DE3877897T2

DE3877897T2 - Verfahren und vorrichtung zur erzeugung von verbesserten russen und erhaltenes produkt.

Info

Publication number: DE3877897T2
Application number: DE8888310332T
Authority: DE
Inventors: Gary L Marney; Don T Norman
Original assignee: Witco Corp
Current assignee: Witco Corp
Priority date: 1987-11-04
Filing date: 1988-11-03
Publication date: 1993-07-22
Anticipated expiration: 2008-11-04
Also published as: JP2763899B2; AU2462588A; JPH01230677A; KR970000744B1; EP0315442A3; EP0315442B1; KR890008268A; ES2039643T3; US4988493A; EP0315442A2; US5593644A; DE3877897D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen von Rußen die, wenn sie zur Verstärkung in Kautschukkompounds verwendet werden, den resultierenden Ruß enthaltenden Kautschukkompounds sowohl hohe Rückfederelastizität als auch hohe Verschleißfestigkeitseigenschaften verleihen.
In den letzten Jahren gab es eine weltweite Forderung, die Brennstoffeffizienz von Kraftfahrzeugen zu verbessern, um die begrenzten Weltvorräte an Ölkohlenwasserstoffen zu konservieren.
Untersuchungen deuteten darauf hin, daß eine relativ große Menge der von einem Kraftfahrzeug verbrauchten Energie dafür aufgewendet wird, den Rollwiderstand seiner Reifen zu überwinden, der durch Hystereseverluste in den Reifenlaufflächenkompounds verursacht wird. Deshalb haben Kraftfahrzeughersteller für Originalausstattungsreifen strenge Bestimmungen festgelegt, um den Rollverlust durch Hysterese zu verringern, während die Widerstandsfähigkeit gegen Laufflächenabnutzung, Reibung und Handhabungseigenschaften beibehalten werden. Da diese Bestimmungen immer anspruchsvoller wurden, haben die Reifenhersteller ihren Zulieferern für Polymere und Ruß, die beiden bedeutendsten Bestandteile in Reifen, aufgefordert, sie durch die Produktion von Materialien zu unterstützen, welche Hystereseverluste in Reifenlaufflächenkompounds verringern
Rußproduzenten haben aktiv versucht, neue Rußklassen zu entwickeln, die bei verringerten Hystereseeigenschaften gute Laufflächenabnutzungseigenschaften verleihen, während zufriedenstellende Reibung und Handhabungseigenschaften beibehalten werden. Es ist festgestellt worden, daß die Änderung des Gleichgewichts zwischen Laufflächenabnutzung und Hysterseeigenschaften von Ruß durch herkömmliche Herstellungsverfahren sehr schwer zu erreichen ist. Im allgemeinen sind Abnahmen der Hysteresewerte von Abnahmen der Widerstandsfähigkeit gegen Laufflächenabnutzung begleitet und umgekehrt.
In einem Rußreaktor mit linearem Strömungsbild (siehe Figur 1) ist es üblich, Rußausgangsmaterialöl durch mehrere hydraulische Sprühdüsen in einen heißen Verbrennungsgasstrom zu spritzen, der von einer Verbrennungszone ausströmt, die stromaufwärts vom Rußausgangsmaterialeinspritzungspunkt liegt. Weiters ist es üblich, das zerstäubte Rußausgangsmaterialöl radial nach innen und/oder außen, im wesentlichen in einem rechten Winkel zur Strömungsrichtung des heißen Verbrennungsgasstroms zu spritzen, um das Ausgangsmaterialöl gleichmäßig im heißen Verbrennungsgasstrom zu dispergieren. Der Gesamtstrom an Rußausgangsmaterialöl wird als ein einzelner Strom zudosiert, obwohl dieser Strom zum Einspritzen in den heißen Verbrennungsgasstrom in mehrere Ströme unterteilt ist.
Offensichtlich schaffen die obigen Techniken, bei denen zur Zeit verwendete Reaktoren zum Einsatz kommen, keine Rußprodukte mit den zuvor beschriebenen wünschenswerten Eigenschaften.
Die folgenden Verweise veranschaulichen die verschiedenen Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Rußen:

US-Patente

3,256,065 4,540,560 4,289,743 4,360,627
4,071,496 4,678,830 4,478,973 4,447,401
4,383,973 3,256,066 4,548,980 4,500,672
4,477,621 4,327,069 4,013,760 4,645,657

