, the mass flow rate and the composition of the feed stream, is sufficient to ensure a temperature of at least 2200 ° C. and conditions suitable for carbon formation. 3) The reaction mixture formed is quenched at a point which, in flow

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richtung gesehen, genügend weit unten liegt, um die Bildung von Kohlenstoffteilchen zu ermöglichen.seen in the direction, is far enough down to allow the formation of carbon particles.

. Die drei Stufen des Verfahrens gemäß der Erfindung werden nachstehend ausführlicher "beschrieben.. The three stages of the process according to the invention are described in more detail below.

In der Verbrennungsstufe sollte"das sauerstoffreiche oxydierende Gas hauptsächlich aus molekularem Sauerstoff bestehen. Vorzugsweise enthält es wenigstens etwa 90 Vol.-$ O2. Die Herstellung solcher konzentrierten Formen von Op ist im allgemeinen kein Problem, da tech-In the combustion stage, "the oxygen-rich oxidizing gas should consist primarily of molecular oxygen. Preferably it contains at least about 90 vol. $ O 2. The production of such concentrated forms of Op is generally not a problem as tech-

P nisches Sauerstoffgas dieser Reinheit heute allgemein verfügbar ist und die Reinheit normalerweise über ungefähr 95 Vol.-$ liegt. Es ist jedoch möglich, Gemische-von Sauerstoff mit Luft, Stickstoff und/oder anderen gebräuchlichen Gasen bei einem Sauerstoffgehalt bis hinab zu nur 50 Vol.-$ O2 oder noch weniger mit erheblichem Vorteil als sauerstoffreiches oxydierendes Gas beim Verfahren gemäß der Erfindung für die meisten Brennstoffe und flüssigen Einsatzmaterialien zu verwenden. Ohne Rücksicht auf die Op-Konzentration im oxydierenden Gas sollten die Verbrennungsbedingungen und/oder die Gesamtanteile an brennbaren Reaktionsteilnehmern so eingestellt werden,P nical oxygen gas of this purity is common today is available and the purity is typically above about $ 95 volume. However, it is possible to use mixtures of Oxygen with air, nitrogen and / or other common gases at an oxygen content down to only 50 vol. $ O2 or even less with considerable benefit as an oxygen-rich oxidizing gas in the method according to the invention for most fuels and to use liquid feedstocks. Regardless on the Op concentration in the oxidizing gas should be the Combustion conditions and / or the total proportions of combustible reactants are set in such a way that

fc daß sichergestellt ist, daß Temperaturen von wenigstens etwa 22000C entweder vor oder nach der Einspritzung des flüssigen Einsatzmaterials erreicht werden. Als gasförmiger oder .flüssiger Brennstoff eignen sich alle leicht brennbaren gasförmigen, dampfförmigen oder flüssigen Brennstoffe, z.Bo H2, CO, CH4, Acetylen, Alkohole und Leuchtpetroleum. Im allgemeinen werden jedoch Brennstoffe mit hohem Gehalt an kohlenstoffhaltigen Komponenten, insbesondere Kohlenwasserstoffe, bevorzugt. Beispielsweise sind methanreiche Brennstoffe, z.B. Erdgas und modifiziertes oder angereichertes Erdgas, sowie andere kohlenwasserstoff reiche Ströme, z.B. die verschiedenen Erdölgase und -flüssigkeiten und Nebenprodukte von Raffinerien einschließlich C2- bis C4- oder Cc-Fraktionen, Heizölefc that it is ensured that temperatures of at least about 2200 ° C. are reached either before or after the injection of the liquid feedstock. As a gaseous fuel or .flüssiger all highly flammable gas, vapor or liquid fuels, for example, o H 2, CO, CH 4, acetylene, alcohols, and kerosene are suitable. In general, however, fuels with a high content of carbon-containing components, in particular hydrocarbons, are preferred. For example, methane-rich fuels, such as natural gas and modified or enriched natural gas, as well as other hydrocarbon-rich streams, such as the various petroleum gases and liquids and by-products of refineries including C 2 to C 4 or Cc fractions, are heating oils

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usw., ausgezeichnete Brennstoffe. Im allgemeinen sollten die schwereren und viskoseren Teere und Rückstandsöle. nur in Verbindung mi^ konzentrierteren oder verhältnismäßig reinen Sauerstoffstromen verwendet werden, um eine heftige und schnelle Reaktion in der "bei hoher Temperatur gehaltenen Verbrennungszone zu gewährleisten» Bei der "besonders bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird eine sehr hohe Wärmemenge, Z0B. 267 χ 10 kcal/Stunde/m , im Verbrennungsraum frei.etc., excellent fuels. In general, the heavier and more viscous tars and residual oils should. concentrated only in conjunction mi ^ or relatively pure oxygen streams are used to a violent and quick response in the "held at a high temperature combustion zone to ensure" In the "particularly preferred embodiment of the method according to the invention, a very high amount of heat, Z 0 B 267 χ 10 kcal / hour / m, free in the combustion chamber.

Äußerst wichtig bei der Verbrennungsstufe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist ferner der Druck, unter dem die Verbrennungsreaktion durchgeführt wird. Es wurde gefunden, daß dieser Druck zwischen etwa 0,25 und 5,3 atü liegen muß, um stabile Verbrennungsbedingungen von hoher Intensität aufrecht zu erhalten und die Bildung eines Stromsvon gasförmigen Verbrennungsprodukten zu gewährleisten., der genügend Energie hat, um einen als Einsatzmaterial dienenden flüssigen Kohlenwasserstoff wirksam in Ruß innerhalb eines erwünschten Bereichs von einstellbaren Eigenschaften umzuwandeln. Vorzugsweise sollte der Verbrennungsdruck zwischen etwa 0,35 und 3,5 atü liegen. Für die meisten erwünschten Ruße ist ein Druck zwischen etwa 0,7 und 2,1 atü im allgemeinen das Optimum.Extremely important in the combustion stage of the process according to the invention is also the pressure under which the Combustion reaction is carried out. This pressure has been found to be between about 0.25 and 5.3 atmospheres must in order to maintain stable, high intensity combustion conditions and the formation of a stream of gaseous combustion products that have enough energy to use as a feedstock serving liquid hydrocarbon effectively in soot convert within a desired range of adjustable properties. Preferably the combustion pressure should be between about 0.35 and 3.5 atmospheres. For most desirable carbon blacks, a pressure is between about 0.7 and 2.1 atm generally the optimum.

Die Temperaturen, die beim Verfahren gemäß der Erfindung auftreten,, sind im allgemeinen höher als bei üblichen Rußherstellungsverfahre'n. Eine Temperatur von wenigstens etwa 22000C wird an irgendeiner Stelle des Prozesses immer erreicht. Im allgemeinen ist dies während der Verbrennung der Fall. Wenn ein sehr sauerstoffreiches Gemisch von Oxydationsmittel und Brennstoff in der Verbrennungsstufe verwendet wird, kann jedoch die maximale Temperatur auftreten, nachdem der als Ausgangsraaterial dienende flüssige Kohlenwasserstoff eingeführt und teilweise mit dem nicht verbrauchten Wasserstoff, der in den heißen gasförmigen Verbrennungsprodukten vorhanden ist,The temperatures which occur in the process according to the invention are generally higher than in conventional carbon black production processes. A temperature of at least approximately 2200 ° C. is always reached at some point in the process. Generally this is the case during incineration. If a very oxygen-rich mixture of oxidizer and fuel is used in the combustion stage, however, the maximum temperature can occur after the feedstock liquid hydrocarbon is introduced and in part with the unused hydrogen present in the hot gaseous products of combustion,

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reagiert hat. Demgemäß sollte das Verhältnis von Brennstoff zu Oxydationsmittel auf der brennstoffreichen Seite auf Werte begrenzt werden, bei denen adiabatische Flammentemperaturen von wenigstens etwa 220O0C erreicht werden, jedoch kann am anderen Ende der Skala mit Sauerstoff/ Brennstoff-Verhältnissen gearbeitet werden, die so hoch sind, daß adiabatische Flammentemperatureη auftreten, die unter 22000C, jedoch dicht genug bei diesem Wert liegen, daß diese Temperatur schnell erreicht wird, wenn der als Ausgangsmaterial dienende flüssige Kohlenwasserstoff mit dem Sauerstoff im heißen Gasstrom der Verbrennungsprcdukte reagiert.responded. Accordingly, the fuel to oxidant ratio on the fuel-rich side should be limited to values at which adiabatic flame temperatures of at least about 220O 0 C are achieved, but at the other end of the scale oxygen / fuel ratios that are so high can be used that adiabatic flame temperatures occur which are below 2200 ° C., but close enough to this value that this temperature is reached quickly when the liquid hydrocarbon used as starting material reacts with the oxygen in the hot gas stream of the combustion products.

Das wichtigste einzelne Merkmal der Erfindung ist die Art und Weise, in der der als Ausgangsmaterial dienende flüssige Kohlenwasserstoff in der vorstehend erläuterten Stufe (2) in den aus der Verbrennungsstufe (1) kommenden Strom der heißen Verbrennungsgase eingeführt wird. Es wurde gefunden, daß.jeder flüssige Kohlenwasserstoff schnell mit ungewöhnlich hohen Durchsätzen in hochwertigen Ruß umgewandelt werden kann, wenn er im wesentlichen quer vom Umfang dieses Verbrennungsgasstroms, nachdem dieser Strom einen Staudruck von wenigstensThe single most important feature of the invention is the manner in which the starting material is used liquid hydrocarbon in the above-explained stage (2) in those coming from the combustion stage (1) Stream of hot combustion gases is introduced. It has been found that any liquid hydrocarbon can be quickly converted to high quality carbon black at unusually high throughputs, if it is essentially across the circumference of this combustion gas flow after this flow has a back pressure of at least

0,21 kg/cm angenommen hat, in Form einer Vielzahl von kleinen, zusammenhängenden Flüssigkeitsstrahlen eingespritzt wird, die selektiv in die inneren Bereiche des Verbrennungsgasstroms eindringen,, Dies wird erreicht, indem" die'Zahl, Größe und Anfangsgeschwindigkeit (oder der Einspritzdruck) der Flüssigkeitsstrahlen so eingestellt werden, daß jeder Strahl gut in das Innere des Verbrennungsgasstroms eindringt, ohne jedoch bis zur gegenüberliegenden Seite dieses Stroms zu dringen. Zur Erzielung bester Ergebnisse sollten diese Flüssigkeitsstrahlen gebildet werden, indem das flüssige Ausgangsmaterial durch freie öffnungen, die einen Durchmesser zwischen etwa 0,25 und 1,5 mm, vorzugsweise von weniger0.21 kg / cm, injected in the form of a multitude of small, continuous jets of liquid which selectively penetrate the inner regions of the combustion gas flow, this is achieved by adding "the 'number, size and initial speed (or the injection pressure) of the liquid jets can be adjusted so that each jet penetrates well into the interior of the Combustion gas flow penetrates, but without penetrating to the opposite side of this flow. To the For best results, these liquid jets should be formed by the liquid starting material through free openings that have a diameter between approximately 0.25 and 1.5 mm, preferably less

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als etwa 1 mm haben, unter einem gleichmäßigen Druck, der um wenigstens -7 kg/cm über dem statischen Druck im Verbrennungsgasstrom liegt, eingepresst werden. Im allgemeinen sollte der Druck, unter dem das flüssige Ausgangsmaterial unter sonst gleichen Bedingungen eingespritzt wird, um so höher sein, je geringer die Größe der Öff- . nungen ist. Die beste Kombination von Öffnungsdurchmesser und Einspritz-Differenzdruck hängt natürlich von den genauen Arbeitsbedingungen einschließlich solcher wichtiger Faktoren wie Größe und Breite des Stroms der heißen Verbrennungsgase und seines1 Staudrucks an der Einspritzstelle des flüssigen Einsatzmaterials und der Viskosität, vom mittleren Molekulargewicht und anderen Eigenschaften des flüssigen Einsatzmaterials selbst ab.than about 1 mm, under a uniform pressure which is at least -7 kg / cm above the static pressure in the combustion gas flow. In general, the pressure under which the liquid starting material is injected under otherwise identical conditions, the higher the smaller the size of the opening. nungen is. The best combination of aperture diameter and injection pressure difference of course depends on the exact working conditions, including such important factors such as size and width of the stream of hot combustion gases and his one back pressure at the injection point of the liquid feed and the viscosity, the average molecular weight and other properties of the liquid Input material itself.

Nachdem die Öffnungsgröße und der Einspritz-Differenzdruck festgelegt worden sind, kann die Zahl der erforderlichen Öffnungen leicht bestimmt werden, da diese direkt von der Menge abhängt, in der das Einsatzmaterial zugeführt werden muß. Bei der Herstellung des gegebenen Rußtyps mit einem gegebenen Ausgangsmaterial hängt diese Zuführungsmenge des Ausgangsmaterials ihrerseits weitgehend von der Menge der verfügbaren Wärme und des nicht verbrauchten Sauerstoffs (falls vorhanden) im Strom der heißen Verbrennungsgase ab. Für die meisten Rußtypen, 'die hauptsächlich von Interesse sind, wird die zugeführte Menge des Ausgangsmaterials in Verbindung mit den zugeführten Sauerstoff- und Brennstoffmengen so eingestellt,-daß die Gesamtverbrennung für den Prozess (unter der Annahme einer theoretisch vollständigen Oxydation aller Komponenten zu CO2, H2O usw.) zwischen etwa 20 und 40$ liegt. Grundsätzlich kann jedoch das Verfahren gemäß der Erfindung bei Verwendung geeigneter Reaktionsteilnehmer noch vorteilhaft bei Verbrennungswerten bis hinab zu etwa 10$ oder bis hinauf zu etwa 50$ unter Bildung brauchbarer Rußtypen durchgeführt werden.After the orifice size and the injection differential pressure have been determined, the number of orifices required can be easily determined as this is directly dependent on the amount in which the feed material must be added. In making the given type of carbon black with a given feedstock, this feedstock feed rate in turn depends largely on the amount of available heat and unused oxygen (if any) in the stream of hot combustion gases. For most types of soot, which are mainly of interest, the amount of feedstock added in connection with the amounts of oxygen and fuel supplied is set in such a way that the total combustion for the process (assuming a theoretically complete oxidation of all components to CO 2 , H 2 O, etc.) is between about $ 20 and $ 40. In principle, however, the process according to the invention can still advantageously be carried out with combustion values down to about 10 $ or up to about 50 $ with the formation of useful types of soot, using suitable reactants.

