JP2820877B2 - Manufacturing method of furnace carbon black - Google Patents

Manufacturing method of furnace carbon black

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JP2820877B2
JP2820877B2 JP5304786A JP30478693A JP2820877B2 JP 2820877 B2 JP2820877 B2 JP 2820877B2 JP 5304786 A JP5304786 A JP 5304786A JP 30478693 A JP30478693 A JP 30478693A JP 2820877 B2 JP2820877 B2 JP 2820877B2
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carbon black
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steam
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勝 飯田
光之 佐々木
慎 高橋
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昭和キャボット株式会社
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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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、充填材料、補強材料及
び着色材料などの各種用途に用いられるファーネスカー
ボンブラックの製造方法に関し、通常のファーネス法で
は製造が困難、もしくは不可能とされていた小さな比表
面積を持ち、ストラクチャーの発達を抑制したカーボン
ブラックを、より容易かつ安定的に生産するためのファ
ーネス法の改良に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing furnace carbon black used for various applications such as a filling material, a reinforcing material, and a coloring material. The present invention relates to an improvement in a furnace method for easily and stably producing carbon black having a small specific surface area and suppressing the development of a structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、ファーネス法によるカーボンブ
ラックの製造では、燃料と予備加熱された空気等の酸化
剤を混合反応させて生成した高温の一次燃焼ガス中に、
液体炭化水素原料を導入して分解反応させた後、急冷し
て、カーボンブラックを製造している。
2. Description of the Related Art In general, in the production of carbon black by the furnace method, a high-temperature primary combustion gas generated by mixing and reacting a fuel and an oxidizing agent such as preheated air is used.
After introducing a liquid hydrocarbon raw material to cause a decomposition reaction, the mixture is rapidly cooled to produce carbon black.

【0003】通常ファーネス法によって製造されたカー
ボンブラックの比表面積は、分解反応時の反応温度に依
存しており、反応温度は一次燃焼ガス温度と原料の導入
量により制御している。この場合、比表面積は反応温度
の低下と共に低下し、また反応温度は一次燃焼ガス温度
の低下と共に低下し、原料の導入量の増加と共に低下す
る。しかし、一次燃焼ガスは原料の分解に必要なエネル
ギーを供給する役割があるため、制限なく一次燃焼ガス
温度を下げることはできない。従って、ファーネス法で
小さな比表面積を持つカーボンブラックを製造するため
には原料の導入量を増加させるしか方法がないが、単に
原料導入量を増加させたのでは原料の未反応分が多くな
るため、生成したカーボンブラックのトルエン着色透過
度が低くなり、装置内壁への付着、閉塞を引き起こして
装置の運転が不可能となる。
Usually, the specific surface area of carbon black produced by the furnace method depends on the reaction temperature during the decomposition reaction, and the reaction temperature is controlled by the temperature of the primary combustion gas and the amount of the raw material introduced. In this case, the specific surface area decreases as the reaction temperature decreases, and the reaction temperature decreases as the primary combustion gas temperature decreases, and decreases as the amount of introduced raw materials increases. However, since the primary combustion gas has a role of supplying energy required for the decomposition of the raw material, the temperature of the primary combustion gas cannot be reduced without limitation. Therefore, the only way to produce carbon black with a small specific surface area by the furnace method is to increase the amount of raw material introduced, but simply increasing the amount of raw material introduced increases the amount of unreacted raw material. In addition, the transmittance of the produced carbon black in toluene coloring becomes low, causing the carbon black to adhere to and clog the inner wall of the device, making it impossible to operate the device.

【0004】また、原料導入量を増加させると反応炉単
位容積あたりのカーボンブラック生成量が多くなり、そ
の結果コークス分の発生を助長して夾雑物であるグリッ
ト量を増大させることとなり、カーボンブラックの品質
が劣化する。この問題を解決するために、反応容積を拡
大するという方法があるが、反応炉内のガス速度が小さ
くなるため生成したカーボンブラックの堆積が起こり易
くなるという新たな問題が発生するほか、装置の巨大化
は経済的にも好ましくない。
[0004] When the amount of introduced raw material is increased, the amount of carbon black produced per unit volume of the reactor is increased. As a result, the generation of coke is promoted, and the amount of grit, which is a contaminant, is increased. The quality of the product deteriorates. To solve this problem, there is a method of increasing the reaction volume.However, the gas velocity in the reaction furnace is reduced, which causes a new problem that the generated carbon black tends to be deposited. Giant enlargement is not economically favorable.