Europäische Patentanmeldungen

EP-A-136629 EP-A-206315 EP-A-209908
Außerdem ist aus der US-A-4391789 bekannt, daß eine Vielzahl von Einspritzpunkten für Ausgangsmaterialöl in verschiedenen Bereichen einer konischen Reaktionszone angeordnet sind. Verbrennungsgase werden in einem Wirbelströmungsmuster erzeugt, und in der konischen Reaktionszone ist zunehmende Turbulenz vorgesehen. Es wird vorgeschlagen, daß die Mengen an Zufuhrmaterial und Additiven variiert werden können, um die Aggregatgrößenverteilung der Teilchen in einem bestimmten Teilchenbereich zu variieren.
Im Gegensatz dazu wird gemäß vorliegender Erfindung Verbrennungsgas einer Einspritzzone auf lineare Weise zugeführt, und unabhängig voneinander gesteuerte Ströme an Ausgangsmaterialöl werden jeweiligen Abschnitten des Verbrennungsgastroms zugeführt. Es wird bewirkt, daß zwei oder mehrere getrennte parallele Rußbildungsreaktionen gleichzeitig im Reaktor auftreten. Durch Steuerung der Menge an Ausgangsmaterialöl, das in jeden dieser getrennten Einspritzungszonen eingespritzt wird, sodaß 10 bis 60% des gesamten Ausgangsmaterials einem ersten Strömungsabschnitt und 90 bis 40% einem zweiten zugeführt werden, können im Reaktor gleichzeitig Rußprodukte mit ähnlichen oder in einem weiten Bereich liegenden Teilchengrößen und/oder spezifischen Oberflächen erzeugt werden. Dieses Verfahren der Einspritzung von Rußausgangsmaterialöl schafft eine Einrichtung zum Erzeugen von Rußteilchen mit einem viel weiteren Größenbereich als sie normalerweise auftreten würden, wenn herkömmliche Verfahren der Ausgangsmaterialöleinspritzung eingesetzt werden.
Fachleute auf dem Gebiet der Rußerzeugung sind sich dessen bewußt, daß Rußprodukte fast ausschließlich aus Aggregaten zahlreicher Rußpartikel bestehen, die miteinander verschmolzen sind, um clusterartige und/oder kettenartige Aggregatformen zu bilden. Diese Aggregate, die sowohl in der Größe als auch der Form variabel sind, werden überwiegend in der Reaktionszone des Reaktors gebildet, wo starke Wirbelströmung des Betriebsgasstroms auftritt, der Rußteilchen enthält. Teilchenkollision unter hohen Temperaturbedingungen in der Reaktorreaktionszone verursacht das Verschmelzen der Teilchen zu Aggregaten.
Es ist eine Forderung aber keinesfalls als eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung zu betrachten, daß die gemäß vorliegender Erfindung geschaffenen Rußaggregate sich von den nach herkömmlichen Verfahren erzeugten darin unterscheiden, daß gemäß vorliegender Erfindung gebildete Aggregate aus einem viel weiteren Bereich von Teilchengrößen bestehen als die nach herkömmlichen Verfahren gebildeten. Es wird angenommen, daß diese Änderung der Aggregatzusammensetzung eine wesentliche Rolle beim Erreichen der durch die Verwendung von gemäß vorliegender Erfindung erzeugten Rußen gezeigten verbesserten dynamischen Eigenschaften spielt.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, mit dem Ruße erzeugt werden können, die Reifenlaufflächenkompounds, für deren Verstärkung sie verwendet werden, verbesserte dynamische Eigenschaften und gute Laufflächenabnutzung verleihen.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, durch die Ruße mit ähnlichen dynamischen Eigenschaften wie herkömmlich erzeugte Ruße erzeugt werden können, aber mit verbesserter Widerstandsfähigkeit gegen Laufflächenabnutzung in den Kautschukkompounds, bei denen sie verwendet werden.
Figur 1 ist eine Längsschnittansicht eines typischen Rußreaktors oder -ofens, der zur Durchführung des gemäß vorliegender Erfindung beschriebenen Verfahrens verwendet wird.
Die Figuren 2 und 3 sind Querschnittansichten des in Figur 1 gezeigten Rußreaktors oder -ofens an den Punkten A-A und B-B.
Figur 4 ist eine Schnittansicht an den Punkten A-A oder B-B bei der Herstellung von Rußen nach herkömmlichen Verfahren.
Der in Figur 1 gezeigte Rußreaktor ist ein Reaktor vom modularen Typ. Der Begriff modular wird verwendet, um auszusagen, daß der Reaktor aus Modulen oder Sektionen besteht, die jeweils eine spezielle Funktion haben, wobei die Module sequentiell miteinander verbunden sind, um eine Einrichtung zu schaffen, um das Rußherstellungsverfahren kontinuierlich schrittweise durchzuführen.
In Längsabfolge ist der Reaktor in vier Sektionen oder Module unterteilt. Auf Figur 1 bezugnehmend, ist Sektion 1 eine kombinierte Luftverteilungs- und Verbrennungszone, Sektion 2 ist eine Rußausgangsmaterialöleinspritzungszone, Sektion 3 ist eine Reaktionsabbruchzone und Sektion 4 ist eine Reaktionslöschzone.
Beim Betrieb wird vorgewärmte Luft zur Verbrennung dem Rußreaktor unter ausreichendem Druck zugeführt, um die im Reaktor und den Ausrüstungen stromabwärts auftretenden Druckabfälle zu überwinden. Diese Luft tritt in den Reaktor durch Leitung 5 und in den ringförmigen Raum 6 zwischen der äußeren Reaktorhülle 7 und der inneren Verbrennungskammerhülle 8 ein. Die Luft wandert dann in eine Richtung zum Reaktorkopf 9 hin durch den ringförmigen Raum 6 zwischen der äußeren und der inneren Hülle 7 und 8.
Mehrere längliche Flügel bzw. Rippen 10 sind im ringförmigen Raum 6 angeordnet. Diese Flügel sind starr an der inneren Verbrennungskammerhülle 8 befestigt und dienen drei Aufgaben. Erstens verleihen sie dem Luftstrom eine lineare nicht wirbelnde Strömungsrichtung. Zweitens stellen sie Wärmeübertragungsoberflächen dar, um Wärme von der feuerfesten Auskleidung 11, die die Verbrennungszone 1 umgibt, durch die innere Hülle 8 und Flügel 10 in den Luftstrom zu übertragen. Diese Wärmeübertragung dient weiters dazu, die feuerfeste Auskleidung 11 teilweise zu kühlen und in der Verbrennungszone 1 höhere Flammentemperaturen zu erhalten. Drittens stellen die Flügel 10 eine mechanische Stütze dar, um die innere Verbrennungskammerhülle 8 konzentrisch in der äußeren Rekatorhülle 7 angeordnet zu halten.