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Für die dritte Stufe des vorstehend beschriebenen Verfahrens sind die wichtigsten Parameter die Größe und Form des Reaktionsraumes, der zwischen der Einspritzung des als Ausgangsmaterial dienenden flüssigen Kohlenwasserstoffs und der Kühlung-oder Abschreckung des gebildeten Reaktionsgemisches vorhanden ist. So bestimmt bei einer gegebenen volumetrischen Durchsatzmenge des Reaktionsgemisches das Gesamtvolumen des Raums zwischen der Einspritzzone des flüssigen Einsatzmaterials und der Kühlzone die Verweiizei-fc in der Hauptreaktionszone, in derFor the third stage of the process described above, the most important parameters are the size and shape of the reaction space which is present between the injection of the liquid hydrocarbon serving as starting material and the cooling or quenching of the reaction mixture formed. To the reaction mixture, determined at a given volumetric flow rate of the total volume of the space between the injection zone of the liquid feed and the cooling zone, the V erwe ii ze i-fc in the main reaction zone in which

fe die Kohlenstoffbildung stattfindet. Wenn von der Ver-· brennungsstufe bis zur Einspritzstufe des Ausgangsmaterials unter Einhaltung, der vorstehend beschriebenen Bedingungen gearbeitet wird, vermag das erfindungsgemäße Hochleistungsverfahren hochwertige Ruße bei ungewöhnlich kurzen Verweilzeiten, z.B. bis hinab zu etwa 1 Millisekunde oder noch weniger, zu erzeugen. Bei den meisten Rußtypen liegen die Verweilzeiten unter optimalen Bedingungen gewöhnlich im Bereich von etwa 5 bis 100 Millisekunden. Natürlich kann häufig, falls gewünscht, mit längeren Verweilzeiten bis etwa 500 Millisekunden oder noch mehr ohne wesentlichen wirtschaftlichen Nachteilfe the carbon formation takes place. If from the combustion stage up to the injection stage of the starting material if the conditions described above are adhered to, the inventive method is capable High-performance process high-quality carbon blacks with unusually short dwell times, e.g. down to about 1 millisecond or even less, to produce. For most types of carbon black, the residence times are under optimal conditions usually in the range of about 5 to 100 milliseconds. Of course, you can often, if desired, with longer residence times of up to about 500 milliseconds or even more without any significant economic disadvantage

fe gearbeitet werden. Zuweilen kann sich dies als nützlich erweisen, um gewisse besondere Produkteigenschaften zu erzielen. Auf weitere Einzelheiten bezüglich Größe und Form des Reaktionsraumes und der Art der Kühlung des Reaktionsgemisches wird nachstehend näher eingegangen.fe to be worked. At times this can come in handy prove to achieve certain special product properties. For more details on size and The shape of the reaction space and the type of cooling of the reaction mixture are discussed in more detail below.

In den Abbildungen sind einige bevorzugte Ausführungsformen von Vorrichtungen dargestellt. Zum besseren Verständnis der Erfindung werden die Verfahrensstufen nachstehend an Hand dieser Ausführungsformen ausführlicher beschrieben.Some preferred embodiments of devices are shown in the figures. For better understanding According to the invention, the process steps are explained in more detail below with reference to these embodiments described.

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Fig.1 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung der ersten Stufe (Verbrennung) und der zweiten Stufe (Einspritzung des als Ausgangsmaterial dienenden flüssigen Kohlenwasserstoffs) des Verfahrens gemäß der Erfindung eignet«Fig.1 is a longitudinal section through a device which to carry out the first stage (combustion) and the second stage (injection of the starting liquid hydrocarbon) of the process according to the invention «

Fig.2 ist ein Querschnitt längs der linie 2-2 von Fig,.1. Fig.«3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 von Fig.1.Figure 2 is a cross section taken along line 2-2 of Figure 1. Figure 3 is a cross-section taken along line 3-3 of Figure 1.

Fig.4 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung, die sich zum Anschluß an das Austrittsende der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung eignet, um das daraus austretende Reaktionsgemisch aufzunehmen und es nach Ablauf einer geeigneten Verweilzeit für die Kohlenstoffbildung zu kühlen.Fig.4 is a longitudinal section through a device which to be connected to the outlet end of the in Fig.1 shown device is suitable to the emerging therefrom Take up the reaction mixture and use it after the expiry a suitable residence time for carbon formation to cool.

Fig.5 ist ein Längsschnitt durch eine Vorrichtung, die der in Fig.1 dargestellten im allgemeinen ähnlich ist, abgesehen von der Art der Einführung des flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs und des oxydierenden Gases.. .Fig.5 is a longitudinal section through a device which is generally similar to that shown in Figure 1, apart from the manner in which the liquid or gaseous fuel and the oxidizing gas are introduced ...

Die in Fig.1, 2 und 3 dargestellte Vorrichtung 10 zur Durchführung der Verbrennung und zur Einspritzung von flüssigem Kohlenwasserstoff im Rahmen des Verfahrens umfaßt zwei sich im wesentlichen über die gleiche Länge erstreckende, koaxiale, langgestreckte Außenmäntel 12 und 14. Der Innenmantel 12 umschließt den Verbrennungs-raum .16 und bildet zusammen mit dem Außenraantel 14 einen engen ringförmigen Kanal 18, durch den ein flüssiges Kühlmittel, z.B. Wasser, mit Hilfe der Eintritts- und Austrittsleitungen 20 und 22 umgewälzt werden kann. Ein Brennstoff mit hohem Heizwert, z.B. ein gasförmiger oder flüssiger Kohlenwasserstoff, wird durch die Zuführungsleitung 24 der Vorkammer 26 am Eintrittsende der Vorrichtung 10 zugeführti Von hier wird der Brennstoff durch die Verteilerplatte 18, die mehrere kleine gut verteilte öffnungen 30 enthält, in; den Verbrennungsraum \ξ, elnge-The device 10 shown in FIGS. 1, 2 and 3 for carrying out the combustion and for injecting liquid hydrocarbon in the context of the method comprises two coaxial, elongated outer sheaths 12 and 14 extending essentially over the same length. The inner sheath 12 encloses the Combustion chamber .16 and, together with the outer frame 14, forms a narrow annular channel 18 through which a liquid coolant, for example water, can be circulated with the aid of the inlet and outlet lines 20 and 22. A fuel with a high calorific value, for example a gaseous or liquid hydrocarbon, is fed through the feed line 24 to the antechamber 26 at the inlet end of the device 10 . the combustion chamber \ ξ, elnge

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führt. Bei der dargestellten speziellen Ausführungsform ist, wie am besten in Pig.2 ersichtlich, eine mittlere Öffnung 30 zusammen mit sechs ungefähr im gleichen Abstand im Kreis angeordneten umgebenden Öffnungen 30 vorgesehen. Beliebige andere gleichmäßige geometrische Anordnungen der Öffnungen 30 sind möglich, jedoch werden vorzugsweise wenigstens fünf solcher Öffnungen vorgesehen. Bei den sehr hohen Einsatzmengen und Durchsätzen, 'die beim Verfahren gemäß der Erfindung möglich sind, genügen gewöhnlich etwa 13 bis 15 solcher Öffnungen 30 selbst für die Erzeugung im großtechnischen Maßstab.leads. Is In the particular A usführungsform, as best seen in Pig.2, a central opening 30, together with six provided approximately at the same distance in the circle arranged surrounding openings 30th Any other uniform geometric arrangements of the openings 30 are possible, but preferably at least five such openings are provided. At the very high input quantities and throughputs which are possible in the process according to the invention, about 13 to 15 such openings 30 are usually sufficient even for production on an industrial scale.

Etwas unterhalb (in Strömungsrichtung gesehen) der Brennstoffverteilerplatte 28 wird das sauerstoffreiche Oxydationsmittel seitlich durch die Leitung 32 eingeführt, die sich tangential in den Verbrennungsraum 16 an dessen Umfang, der durch die Innenwand des Mantels 12 gebildet wird, öffnet. Die sich ergebende schnelle Wirbel- oder Drehbewegung, die durch Einblasen des Oxydationsgases mit hoher Geschwindigkeit in dieser Weise hervorgebracht wird, bewirkt eine ausgezeichnete Vermischung des Oxydationsgases mit den Brennstoffstrahlen, die durch die öffnungen 30 eintreten, und gewährleistet eine schnelle, stabile, sehr intensive Verbrennung im Raum 16. Durch das verwendete sehr sauerstoffreiche Oxydationsmittel, den gut gefüllten Verbrennungsraum und die darin erreichte intensive Verbrennung wird normalerweise eine Wärmefreigäbe von mehr als 267 x 10 kcal/Stunde/m erzielt,Slightly below (seen in the direction of flow) the fuel distributor plate 28 the oxygen-rich oxidizing agent is introduced laterally through line 32, which extends tangentially into the combustion chamber 16 on its circumference, which is formed by the inner wall of the shell 12 will open. The resulting rapid whirling or rotating movement caused by blowing in the oxidizing gas is produced at high speed in this way, causes excellent mixing of the oxidizing gas with the fuel jets entering through the openings 30 and ensures a fast, stable, very intensive combustion in room 16. Through the very oxygen-rich oxidizing agent used, the well-filled combustion chamber and the intense combustion achieved in it will normally release heat achieved more than 267 x 10 kcal / hour / m,

8 "58 "5

und Wärmemengen von mehr als 8,9 χ 10 kcal/Stunde/m sind über einen erheblichen Bereich von Sauerstoff/Brennstoff-Verhältnissen auf beiden Seiten der Stöchiometrie, insbesondere bei den reineren Formen von Sauerstoff und Brennstoffen mit hohem Heizwert, nicht ungewöhnlich.and amounts of heat of more than 8.9 χ 10 kcal / hour / m are over a significant range of oxygen / fuel ratios on either side of stoichiometry, not uncommon, especially with the purer forms of oxygen and high calorific value fuels.

1Um die heißen Verbrennungsgase einzuschließen und ihre Heizkapazität zu bändigen und auszunutzen, wird eine Isolierung des Innenmantels 12. nicht versucht. Die Mantel 1 In order to contain the hot combustion gases and to tame and utilize their heating capacity, insulation of the inner jacket 12. is not attempted. The coat

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12 und 14 sind vielmehr aus Werkstoffen von hoher Wärmeleitfähigkeit, ζ.B; Metallen wie Aluminium, hergestellt, und ein Kühlmittel, z.B. Wasser, wird mit hoher Geschwindigkeit durch den Kanal 18 umgewälzt. Hierdurch wird das sehr kostspielige Problem, das mit dem Versuch verbunden ist, eine feuerfeste Isolierung zu finden, die den hohen Temperaturen und dem auftretenden Wärmeschock widerstehen könnte, ausgeschaltet. .12 and 14 are rather made of materials with high thermal conductivity, ζ.B; Metals such as aluminum, and a coolant such as water is circulated through the channel 18 at high speed. This will make that very costly problem associated with trying to find refractory insulation that would match the high Withstand temperatures and the thermal shock that occurs could, turned off. .

Der im Verbrennungsraum 16 erreichte Druck ist ein äußerst · wichtiger Faktor für die Gewährleistung erfolgreicherThe pressure reached in the combustion chamber 16 is extremely important factor in ensuring successful

Durchführung des restlichen Verfahrens. So ist ein »=■ fCarry out the rest of the procedure. So a »= ■ f

Mindestverbrennungsdruck von etwa 1,27 kg/cm erforderlich, um einen starken, stetigen Verbrennungsgasstrom zu erzeugen, der ordnungsgemäß in die nächste Stufe des Verfahrens gelenkt wird, in der der als Ausgangsmaterial dienende flüssige Kohlenwasserstoff eingeführt wird. Vorzugsweise wird der Druck in der Verbrennungskammer zwischen etwa 1,4 und 3,5 kg/cm gehalten, da hierdurch nicht nur ein genügend kräftiger und stetiger Strom der heißen Verbrennungsgase gebildet, sondern auch absolut stabil'e Verbrennung über einen weiten Bereich von Bedingungen, z.B. über einen weiteren Bereich von Sauerstoff/Brennstoff-Verhältnissen, gewährleistet wird. Auch g wenn er in seinen reineren Formen verwendet wird, kann der Anteil des zugeführten Sauerstoffs zwischen etwa 50$ und 5OO56 des für vollständige Verbrennung des Brennstoffs zu COp, H9O usw. theoretisch erforderlichen Anteils variieren. Bevorzugt werden Anteile' von etwa 70 bis '350$. Ebenso kann zwar der Druck in der Verbrennungskammer bis auf etwa 6 ata erhöht werden, jedoch ist die Gesamtkombination der anderen Faktoren selten so ungünstig, daß Verbrennungsdrücke von mehr als etwa 2 oder 3 ata erforderlich sind» .Minimum combustion pressure of about 1.27 kg / cm is required to produce a strong, steady flow of combustion gas which is properly directed into the next stage of the process, in which the liquid hydrocarbon serving as the feedstock is introduced. The pressure in the combustion chamber is preferably kept between about 1.4 and 3.5 kg / cm, since this not only creates a sufficiently strong and steady flow of hot combustion gases, but also absolutely stable combustion over a wide range of conditions, for example over a wider range of oxygen / fuel ratios. Even when used in its purer forms, the amount of oxygen supplied can vary between about $ 50 and 50056 of the amount theoretically required for complete combustion of the fuel to COp, H 9 O, etc. Shares from about $ 70 to $ 350 are preferred. Likewise, although the pressure in the combustion chamber can be increased up to about 6 ata, the combined combination of the other factors is seldom so unfavorable that combustion pressures of more than about 2 or 3 ata are required.