【0005】反応温度によって決まるのは実際にはカー
ボンブラックの一次粒子径であり、反応温度が高温程一
次粒子径は小となる。一方、ストラクチャーの発達した
カーボンブラックは一次粒子の融着部分だけ比表面積が
減少するため、一次粒子径が等しい場合にストラクチャ
ーが未発達なカーボンブラックはストラクチャーが充分
に発達したカーボンブラックに比べて比表面積が大きく
なる。
What is determined by the reaction temperature is actually the primary particle diameter of carbon black, and the higher the reaction temperature, the smaller the primary particle diameter. On the other hand, the carbon black with a developed structure has a reduced specific surface area only at the fused portion of the primary particles, so that the carbon black with an undeveloped structure is smaller than the carbon black with a sufficiently developed structure when the primary particle diameters are equal. The surface area increases.

【0006】カーボンブラックのストラクチャーの抑制
は、反応炉内にアルカリ金属イオンを導入することで可
能であるが、この方法は一次粒子径を変化させないた
め、ストラクチャーを下げると同時に比表面積を大きく
してしまうという特徴がある。従って、ストラクチャー
が未発達でなおかつ比表面積の小さいカーボンブラック
の製造はファーネス法ではより困難であることがわか
る。
[0006] The structure of carbon black can be suppressed by introducing alkali metal ions into the reaction furnace. However, this method does not change the primary particle diameter. There is a feature that it is. Therefore, it can be seen that the production of carbon black having an undeveloped structure and a small specific surface area is more difficult by the furnace method.

【0007】これら相対立する要求の解決に対して、米
国特許5190739号に開示されている同一の総括燃
焼率においてより低いストラクチャーとより小さい比表
面積が得られるカーボンブラックの製造方法、即ち同一
の原料導入量でストラクチャーと比表面積を同時に下げ
ることができる製造方法が重要な示唆を与えている。し
かしながら、この方法自体は水素含有率の高い二次炭化
水素(もしくは純水素)という極めて可燃性もしくは爆
発性の高い物質を反応領域に導入せねばならず、実際に
比表面積の小さいカーボンブラックの製造に用いる場合
に極めて厳格な操作条件及び保守作業の管理による安全
性の確保が必要であるという問題がある。
To solve these conflicting demands, US Pat. No. 5,190,739 discloses a process for producing carbon black having a lower structure and a smaller specific surface area at the same overall burn rate, ie, the same raw material. Manufacturing methods that can simultaneously reduce the structure and specific surface area by the amount of introduction have provided important suggestions. However, this method itself has to introduce a highly flammable or explosive substance, a secondary hydrocarbon (or pure hydrogen) having a high hydrogen content, into the reaction zone, and actually produces carbon black having a small specific surface area. In the case of using it, there is a problem that it is necessary to ensure safety by managing extremely strict operating conditions and maintenance work.

【0008】ファーネス法を基礎としたカーボンブラッ
ク製造方法の改良において、その反応領域近傍に水また
は水蒸気を導入する技術は特公昭54−7634、特開
昭56−24455、及び特開平3−128974等に
開示されている。しかしながらこれら発明は、いずれも
水蒸気による賦活反応を用いて、主に着色用で500m
2 /g以上の大きな比表面積を持つカーボンブラックを
製造する方法であり、比表面積の小さなゴム用カーボン
ブラックの製造に対してこれらの方法は目的が全く異な
るので直接利用することはできない。またこれら発明は
明細書の発明の詳細な説明として水または水蒸気の導入
時に起こる反応領域の温度低下がカーボンブラックの生
成の阻害要因となりうることについて言及しているが、
それ以上の詳細な検討はなされておらず、これらの発明
を用いて実際に比表面積の小さなカーボンブラックを製
造することはできない。
In the improvement of the carbon black production method based on the furnace method, techniques for introducing water or water vapor in the vicinity of the reaction zone are disclosed in JP-B-54-7634, JP-A-56-24455, and JP-A-3-128974. Is disclosed. However, all of these inventions use an activation reaction with water vapor and are mainly used for coloring for 500 m.
This is a method for producing carbon black having a large specific surface area of 2 / g or more, and these methods cannot be directly used for the production of carbon black for rubber having a small specific surface area because the purpose is completely different. In addition, these inventions refer to the detailed description of the invention in the specification that a decrease in the temperature of the reaction zone caused when water or steam is introduced may be a factor inhibiting the production of carbon black.
No further detailed studies have been made, and it is impossible to actually produce carbon black having a small specific surface area using these inventions.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、通常のファ
ーネス法では製造が困難、もしくは不可能とされていた
小さな比表面積を持つカーボンブラックを、より容易か
つ安定的に生産するための改良されたファーネスカーボ
ンブラックの製造方法の開発を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides an improved carbon black having a small specific surface area, which has been difficult or impossible to produce by the ordinary furnace method, for easier and more stable production. The purpose is to develop a method for producing furnace carbon black.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、高温の一次燃
焼ガス中に液体炭化水素原料を導入して分解反応させ、
急冷し、カーボンブラックを生成させるファーネスカー
ボンブラックの製造法において、原料導入位置から水蒸
気導入位置までの距離(L)が、原料導入位置における
スロート部の径(D)に対して、L/D≦1で、かつ水
蒸気導入位置が原料導入位置とは異なる位置より水蒸気
を導入し、カーボンブラックの比表面積とストラクチャ
ーの発達を抑制することを特徴とするファーネスカーボ
ンブラックの製造方法を開発することにより上記の目的
を達成した。
According to the present invention, a liquid hydrocarbon raw material is introduced into a high temperature primary combustion gas to cause a decomposition reaction.
In the furnace carbon black production method of quenching and producing carbon black, the distance (L) from the raw material introduction position to the water vapor introduction position is L / D ≦ L / D of the throat portion at the raw material introduction position. (1) and a method for producing furnace carbon black characterized in that steam is introduced from a position where the steam introduction position is different from the raw material introduction position, thereby suppressing the specific surface area and structure development of carbon black. The goal was achieved.