Nach dem Hindurchgehen durch den mit Flügel versehenen Abschnitt des ringförmigen Raums 6 geht die Verbrennungsluft durch eine Luftplenumkammer 12 hindurch, die angrenzend an den Reaktorkopf 9 angeordnet ist, und dann durch eine konzentrische kreisförmige Öffnung 13, die am stromaufwärts gelegenen Ende von Verbrennungszone 1 angeordnet ist, in die Verbrennungszone 1.
Eine im Reaktorkopf 9 montierte Brennstoffeinspritzvorrichtung 14 ist vorgesehen, um Kohlenwasserstoffbrennstoff in den Verbrennungsluftstrom einzuspritzen und zu dispergieren, während er durch die Öffnung 13 hindurch und in die Verbrennungszone 1 geht. Der verwendete Brennstoff kann entweder ein flüssiger oder gasförmiger Kohlenwasserstoff sein. Wenn ein flüssiger Kohlenwasserstoff als Brennstoff verwendet wird, besteht die normale Praxis darin, den Brennstoff vorzuwärmen, um seine Verdampfungsrate zwecks einer rascheren Zündung zu erhöhen. Gasförmige Kohlenwasserstoffe können bei oder nahe der Umgebungstemperatur eingespritzt werden, ohne daß es zu Problemen mit verzögerter Zündung kommt. Es ist ebenfalls in der Praxis üblich, eine kleine Luftmenge in die Einspritzvorrichtung einzuspritzen, um sie zu kühlen und die metallischen Bestandteile der Brennstoffeinspritzung vor Beschädigung durch Überhitzen zu schützen.
Es ist wünschenswert, in der Verbrennungszone 1 des Reaktors eine so hohe Brenntemperatur wie möglich aufrecht zu erhalten, wobei die Betriebstemperaturgrenzen der feuerfesten Auskleidungen im Reaktor nicht überschritten werden. Feuerfeste Auskleidungen aus im wesentlichem reinem Aluminiumoxid oder aus Aluminiumoxid und Chromoxid zusammengesetzte feuerfeste Materialien werden üblicherweise für diesen Betrieb verwendet.
Bei dem bei dieser Erfindungsanwendung gezeigten Beispiel sind die verwendeten Luftvorwärmtemperaturen und Brennstoffeinspritzraten so ausgewählt, daß sie zu einer theoretischen Flammentemperatur von etwa 3500ºF (1927ºC) in der Verbrennungszone 1 des Reaktors führen.
Zusätzlich zum Beibehalten einer hohen Flammentemperatur in der Reaktorverbrennungszone 1 ist es wünschenswert, nach der vollständigen Verbrennung des durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 14 hinzugefügten Treibstoffs einigen überschüssigen Sauerstoff zur Verfügung zu haben. Dieser überschüssige Sauerstoff wird in der Rußausgangsmaterialöleinspritzzone 2 des Reaktors durch Verbrennen einer Teilmenge der Rußausgangsmaterialöleinspritzung in Zone 2 verbraucht. Siese zusätzliche Verbrennung von Ausgangsmaterialkohlenwasserstoffen liefert nicht nur zusätzlichen Wärmeinput für den Rußbildungsvorgang, sondern erzeugt auch eine große Anzahl an Verbrennungskernen, aufgrund derer Rußteilchen gebildet werden.
Die Verbrennungskammer in Sektion oder Zone 1 des Reaktors ist in konischer Form ausgebildet, wobei ihr maximaler Durchmesser sich am stromaufwärts gelegenen Ende von Zone 1 befindet und der Durchmesser in Längsrichtung stromabwärts kontinuierlich abnimmt, wodurch die Geschwindigkeit des gasförmigen Betriebsstroms kontinuierlich zunimmt, während er sich in Stromabwärtsrichtung bewegt. Die volumetrische Kapazität der Verbrennungszone 1 reicht aus, um Zeit für die vollständige Verbrennung des durch die Brennstoffeinspritzvorrichtung 14 in den Luftstrom eingespritzten Brennstoffs zu lassen. Andere Verbrennungskammerformen können von Fachleuten vorteilhaft verwendet werden, aber die gezeigte konische Form bietet eine praktische Einrichtung, um einen gleichförmigen, linearen (nicht wirbelnden) Strom heißer Verbrennungsvorgangsgase in die Ausgangsmaterialöleinspritzzone 2 des Reaktors zu schaffen.
Der Ausgangsmaterialöleinspritzabschnitt 2 ist eine Zone mit feuerfester Auskleidung, die aus einer feuerfesten Heißflächen-Auskleidung 11 aus dem gleichen feuerfesten Material besteht, das in der Verbrennungszone 1 stromaufwärts verwendet wird. Die feuerfeste Heißflächen-Auskleidung 11 ist von einem isolierenden feuerfesten Material 15 eingeschlossen, um die Sektionshülle 16 vor übermäßigen Temperaturen zu schützen.
Die innere Form der Ausgangsmaterialöleinspritzzone 2 ist in zwei Abschnitte geteilt. Der Abschnitt 23 stromaufwärts ist eine Fortsetzung der inneren konischen Form der Verbrennungszone 1. Der stromabwärts gelegene Abschnitt 24 von Sektion 2 ist ein konzentrischer zylindrischer Hals mit fixem Durchmesser.
Die Ausgangsmaterialöleinspritzzone 2 enthält zwei oder mehr Sätze an Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen 17, wobei jeder Satz Düsen 17 in Längs- und Querrichtung im Abstand voneinander angeordnet ist. Es ist vorzuziehen, einen Satz Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen 17 im zylindrischen Halsabschnitt 24 von Sektion 2 anzubringen, und einen oder mehrere Sätze Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen im stromaufwärts konisch geformten Abschnitt 23 von Sektion 2 anzubringen.
Jeder Satz Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen 17 besteht aus mehreren Hydraulik- oder Gaszerstäubungsdüsen, die in gleichmäßigen Abständen um die innere Peripherie des Reaktorquerschnitts angeordnet und radial nach innen und im allgemeinen senkrecht zur Längsmittellinie des Reaktors gerichtet sind. Anstelle eines rechten Winkels kann man die Düsen in anderen geeigneten Winkel ausrichten und sprühen, z.B. 10º, 20º, 45º, 60º, 75º vom rechten Winkel, und zwar in beiden Richtungen von der Normalen.
Bei der Herstellung herkömmlicher Ruße auf herkömmliche Art wird nur ein Satz Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen verwendet. Die Auswahl, welcher Satz Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen zu verwenden ist, ist teilweise von der gewünschten "Struktur" des erzeugten Rußprodukts bestimmt. Ruß-"Struktur" ist ein relativer Begriff, der sich auf den Aggregationsgrad von Rußpartikeln bezieht, um im erzeugten Rußprodukt Aggregate zu bilden. Ruß-"Struktur" kann wirksam mit den Verfahren D-2414 und/oder D-3493 der Amerikanischen Gesellschaft für Materialtests (ASTM) gemessen werden.