Nachdem sich der kräftige Verbrennungsgasstrom gebildet hat, wird an einer Stelle, an der dieser sich im wesent-After the powerful flow of combustion gas is formed has, is at a point where this is essentially

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lichen als geschlossene Säule bewegende Strom einen Staudruck von wenigstens 0,21 kg/cm erreicht hat, der als Ausgangsmaterial dienende flüssige Kohlenwasserstoffdurch eine Reihe von 4 kleinen freien Öffnungen 34, die durch den Innenmantel 12 führen, quer in diesen Strom eingespritzt. Der flüssige Kohlenwasserstoff wird diesen Öffnungen unter einem im wesentlichen konstanten Druck durch Zuführungsleitungen 36 oder andere geeignete Zuführungsverteiler zugeführt. Fast jede annehmbare Zahl von Öffnungen 34 vo& nicht weniger als 2 ist geeignet, vorausgesetzt, daß das flüssige Ausgangsmaterial diesen Öffnungen unter einem im wesentlichen gleichmäßigen Druck zugeführt wird, der in Abhängigkeit von der Art des Ausgangsmaterials und der Größe des heißen verbrennungsgasstromes so eingestellt wird, daß das flüssige Ausgangsmaterial in das Innere des Verbrennungsgasstroms eindringt, jedoch nicht bis zur gegenüberliegenden Seite dieses Stroms dringt. Wie bereits erwähnt, können diese Öffnungen fast jeden beliebigen Durchmesser zwischen etwa 0,25 und 1,5 mm nach Bedarf haben. Für die meisten flüssigen Ausgangsmaterialien sind Öffnungen einer Größe zwischen 0,51 und etwa 0,5 mra am geeignetsten. Die Gesamtzahl der Öffnungen 34 einer gegebenen Größe hängt natürlich von der insgesamt zugeführten und zu handhabenden Menge des flüssigen Ausgangsmaterials ab, die ihrerseits von der Beschaffenheit des heißen Verbrennungsgasstroms und der prozentualen Gesamtverbrennung, die im gesamten Prozess stattfinden soll, usw. abhängt, wie bereits oben erläutert.The closed column moving stream has reached a dynamic pressure of at least 0.21 kg / cm, the liquid hydrocarbon serving as starting material being injected transversely into this stream through a series of 4 small free openings 34 which lead through the inner jacket 12. The liquid hydrocarbon is supplied to these orifices at a substantially constant pressure through supply lines 36 or other suitable supply manifolds. Almost any acceptable speed VO is not less than 2 is suitable, provided that the liquid starting material these openings is supplied at a substantially uniform pressure, the v of the hot, depending on the nature of the starting material and the size erbrennungsgasstromes set of openings 34 so is that the liquid starting material penetrates into the interior of the combustion gas flow, but does not penetrate to the opposite side of this flow. As previously mentioned, these openings can be almost any diameter between about 0.25 and 1.5 mm as required. For most liquid starting materials, openings between 0.51 and about 0.5 millimeters are most suitable. The total number of openings 34 of a given size depends, of course, on the total amount of liquid starting material supplied and handled, which in turn depends on the nature of the hot combustion gas stream and the percentage of total combustion that is to take place in the entire process, etc., as already above explained.

Diese Methode des Einspritzens des als Ausgangsmaterial dienenden flüssigen Kohlenwasserstoffs als eine Vielzahl von kleinen, quer gerichteten, zusammenhängenden, eindringenden Strahlen gewährleistet gleichmäßige, schnelle und feine Dispergierung und Verteilung des Ausgangsmaterials im gesamten Strom der heißen Verbrennungsgase, soThis method of injecting the raw material liquid hydrocarbon as a plurality of small, transversely directed, contiguous, penetrating rays ensures uniform, rapid and finely dispersing and distributing the raw material throughout the stream of hot combustion gases, so

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daß das Ausgangsmaterial schnell und vollständig zersetzt und in hochwertigen Ruß in überraschend hohen Ausbeuten umgewandelt werden kann. Obwohl gegenüber den üblichen Zerstäubungsraethoden, die normalerweise bei der Einführung von flüssigen Kohlenwasserstoffen in Kohlenstoffbildungsprozessenangewandt werden, überlegene Ergebnisse durch, diese Einspritzmethode erzielt werden, wenn der Staudruck des heißen Verbrennungsgasstroms an der Einspritzstelle wenigstens etwa 0,21 kg/cm beträgt, liegt der kinetische Druck oder Staudruck an dieser Stelle zur Erzielung optimaler Ergebnisse, insbesondere bei der Herstellung von Rußen mit feineren Teilchen, vorzugs-that the starting material decomposes quickly and completely and in high quality carbon black in surprisingly high yields can be converted. Although compared to the usual atomization methods that are normally used when it is introduced of liquid hydrocarbons applied in carbon formation processes superior results will be achieved by using this injection method when the Back pressure of the hot combustion gas stream at the injection point is at least about 0.21 kg / cm the kinetic pressure or back pressure at this point to achieve optimal results, especially with the Production of carbon blacks with finer particles, preferably

■ 2■ 2

weise bei wenigstens etwa 0,35 kg/cm. Insgesamt liegt der optimale Staudruck an dieser Stelle im allgemeinenwise at least about 0.35 kg / cm. Overall lies the optimal back pressure at this point in general

2 zwischen etwa 0,35 und 1,4 kg/cm .2 between about 0.35 and 1.4 kg / cm.

Das Reaktionsgemisch, das auf diese Weise in der in Eigo1, 2 und 3 dargestellten Vorrichtung 10 gebildet worden ist, enthält die gesamte Warme und den gesamten Kohlenstoff für die Rußbildung, so daß jetzt nur noch die notwendige Reaktionszeit eingestellt werden muß. Dies kann leicht geschehen, indem das Reaktionsgeraisch vom Ausströmende der Vorrichtung-.10 in einen geeigneten Reaktionsraum geführt wird. Beispielsweise kann, wie in Fig.4 dargestellt, ein Behälter 40 mit offenem Ende an das Ausströmende der Vorrichtung 10 mit Hilfe von zusammenpassenden Flanschen 38 und 42, die mit geeigneten, in Kreisform angeordneten Bolzenlöchern 44 und 44' versehen sind, angeschlossen werden. Der Reaktionsraum 46 im Behälter A-O muß durchgehend frei und offen sein und gewöhnlich eine größere Querschnittsfläche haben als das Ausströmende der Vorrichtung 10. Vorzugsweise ist die Quersehnittsflache des lintrittsendes des Reaktionsraums 46 um ein Mehrfaches» z.B. etwa Äaa 4-fache größer als die Quersslinittsflache des Ausst-römenäesäer Vorrichtung 10. Die Länge des Reaktionsraujns 46 hängt wn der maximalenThe reaction mixture which has been formed in this way in the device 10 shown in Eig o 1, 2 and 3 contains all of the heat and all of the carbon for soot formation, so that now only the necessary reaction time has to be set. This can easily be done by guiding the reaction device from the outflow end of the device into a suitable reaction space. For example, as shown in Figure 4, an open ended container 40 can be attached to the discharge end of the device 10 by means of mating flanges 38 and 42 which are provided with suitable circularly arranged bolt holes 44 and 44 '. The reaction space 46 in the container AO must be continuously free and open and usually have a larger cross-sectional area than the outflow end of the device 10. Preferably, the cross-sectional area of the inlet end of the reaction space 46 is several times greater than the cross-sectional area of the outlet -Römenäesäer device 10. The length of the reaction space 46 depends on the maximum

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Verweilzeit ab, die für die Kohlecstoffbildung bei großtechnischem Betrieb vorgesehen werden muß. Die genaue Verweilzeit für jeden Fall hängt natürlich von den jeweiligen Reaktionsbedingungen und den gewünschten Eigenschaften des gebildeten Rußes ab, jedoch liegt sie beim Verfahren gemäß der Erfindung gewöhnlich im Bereich von etwa 1 bis 100 Millisekunden für die meisten Rußtypen von größerem Interesse.Residence time from the for the carbon formation in large-scale Operation must be provided. The exact residence time for each case depends of course on the particular one The reaction conditions and the desired properties of the carbon black formed, however, it depends Methods according to the invention usually range from about 1 to 100 milliseconds for most types of soot of greater interest.

Um die Möglichkeit zu schaffen, die Kohlenstoffbildungsreaktion im gewünschten Augenblick zu beenden und hierdurch die Verweilzeit zu regeln, sind Flüssigkeitszerstäubungsdüsen an geeigneten Stellen im Reaktionsraum vorgesehen. Beispielsweise sind zwei solcher Zerstäubungsdüsen 48 in Fig.4 dargestellt. Im Betrieb wird die zu zerstäubende Flüssigkeit, gewöhnlich Wasser, den Düsen 48 unter einem geeigneten Druck mit Hilfe von Leitungen 50 zugeführt. Zur Erzielung einer größeren Flexibilität bezüglich der Veränderung der Verweilzeit für einen gegebenen Durchsatz oder für die Änderung des Durchsatzes bei einer gegebenen Verweilzeit kann man mehr als eine Gruppe von Zerstäubungsdüsen vorsehen. Beispielsweise könnten zusätzliche Düsen 48 an anderen Stellen, z.B. an den Stellen A und/oder B, die durch die Pfeile in Fig.4 angedeutet sind, angeordnet werden. Da die Kohlenstoffbildungsreaktion durch die Abkühlung im wesentlichen abgebrochen wird, besteht das den Reaktionsraum 46 durch den Austritt 52 verlassende Gemisch aus einem heißen Aerosol oder Rußprodukt in Nebenproduktgasen. Nach dem Austritt aus dem Ausgang 52 wird dieses heiße Aerosol den üblichen Endbehandlungen, d.h. Abkühlung, Abtrennung und Abscheidung der Feststoffteilchen, wie dies bei der Herstellung von Ruß nach dem Furnace-Verfahren üblich ist, unterworfen.In order to create the possibility of ending the carbon formation reaction at the desired moment and thereby regulating the residence time, liquid atomization nozzles are provided at suitable points in the reaction space. For example, two such atomizing nozzles 48 are shown in FIG. In operation, the liquid to be atomized, usually water, is supplied to the nozzles 48 under a suitable pressure by means of lines 50. More than one group of atomizing nozzles can be provided to provide greater flexibility in changing the residence time for a given throughput or in changing the throughput for a given residence time. For example, additional nozzles 48 could be arranged at other locations, for example at locations A and / or B, which are indicated by the arrows in FIG. Since the carbon formation reaction is essentially terminated by the cooling, the mixture leaving the reaction space 46 through the outlet 52 consists of a hot aerosol or soot product in by-product gases. After exiting the outlet 52, this hot aerosol is subjected to the usual final treatments, ie cooling, separation and deposition of the solid particles, as is customary in the production of carbon black by the furnace process.

Der Behälter 40 könnte aus feuerfestem Material hergegtellt werden, wie dies bei den meisten Rußöfen üblich The container 40 could be hergegtellt of refractory material, as usual with most carbon black furnaces

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ist, jedoch wird ,er vorzugsweise-ebenso wie die Baugruppe 10 aus Werkstoffen von hoher Wärmeleitfähigkeit, z.B. Metallen, hergestellt und mit einem Kühlmantel 54 versehen, wie in Fig.4 dargestellt, so daß während des Betriebs ein geeignetes flüssiges Kühlmittel wie Wasser mit Hilfe der Eintritts- und Austrittsöffnungen 56 und 58 darin umgewälzt werden kann.is, however will, it preferably-as well as the assembly 10 made of materials with high thermal conductivity, e.g. metals, and provided with a cooling jacket 54, as shown in Fig.4, so that during operation a suitable liquid coolant such as water with the aid of the inlet and outlet openings 56 and 58 can be circulated in it.

In Fig.5 ist eine Vorrichtung 60 dargestellt, die der in Fig.1 dargestellten Vorrichtung 10 allgemein analog ist und an Stelle der letzteren verwendet werden kann, um die ersten "beiden Stufen des Verfahrens gemäß der Erfindung durchzuführen. Die Vorrichtung 60 umfaßt somit zwei sich im wesentlichen über -die gleiche Länge erstreckende, koaxiale Mantel 62 und 64· Der Innenmantel.62 umschließt den Verbrennungsraum 66 und bildet zusammen mit dem Außenmantel 64 einen schmalen ringförmigen Kanal 68 für die Umwälzung eines flüssigen Kühlmittels zwischen dem Eintritt 20 und dem Austritt 22.FIG. 5 shows an apparatus 60 which is generally analogous to the apparatus 10 shown in FIG. 1 and which can be used in place of the latter in order to carry out the first "two stages of the method according to the invention. The apparatus 60 thus comprises two The inner jacket 62 encloses the combustion chamber 66 and, together with the outer jacket 64, forms a narrow annular channel 68 for the circulation of a liquid coolant between the inlet 20 and the outlet 22 .

Ebenso wie bei der Vorrichtung 10 ist das Ausströmende der Vorrichtung .60 mit einem Plansch 38 mit kreisförmig angeordneten Bolzenlöchern 44 versehen. Ebenso ist die. Vorrichtung 60 unmittelbar vor ihrem Ausströmende mit |As with the device 10, the outflow end of the device .60 is circular with a splash 38 arranged bolt holes 44 provided. Likewise is the. Device 60 immediately before its outflow end with |

Mitteln zum Einspritzen des als Ausgangsmaterial dienenden flüssigen Kohlenwasserstoffs, nämlich kleinen Öffnungen 34 versehen, denen der flüssige Kohlenwasserstoff durch die Leitungen 36 zugeführt wird. ■ - Means for injecting the liquid hydrocarbon used as starting material, namely small openings 34, to which the liquid hydrocarbon is fed through the lines 36, are provided. ■ -

Der Hauptunterschied zwischen der in Fig.!dargestellten Vorrichtung 10 und der in Fig.5 dargestellten Vorrichtung 60 liegt somit in der Art der Einführung und Vermischung des flüssigen oder gasförmigen Brennstoffs mit dem sauerstoffreichen Oxydationsgas zur Auslösung der mit hoher Intensität ablaufenden Verbrennungsstufe des Verfahrens. In der- Vorrichtung 60 wird das sauerstoff-The main difference between the apparatus shown in Fig.! Illustrated 10 and the device 60 illustrated in Figure 5 is thus in the manner of the introduction and mixing of the liquid or gaseous fuel with the oxygen rich oxidizing gas to trigger the running of high intensity combustion stage of the process. In the device 60, the oxygen

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reiche gasförmige Oxydationsmittel durch eine Reihe von Öffnungen 70, die direkt auf einen gemeinsamen zentralen Punkt im Einströmende des Verbrennungsraums 36 gerichtet sind, seitlich in den Verbrennungsraum 66 eingeführt.rich gaseous oxidant through a series of openings 70 which open directly onto a common central Point in the inflow end of the combustion chamber 36 are directed laterally into the combustion chamber 66.