【0011】以下、図面を用いて本発明をより具体的に
説明する。図1に反応炉の一例を示し、まずこれを参照
して一般的なファーネス法によるカーボンブラックの製
造について説明する。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a reaction furnace. First, production of carbon black by a general furnace method will be described with reference to this.

【0012】第一領域(S1)では燃焼室1において、
燃料2と予備加熱された空気等の酸化剤3を混合反応さ
せて高温の一次燃焼ガスを生成させる。続く第二領域
(S2)においては、一次燃焼ガスの流れの中に液体炭
化水素原料4を導入して原料の熱分解とカーボンブラッ
ク前躯体の生成、引き続いてカーボンブラック一次粒子
の成長を促す。最後に第三領域(S3)において水その
他の冷却媒体5の導入により反応ガスを急冷し、カーボ
ンブラックを生成させて反応を終結させることによりカ
ーボンブラックを製造する。
In the first region (S1), in the combustion chamber 1,
The fuel 2 and the oxidizing agent 3 such as preheated air are mixed and reacted to generate a high temperature primary combustion gas. In the subsequent second region (S2), the liquid hydrocarbon raw material 4 is introduced into the flow of the primary combustion gas to promote the thermal decomposition of the raw material and the formation of the carbon black precursor, and subsequently the growth of the carbon black primary particles. Finally, in the third region (S3), the reaction gas is quenched by introducing water or another cooling medium 5 to generate carbon black and terminate the reaction to produce carbon black.

【0013】本発明者らは前記カーボンブラック製造法
において、原料導入位置の近傍でかつ原料導入位置と異
なる位置より水蒸気6を導入することによりカーボンブ
ラックの比表面積を小さくすると共にストラクチャーの
発達を抑制できることを発見した。更に研究を進めた結
果、水蒸気導入によってカーボンブラックの比表面積及
びストラクチャーの抑制を行うためにはその導入位置が
極めて重要であることが判明した。
In the above carbon black manufacturing method, the present inventors reduce the specific surface area of carbon black and suppress the development of structures by introducing steam 6 from a position near the raw material introduction position and different from the raw material introduction position. I discovered what I could do. As a result of further study, it has been found that the position of the carbon black is extremely important in controlling the specific surface area and structure of the carbon black by introducing the water vapor.

【0014】即ち、カーボンブラックの比表面積を小さ
くし、ストラクチャーを抑制するためには第二領域での
主反応であるカーボンブラック前躯体形成を濃密な水蒸
気によって阻害することが必要であり、水蒸気の導入位
置は原料導入位置の上流または下流の近傍であるが異な
る位置でかつ原料導入位置との距離(L)が原料導入位
置でのスロート径(D)より小さくなければならない。
That is, in order to reduce the specific surface area of carbon black and suppress the structure, it is necessary to inhibit the formation of the carbon black precursor, which is the main reaction in the second region, by dense steam. The introduction position is in the vicinity of the upstream or downstream of the raw material introduction position but different positions, and the distance (L) from the raw material introduction position must be smaller than the throat diameter (D) at the raw material introduction position.