Rußprodukte mit geringerer Struktur werden üblicherweise durch Einspritzen von Rußausgangsmaterialöl in Abschnitt 24 von Zone 2 erzeugt, wo die maximale Geschwindigkeit des Betriebsgasstroms auftritt. Rußprodukte mit verstärkter Struktur werden normalerweise durch Einspritzen des Rußausgangsmaterialöls in Abschnitt 23 von Zone 2 erzeugt, wo geringere Betriebsgasstromgeschwindigkeit auftritt. Wenn nur zwei Sätze an Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen im Reaktor vorgesehen ist, besteht eine übliche Praxis darin, einen Satz Düsen 17 in Abschnitt 24 von Sektion 2 anzuordnen, und den zusätzlichen Satz Düsen 17 an einem Punkt in Abschnitt 23 von Sektion 2 anzuordnen, wo die innere Querschnittsfläche des Reaktors größer als das Doppelte der inneren Querschnittsfläche von Abschnitt 24 von Sektion 2 ist. Fachleuten ist wohlbekannt, daß weitere Struktureinstellungen durch das Hinzufügen von Alkalimetallsalzen in die Verbrennungszone 1 des Reaktors durchgeführt werden können.
Wie zuvor gesagt, ist es übliche Praxis, beim Herstellen herkömmlicher Rußklassen nur einen Satz Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen einzusetzen. Figur 4 ist eine typische Querschnittansicht der Rußausgangsmaterialöleinspritzung bei der Erzeugung herkömmlicher Ruße auf übliche Art. Rußausgangsmaterialöl, das bis nahe zu seinem anfänglichen Kochpunkt vorgewärmt ist, wird nach innen durch mehrere Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen 17' in den in der Verbrennungszone 1 des Reaktors erzeugten heißen Betriebsgasstrom eingespritzt. Die Ausgangsmaterialöleinspritzdüsen 17' sind so ausgewählt, daß sie die richtige Größe und den richtigen Spritzwinkel aufweisen, um gleichmäßige Verteilung von zerstäubten Öltröpfchen über so viel des inneren Querschnitts des Reaktors wie praktisch erreichbar zu erreichen.
Dieses Verfahren der Rußausgangsmaterialöleinspritzung erzwingt raschen und engen Kontakt zwischen den zerstäubten Ausgangsmaterialöltröpfchen und dem Verbrennungsgasbetriebsstrom mit hoher Temperatur, der von der Zone 1 des Reaktors fließt. Das führt zum raschen Verdampfen des Rußausgangsmaterialöls, zur thermischen Dissoziation von Wasserstoff aus den Kohlenwasserstoffen des Ausgangsmaterialöls und zur Pyrolyse von Ausgangsmaterialölkohlenwasserstoffen mit Wasserstoffdefizienz, in Pyrolyseprodukte mit sehr hohem Molekulargewicht.
Auf Figur 1 bezugnehmend werden diese Reaktionen, die in Abschnitt 2 des Reaktors in Gang gesetzt wurden, mit einer sehr schnellen Rate fortgesetzt, während die Reaktantenmasse in und durch den Abschnitt oder Zone 3 des Reaktors fließt. Die Reaktionszone 3 ist ein zylindrischer Abschnitt mit einem Innendurchmesser, der etwa das Doppelte des Innendurchmessers von Abschnitt 24 der Zone 2 beträgt. Dieser Abschnitt weist eine Heißoberflächen-Feuerfestauskleidung 11 auf, die innerhalb einer isolierenden Feuerfestauskleidung 18 eingeschlossen ist und von der äußeren Reaktorhülle 19 umgeben wird. Während die endothermen Prozessreaktionen in der Reaktionszone 3 des Reaktors ablaufen, beginnt die Reaktantenmasse abzukühlen und Kondensation der pyrolysierten Reaktionsprodukte beginnt auf den Oberflächen der Verbrennungskerne aufzutreten, die hauptsächlich in Zone 2 des Reaktors erzeugt wurden. Die Kondensation der pyrolysierten Reaktionsprodukte erzeugt sehr kleine kugelförmige Teilchen, deren Größe weiterwächst, solange die kondensierbaren Pyrolyseprodukte verfügbar sind.
Es ist wahrscheinlich, daß die gebildeten kondensierten Teilchen, wenn sie gebildet werden, zunächst hochgradig viskose flüssige oder halbfeste kugelförmige Teilchen sind. Es ist weiters wahrscheinlich, daß unter den vorherrschenden hohen Temperaturbedingungen fortgesetzte Dehydrierung auftritt, die diese Teilchen in feste Teilchen umwandelt, die hauptsächlich aus elementarem Kohlenstoff bestehen.
In der Reaktionszone 3 sind aufgrund von Wirbelströmen, die durch die plötzliche Vergrößerung des Reaktorinnendurchmessers zwischen Zone 2 und Zone 3 verursacht werden, höchst turbulente Strömungsbedingungen anzutreffen. Diese turbulenten Strömungsbedingungen erzeugen ein intensives Mischen der Reaktantenmasse und fördern die Kollision von Teilchen, während sie sich noch im Bildungsstadium befinden. Unter diesen Bedingungen verschmelzen Teilchen leicht bei der Kollision, wodurch Teilchenaggregate erzeugt werden und nicht einzelne kugelförmige Teilchen in Endproduktform. Diese Aggregation der Rußteilchen wird als "Struktur" bezeichnet.
Die weitere Dehydrierung von Teilchen tritt fortlaufend allmählich auf, während die Reaktantenmasse stromabwärts in den Abbruchabschnitt oder -zone 4 des Reaktors fortschreitet. Die Dehydrierung wird schließlich in Zone 4 durch Kühlen der Reaktantenmasse unter zur Dehydrierung erforderliche Temperaturen beendet.
Dieses Kühlen der Reaktantenmasse wird durch Sprühen von Wasser direkt in den Betriebsstrom durch eine oder mehrere Abbruchsprühdüsen 22 in der Reaktionsabbruchsektion oder -zone 4 erreicht. Dieses Wasser wird rasch verdampft, wodurch der Betriebsstrom durch Wärmeabsorption gekühlt wird.
Die Reaktionsabbruchzone 4 besteht aus mehreren zylindrischen Sektionen, ist mit einer temperatur- und abplatzfesten feuerfesten Auskleidung 20 ausgekleidet und in der Reaktorhüllsektionen 21 eingeschlossen. Über die Längserstreckung der Zone 4 sind mehrere Abbruchsprühöffnungen 22 vorgesehen, sodaß die Reaktionsverweilzeiten durch die Abbruchposition eingestellt werden kann.
Nach dem Kühlen des Betriebsstroms durch Ablöschen mit Wasser fließt der, mitgeführten Ruß enthaltende Betriebsstrom zur herkömmlichen Ausrüstung stromabwärts, wo weitere Wärmeübertragung und Abtrennung des Rußes vom Rest des Betriebsstroms durch herkömmliche Einrichtungen erreicht wird. Fachleute sind mit den erforderlichen Vorgängen stromabwärts vertraut.