Das Oxydationsgas wird den Öffnungen 70 unter einem geeigneten Druck mit Hilfe der Zuführungsleitungen 72 oder mit Hilfe eines anderen geeigneten Verteilers zugeführt. Der flüssige oder gasförmige Brennstoff wird mit Hilfe kleiner Bohrungen 74, die sich an einem Punkt unmittelbar vor der Stelle, an der die Bohrungen 70 sich in den Verbrennungsraum 66 öffnen, mit den Bohrungen 70 gabeln und verbinden, in das Oxydationsgas eingeblasen. Der flüssige oder gasförmige Brennstoff wird den Bohrungen 74 durch Zuführungsleitungen 76 oder andere geeignete Verteiler zugeführt. Mit anderen Worten, die Anordnung zum Einblasen bzw. Einspritzen von Brennstoff und Oxydationsmittel bei der in Tig.5 dargestellten Vorrichtung 60 erzeugt ein strahlstabilisiertes Feuer in der Verbrennungszone 66, während die in Fig.1 dargestellte Vorrichtung 10 zu einem drallstabilisierten Feuer in der Verbrennungszone 16 führt.The oxidizing gas is the openings 70 under a suitable pressure with the aid of the supply lines 72 or supplied with the help of another suitable distributor. The liquid or gaseous fuel is using small bores 74, which are located at a point immediately in front of the point at which the bores 70 are in the combustion chamber 66 open, fork with the bores 70 and connect, blown into the oxidizing gas. The liquid one or gaseous fuel is supplied to the bores 74 through supply lines 76 or other suitable manifolds fed. In other words, the arrangement for blowing in or injecting fuel and oxidizing agent in the case of the device 60 shown in Figure 5, a beam-stabilized fire is generated in the combustion zone 66, while the device 10 shown in Figure 1 to a swirl-stabilized fire in the combustion zone 16 leads.

Einige bevorzugte Ausführung3formen der Erfindung, ihre Vorteile und Flexibilität sowie in einigen Fällen die Folgen des Arbeitens außerhalb der vorgeschriebenen Grenzen werden durch die folgenden Beispiele veranschaulicht. Some preferred embodiments of the invention, their advantages and flexibility, and in some cases the The following examples illustrate the consequences of working outside the prescribed limits.

Beispiel 1example 1

Die in Fig.1, 2, 3 und 4 dargestellte Vorrichtung wurde verwendet. Diese Vorrichtung hatte die folgenden wesentlichen Abmessungen:The apparatus shown in Figures 1, 2, 3 and 4 was used. This device had the following essentials Dimensions:

Innendurchmesser des Mantels 12 19,05 mmInner diameter of the jacket 12 19.05 mm

Länge des Mantels 12 (gemessen von der Verteilerplatte 28) 177,8 mmLength of the jacket 12 (measured from the distributor plate 28) 177.8 mm

Länge des Mantels 12 (gemessen vomLength of the jacket 12 (measured from

tangentialen Eintritt 32) 152,4 mmtangential entry 32) 152.4 mm

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20159H20159H

Durchmesser der Öffnungen 30 1,59 mmDiameter of the openings 30 1.59 mm

(vorgesehen sind 7 Öffnungen, nämlich eine in der Mitte und 6 in gleichen Abständen um die Mittelöffnung in einem Kreis von 12,7 mm) . , „ . ■(7 openings are provided, namely one in the middle and 6 equally spaced around the central opening in a circle of 12.7 mm). , ". ■

Durchmesser der Bohrungen 34 0,5^1 mmDiameter of the holes 34 0.5 ^ 1 mm

(vorgesehen sind zwei einander gegenüberliegende Bohrungen 34, die im Abstand von 12,7 mm vom Ausströmende des Mantels 12 angeordnet sind) ■(Two opposing holes 34 are provided, which are spaced apart of 12.7 mm from the outflow end of the jacket 12 are arranged) ■

Innendurchmesser des Behälters 46 76,2 mmInner diameter of the container 46 76.2 mm

Länge des Behälters 46 (bis zu denLength of the container 46 (up to the

Düsen 48) 91,4 cmNozzles 48) 91.4 cm

Bei diesem Versuch wurden die nachstehend genannten Reaktionsteilnehmer an den folgenden Einführungsstellen zugeführt: Erdgas, das hauptsächlich aus Methan bestand und einen Heizwert von etwa 8900 kcal/m hatte, diente als Brennstoff und wurde durch den Eintritt 24 in die Vorkammer 26 und von dort durch die Öffnungen 30 züge« Vführt· Als sauerstoffreiches Oxydationsmittel diente technischer Sauerstoff, der eine Reinheit von mehr als 99$ molekularem Sauerstoff hatte und durch den tangentialenEintritt 32 eingeführt wurde. Das flüssige Ausgängsmätefial, das durch die Bohrungen 34 zugeführt wurde, war ein Rucks tandsb'l, das aus der kätalytischeη teiekung einer Erdölraffinerie erhalten worden wai? und die folgenden Kennzahlen, hatte:In this experiment, the following reactants became at the following introductory points supplied: Natural gas, which mainly consisted of methane and had a calorific value of around 8900 kcal / m, was used as fuel and was through entry 24 into the Antechamber 26, and from there through openings 30, it was used as an oxygen-rich oxidizing agent technical oxygen of a purity of more than 99 $ molecular oxygen and by tangential entry 32 was introduced. The liquid starting machine, which was fed through the bores 34, was a rucks tandsb'l, which from the kätalytischeη oil refinery purchase received wai? and had the following metrics:

AI>I*GraVity bei 15,60C (ASTM-D^287) ü!AI> I * GraVity at 15.6 0 C (ASTM-D ^ 287) ü!

Spezifisches Gewicht bei 15»60OSpecific weight at 15 »6 0 O

(ASTM D*287) · 1,085(ASTM D * 287) x 1.085

Viskosität, SUS bei 54»40C (ASTM D-S8) 26S Viakosität,SüS bei 98,9°0 (ASfM D«88) ^7,5Viscosity, SUS at 54 "4 0 C (ASTM D-S8) 26S Viakosität, SAEs at 98.9 ° 0 (ASFM D" 88) ^ 7.5

femperatur deä 5^ptemperature deä 5 ^ p

(ASTM P-I160)(ASTM P-I160)

Kohlenstoffgehali; 89,0Carbon content; 89.0

8,18.1

- ■ 1,2- ■ 1.2

Eine Reihe von Versuchen wurde mit der vorstehend beschriebenen Kombination von Apparaturen und Reaktionsteilnehmern unter Beachtung aller Vorschriften der Erfindung durchgeführt, wobei von Versuch zu Versuch das Verhältnis von Brennstoff zu Oxydationsmittel verändert wurde, um einen Bereich von Operationen zu veranschaulichen, bei denen der gebildete Verbrennungsproduktstrom 1) Sauerstoffmangel hat und von reduzierender Natur ist, 2) bei ungefähr stöchiometrischen Bedingungen im wesentlichen ausgeglichen, 3) sauerstoffreich und von oxydierender Natur ist und 4-) einen großen überschuss nicht umgesetzten Sauerstoffs enthält. Gleichzeitig wurde die in der zweiten Stufe des Verfahrens zugeführte Menge des flüssigen Ausgangsmaterials bei dieser Versuchsreihe so eingestellt, daß die prozentuale Gesamtverbrennung, die theoretisch bei jedem Versuch erreichbar war, ungefähr gleich blieb (etwa 29 bis 30$) und die. Verweilzeit des vollständigen Reaktionsgemisohes bei jedem Versuch vor der abschließenden Kühlung im wesentlichen konstant bei etwa Λ5 Millisekunden blieb.A series of experiments were carried out with the combination of apparatus and reactants described above in compliance with all the provisions of the invention, the ratio of fuel to oxidant being varied from experiment to experiment in order to illustrate a range of operations in which the combustion product stream formed was 1 ) Is oxygen starved and of a reducing nature, 2) substantially balanced at approximately stoichiometric conditions, 3) is oxygenated and oxidizing in nature, and 4-) contains a large excess of unreacted oxygen. At the same time, the amount of liquid starting material added in the second stage of the process was adjusted in this series of experiments so that the percent total combustion that could theoretically be achieved in each experiment remained approximately the same (about $ 29 to $ 30) and the. Residence time of the complete reaction mixture remained essentially constant at about Λ5 milliseconds in each experiment before the final cooling.

Die wesentlichen Arbeitsbedingungen dieser vier Versuche und die hierbei erhaltenen Ergebnisse bezüglich der gebildeten Ruße sind nachstehend in Tabelle I zusammengestellt. The main working conditions of these four experiments and the results obtained with regard to the carbon blacks formed are summarized in Table I below.

Tabelle ITable I.

Versuch Nr. 4-424 «· 70 64 62 74 Experiment No. 4-424 «· 70 64 62 74

Zuseführte Sauerstoffmenge,Amount of oxygen supplied,

56,64 56,64 56,64 56,6456.64 56.64 56.64 56.64

Zugeführte Erdgasmenge,Nm5 35,4 28,32 17,7 8,5Amount of natural gas supplied, Nm 5 35.4 28.32 17.7 8.5

Druck in der Verbrennungskammer, atü 0,84 0,77 0,53 0,35Pressure in the combustion chamber, atü 0.84 0.77 0.53 0.35

Zugeführte Menge des flüssigen Auagangsmaterials,Amount of liquid input material supplied,

l/Stunde 46,6 51*1 62,5 70l / hour 46.6 51 * 1 62.5 70

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20159H20159H

_ 19 -_ 19 -

Tabelle I (Forts.) . Table I (cont.) .

70 64 62 7470 64 62 74

32,2132.21 31,7531.75 32,6632.66 34,4734.47 82,582.5 7979 81,581.5 8282 125125 149 .149. 147147 135135 185185 241241 242242 225225 188188 173173 169169 168168

Einspritzdruck für flüs- ·Injection pressure for fluid

siges Ausgangsraaterial,original raw material,

atu 10,2 12,3 15,1 17,6atu 10.2 12.3 15.1 17.6

Erhaltener RußReceived soot

Produktionsgeschwindigkeit, kg/StundeProduction speed, kg / hour

Nigrometerwert Oberfläche2, m2/gNigrometer value surface 2 , m 2 / g

FarbkraftColor strength

DBP-Absorption4"DBP absorption 4 "

Extrabierbare Bestand-Extractable inventory

teile?, Gew.-# · 0,1 0 0 0,1parts ?, wt .- # 0.1 0 0 0.1

1) Die Nigrometerwerte stellen die relative Lichtreflexion im Vergleich zu einer Standard-Anreibung von Ruß in Öl dar. Je niedriger der Nigrometerwert, um so dunkler ist der Ruß, d.h. um so größer ist seine Farbtiefe.1) The nigrometer values represent the relative light reflection compared to a standard grind of soot in oil. The lower the nigrometer value, the darker it is is the soot, i.e. the greater its color depth.

2) Gemessen durch Jodabsorption2) Measured by iodine absorption

3). Relative Deckkraft eines Rußes, der im Gewichtsverhältnis von 1:30 mit einem standadisierten Zinkoxyd, das in einem Standardöl dispergiert ist, gemischt ist und mit einer Standardreihe von Vergleichsrußen verglichen wird, die unter den gleichen Bedingungen getestet werden.3). Relative opacity of a carbon black in the weight ratio of 1:30 is mixed with a standardized zinc oxide dispersed in a standard oil and compared to a standard set of comparative carbon blacks tested under the same conditions will.

A) Die DBP-Absorptionswerte sind angegeben in ml Dibutylphthalat, das pro 100 g Ruß aufgenommen, wird, wenn eö mit dem Ruß gemäß ASTM-D-2414 (1965T) gemischt A) The DBP absorption values are given in ml of dibutyl phthalate, which is absorbed per 100 g of carbon black, when eö mixed with the carbon black in accordance with ASTM-D-2414 (1965T)

wird,, bis der Verschmelzungspunkt der Masse erreicht ist. Diese Werte zeigen den Grad der "Struktur" oder der Zusammenlagerung der Teilchen und die Netzwerkbildung an.will, until the merging point of the mass is reached is. These values indicate the degree of "structure" or the agglomeration of the particles and the network formation.

0 0.9843/12620 0.9843 / 1262

20159H20159H

5) Bestandteile, die aus dem Ruß entfernt werden, wenn eine Probe des Rußes in der 10-fachen Gewichtsmenge Toluol 12 bis 22 Stunden am Rückfluß erhitzt wird.5) Ingredients removed from the carbon black when a sample of the carbon black is 10 times by weight Toluene is refluxed for 12 to 22 hours.

Bemerkenswert bei einer Betrachtung der vorstehenden Werte ist folgendes:The following is noteworthy when considering the above values:

1) Die bei den Versuchen hergestellten Ruße haben einen ungewöhnlich hohen "Strukturgrad" und eine überra-1) The carbon blacks produced in the tests have a unusually high "degree of structure" and a surprising

v sehend kleine Teilchengröße, besonders wenn man die theoretische prozentuale Gesamtverbrennung von 29 bis 30$ berücksichtigt. Selbst der gröbste dieser Ruße ist feiner als die z.Zt. im Handel erhältlichen Super Abrasion Furnace-Ruße. v seeing small particle size, especially if one takes into account the theoretical overall percent combustion 29-30 $. Even the coarsest of these soot is finer than the one currently used. commercially available super abrasion furnace carbon blacks.

2) Die bei diesen Versuchen erzielten Rußausbeuten liegen dicht bei 50$ des insgesamt in den Prozess eingesetzten Kohlenstoffs. Dieser Wirkungsgrad wird normalerweise nur bei viel gröberen Rußen von minderer Qualität erreicht.2) The soot yields achieved in these tests are close to $ 50 of the total used in the process Carbon. This efficiency is usually only achieved with much coarser carbon blacks of inferior quality.

3) -Die in einem ziemlich weiten Bereich vorgenommene Veränderung des Sauerstoff/Brennstoff-Verhältnisses in der Verbrennungsstufe bei den vorstehend beschriebenen Versuchen änderte den als Kohlenstoffausbeute ausgedrückten Wirkungsgrad nicht wesentlich und verschlechterte die grundlegenden physikalischen Eigenschaften des gebildeten Rußes nicht. (Jedoch wurden xjbei den Versuchen, bei denen die Verbrennungsbedingungen dichter beim stöchiometrischen Verhältnis von Sauerstoff und Brennstoff lagen, etwas feinere Ruße gebildet.)3) -The one made in a fairly wide range Variation of the oxygen / fuel ratio in the combustion stage in those described above Experiments did not significantly change the efficiency expressed as carbon yield and made it worse the basic physical properties of the carbon black formed do not. (However, xj in the tests in which the combustion conditions closer to the stoichiometric ratio of oxygen and fuel, slightly finer soot educated.)