【0015】水蒸気導入位置が原料導入位置と同じ位置
である場合には、スチーム導入による剪断力の増加によ
り原料液体炭化水素の噴霧粒子径が小さくなるため高温
の一次燃焼ガスとの接触が良好となり、結果としてカー
ボンブラック前躯体の形成が促進されて生成したカーボ
ンブラックの比表面積が大きくなる。L/D≧1.0で
水蒸気の導入位置が原料導入位置より上流側である場
合、即ち第一領域内で水蒸気を導入した場合には、原料
導入位置においてすでに水蒸気が高温の一次燃焼ガスと
充分に混合されており、水蒸気導入による効果としては
反応温度を若干低下させ、一次燃焼ガス中のH2 O分圧
を若干上昇させるのみで、原料導入部近傍での水蒸気の
偏在が生じないため生成したカーボンブラックの比表面
積及びストラクチャーはほとんど変化を受けない。逆に
L/D≧1.0で水蒸気の導入位置が原料導入位置より
下流側である場合、すでにカーボンブラックの一次粒子
の成長がかなり進んでおり、この領域への水蒸気導入は
カーボンブラック表面を賦活してミクロポアを形成する
ため、生成したカーボンブラックの比表面積が大きくな
る。
When the steam introduction position is the same position as the raw material introduction position, the spray particle diameter of the raw material liquid hydrocarbon becomes small due to the increase of the shearing force due to the introduction of steam, so that the contact with the high temperature primary combustion gas becomes good. As a result, the formation of the carbon black precursor is promoted, and the specific surface area of the generated carbon black increases. When L / D ≧ 1.0 and the steam introduction position is on the upstream side of the raw material introduction position, that is, when steam is introduced in the first region, the steam is already at a high temperature with the primary combustion gas at the raw material introduction position. It is sufficiently mixed, and the effect of introducing steam is to slightly lower the reaction temperature and slightly increase the partial pressure of H 2 O in the primary combustion gas. The specific surface area and structure of the produced carbon black are hardly changed. Conversely, when L / D ≧ 1.0 and the steam introduction position is downstream of the raw material introduction position, the primary particles of carbon black have already grown considerably, and the introduction of steam into this region causes the carbon black surface Since the activated carbon forms micropores, the specific surface area of the generated carbon black increases.

【0016】一般にファーネス法でカーボンブラック製
造に用いられる炉は、その原料導入位置でのスロート径
が各々の炉に固有の要因で最適化されている。従って図
1に示した以外の形状の炉についてもL/D<1.0で
決定される領域での反応状態は等価である。結局、反応
炉形状によらずL/D<1.0の領域から水蒸気を導入
した場合にはすべて本発明で言及したものと同様の効果
が得られる。
Generally, in a furnace used for producing carbon black by the furnace method, a throat diameter at a raw material introduction position is optimized by a factor peculiar to each furnace. Therefore, the reaction states in the region determined by L / D <1.0 are equivalent for furnaces having shapes other than those shown in FIG. After all, when the steam is introduced from the region of L / D <1.0 irrespective of the reactor shape, the same effects as those described in the present invention can be obtained.

【0017】原料導入量に対する水蒸気導入量が1重量
%より少ない場合には水蒸気導入によるカーボンブラッ
クの比表面積とストラクチャーの低下は極めて小さくほ
とんど効果は見られない。また水蒸気の導入量が多くな
るとカーボンブラックの比表面積とストラクチャーの低
下度合は水蒸気の導入量にほぼ比例して大きくなるが、
あまり水蒸気導入量を多くしすぎるとカーボンブラック
前躯体の形成阻害が著しくなりすぎ、カーボンブラック
の生成自体が停止する。カーボンブラックの生成を続け
ながら、水蒸気を原料導入量の15重量%を越えて導入
することは困難である。
When the amount of introduced steam is less than 1% by weight relative to the amount of introduced raw material, the reduction of the specific surface area and structure of carbon black due to the introduction of steam is extremely small, and almost no effect is observed. Also, when the introduction amount of water vapor increases, the specific surface area of carbon black and the degree of decrease in the structure increase almost in proportion to the introduction amount of water vapor,
If the amount of introduced steam is too large, formation of the carbon black precursor is significantly inhibited, and the production of carbon black itself stops. It is difficult to introduce water vapor in an amount exceeding 15% by weight of the raw material introduced while continuing to produce carbon black.