Beschreibung des Verfahrens

Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter Einsatz des zuvor beschriebenen Rußreaktors durchgeführt, mit der Ausnahme, daß zusätzliche Rußausgangsmaterialölsteuerschleifen vorgesehen sind, sodaß zwei oder mehrere getrennt gesteuerte Rußausgangsmaterialölströme unabhängig beim Betrieb des Verfahrens eingesetzt werden können.
Es ist entdeckt worden, daß es durch getrenntes Steuern von zwei oder mehreren Rußausgangsmaterialölströmen und Verteilen dieser Ströme in getrennte Abschnitte des in der Verbrennungszone 1 des Reaktors erzeugten heißen Verbrennungsgasbetriebsstroms möglich ist, gleichzeitig im selben Reaktor mehrere Rußbildungsreaktionen zu bewirken und zu steuern, wodurch einzigartige Rußprodukte entstehen, die, wenn sie in Kompounds für die Laufflächen von Kraftfahrzeugreifen gemischt werden, verminderte Hystereseverluste und/oder erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Laufflächenabnutzung verleihen. Der Begriff Kraftfahrzeug umfaßt alle Transportfahrzeuge wie Motorräder, Autos und Lastkraftwagen.
Diese Rußprodukte sind auch in anderen Kautschukkompoundierungsanwendungen nützlich, wo geringer Hystereseverlust, erhöhte Rückfederelastizität und erhöhte Verschleißfestigkeit wünschenswert sind.
Der Betrieb des Reaktors folgt, wenn das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt wird, im allgemeinen dem Reaktorbetrieb zur Herstellung herkömmlicher Rußprodukte, mit Ausnahme des Verfahrens und der Steuerung des Einspritzens von Rußausgangsmaterialöl in Zone 2 des Reaktors.
Beim vorliegenden Verfahren wird ein Teil des Rußausgangsmaterialöls in einen Abschnitt des heißen Verbrennungsgasstroms in Abschnitt 23 von Zone 2 eingespritzt und dispergiert, wobei das verbleibende Rußausgangsmaterialöl in Abschnitt 24 von Zone 2 im verbleibenden Segment des heißen Verbrennungsgasstroms eingespritzt und dispergiert wird, der nicht in Abschnitt 23 von Zone 2 eingesetzt wird.
Die relativen Anteile an in die Abschnitte 23 und 24 eingespritztem Ausgangsmaterialöl und die relativen Anteile an heißem Verbrennungsgasstrom, die an den Punkten der Rußausgangsmaterialöleinspritzung verwendet werden, können vorteilhaft variiert werden, um verschiedene Rußprodukte zu erzeugen.
Die Figuren 2 und 3 veranschaulichen das Einspritzen von Ausgangsmaterialöl in diesem Verfahren, worin etwa 50 Prozent des heißen Verbrennungsgasstroms in Abschnitt 23 von Zone 2 eingesetzt werden, und die verbleibenden 50 Prozent des heißen Verbrennungsgasstroms werden in Abschnitt 24 von Zone 2 eingesetzt. Im allgemeinen können etwa 15 bis 75 % des heißen Verbrennungsgasstroms in Abschnitt 23 von Zone 2 eingesetzt werden, wobei die verbleibenden 25 bis 85 % an heißem Verbrennungsgasstrom in Abschnitt 24 von Zone 2 eingesetzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens werden etwa 25 bis 50 % des heißen Verbrennungsgasstroms in Abschnitt 23 von Zone 2 eingesetzt, wobei die verbleibenden 50 bis 75 % des heißen Verbrennungsgasstroms in Abschnitt 24 von Zone 2 eingesetzt werden.
Auf ähnliche Weise können die Anteile an in die Abschnitte 23 und 24 von Zone 2 eingespritzem Rußausgangsmaterialöl variiert werden, um Rußprodukte mit einzigartigen Eigenschaften zu erzeugen. Im allgemeinen können etwa 10 bis 60 % Rußausgangsmaterialöl in Abschnitt 23 von Zone 2 eingespritzt werden, wobei die verbleibenden 40 bis 90 % des Rußausgangsmaterialöls in Abschntit 24 von Zone 2 eingespritzt werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens werden 20 bis 30 % des Rußausgangsmaterialöls in Abschntit 23 von Zone 2 eingespritzt, wobei 70 bis 80 % des Ausgangsmaterialöls in Abschnitt 24 von Zone 2 eingespritzt werden.
Es ist möglich das Verfahren durchzuführen, indem beide Ströme an Rußausgangsmaterialöl an der gleichen Längsposition im Reaktor eingespritzt werden, aber es wird bevorzugt, die Punkte der Ausgangsmaterialöleinspritzung im Reaktor longitudinal zu trennen, da die von den erfindungsgemäßen Rußprodukten verliehenen dynamischen Eigenschaften wesentlich verbessert sind, wenn die durch die Einspritzung von Ausgangsmaterialöl stromaufwärts bewirkte Verweilzeit der Reaktantenmasse um zumindest etwa eine halbe Millisekunde und vorzugsweise zumindest etwa eine Millisekunde länger ist als die Verweilzeit der Reaktantenmasse stromabwärts.
Es wird angenommen, daß die in Reaktionszone 3 des Reaktors gebildeten Rußaggregate sich insofern von den beim herkömmlichen Verfahren gebildeten unterscheiden, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebildeten Aggregate aus Teilchen mit einer breiteren Größenverteilung bestehen. Es wird angenommen, daß dieser Unterschied in der Aggregatzusammensetzung zu den verbesserten dynamischen Eigenschaften von Kautschukkompounds beiträgt, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugte Rußprodukte enthalten. Natürlich ist es, wie zuvor gesagt, eindeutig nicht der Zweck derartiger Anforderungen, die Erfindung auf sie zu begrenzen, sondern nur auf die hierin beschriebenen Merkmale des Verfahrens, der Vorrichtung und der Rußprodukte.
Die folgenden Beispiele dienen der Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung, ohne daß sie als eine Einschränkung derselben aufzufassen sind. Wenn Teile angegeben sind, so handelt es sich, wenn nicht anders angegeben, um Gewichtsteile.