Angesichts der oben genannten "High Structure" und des ausgezeichneten Verstärkungsvermögens dieser Ruße wurden Proben jedes Produkts au3 den vier beschriebenen Versuchen in Mischungen auf Basis von Naturkautschuk und auf BasisGiven the above "high structure" and the Excellent reinforcement properties of these carbon blacks were used as samples of each product from the four experiments described in mixtures based on natural rubber and on

0098A3/ 1 2620098A3 / 1 262

eines synthetischen Styrol-Butadien-Kautschuks erprobt. Die Mischungen wurden nach den in der Industrie üblichen Rezepturen aus folgenden Bestandteilen (Gewichtsteile) hergestellt:of a synthetic styrene-butadiene rubber. The mixtures were made according to those customary in the industry Recipes made from the following components (parts by weight):

Tabelle II * Table II *

Bestandteile Naturkautschuk SynthesekautschukComponents natural rubber synthetic rubber

Polymeres ._ 100 (Smoked Nr.1) 100 (SBR-1500) Zinkoxyd 5 5 -Polymeres ._ 100 (Smoked Nr.1) 100 (SBR-1500) Zinc oxide 5 5 -

Stearinsäure 3 1,5Stearic acid 3 1.5

Schwefel 2,5 2 · ä Sulfur 2.5 2 ä

Beschleuniger (1) 0,6 2Accelerator (1) 0.6 2

Ruß 50 50Soot 50 50

(1) Benzothiazyldisulfid.(1) Benzothiazyl disulfide.

Die -eigenschaften-der Mischungen und Vulkahisate sind in der folgenden Tabelle angegeben»The -properties-of the compounds and vulcanized products are in given in the following table »

0098Λ3/12620098Λ3 / 1262

Tatelle IIITatelle III

7070 NaturkautschukNatural rubber 6262 7474 . 70. 70 SBRSBR 15Ο02 15Ο0 2 7474 Versuch Nr.Attempt no. 6060 6464 6868 6262 6464 6464 6262 6363 Mooney-Viskosität, ML-4r bei 1000C Mooney viscosity, ML-4 r at 100 ° C. 7070 6868 6868 Schrumpfung beim StrangpressenShrinkage during extrusion 41,941.9 41,741.7 bei 50°C, £at 50 ° C, £ 250250 229229 2J92J9 239239 42,242.2 37,837.8 229229 ο Zugfestigkeit, kg/cm2 ο tensile strength, kg / cm 2 188188 261261 177177 154154 239 .239. 281281 230230 183183 «> Modul bei 300^ Dehnung, kg/cm«> Module at 300 ^ elongation, kg / cm 380380 167167 400400 450450 300300 195195 207207 380 ΐ-
ι
380 ΐ
ι
*- Dehnung,# * - elongation, # 6969 450450 7272 6868 7474 400400 320320 7070 -η. Härte, Shore A2 -η. Hardness, Shore A2 6969 7676 7676

(i)Die Proben zur Ermittlung der Zugfestigkeit und Härte wurden 30 Minuten bei 145* vulkanisiert. (i) The tensile strength and hardness test specimens were vulcanized at 145 * for 30 minutes.

'C'C

(2) Die Proben für die Ermittlung der Zugfestigkeit und Härte wurden 50 Minuten bei 145°C vulkanisiert.(2) The samples for the determination of tensile strength and hardness were vulcanized at 145 ° C for 50 minutes.

to-to-

Die vorstehend genannten, mit dem Kautschuk erzielten Ergebnisse bestätigen im allgemeinen den hohen Grad der feinteiligen Struktur und der Verstärkungsfähigkeit dieser Reihe von Rußen für Kautschuk. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, daß spezielle Modifikationen in der Mischungszusammenstellung eine viel weitgehendere Ausnutzung der Verstärkungsfähigkeit dieser Ruße ermöglichen würden.The above, achieved with the rubber Results generally confirm the high degree of finely divided structure and the ability of this series of carbon blacks to be reinforced for rubber. However, it is for that It will be apparent to those skilled in the art that special modifications in the mix composition is much more extensive Exploitation of the reinforcement ability of these carbon blacks would allow.

Beispiel 2Example 2

Unter Verwendung der in Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurde eine Reihe von Versuchen genau unter den gleichen Bedingungen, wie sie für die Versuche 4424-62 genannt wurden, durchgeführt, wobei jedoch geringe Mengen Kaliumchlorid in die heißen Verbrennungsprodukte unmittelbar vor der Einführung des flüssigen Ausgangsmaterials eingeführt wurden, um zu ermitteln, ob die "strukturreduzierende" Wirkung von Alkaliverbindungen (wie in den U.S.A.-Patentschriften 3 010 794 und 3. 010 795 beschrieben) auch angesichts der äußerst starken Neigung zur Bildung von "High Structure"-Rußen, die in Beispiel 1 beschrieben wurden, erhalten bleiben würde. |Using the apparatus described in Example 1 a series of experiments was carried out under exactly the same conditions as those mentioned for experiments 4424-62 were carried out, but with small amounts of potassium chloride in the hot combustion products immediately were introduced prior to the introduction of the liquid starting material in order to determine whether the "structure-reducing" effect of alkali compounds (as in U.S. Patents 3,010,794 and 3,010,795) also in view of the extremely strong tendency to Formation of "high structure" soot, which were described in Example 1, would be retained. |

Die Bedingungen dieser Versuche und die dabei erhaltenen Produkte sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den Ergebnissen des Vergleichsversuchs 4424-62 zusammenge- ·The conditions of these experiments and those obtained thereby Products are listed in the following table together with the results of comparative test 4424-62.

stellt. ■■".-' " *represents. ■■ ".- '" *

0098 A3/12620098 A3 / 1262

IMIN THE Versuchattempt 6262 6060 201201 59U59U -- Tabelle IVTable IV 56,6456.64 56,6456.64 Zugeführte SauerstoffSupplied oxygen 17,717.7 17,717.7 Nr. 4424-No. 4424- menge, Nm^/stundeamount, Nm ^ / hour 5959 5858 Zugeführte ErdgasmengeAmount of natural gas supplied 0,530.53 0,530.53 Nm*/StundeNm * / hour 56,6456.64 56,6456.64 Druck in der VerbrenPressure in the burn 62,4562.45 62,4562.45 nungskammer, atünungskammer, atü 17,717.7 17,717.7 Flüssiges AusgangsLiquid output material, l/Stundematerial, l / hour 15,115.1 15,115.1 0,530.53 0,530.53 Einspritzdruck fürInjection pressure for flüssiges Ausgangsliquid output 00 33 62,4562.45 62,4562.45 material, atümaterial, atü Zugeführte KCl-Menge*,Amount of KCl supplied *, g/Stundeg / hour 32,6632.66 32,2132.21 15,115.1 15,115.1 Gebildeter RußFormed soot 81,581.5 8181 ProduktionsgeschwinProduction speed 147147 120120 66th 99 digkeit, kg/Stundespeed, kg / hour 242242 245245 NigrometerwertNigrometer value 169169 108108 Oberfläche, m /gSurface, m / g 31,331.3 31,7531.75 FarbkraftColor strength 00 0,20.2 8282 8383 DBP-AbsorptionDBP absorption 113113 9696 Extrahierte BestandExtracted inventory 235235 232232 teile, Gew. -i» parts, weight -i » 9393 9494 ** 0,20.2 0,10.1

(*) Zugeführt als wässrige Lösung, die 10 g KCl/l ent(*) Supplied as an aqueous solution containing 10 g KCl / l ent

hieltheld

Diese Ergebnisse zeigen, daß die zugesetzte Kaliumverbindung auch hier in der Lage, ist, die "Struktur" ohne größere Verschlechterung der Ausbeute oder Verschlechterung des Verstärkungsvermögens der einzelnen Teilchengrößen außergewöhnlich stark zu reduzieren.These results show that the added potassium compound is able to maintain the "structure" without major deterioration in the yield or deterioration in the reinforcing ability of the individual particle sizes to reduce exceptionally strong.

Der beim Versuch 4424-60 dieser Reihe erhaltene Ruß wurde in den in Beispiel 1 beschriebenen Kautschukmischungen erprobt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den entsprechenden Zahlen für den hier als Vergleichsversuch dienenden, bereits in Bei-The carbon black obtained in Experiment 4424-60 of this series was used in the rubber compounds described in Example 1 tried. The results obtained are in the following table together with the corresponding figures for the used here as a comparative experiment, already in both

0098 A3/ 126 20098 A3 / 126 2

- "37,8"37.8 51, t51, t 239239 281281 230230 281281 177,1177.1 148148 207207 ' 176'176 400400 510510 320320 430430 7272 6666 7676 7070

201 59H SlS201 59H SlS

spiel 1 genannten Versuch 4424-62 angegeben.game 1 mentioned attempt 4424-62 specified.

tabelle V ... table V ...

".-.'■_ - Naturkautschuk · SBR-1500' Versuch Nr. 62 60 62 60 ".-. '■ _ - Natural rubber · SBR-1500' Experiment No. 62 60 62 60

Mooney-Viskosität,Mooney viscosity,

ML-41 bei 1000C 68 60 68 59ML-4 1 at 100 0 C 68 60 68 59

Schrumpfung beim
Strangpressen bei
500C, Jo
Shrinkage at
Extrusion at
50 0 C, Jo

.Zugfestigkeit, kg/cm. cj? ^i cj\j cut g Tensile strength, kg / cm. cj? ^ i cj \ j cut g

Modul bei 300$ Dehnung,
kg/cm2
Module at $ 300 elongation,
kg / cm 2

Dehnung,^
Härte, Shore A2
Elongation, ^
Hardness, Shore A2

Diese Ergebnisse bestätigen, daß der Ruß aus Versuch 60, der mit. Zusatz von KCl hergestellt wurde, weniger "Struktur" hat und einen weicheren Gummi in einer gegebenen Mischung mit starker Erniedrigung der Modulwerte. und erhöhter Zugfestigkeit und Dehnung bildet. 'These results confirm that the carbon black from Experiment 60, the one with. Addition of KCl was produced, has less "structure" and a softer rubber in a given mixture with a large decrease in the modulus values. and increased tensile strength and elongation. '

Beispiel 3 ' Example 3 '

Die gleiche VOrrichtung wie in Beispiel 1, bei der jedoch |The same device as in Example 1, but with |

der die Reaktionszone umschließende Behälter 46 von Fig.4 eine andere Große hatte, wurde verwendet. Uinthe reaction zone enclosing container 46 of Fig. 4 had a different size was used. Uin

wesentliche· Veränderungen der Verweilzeit zwischen -dem.significant · changes in the dwell time between -dem.

Einspritzen des flüssigen Ausgangsmaterials in der ■' ·· Stufe 2 und der Kühlung in Stufe 3; des Verfahrens gemäß der Erfindung vorzünehmen, ohne daßstarke Änderungen in den Durchsätzen und anderen Bedingungen, des ProzessesInjection of the liquid starting material in the ■ '·· Level 2 and cooling in level 3; the procedure according to of the invention without major changes in throughputs and other conditions of the process

eintreten, wurde die Größe der Reaktions zone 46 beioccur, the size of the reaction zone was 46 at

dieser Versuchsreihe von Versuch zu Versuch bewußt ver-this series of experiments from experiment to experiment

Auch; äU,e Farm: des Verbrennurigarauma %6, in der Vfa,r inaoferri andtera» ials; der Innenjnjiantel 12 Even; äU, e Farm: des Combustion Urigarauma% 6, in the Vfa, r inaoferri andtera »ials; the inner january 12

20159H20159H

keinen gleichmäßigen Durchmesser über seine gesamte Länge hatte. Stattdessen bestand er aus zylindrischen Teilen von 19»05 mm Durchmesser an jedem Ende, einem zylindrischen Teil von 38,1 mm Durchmesser, in der Mitte und verbindenden kegelstumpfförmigen Übergangsabschnitten zwischen dem Mittelteil und den Endteilen. Der Verbrennungsraum 16 bei dieser Vorrichtung hatte somit ein etwas größeres Volumen als die in den Beispielen 1 und 2 verwendeten Vorrichtungen trotz der Tatsache, daß die Länge des Innenmantels 12 im vorliegenden Fall nur 152,4 mm von der Verteilerplatte und nur 114,3 mm vom tangentialen Eintritt 32 betrug·was not of uniform diameter along its entire length. Instead, it consisted of cylindrical ones Split 19 »05 mm in diameter at each end, one cylindrical part of 38.1 mm in diameter, in the middle and connecting frustoconical transition sections between the central portion and the end portions. The combustion chamber 16 in this device thus had a somewhat larger volume than that in the examples 1 and 2 used devices despite the fact that the length of the inner jacket 12 in the present Fall was only 152.4 mm from the distributor plate and only 114.3 mm from tangential entry 32

Im übrigen waren die Anordnung der Teile und die Arbeitsbedingungen für dieses Beispiel im wesentlichen die gleichen, wie sie in Beispiel 1 genannt wurden. Die Bedingungen für diese Versuchsreihe und die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, wo wiederum die entsprechenden Angaben für den Versuch 4424-62 zum Vergleich wiederholt werden.Otherwise, the arrangement of the parts and the working conditions essentially the same for this example as mentioned in example 1. the Conditions for this series of experiments and the results obtained are summarized in the following table, where again the corresponding information for experiment 4424-62 is repeated for comparison.