【0018】[0018]

【実施例】各実施例及び比較例のカーボンブラック比表
面積とストラクチャーの指標としては以下の測定方法に
よって得られた値を用いた。
EXAMPLES As values for the carbon black specific surface area and the structure of each of the examples and comparative examples, values obtained by the following measuring methods were used.

【0019】窒素吸着比表面積;BET法による窒素吸
着比表面積。測定方法はASTMD−3037に準拠。
Nitrogen adsorption specific surface area: Nitrogen adsorption specific surface area by BET method. The measurement method is based on ASTM D-3037.

【0020】よう素吸着量;JIS K−6221に準
拠。
Iodine adsorption amount: based on JIS K-6221.

【0021】DBP吸油量;DBPはジブチルフタレー
トの略。JIS K−6221に準拠。
DBP oil absorption; DBP is an abbreviation for dibutyl phthalate. Conforms to JIS K-6221.

【0022】圧縮DBP吸油量;24,000[ps
i]の荷重によりストラクチャーの圧縮破壊を4回繰り
返した後DBP吸油量を測定する。測定方法はASTM
D−3493に準拠。
Compressed DBP oil absorption: 24,000 [ps]
After compressive fracture of the structure is repeated four times by the load of i], the DBP oil absorption is measured. Measurement method is ASTM
Complies with D-3493.

【0023】実施例及び比較例においては、ストラクチ
ャー制御用のアルカリ金属イオンとしてカリウムイオン
水溶液の形態で原料に添加している。使用した燃料と原
料の主特性について表1に示す。実験は図1で示した反
応炉を用いて行った。
In the examples and comparative examples, alkali metal ions for controlling the structure are added to the raw materials in the form of aqueous potassium ions. Table 1 shows the main characteristics of the fuel and raw materials used. The experiment was performed using the reactor shown in FIG.

【0024】反応炉の第一領域長さ(S1)は3000
mm、第二領域長さ(S2)は15000mm、原料導
入位置でのスロート径(D)は200mmである。実施
例により得られた結果を表2に、比較例のそれは表3に
示す。
The first zone length (S1) of the reactor is 3000
mm, the length of the second region (S2) is 15000 mm, and the throat diameter (D) at the raw material introduction position is 200 mm. The results obtained by the examples are shown in Table 2, and those of the comparative examples are shown in Table 3.

【0025】なお、カーボンブラックの比表面積はスト
ラクチャーに依存する。またファーネス法によって製造
されるカーボンブラックの比表面積は反応炉の操作限界
からある下限が存在する。従ってファーネス法では、あ
るストラクチャーの目標が決まるとそれに対応した比表
面積の最小値が存在するはずであり、この最小の比表面
積を限界比表面積とよぶことにする。限界比表面積は、
異なる形状の反応炉では値が異なってくる。本実施例及
び比較例に用いた反応炉について窒素吸着比表面積と圧
縮DBP吸油量及び操作条件を考慮して限界比表面積を
表すと式(1)のようになる。 [限界比表面積]=78.5−0.748×[圧縮DBP吸油量] (1)
The specific surface area of carbon black depends on the structure. Further, the specific surface area of the carbon black produced by the furnace method has a certain lower limit due to the operation limit of the reactor. Therefore, in the furnace method, when a target of a certain structure is determined, a minimum value of the specific surface area corresponding to the target should exist, and this minimum specific surface area is referred to as a critical specific surface area. The critical specific surface area is
Values differ for reactors of different shapes. When the limiting specific surface area of the reaction furnace used in this example and the comparative example is expressed in consideration of the nitrogen adsorption specific surface area, the compressed DBP oil absorption amount, and the operating conditions, the equation (1) is obtained. [Limit specific surface area] = 78.5-0.748 x [Compressed DBP oil absorption] (1)

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】[0027]

【表2】 [Table 2]

【0028】[0028]

【表3】 [Table 3]