BEISPIEL 1

Unter Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens wurden Rußprodukte in einem Rußreaktor gemäß Figur 1 der Zeichnungen erzeugt. Die Abmessungen dieses Reaktors waren folgende:

Verbrennungszone 1

Maximaler Innendurchmesser 58.42cm (23 inches)
Minimaler Innendurchmesser 27.94cm (11 inches)
Länge 182.88cm (72 inches)

Ausgangsmaterialöleinspritzzone 2

Maximaler Durchmesser, Abschnitt 23 27,94cm (11 inches)
Minimaler Durchmesser, Abschnitt 23 15.24cm (6 inches)
Länge, Abschnitt 23 45.72cm (18 inches)
Innendurchmesser, Abschnitt 24 15.24cm (6 inches)
Länge, Abschnitt 24 30.48cm (12 inches)

Reaktorzone 3

Innendurchmesser 30.48cm (12 inches)
Länge 91.44cm (36 inches)

Reaktionsabbruchzone 4

Innendurchmesser 30.48cm (12 inches)
Wirksame Länge 30.48cm - 137.16cm (1 ft. to 4.5 ft.) Variabel
Die zur Erzeugung der vier erfindungsgemäßen Produkte eingesetzten Reaktorbetriebsbedingungen werden in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Versuch Betriebsbedingung Beispiel Verbrennungsluftrate Standardkubikmeter pro Stunde (SCFC (Standardkubikfuß/Stunde)) Verbrennungsluftvorwärmtemperatur ºC (ºF) Erdgasbrennstoffrate Standardkubikmeter pro Stunde (SCFC (Standardkubikfuß/Stunde)) Theoretische Verbrennungsflammentemperatur ºC (ºF) Kühlluftrate Standardkubikmeter pro Stunde (SCFC (Standardkubikfuß/Stunde)) Ausgangsmaterialöleinspritzung in Abschnitt 23, Zone 2 - Rate (lbs/h) - Vorwärmtemperatur ºC (ºF) - NTD - Abstand von der Düsenposition zum Abgabeende von Zone 2 cm (inch) - für das Dispergieren von Ausgangsmaterialöl verwendete Reaktorinnenquerschnittsfläche - % Ausgangsmaterialöleinspritzung in Abschnitt 24, Zone 2 Rate (lbs/h) QTD - Abstand vom Abgabeende von Zone 2 zur Position der Abbruchwasserdüse 22 cm (inch)
Jedes der Versuchsbeispiele wurde gemeinsam mit vier kommerziell erzeugten herkömmlichen Rußklassen für Vergleichszwecke auf analytische Werte getestet.
Jeder dieser Ruße wurde auch in Kautschukformulierungen kompoundiert, und die Eigenschaften der resultierenden Kautschukkompounds wurden zum Vergleich bestimmt.
Für jeden der Ruße wurde die Stoßelastizität durch das Pendelrückprallverfahren (ASTM D 1054) in einer Naturkautschukformulierung (ASTM D 3192) und einer synthetischen Styrol-Butadient-Kautschukformulierung (ASTM D 3191) bestimmt. Die Rückfederelastizität wurden mit denen verglichen, die unter Verwendung von Industry Reference Black Nr. 6 als Bezug erhalten wurden.
Jeder der Ruße wurde auch in die folgende Reifenlaufflächen-Kautschukformulierung kompoundiert: Bestandteil Duradene Ruß Zinkoxid Stearinsäure Sunolite 240 (2) Flexzone 3-C (3) Santocure MOR (4) Schwefel (1) Marke der Firestone Tire & Rubber Co. (2) Marke von Sun Oil Co. (3) Marke von Uniroyal Chemical Co. (4) Marke von Monsanto Chemcial Co.
Es wurden vulkanisierte Testproben hergestellt, die jeden der Ruße in der oben genannten Reifenlaufflächen-Kautschukformulierung repräsentierten. Die Werte für dynamischen Modul, Verlustmodul und Verlusttangentenwerte wurden an jeder der Testproben bestimmt, wobei ein MTS Model 831 Elastomer-Testsystem eingesetzt wurde.
Zusätzlich wurde jede der obigen Kompounds verwendet, um Kraftfahrzeugtestreifen vom Radialtyp mit mehrgliedriger Lauffläche zu erzeugen, und diese Reifen wurden Straßentests unterworfen, um die Laufflächenabnützungsraten für jede der Verbindungen zu bestimmen, die sowohl herkömmliche als auch experimentelle Rußklassen enthielten.
Die Rußanalysewerte und Kautschukkompound-Testwerte für jeden der Ruße sind in Tabelle II zusammengefaßt.
Die in Tabelle II gezeigten analytischen und Kautschukkompound-Testwerte wurden nach Standard-Testverfahren der Amerikanischen Gesellschaft für Materialtests oder nach von der Witco Corporation verwendeten geschützten Testverfahren gewonnen. Die verwendeten ASTM-Testverfahren sind mit der entsprechenden ASTM-Testnummer gekennzeichnet. Die Beschreibungen der Witco Corporation-Testverfahren sind unten als Tests A, B und C angegeben.

Vergleich der Testergebnisse

Fachleuten ist bekannt, daß der Rollwiderstand von Kompounds für Kraftfahrzeuglaufflächen gut mit Rückfederelastizitätstests dieser Kompounds bei Raumtemperaturbedingungen korreliert.
Die Untersuchung der in Tabelle II gezeigten Testergebnisse zeigt, daß die gemäß vorliegender Erfindung erzeugten Ruße, gemessen nach dem Pendelrückprallverfahren im Vergleich zu herkömmlich erzeugten Rußen mit ähnlicher Widerstandsfähigkeit gegen Laufflächenabnutzung verbesserte Rückfederelastizität verleihen.
Zum Vergleich kann N351-Ruß mit Beispiel A der vorliegenden Erfindung verglichen werden. Ebenso können N339 und N299 mit Beispiel B verglichen werden, und N234 kann mit Beispiel C und D gemäß vorliegender Erfindung verglichen werden. In jedem Fall zeigt sich, daß die Ruße gemäß vorliegender Erfindung sowohl bei Naturkautschuk- als auch Synthetikkautschukformulierungen verbesserte Kompoundrückfederelastizität verleihen.
Fachleuten ist auch bekannt, daß der Rollwiderstand eines Laufflächenkompounds für Kraftfahrzeugreifen gut mit Hystereseverlust dieser Kompounds korreliert, wenn er unter dynamischen Bedingungen bei Raumtemperatur gemessen wird. Der Hystereseverlust kann direkt durch Geräte für dynamische Tests gemessen werden, und die relative Hysterese verschiedener Kompounds kann durch das Bestimmen der Verlusttangente abgeleitet werden (Verlustmodul, E", dividiert durch Elastizitätsmodul, E'). TABELLE II herkömmlich erfindungsgemäß TEST EINHEITEN TESTVERFAHREN Analtatisch Jodzahl Stickstoffoberfläche NSA-Jodzahl CTAB-Oberfläche Mittlerer Aggregatdurchmesser Färbungsstärke ggn. ITRB DBP-Absorptionszahl Komprimierte DBP-Abs.-Zahl Gießdichte Nanometer Prozent TABELLE II - FORTSETZUNG herkömmlich erfindungsgemäß TEST EINHEITEN TESTVERFAHREN Kautschuk Pendelrückschlagspannkraft ggn. Industry Reference Black Nr. 6 in Naturkautschuk (ASTM D-3192) in Synthesekautschuk (ASTM D 3191) Dynamische Kautschukeigenschaften in Laufflächenabnutzungs-Formulierung Elastizitätsmodul E' -(lbs./in.²)(kg/cm²) Verlustmodul E" -(lbs./in.²)(kg/cm²) Verlusttangenten x 10³ - E"/E' Laufflächenabnutzungsindes vs ggn. N 339 Prozent (Belastung/Belastungsart) (12 Hertz) (Witco Methode)