Tabelle VI Versuch Nr0 4424-62 24-32 59-36 59-65Table VI Run No. 0 4424-62 24-32 59-36 59-65

Zugeführter Sauer
stoff, Nm3/Stunde
Supplied sour
substance, Nm3 / hour
56,6456.64 56,6456.64 56,6456.64 56,6456.64
Zugeführtes Erdgas,
Nm'/Stunde
Supplied natural gas,
Nm '/ hour
17,717.7 17,717.7 17,717.7 17,717.7
Druck der Verbren
nungskammer, atü
Pressure of burn
nungskammer, atü
0,530.53 0,630.63 0,630.63 0,630.63
Flüssiges Ausgangs
material, l/Stunde
Liquid output
material, l / hour
62,4562.45 66,2466.24 60,9460.94 65,165.1
Gesamtverbrennung,
io der Theorie
Total combustion,
io the theory
2929 27,527.5 29,529.5 2828
Einspritzdruck für
flüssiges Ausgangs
material, atü
Injection pressure for
liquid output
material, atü
15,115.1 16,5216.52 14,7614.76 16,216.2
Durchmesser des Be
hälters 46, mm
Diameter of the Be
holder 46, mm
76,276.2 152,4152.4 50,850.8 152,4152.4

Länge des Behälters 46 bis zu den Düsen 48,Length of the container 46 to the nozzles 48,

20153142015 314

Tabelle VI (Forts.) Versuch Nr. 4424-62 24-32 59-36 59-65Table VI (cont.) Trial No. 4424-62 24-32 59-36 59-65

Verweilzeit in derDwell time in the

Zone 46 vor derZone 46 in front of the

Kühlung, Millisekun- .Cooling, milliseconds.

den 15 30 5 105the 15 30 5 105

Gebildeter RußFormed soot

32,6632.66 35,3835.38 29,9429.94 31,331.3 81,581.5 8383 81,581.5 8585 147147 121121 121121 140-140- .242.242 209209 257257 224224 169169 172172 163163 158158

Produktionsgeschwindigkeit, kg/Stunde Nigrometerwert . Oberfläche, m /g Farbkraft
DBP-Abs ο rpt i ο η,ml/g
Production speed, kg / hour nigrometer value. Surface area, m / g color strength
DBP Abs ο rpt i ο η, ml / g

Extrahierte Bestandteile, Gew.-$ 0 0 0,2 0Extracted ingredients, wt .- $ 0 0 0.2 0

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß selbst bei kurzen Verweilzeiten in der Größenordnung von 5 Millisekunden oder bei dem 20-fachen dieser Zeit weder der grundlegende Charakter des gebildeten Rußes noch die Ausbeute an Ruß sich stark ändern, zumindest nicht auf besonders schlechte Werte. -The above results show that even with short residence times, on the order of 5 milliseconds or at 20 times this time, neither the basic character of the carbon black formed nor the yield Soot change a lot, at least not to particularly bad values. -

Beispiel 4Example 4

Weitere Versuche wurden unter Verwendung der in Beispiel 3 für die Versuche 59-36 beschriebenen Apparatekombina- ' tion, d.h. mit der doppelkegelstumpfförmigen Verbrennungskammer (Durchmesser 19,05-38,1 mm) zusammen mit. der Reaktionszone 46 von 50,8 mm Innendurchmesser und 61 cm Länge bis zu den Düsen 48, durchgeführt. Die Bedingunpen dieser Versuche und ihre Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammen mit den zum Vergleich wiederholten Werten für den Versuch 59-36 zusammengestellt. Further experiments were carried out using the apparatus combinations described in Example 3 for experiments 59-36 tion, i.e. with the double frustoconical combustion chamber (Diameter 19.05-38.1 mm) together with. the reaction zone 46 of 50.8 mm internal diameter and 61 cm length up to the nozzles 48 carried out. The conditions these experiments and their results are in the following table together with those for comparison repeated values for the experiment 59-36.

0:084.3/ 1 2620: 084.3 / 1 262

Tabelle VII Versuch Nr, 59-56 59-52 59-56Table VII Experiment number, 59-56 59-52 59-56

Zugeführter Sauerstoff,Supplied oxygen,

Nm5/Stunde 56,64 56,64 56,64Nm 5 / hour 56.64 56.64 56.64

Zugeführtes Erdgas,Nm5/Std. 17,7 7,08 42,48Natural gas supplied, Nm 5 / hour. 17.7 7.08 42.48

Druck in der Verbrennungskammer, atüPressure in the combustion chamber, atm

Flüssiges Ausgangsmaterial, l/StundeLiquid starting material, l / hour

Einspritzdruck fürInjection pressure for

t flüssiges Ausgangsmaterial, atüt liquid starting material, atü

Gesaratverbrennung, '$> der TheorieGesaratverbremmung, '$> the theory

Verweilzeit in der Reak-. tionszone 46, Millisekunden 5 5,5 5,5Residence time in the react. tion zone 46, milliseconds 5 5.5 5.5

Gebildeter RußFormed soot

0,650.65 0,0, 4949 00 ,74, 74 60,9460.94 54,54, 99 2828 ,77, 77 14,7614.76 11,11 9595 55 ,62, 62 29,529.5 3737 3636

ProduktionsgeschwindigProduction speed 29,9429.94 23,5923.59 19,0519.05 keit, kg/Stundespeed, kg / hour 81,581.5 8282 8383 NigrometerwertNigrometer value 121121 150150 103103 Oberfläche*, rn2/gSurface *, rn 2 / g 257257 247247 FarbkraftColor strength

Extrahierte Bestandteile,Extracted components,

Gew.-^ 0,2 0 4,8Wt .- ^ 0.2 0 4.8

* Gemessen durch Stickstoffadsorption nach der BET-Methode. * Measured by nitrogen adsorption using the BET method.

Der bei dem Versuch 59-52 gebildete Ruß war im allgemeinen mit dem beim Vergleichsversuch 59-36 gebildeten Ruß vergleichbar, obwohl die Ausbeute etwas geringer war, zweifellos bedingt durch die etwas höhere, auf die Theorie bezogene prozentuale Gesamtverbrennung, mit der dieser Versuch durchgeführt wurde. Der beim Versuch 59-56 gebildete Ruß war jedoch infolge des äußerst hohen Gehaltes an extrahierbaren Bestandteilen völlig unbefriedigend. Der Extrakt war bei diesem Ruß so hoch, daßThe carbon black produced in Run 59-52 was generally the same as that produced in Comparative Run 59-36 Comparable to carbon black, although the yield was somewhat lower, no doubt due to the somewhat higher yield on the Theoretical percentage of total combustion with which this experiment was carried out. The one trying However, the soot formed 59-56 was completely unsatisfactory due to the extremely high content of extractables. The extract from this soot was so high that

009843/1262009843/1262

- 2ft- -- 2ft- -

eine Farbkraft nicht bestimmt werden konnte.a color strength could not be determined.

Nach Entfernung der Reaktionszone 46wurde bei der Beob achtung der Einspritzung des.flüssigen Ausgangsmaterials in die heißen Verbrennungsprodukte, die unter den in der vorstehenden Tabelle für den Versuch 59-56 angegebenen Bedingungen gebildet wurden, festgestellt, daß' die schlechten Ergebnisse bei diesem Versuch darauf zurückgeführt werden konnten, daß das flüssige Ausgangsmaterial bei diesem Versuch keine genügende Antriebskraft hatte, um gut in das Innere der an den Öffnungen ä 34 vorbeiströmendeh heißen Verbrennungsprodukte einzudringen. Statt dessen wurde das flüssige Ausgangsmaterial lediglich längs des Umfangs des Stroms der heißen Verbrennungsprodukte mit den oben beschriebenen nachteiligen Folgen mitgerissen.After the reaction zone 46 was removed, the observation of the injection of the liquid feedstock into the hot combustion products formed under the conditions given in the table above for Run 59-56 was found to be the cause of the poor results in this run could be that the liquid starting material had no sufficient driving force in this experiment to work well in the interior of the ä penetrate vorbeiströmendeh hot combustion products 34 to the openings. Instead, the liquid feedstock has merely been entrained along the circumference of the flow of hot combustion products with the adverse consequences described above.

Beispiel 5Example 5

Die Vorrichtung war in der gleichen Weise, wie in Beispiel 1 beschrieben (und in Fig.1, 2, 3 und 4 dargestellt) ausgebildet, jedoch größer, um wesentlich höhere Durchsätze zu ermöglichen. Diese Vorrichtung hatte die folgenden wesentlichen Abmessungen: . . |The device was in the same manner as in Example 1 (and shown in Fig. 1, 2, 3 and 4) designed, but larger in order to enable much higher throughputs. This device had the following essential dimensions:. . |

Innendurchmesser des Innenmantels 12 50,8 mmInner diameter of the inner jacket 12 50.8 mm

Länge des Mantels 12Length of the jacket 12

gemessen.von der Verteilerplatte 28 330,2, mmmeasured. from the distribution plate 28 330.2 mm

gemessen vom tangentialen Eintritt 32 279,4 mm,measured from the tangential entry 32 279.4 mm,

Durohmesser der Öffnungen 30 .3,2 mmDurometer of the openings 30.3.2 mm

(vorhanden sind 7 Öffnungen: 1 in der(There are 7 openings: 1 in the

Mitte und 6 mit gleichem Abstand davonMiddle and 6 equidistant from it

mit den Mittelpunkten auf einem 38»2 mm-with the centers on a 38 »2 mm

Kreis)Circle)

Durchmesser der Bohrungen 34 0,76 mmDiameter of the holes 34 0.76 mm

(vorhandensind 8 Bohrungen im Abstand von 45°, 25,4 mm vom Ausströmende des .(there are 8 holes at a distance of 45 °, 25.4 mm from the outlet end of the.

Mantels. 12)Coat. 12)

Inrien.durchmesaer des Behältex3 46 152,4 min.Inrial diameter of the container x3 46 152.4 min.

009 843/1262009 843/1262

Länge des Behälters 46 (bis zu den Düsen 48) 213,4 cmLength of the container 46 (to the nozzles 48) 213.4 cm

Bei diesem Beispiel waren die verwendeten Reaktionsteilnehmer, und ihre Einführungspunkte die gleichen wie in Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß als flüssiges Ausgangsmaterial, das durch die Bohrungen 34 eingeführt wurde, eine Rückstandsfraktion der katalytischen Krackung verwendet wurde, die aus einer anderen Raffinerie stammte und folgende Kennzahlen hatte:In this example the reactants used were and their introduction points are the same as in Example 1 with the difference that as the liquid starting material, introduced through wells 34 was a catalytic cracking residual fraction was used that came from another refinery and had the following key figures:

API-Gravity bei 15,60C +1,1API gravity at 15.6 0 C +1.1

Spez.Gewicht bei 15,60C 1,065Spez.Gewicht at 15.6 0 C 1.065

Viskosität, SUS bei 54,4°C 75,9Viscosity, SUS at 54.4 ° C 75.9

Viskosität, SUS bei 99°C 39,6Viscosity, SUS at 99 ° C 39.6

Geschätzter 50^-Destillationspunkt 358°CEstimated 50 ^ distillation point 358 ° C

Kohlenstoffgehalt 89,1 Gew.-$ Wasserstoffgehalt 8,45 "Carbon content 89.1% by weight Hydrogen content 8.45 "

Schwefelgehalt 1,89 "Sulfur content 1.89 "

Asche ' 0,01 "Ash '0.01 "

Mit der vorstehend beschriebenen Kombination von Apparaturen und Reaktionsteilnehmern wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt, bei denen stark oxydierende Verbrennungsreaktionsbedingungen in der ersten Stufe jedes Versuchs aufrecht erhalten wurden, aber die Menge des flüssigen Ausgangsmaterials von Versuch zu Versuch verändert wurde, um den Prozentsatz der theoretisch vollständigen Verbrennung in der Reaktionszone 46 zu verändern.With the combination of apparatus and reactants described above, a number of Experiments conducted using highly oxidizing combustion reaction conditions in the first stage each trial was maintained, but the amount of liquid starting material varied from trial to trial was changed to increase the percentage of theoretically complete combustion in reaction zone 46 change.

009843/1262009843/1262

Tabelle VIIITable VIII Versuch Nr.Attempt no. P-30 "P-30 " 320320 P-32P-32 P-34P-34 P-36P-36 Zugeführter Sauer
stoff, Nm3/Stunde
Supplied sour
substance, Nm3 / hour
453453 0,50.5 453453 453453 283283
Zugeführtes Erdgas,
NnP/Stunde
Supplied natural gas,
NnP / hour
6868 81,581.5 - 68- 68 68.68. 42,542.5
Druck in Verbrennungs
kammer, atü .
Pressure in combustion
chamber, atü.
0,490.49 128128 0,490.49 0,490.49 0,180.18
Staudruck der Verbren1-
nungsprodukte an den
Öffnungen 34
Back pressure of the combustion 1 -
products to the
Openings 34
0,350.35 00 0,350.35 0,350.35 0,140.14
Flüssiges Ausgangs
material, l/Stunde
Liquid output
material, l / hour
621621 492492 405405 257257
Einspritzdruck für
flüssiges Ausgangs-
material, atü
Injection pressure for
liquid starting
material, atü
20,420.4 15,5 .15.5. 10,510.5 7,7*7.7 *
Prozentsatz der theo
retischen Gesamtver
brennung
Percentage of theo
total retic
burning
2929 3636 4343 4343
Verweilzeit in der Reak
tionszone 46 vor der
Kühlung, Millisekunden 13
Dwell time in the reac
tion zone 46 in front of the
Cooling, milliseconds 13
1414th 1515th 2424
Gebildeter RußFormed soot Produktionsgeschwindig
keit, kg/Stunde
Production speed
speed, kg / hour
211,4211.4 *
125
*
125
95,395.3
Ausbeute, kg C/l Aus
gangsmaterial
Yield, kg C / l Aus
gang material
0,420.42 0,30.3 0,370.37
NigrometerwertNigrometer value 77,577.5 7272 80,580.5 BET-Oberflache, m2/gBET surface area, m 2 / g 295295 481481 140140 Extrahierte Bestand
teile
Extracted inventory
share
00 00 00

* Von den 8 Öffnungen 34 waren während dieses Versuchszwei verstopft.* Of the 8 openings 34 were two during this experiment clogged.

Es ist zu bemerken, daß bei den ersten drei Versuchen dieser Reihe die Verbrennungsreaktionsbedingungen zwischen Sauerstoff und Heizgas so konstant gehalten wurden, daß der Verbrennungsdruck in der ersten Stufe des Verfahrens 0,42 atü und der Staudruck in den an den Öffnungen 34 vorbeiströmenden heißen Verbrennungspro-It should be noted that the combustion reaction conditions for the first three runs in this series between oxygen and fuel gas were kept so constant that the combustion pressure in the first stage of the method 0.42 atü and the back pressure in the Openings 34 hot combustion pro-

0 0 8 8Λ 3/1262 '0 0 8 8Λ 3/1262 '

dukten in der zweiten Stufe des Verfahrens 0,35 kg/cm betrug. Durch Verringerung der Menge des in die zweite Stufe eingeführten flüssigen Ausgangsmaterials, jedoch unter Aufrechterhaltung guten Eindringens des Ausgangsmaterials in die heißen Verbrennungsprodukte wurde die Feinheit des gebildeten Rußes sehr stark verringert, z.B. auf einen Nigrometerwert von 77»5 beim Versuch P-32, der bei nur 36$ der theoretisch vollständigen Gesamtverbrennung durchgeführt wurde, und auf einen Nigrometerwert von nur 72 bei 43?« der theoretisch vollständigen Gesamtverbrennung beim Versuch P-34. Obwohl gleichzeitig die Ausbeuten an Ruß pro Liter des flüssigen Ausgangsmaterials abfielen, blieben sie dennoch in jedem Fall unter Berücksichtigung der Qualität des gebildeten Rußes auf einer Höhe, die bisher bei keinem bekannten Verfahren erreichbar war.in the second stage of the process was 0.35 kg / cm. By reducing the amount of in the second Liquid feedstock introduced, but while maintaining good feedstock penetration In the hot combustion products, the fineness of the soot formed was very much reduced, E.g. to a nigrometer value of 77 »5 in the experiment P-32, which is only $ 36 of the theoretically complete total combustion was carried out, and to a nigrometer value of only 72 at 43? «the theoretically complete one Total combustion in experiment P-34. Although at the same time the yields of soot per liter of the liquid As the starting material fell off, they nonetheless remained in any case, taking into account the quality of what was formed Soot at a level that was previously not achievable with any known process.

Wenn jedoch beim Versuch P-36 die Verbrennungsbedingungen in der ersten Stufe so verändert wurden, daß der Druck darin auf unter 0,21 atü und der Staudruck der heißen Verbrennungsprodukte in der Stufe 2 auf weniger als 0,21 kg/cm fiel, ergab sich eine starke Verschlechterung des Ausbeute/Nigrometerwert-Verhältnisses des gebildeten Produkts (auch wenn die Einspritzung des flüssigen Ausgangsmaterials durch Blockierung von zwei Öffnungen 34 so reguliert wurde, daß das Ausgangsmaterial in die Verbrennungsprodukte gut eindrang). Es ist somit festzustellen, daß die Qualität des beim Versuch P-36 gebildeten Rußes nicht wesentlich besser war als die des beim Versuch P-30 gebildeten Rußes und dennoch die Ausbeute um 0,13 kg pro Liter des verbrauchten flüssigen Ausgangsmaterials schlechter war.If, however, in experiment P-36, the combustion conditions in the first stage were changed so that the pressure therein to below 0.21 atm and the back pressure of the hot combustion products in stage 2 to less than 0.21 kg / cm, there was a great deterioration in the yield / nigrometer ratio of the formed Product (even if the injection of the liquid starting material by blocking two orifices 34 was regulated so that the starting material penetrated well into the combustion products). So it is determine that the quality of the carbon black produced in Experiment P-36 was not significantly better than that of the soot formed in the experiment P-30 and yet the yield by 0.13 kg per liter of the liquid consumed Source material was worse.

009843/ 1 262009843/1 262

20.159H20.159H

Beispiel 6Example 6

Die gemäß Pig.5 ausgebildete Vorrichtung wurde zur Einführung der Reaktionsteilnehmer verwendet, an die eine gemäß Fig.4 ausgebildete. Reaktions- und Kühlzone mit den Planschen 44 und 44' angeschlossen war. Die Gesamtvorrichtung hatte die folgenden wesentlichen Abmessungen:The device designed according to Pig.5 was introduced the reactants used to which a trained according to Figure 4. Reaction and cooling zone with the paddles 44 and 44 'was connected. The overall device had the following main dimensions:

Der Innenmantel 62 hatte über die ersten 89 mm seiner Länge einen Innendurchmesser von 50,8 mm, verjüngte sich dann allmählich über die nächsten 63,5 mm seiner Länge, bis er einen Innendurchmesser von 20 mm erreichte, den er über die restliche Länge von 25,4 mm beibehielt. i The inner jacket 62 had an inner diameter of 50.8 mm over the first 89 mm of its length, then gradually tapered over the next 63.5 mm of its length until it reached an inner diameter of 20 mm, which it over the remaining length of 25 , 4 mm retained. i

Sechs sich schneidende Paare von Bohrungen 70 und Bohrungen 74 waren im Abstand von 60 um den Umfang des Innenmantels 62 vorgesehen, wobei jede Bohrung 70 einen Durchmesser von 2,03 mm und jede Bohrung 74 einen Durchmesser von 0,76 mm hatte.Six intersecting pairs of holes 70 and holes 74 were spaced 60 apart around the circumference of the Inner jacket 62 is provided, each bore 70 having a diameter of 2.03 mm and each bore 74 a diameter of 0.76 mm.

Zwei Bohrungen 34, die einen Durchmesser von 0*51 mm hatten, waren im Abstand von 180° um den Umfang des Innenmantels 62 in einem Abstand von 12,7 mm von seinem Ausströmende vorgesehen.Two holes 34, which had a diameter of 0 * 51 mm, were at a distance of 180 ° around the circumference of the Inner jacket 62 at a distance of 12.7 mm from his Outflow provided.

Der Behälter 46 hatte einen Innendurchmesser von 76,2 mm wie in Beispiel 1, jedoch betrug der Abstand der Düsen 48 Λ für die Kühlflüssigkeit von der Stirnfläche des Flansches 44' nur 45,7 cm anstatt 91,4 cm wie in Beispiel 1.The container 46 had an inner diameter of 76.2 mm as in Example 1, but the distance was the nozzles 48 Λ for the cooling liquid from the end face of the flange 44 'only instead of 45.7 cm 91.4 cm as in Example. 1

Die folgenden Reaktionsteilnehmer wurden an den nachstehend genannten Stellen eingeführt: Technischer Sauerstoff, der eine Reinheit von wenigstens 99$ molekularem Sauerstoff hatte, wurde den sechs Bohrungen 70 durch ein ausgeglichenes Verteilersystem mit'Hilfe der Leitungen 72 zugeführt. Ferner wurde durch ein ausgeglichenes Verteilungssystem über die Zuführungsleitungen 76 allen Bohrungen 74 ein flüssiger Brennstoff zugeführt, der aus der gleichen Rückstandfraktion bestand, die in ·The following reactants became involved in the following Introduced mentioned bodies: Technical oxygen, which has a purity of at least 99 $ molecular Had oxygen, the six holes were 70 through a balanced distribution system with the help of the lines 72 supplied. It was also balanced by a Distribution system, a liquid fuel is supplied to all the bores 74 via the supply lines 76, the consisted of the same residue fraction, which in

009843/1262009843/1262

20159H20159H

Beispiel 5 als flüssiges Ausgangsmaterial verwendet wurde. Gleichzeitig wurde dieses gleiche flüssige Ausgangsmaterial wie in Beispiel 5 allen Düsen 34 als ■ flüssiges Ausgangsmaterial zugeführt.Example 5 was used as a liquid starting material. At the same time, this same liquid starting material became as in example 5, supplied to all nozzles 34 as liquid starting material.

Eine Reihe von Versl;chen wurde mit der vorstehend beschriebenen Kombination von Apparaturen und Reaktionsteilnehmern gemäß den Lehren der Erfindung durchgeführt, wobei von Versuch zu Versuch das Verhältnis von flüssigem Brennstoff zum Oxydationsmittel in der Stufe 1 des Verfahrens verändert wurde, um einen Bereich von Operationen zu veranschaulichen, bei denen der darin erzeugte Verbrennungsproduktstrom 1) bei ungefähr stöchiometrischem Zustand im wesentlichen ausgeglichen, 2) reich an Sauerstoff und von oxydierender Natur ist und 3) einen groi3en Überschuss an nicht umgesetztem Sauerstoff enthält. Gleichzeitig wurde die Zuführungsmenge des flüssigen Ausgangsmaterials, das durch die Düsen 34 in der zweiten Stufe des Verfahren-s eingeführt wurde, so eingestellt, daß der Gesamtprozentsatz der theoretisch vollständigen Verbrennung bei jedem Versuch ungefähr gleich (etwa 28 bis 29$) und die Verweilzeit des vollständigen Reaktionsgemisches bei jedem Versuch vor der Kühlstufe des Prozesses ebenfalls im wesentlichen konstant bei etwa 8 Millisekunden blieb.A series of comparisons were made with the above-described combination of apparatus and reactants in accordance with the teachings of the invention, varying from trial to trial the ratio of liquid fuel to oxidizer in step 1 of the process by a range of operations in which the combustion product stream produced therein is 1) essentially balanced at approximately stoichiometric state, 2) rich in oxygen and of an oxidizing nature, and 3) contains a large excess of unreacted oxygen. At the same time, the feed amount of the liquid starting material introduced through the nozzles 34 in the second stage of the process-s was adjusted so that the total percentage of theoretically complete combustion in each experiment was approximately the same (about $ 28 to $ 29) and the residence time of the complete reaction mixture also remained essentially constant at about 8 milliseconds in each attempt before the cooling stage of the process.

Die wesentlichen Bedingungen dieser drei Versuche und die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.The essential conditions of these three experiments and the results obtained are as follows Table compiled.

ORtGiNA INSPECTEDORtGiNA INSPECTED

009843/1262009843/1262

20159H20159H

SS-Tabelle IX SS- Table IX

Versuch Nr.Attempt no. 1150-71150-7 4380-614380-61 4380-744380-74 Zugeführter Sauerstoff,
Nm5/Stunde
Supplied oxygen,
Nm 5 / hour
56,6456.64 56,6456.64 56,6456.64
Flüssiges Ausgangsmate
rial (Stufe 1), 1/Std.
(in Mischung mit O2 als
Brennstoff verwendet)
Liquid starting material
rial (level 1), 1 / hour
(mixed with O 2 as
Fuel used)
21,6 ,21.6, 13,2513.25 7,957.95
Druck in Verbrennungs
kammer, atü
Pressure in combustion
chamber, atü
Q,7Q, 7 0,490.49 0,350.35
Flüssiges Ausgangsmate-
rial (Stufe 2), l/3td.
A liquid usgangsmate-
rial (level 2), l / 3td.
5656 66,666.6 69,669.6

30,830.8 27,227.2 27,227.2 8383 82,582.5 8585 112112 - 119- 119 9999 197197 225225 195195 179179 170170 -; 147- ; 147

Einspritzdruck für ^Injection pressure for ^

flüssiges Ausgangsmaterialliquid starting material

in Stufe 2, atü 12 15,8 17,2in level 2, atü 12 15.8 17.2

Gebildeter RußFormed soot

Produktionsgeschwindigkeit, kg/StundeProduction speed, kg / hour

' Nigrometerwert BET-Oberflache, m2/g Färbkraft DBP-Absorption, ml/g Extrahierte Bestandteile,'' Nigrometer value BET surface area, m 2 / g coloring power DBP absorption, ml / g extracted components,

Gew.-^ ' 0,2 0,2 0,1Wt .- ^ '0.2 0.2 0.1

Die vorstehenden Versuche zeigen ebenso wie die in den vorstehenden Beispielen beschriebenen Versuche erneut die Flexibilität des Verfahrens gemäß der Erfindung und in diesem Fall insbesondere die Möglichkeit, die erste Stufe, d.ho die Verbrennungsreaktion über einen ziemlich weiten Bereich von Brennstoff/Sauerstoff-Verhältnissen auch bei Verwendung eines flüssigen Brennstoffs durchzuführen, ohne daß der grundlegende Charakter des Rußprodukts sich stark ändert oder eine starke Verschlechterung der Rußausbeute bei einem gegebenen Gesamtprozentsatz der theoretisch vollständigen Verbrennung eintritt.The above experiments show as well as those in experiments described above again the flexibility of the method according to the invention and in this case in particular the possibility of the first stage, i.e. the combustion reaction over a fairly wide range of fuel / oxygen ratios even when using a liquid fuel, without the fundamental character of the carbon black product changing significantly or a large deterioration in the soot yield for a given total percentage theoretically complete combustion occurs.

0098A3/126 20098A3 / 126 2

20159Η 36 20159Η 36

Die Möglichkeit der erfolgreichen Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung über einen weiten Bereich von Bedingungen unter Erzeugung der verschiedensten Rußtypen (einschließlich solcher mit außergewöhnlich feinen Teilchengrößen) in überraschend hohen Ausbeuten wurde durch die vorstehenden Beispiele veranschaulicht. Es ist jedoch zu berücksichtigen, daß diese Beispiele zum größten Teil nur bevorzugte Teile des gesamten in Frage kommenden Bereichs der meisten Variablen darstellen, und die Möglichkeit, die -Erfindung innerhalb der hier gelehrten anwendbaren Bereiche, jedoch außerhalb der bevorzugten engeren Bereiche durchzuführen, die durch die Ausführungsbeispiele tatsächlich veranschaulicht wurden, ist für den Fachmann offensichtlich.The possibility of successfully performing the method according to the invention over a wide range of Conditions to produce a wide variety of soot types (including those with exceptionally fine particle sizes) in surprisingly high yields was illustrated by the above examples. However, it is take into account that these examples for the most part are only preferred parts of the total in question Represent the range of most of the variables, and the possibility of keeping the invention within the range taught here applicable ranges, but outside the preferred narrower ranges to be carried out by the exemplary embodiments actually illustrated will be apparent to those skilled in the art.

Beispielsweise ist es offensichtlich, daß praktisch jedes kohlenwasserstoffreiche flüssige Ausgangsmaterial als Hauptrohstoff beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendet werden kann, vorausgesetzt, daß es quer in einer Vielzahl von kleinen, zusammenhängenden Flüssigkeitsstrahlen eingeführt werden kann und eingeführt wird, die in den heißen Verbrennungsproduktstrom eintreten, nachdem dieser eine kinetische Energie erreicht hat, die einem Druck von wenigstens 0,21 kg/cm" entspricht. Ebenso sind zahlreiche verschiedene Kombinationen von sauerstoffreichem Oxydationsmittel und flüssigem oder gasförmigem Brennstoff in der ersten, bei hoher Temperatur arbeitenden Verbrennungsstufe des Verfahrens möglich, vorausgesetzt, daß sie bei einem Druck von wenigstens etwa 1,26 ata durchgeführt wird und genügend Energie erzeugt, um die Temperatur der Verbrennunrsprodukte auf wenigstens etwa 22000C oder, wenn auf der sauerstoffreichen Seite der stöchometrischen Verbrennung geai'beitrt wird, bis dicht genug an diesen Wert zu erhöhen, daß diese Temperatur sich einstellt, wenn dor als Ausgangsmaterial dienende flüssige Kohlenwasserstoff in dieFor example, it is evident that virtually any hydrocarbon-rich liquid feedstock can be used as the main raw material in the process according to the invention, provided that it can be introduced transversely in a plurality of small, contiguous liquid jets which enter the hot combustion product stream after this has reached a kinetic energy equivalent to a pressure of at least 0.21 kg / cm ". Also, numerous different combinations of oxygen-rich oxidant and liquid or gaseous fuel are possible in the first high temperature combustion stage of the process, provided that it is carried out at a pressure of at least about 1.26 ata and enough energy produced to the temperature of the Verbrennunrsprodukte at least about 2200 0 C or when geai'beitrt on the oxygen rich side of the stoichiometric combustion, to close enough to increase this value that this temperature is established when the liquid hydrocarbon serving as the starting material in the

6AD ORtGtNAL6AD LOCAL

.. · 0 0-9 8 43/ 126 2.. · 0 0-9 8 43/126 2

20Ϊ59Η20Ϊ59Η

Verbrennungsprodukte eingeführt wird.Combustion products is introduced.