Test A

Verfahren zum Bestimmen des Aggregatgrößendurchmessers, ASD

Ausrüstung:

1. TEILCHENGRÖSSENANALYSATOR, "NICOMP 270"

erhältlich von: Pacific Scientific Corp. Hiac/Royco Instrument Division 141 Jefferson Drive Minlo Park,CA 94025

2. ZELLENDISRUPTOR, "ARTEK Model 300" (mit Standard 1,91 cm (34") Titanspitze)

erhältich von: ARTEK Systems Corporation 170 Finn Court Farmingdale NY 11735

3. KOMBINATION SCHALLBAD & MAGNETRÜHRER

Standardlabormodell, Kapazität etwa 500 cm³

VERFAHREN

Eine Rußprobe wird in Wasser dispergiert und dann zur Messung des mittleren Aggregatgrößendurchmessers in den Nicomp 270 Analysator gegeben. Das Nicomp-Gerät arbeitet mit der Technik der dynamischen Lichtstreuung (DLS) oder der Photonenkorrelationsspektroskopie der Brownschen Bewegung der Aggregate mit kolloidaler Größe und geschützter Software, um Größenmessungen zu ermöglichen.

VORGANGSWEISE

1 g Ruß wird in 80 cm³ (ml) Wasser in einem kleinen Becher mit magnetischem Rührstab eindosiert. Der Becher wird drei Minuten lang in ein Schallbad gegeben, und während immer noch gemischt wird, werden 2 Tropfen der Lösung mit einer Pipette abgezogen. Die zwei Tropfen wässeriger Rußsuspension und 1 Tropfen Triton X*-Lösung werden zu 50 cm³ (ml) Wasser in einem kleinen Becher (etwa 20 ppm) hinzugefügt. Die Spitze der "Artek Dismembrator"-Sonde wird in den Becher eingeführt und 5 Minuten lang bei 80% der angegebenen Augangsleistung beschallt. Die Suspension wird dann auf Raumtemperatur gekühlt und in den Nicomp 270 übertragen. Der Laufmodus wird aktiviert und etwa zwei Millionen Zählungen gemacht, um die Stabilität der Outputdaten zu gewährleisten. Die Gaußsche Verteilung/Intensitäts-Kombination wird für das vorliegende Korrelationsmodell bevorzugt.
* Marke von Rohm and Haas Co.

TEST B

Messung der dynamischen Eigenschaft

Gerät: MTS-Modell 831 Elastomertestssystem MTS Systems Corporation Box 24012 Minneapolis, Minnesota 55424
Software: MTS 773 BASIC Version 02,08A (Software umfaßt von MTS gelieferte Anwendungsprogramme, um die Messung der dynamischen Eigenschaft durchzuführen)
Probe: Die Probe ist ein 2,54 cm³ (1") hoher Zylinder mit 5,08 cm (2") Durchmesser aus einem geformten Elastomerkompound
Vulkanisieren: Die Probe wird 20 Minuten lang bei 160ºC (320ºF) vulkanisiert und dann 24 Stunden vor dem Test ruhen gelassen
Testbedingung: Alle Proben wurden bei 12 Hz getestet. Die Testtemperatur betrug 21,1ºC (70ºF). Die Proben wurden 1 Stunde lang bei der angegebenen Temperatur vorkonditioniert. Die Proben wurden unter zwei Sätzen dynamischer Testkontrollen getestet. 30 Vorkondionierungszyklen wurden durchgeführt, bevor die Software die Testergebnisse aufnahm.
(A) Mittlere Belastung 0,910 MPa (132 psi) und dynamische Belastung 0,910 MPa (132 psi) bei der Kompression
(B) Mittlere Belastung 0,910 MPa (132 psi) bei der Kompression und dynamische Verschiebung durch0,0889 cm (0,0350") Hub führt zu 7,0% Durchfederung (Peak zu Peak).