Obwohl mehrere bevorzugte Ausführungsformen von Appara-' türen zur Durchführung des Hochleistungsverfahrens gemäß der Erfindung beschrieben und ihre Funktionsfähigkeit· durch Beispiele, die darin durchgeführte spezielle Operationen beschreiben, veranschaulicht wurden, ist es für den Fachmann wiederum offensichtlich, daß zahlreiche andere spezielle Bauformen und Anordnungen an Stelle der hier beschriebenen und veranschaulichten verwendetAlthough several preferred embodiments of apparatus' doors for carrying out the high-performance process according to the invention and their functionality illustrated by examples describing specific operations performed therein, it is in turn obvious to those skilled in the art that numerous other special designs and arrangements in place of the used as described and illustrated herein

werden können. Beispielsweise ist die genaue Form der ~can be. For example, the exact form is the ~

Verbrennungskammer nicht entscheidend wichtig, so lange * die Verbrennungsreaktion getrennt und aberhalb der Einspritzstelle des flüssigen■Ausgangsmaterials so durchgeführt wird, daß die beißen Verbrennungsprodukte mit geeigneter Beschleunigung in einen Bereich geführt worden .können, in dem sie im wesentlichen in einer Richtung als geschlossene Säule strömen, bevor das flüssige Ausgangsmaterial in die Verbrennungsprodukte eingeführt wird, · .Combustion chamber not of crucial importance as long as * the combustion reaction separately and but half the injection point of the liquid ■ starting material like this is carried out that the bite products of combustion with a suitable acceleration in an area in which they are essentially in one direction flow as a closed column before the liquid feedstock is introduced into the combustion products will, · .

Obwohl Kühlung wenigstens der Wände der Verbrennungskammer und vorzugsweise auch der V/ände der Reaktionskammer mit einer Flüssigkeit im allgemeinen die zweck- J mäßigste und wirtschaftlichste Arbeitsweise ist, können Vorrichtungen, die für andere Kühlmethoden oder, Methoden zum Schutz der in diesen Wandbereichen verwendeten Werkstoffe konstruiert sind, angewandt werden, Beispielsv/eise i31 es möglich, einen Teil der beim Verfahren gemäß der Erfindung verwendeten Reaktionsteilnehmer um oder durch diese Wände umzuwälzen, um einen Teil der Wärme aus ihrer unmittelbaren Nachbarschaft abzuführen, obwohl diese regenerativen Kühlmethoden beim Verfahren gemäß der Erfindung offensichtlich viel weniger interessant;-sind als bei den üblichen Rußherstellungsverfahren, In jedem Fail können die beim Verfahren geiiiöß der Erfindung verwendeten Reaktionßteilnehmer gegebenenfalls vorAlthough cooling at least the walls of the combustion chamber and preferably also the walls of the reaction chamber with a liquid is generally the most convenient and economical way of working, devices suitable for other cooling methods or methods for protecting the materials used in these wall areas can be constructed are are applied Beispielsv / else i31 it possible a portion of the R e used in the method according to the invention, action subscriber to or circulate through these walls to dissipate a portion of the heat from their immediate vicinity, although this regenerative cooling methods in the method according to the Obviously, the invention is much less interesting than in the usual carbon black production processes

009843/1262009843/1262

20159H20159H

3?3?

dem Einspritzen oder Einblasen in die verschiedenen Reaktionszonen durch Wärme, die aus dem Prozess selbst absorbiert wird, oder in anderer V/eise vorgewärmt werden. Diese Vorwärmung kann häufig vorteilhaft sein, wenn eine verhältnismäßig viskose flüssige Fraktion als Brennstoff oder Rohstoff für die Rußerzeuciuna verwendet wird.injecting or blowing into the various reaction zones using heat generated by the process itself is absorbed, or preheated in another way. This preheating can often be beneficial when a relatively viscous liquid fraction is used as fuel or raw material for the soot zeuciuna.

BAO ORIGINALBAO ORIGINAL

009843/1262009843/1262

Claims (17)

PatentansprücheClaims 1.) Verfahren zur Herstellung von Ruß durch Pyrolyse eines Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterials in einer Zone hoher Temperatur, die durch Verbrennung eines flüssigen Brennstoffs mittels eines sauerstoffreichen Oxydationsmittels erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß1.) Process for making carbon black by pyrolysis of a hydrocarbon feedstock in a zone of high Temperature obtained by burning a liquid fuel with an oxygen-rich oxidizing agent is generated, characterized in that a) diese Verbrennung bei einem Druck von höher alsa) this combustion at a pressure higher than 0,21 atü zur Erzeugung eines beschleunigten Stroms von I Verbrennungsprodukten hoher Temperatur durchgeführt wird, der sich im wesentlichen in Stopfenform bewegt,,0.21 atü to generate an accelerated current of I. Combustion products of high temperature is carried out, which moves essentially in the form of a plug, b) daß man an einer Stelle, an der dieser Strom eine kinetische Energie hat, die einem Druck von wenigstens 0,21 kg/cm entspricht, in diesen Strom von seinem Umfang her eine Vielzahl von kleinen zusammenhängenden Strahlen eines flüssigen Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterials in einer solchen Menge einspritzt, daß die insgesamt zugeführte Menge ausreicht, um eine Temperatur von wenigstens etwa 22000C und für die Kohlenstoffbildung geeignete Bedingungen zu gewährleisten, undb) that at a point where this stream has a kinetic energy corresponding to a pressure of at least 0.21 kg / cm, in this stream from its circumference a plurality of small contiguous jets of a liquid hydrocarbon feedstock in one is injected in such an amount that the total amount supplied is sufficient to ensure a temperature of at least about 2200 ° C. and conditions suitable for carbon formation, and c) daß man das gebildete Reaktionsgemisch an einer für " die Bildung von Kohlenstoffteilchen genügend weit stromabwärts liegenden Stelle abschreckt. c) that the reaction mixture formed on a for " the formation of carbon particles discourages a sufficiently downstream location. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ■ daß das oxydierende Gas wenigstens etwa 50 Mol-#, vorzugsweise wenigstens etwa 90 Mol-$ molekularen Sauerstoff enthält.2.) The method according to claim 1, characterized in that ■ that the oxidizing gas has at least about 50 moles, preferably at least about 90 moles, of molecular oxygen contains. 3») Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen flüssigen Brennstoff mit hohem Gehalt an kohlenwasserstoff haltigen Komponenten verwendet.3 ») Method according to claim 1, characterized in that a liquid fuel with a high content of hydrocarbon-containing components is used. «Afc«Afc 0.09 8 43/1 2620.09 8 43/1 262 HoHo 4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktionsteilnehmer und die Reaktionsbedingungen in der Verbrennungsstufe a) so wählt, daß eine Wärmemenj
wird.
4.) The method according to claim 1, characterized in that one chooses the reactants and the reaction conditions in the combustion stage a) so that a heat eman
will.
memenge von wenigstens etwa 267 x 10 kcal/Std./m freiMeme amount of at least about 267 x 10 kcal / hour / m free
5.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennung bei Drucken zwischen etwa 0,28 und 3,5* vorzugsweise zwischen etwa 0,7 und 2,1 atü durch-geführt wird.5.) The method according to claim 1, characterized in that the combustion at pressures between about 0.28 and 3.5 * preferably between about 0.7 and 2.1 atmospheres will. 6.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während Stufe b) eine Reaktionstemperatur von wenigstens etwa 247O0C erreicht wird.6.) The method according to claim 1, characterized in that a reaction temperature of at least about 247O 0 C is reached during step b). 7.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Verhältnisse von Oxydationsmittel zu Brennstoff so einstellt, daß etwa 70 bis 500 %, vorzugsweise 100 bis 550 % des theoretischen Sauerstoffbedarfs für die vollständige Verbrennung anwesend ist und die Menge des eingespritzten flüssigen Kohlenwasserstoff-Einsatzmaterials so eingestellt ist, daß der Prozentsatz der theoretischen Gesamtverbrennung weniger als etwa 50, vorzugsweise weniger als etwa 4o % beträgt.7.) The method according to claim 1, characterized in that the ratios of oxidizing agent to fuel are set so that about 70 to 500 %, preferably 100 to 550 % of the theoretical oxygen requirement for complete combustion is present and the amount of injected liquid hydrocarbon Feed is adjusted so that the percentage of the theoretical total combustion is less than about 50, preferably less than about 40%. 8.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom der Verbrennungsprodukte beim Einspritzen des flüssigen Einsatzmaterials eine kinetische Energie hat,8.) The method according to claim 1, characterized in that the flow of combustion products when injecting the liquid feed has kinetic energy, die wenigstens etwa 0,35 kg/cm äquivalent ist und daß die Strahlen des flüssigen EJnsatzmaterials einen Durchmesser zwischen etwa 0,25 und 1 mm aufweisen.which is equivalent to at least about 0.35 kg / cm and that the jets of the liquid feed material have a diameter between about 0.25 and 1 mm. 9.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspritz-Differentialdruck hinter den Strahlen an flüssigem Einsatzmaterial wenigstens etwa 7 kg/cm' be-• trägt.9.) The method according to claim 1, characterized in that the injection differential pressure behind the jets liquid feed is at least about 7 kg / cm '. 009843/1262 BADORIGINAL009843/1262 B ADOR IG INAL 20159U20159U 10.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Abschrecken in Stufe c) etwa zwischen 5 und loo Millisekunden nach' dem Einspritzen des flüssigen Einsatzmaterials in Stufe b) vornimmt.10.) The method according to claim 1, characterized in that the quenching in stage c) between about 5 and loo Milliseconds after the liquid feed was injected in stage b). 11.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß . man unmittelbar nach dem Einspritzen des flüssigen Einsät zmaterials in Stufe b), das im allgemeinen abwärts «trömt, sich abrupt ausdehnen und einen wesentlich größeren Querschnitt einnehmen läßt. . A 11.) The method according to claim 1, characterized in that. Immediately after the injection of the liquid Einsät zmaterials in stage b), which flows generally downward, can expand abruptly and assume a much larger cross-section. . A. 12.) Vorrichtung zur Herstellung von Ruß, bestehend aus einer langgestreckten seitlich umschlossenen Kammer mit verhältnismäßig dünnen Seitenwänden von verhältnismäßig hoher Wärmeleitfähigkeit, an derem in Strömungsrichtung gesehen oberen Ende ein Hochleistungsmischbrenner für zwei Medien angeordnet ist und die nahe ihrem in Strömungsrichtung gesehen unteren Ende eine Einrichtung, zur Einführung eines Abschreckmediums enthält, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Punkt zwischen den Enden Einrichtungen für die Einspritzung einer Vielzahl von kleinen, zusammenhängenden Querstrahlen von flüssigen Koh- ' lenwaseerstoffen vom Umfang her angeordnet sind. *12.) Device for the production of soot, consisting of an elongated, laterally enclosed chamber with relatively thin side walls of relatively high thermal conductivity, at the upper end of which a high-performance mixed burner for two media is arranged, as seen in the flow direction, and a device near its lower end, as seen in the flow direction includes the introduction of a quenching medium, characterized in that lenwaseerstoffen at a point between the ends means for the injection of a plurality of small, coherent cross beams from liquid coal 'from the circumference are arranged. * 13.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine.Einrichtung zur Kühlung der Längswände der langgestreckten Kammer mit einem flüssigen Kühlmittel enthält.13.) Device according to claim 12, characterized in that that they ein.Einrichtung for cooling the longitudinal walls of the contains elongated chamber with a liquid coolant. 14."') Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, . daß der Brenner für die Mischung der zwei Medien einen Verteiler für die Teilung des flüssigen Brennstoffs in14. "') Device according to claim 12, characterized in that . that the burner for the mixture of the two media has a distributor for the division of the liquid fuel into einer Reihe von kleinen Einzelströmen aufweist, die im wesentlichen parallel zur Längsachse der Kammer fließen und weiter gekennzeichnet durch wenigstens eine seitli-. • . ehe Eintrittsleitung für das Oxydationsmittel, diehas a series of small individual streams which flow essentially parallel to the longitudinal axis of the chamber and further characterized by at least one lateral. •. before the inlet line for the oxidizing agent, the 20159H20159H tangential mit dem inneren Umfang der Seitenwand der Verbrennungskammer kurz unterhalb des Verteilers, in Str.ömungsrichtung gesehen, verbunden ist.tangent to the inner circumference of the side wall of the combustion chamber just below the manifold, in Direction of flow seen, is connected. 15.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Brenner eine Reihe von paarweise angeordneten Bohrungen^ Sie unter einem größeren Winkel in der Fähe des oberen Endes der Kammer zusammenlaufen und weiter gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Verteilung des flüssigen Brennstoffs und des Oxydationsmittels auf sich jeweils gegenüberliegende Bohrungen jedes sich gabelnden Paares.15.) Device according to claim 12, characterized in that the burner has a number of arranged in pairs Holes ^ them at a larger angle close by the upper end of the chamber converge and further characterized by means for distribution of the liquid fuel and the oxidizing agent on opposite holes each forked Couple. 16.) Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Kammer am oberen Ende erheblich größer ist als an der Stelle, an der der flüssige Kohlenwasserstoff eingespritzt wird.16.) Device according to claim 12, characterized in that the cross section of the chamber at the upper end is considerable is greater than where the liquid hydrocarbon is injected. 17.) Vorrichtung nach Anspruch l6, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Querschnitt der Kammer unmittelbar unterhalb der Stelle der Kohlenwasserstoffeinspritzung sofort um wenigstens das vierfache vergrößert.17.) Device according to claim l6, characterized in that the cross section of the chamber is immediately below the point of hydrocarbon injection is immediately increased by at least four times. 009843/1262009843/1262 Le e fs e11 eLe e fs e11 e
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