TEST C

Verfahren zur Bestimmung des Laufflächenabnutzungsindex

Unter Verwendung der unten gezeigten Formulierung werden Laufflächenabschnitte mit fünf geraden Rippen in einer flachen Form in einer Laborpresse 45 Minuten lang bei 145ºC (293ºF) vulkanisiert. 8 der vorvulkanisierten Abschnitte, von denen einer einen Kontrollruß enthält, werden in einer willkürlichen Reihenfolge auf eine neue PL95/75RL4 Reifenkarkasse aufgebracht, von dem die ursprüngliche Lauffläche abgeschliffen worden war. Es wird ein kommerzielles Runderneuerungsverfahren für vorvulkanisierte Laufflächen eingesetzt, um die Versuchsabschnitte aufzubringen. Es werden 4 Reifen mit jeweils identischen Abschnitten gebaut, die nach einem anfänglichen Einlaufen über 805 km (500 Meilen) 12,875 km (8000 Meilen) liefen. Der Aufblasdruck beträgt 0,221 MPa (32 psi) und die Radbelstung 514 kg (1130 Pfund). Die Reifen werden nach einem Vorwärts-X-Muster umgesteckt und in Intervallen von jeweils 1609 km (1000 Meilen) gemessen. Auf den Kontrollabschnitt werden Verschleißraten von 3,28 bis 2,54 km/mm (80 bis 100 Meilen/mil) beibehalten. Aus den letzten 5 Messungen werden Regressionsgleichungen entwicklet und verwendet, um den Verlust auf 12,875 km (8000 Meilen) zu berechnen. Aus diesen Verlustwerten werden Indizes errechnet, wobei den Kontrollabschnitt ein Wert von 100 zugeordnet wird. Laufflächenabnutzungsformulierung Bestandteil Duradene Ruß Zinkoxid Stearinsäure Sunolite 240 (2) Flexzone 3-C (3) Santocure MOR (4) Schwefel Gesamtgewicht
Für jede der Kompounds, die herkömmliche Ruße und gemäß vorliegender Erfindung erzeugte Ruße enthielt, wurden Verlusttangentenwerte bestimmt, und die Daten werden in Tabelle II angeführt. Die Verlusttangentenwerte wurden für zwei Arten von dynamischen Belastungsinputs bei 21,1ºC (70ºF) bestimmt. Die dynamische Belastungsinputfrequenz wurde mit 12 Hz gesteuert, da dies die ungefährte Rollfrequenz der Testreifen bei einer Geschwindigkeit von 88,5 km/h (55 Meilen/h) ist.
Der Vergleich der relativen Hysteresedaten (Verlusttangentenwerte) zeigt wieder, daß die erfindungsgemäß erzeugten Ruße den Laufflächenkompounds geringere Hysterese verleihen als herkömmlich erzeugte Ruße mit gleicher Widerstandsfähigkeit gegen Laufflächenabnutzung.
Die Tabellen III und IV sind graphische Darstellungen der Verlusttangentenwerte gegenüber den Laufflächenabnutzungsindizes herkömmlich erzeugter Ruße im Vergleich zu gemäß vorliegender Erfindung erzeugten Rußen.
Es ist klar zu erkennen, daß Kraftfahrzeuglaufflächenkompounds durch die Verwendung von gemäß vorliegender Erfindung erzeugten Rußen eine verbesserte Beziehung zwischen Hysterese und Laufflächenabnutzung verliehen wird.

Tabelle III + IV:

Verlusttangentenwert × 10³
Laufflächenabnutzungsindex TABELLE III Verlusttangente x 10³ LAUFFLÄCHENABNUTZUNGSINDEX herkömmlich Erfindung TABELLE IV Verlusttangente x 10³ LAUFFLÄCHENABNUTZUNGSINDEX herkömmlich Erfindung

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von Ruß in einem Reaktor, wobei das Verfahren das Erzeugen von Verbrennungsgasen in einer Verbrennungszone (1), ihr Weiterleiten zu einer Einspritzzone (2), das Zuführen von Ausgangsmaterialöl in einen linearen Strom der Verbrennungsgase in der Einspritzzone von einer Vielzahl im Abstand voneinander angeordneter Einspritzstellen (17), um die Rußteilchenbildung in Gang zu setzen, und das Schicken des Stroms zu einer Reaktionszone (3) umfaßt,

dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführen des Ausgangsmaterialöls in zumindest zwei unabhängig voneinander gesteuerten Strömen von den im Abstand voneinander angeordneten Einspritzstellen (23, 24) der Einspritzzone auftritt, wobei 10 bis 60% des gesamten Ausgangsmaterialöls in einem ersten der Ströme zu einem ersten Abschnitt des linearen Stroms und 90 bis 40% davon zu einem zweiten Abschnitt des linearen Stroms zugeführt wird, wodurch in verschiedenen Abschnitten des Stroms der Verbrennungsgase in der Einspritzzone (2) jeweils unterschiedliche Rußbildungsreaktionen auftreten, um Ruß mit gesteuerten Teilchengrößen und -strukturen zu erzeugen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, worin 20% bis 30% des gesamten Ausgangsmaterialöls dem ersten Verbrennungsgasstromsegment zugeführt wird und etwa 80% bis 70% des gesamten Ausgangsmaterialöls dem zweiten Verbrennungsgasstromsegment zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin eine der getrennten Rußausgangsmaterialöleinspritzstellen (23) sich stromaufwärts im Reaktor befindet und eine zweite der getrennten Rußausgangsmaterialeinspritzstellen (24) sich stromabwärts im Reaktor befindet.

4. Verfahren nach Anspruch 3, worin die Verweilzeiten der Reaktanten der genannten getrennten Abschnitte sich um zumindest eine halbe Millisekunde unterscheiden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, worin der Unterschied zumindest eine Millisekunde beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 3, 4 oder 5, worin die stromaufwärts gelegene Inputzone zumindest etwa den doppelten Querschnittsdurchmesser der stromabwärts gelegenen Inputzone aufweist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, worin die stromaufwärts gelegene Stelle (23) sich in einem konischen Abschnitt der Zone befindet und die stromabwärts gelegene Stelle (24) sich in einem im wesentlichen zylindrischen Abschnitt der Zone befindet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Einspritzstellen lateral im Abstand voneinander im inneren Querschnitt der Einspritzzone (2) angeordnet sind.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin ein erster genannter Abschnitt 15% bis 75% des gesamten Verbrennungsgasstroms enthält, und der zweite Abschnitt 85% bis 25% des gesamten Verbrennungsgasstroms enthält.

10. Verfahren nach Anspruch 8, worin der erste Abschnitt 25% bis 50% des gesamten Verbrennungsgasstroms enthält und der zweite Abschnitt von etwa 75% bis 50% des gesamten Verbrennungsgasstroms enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10, worin der genannte erste und zweite Abschnitt des genannten Verbrennungsgasstroms jeweils etwa 50% des gesamten Verbrennungsgasstroms umfaßt.

12. Reaktor zur Herstellung von Ruß gemäß dem in einem der vorhergehenden Ansprüche beanspruchten Verfahren, wobei der genannte Reaktor die genannte Verbrennungszone (1), die genannte Einspritzzone (2), eine Reaktionszone (3) und eine Abbruchzone (4) umfaßt, wobei die Verbrennungszone so ausgebildet ist, daß Gase in einem linearen Strom in die Einspritzzone (2) zugeführt werden, und daß die Einspritzzone (2) mehrere Ausgangsmaterialöleinspritzstellen (17) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor zur gleichzeitigen und unabhängig gesteuerten Einspritzung des Ausgangsmaterialöls in jeweilige Abschnitte des Stroms der Verbrennungsgase in Anteilen von 10 bis 60% des gesamten Ausgangsmaterialöls in einen ersten Abschnitt des linearen Stroms der Verbrennungsgase und 90% bis 40% in einen zweiten Abschnitt davon angeordnet ist.