【0029】比較例については限界比表面積が最小の比
表面積なので、窒素吸着比表面積と限界比表面積の差は
正の値をとり、その絶対値が小さいほど反応炉の操作条
件が限界に近いことになる。そこでこの差を限界比表面
積指標として定義する。 [限界比表面積指標]=[窒素吸着比表面積]−[限界比表面積] (2) 実施例について式(1)及び式(2)をそのまま用いて
限界比表面積と限界比表面積指標を計算すると、限界比
表面積指標が負の値をとる。即ち、水蒸気の導入により
例示した反応炉の限界比表面積を越えて小さい比表面積
のカーボンブラックが得られたことがわかり、本発明が
小さな比表面積を持つカーボンブラックの製造に極めて
有効であることは明らかである。
Since the critical specific surface area of the comparative example is the minimum specific surface area, the difference between the nitrogen adsorption specific surface area and the critical specific surface area takes a positive value, and the smaller the absolute value is, the closer the operating conditions of the reactor are to the limit. become. Therefore, this difference is defined as a critical specific surface area index. [Limit specific surface area index] = [Nitrogen adsorption specific surface area] − [Limit specific surface area] (2) When the critical specific surface area and the critical specific surface area index are calculated using the equations (1) and (2) as they are for the examples, The critical specific surface area index takes a negative value. That is, it was found that carbon black having a small specific surface area was obtained exceeding the critical specific surface area of the reactor exemplified by the introduction of steam, and that the present invention is extremely effective for producing carbon black having a small specific surface area. it is obvious.

【0030】[0030]

【発明の効果】実施例においては限界比表面積指標の絶
対値が水蒸気導入によるカーボンブラック比表面積の抑
制効果を直接表しているため、例えば実施例を参照すれ
ば約3%程度の水蒸気導入量で、最大、約14m2 /g
以上の比表面積抑制効果があることがわかる。熱収支か
らの計算によれば水蒸気1%の導入で反応温度は約7℃
低下する。例示した反応炉の場合は7℃の反応温度低下
では約1〜2m2 /g程度の比表面積低下しか起こらな
いため、比表面積抑制の主要因が水蒸気導入による反応
温度の低下でないことは明らかである。
In the examples, since the absolute value of the critical specific surface area index directly indicates the effect of suppressing the carbon black specific surface area by the introduction of water vapor, for example, referring to the examples, the amount of water vapor introduced is about 3%. , Maximum, about 14m 2 / g
It can be seen that there is the above specific surface area suppressing effect. According to the calculation from the heat balance, the reaction temperature is about 7 ° C when 1% of steam is introduced.
descend. In the case of the illustrated reactor, a decrease in the reaction temperature of 7 ° C. causes only a decrease in the specific surface area of about 1 to 2 m 2 / g, so it is clear that the main factor of the suppression of the specific surface area is not a decrease in the reaction temperature due to the introduction of steam. is there.

【0031】また本発明の方法を用いれば、実施例4に
見られるような従来ファーネス法では製造が不可能とさ
れていたサーマル級カーボンブラックの比表面積に匹敵
する小さい比表面積のカーボンブラックを製造すること
ができる。しかもこれらのカーボンブラックはサーマル
級カーボンブラックに比べてはるかにストラクチャーが
高く、従来のカーボンブラックにはない特異性を有する
ものである。
Further, when the method of the present invention is used, carbon black having a small specific surface area comparable to the specific surface area of thermal grade carbon black which cannot be produced by the conventional furnace method as shown in Example 4 can be produced. can do. Moreover, these carbon blacks have a much higher structure than thermal-grade carbon blacks, and have specificity not found in conventional carbon blacks.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施するためのカーボンブラック反応
炉の一例である。
FIG. 1 is an example of a carbon black reactor for carrying out the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃焼室 2 燃料 3 空気等の酸化剤 4 液体炭化水素原料 5 水等の冷却媒体 6 水蒸気 L 原料導入位置と水蒸気導入位置との距離 D スロート径 Reference Signs List 1 combustion chamber 2 fuel 3 oxidant such as air 4 liquid hydrocarbon raw material 5 cooling medium such as water 6 steam L distance between feed introduction position and steam introduction position D Throat diameter

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 足立 亮一 東京都港区西新橋3−23−5昭和キャボ ット株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−148270(JP,A) 特開 平3−128974(JP,A) 特開 平2−49072(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09C 1/00 - 1/60────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Ryoichi Adachi 3-23-5 Nishishinbashi, Minato-ku, Tokyo Inside Showa Cabot Co., Ltd. (56) References JP-A-61-148270 (JP, A) JP-A Hei 3-128974 (JP, A) JP-A-2-49072 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C09C 1/00-1/60

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 高温の一次燃焼ガス中に液体炭化水素原
料を導入して分解反応させ、急冷し、カーボンブラック
を生成させるファーネスカーボンブラックの製造法にお
いて、原料導入位置から水蒸気導入位置までの距離
(L)が、原料導入位置におけるスロート部の径(D)
に対して、L/D≦1で、かつ水蒸気導入位置が原料導
入位置とは異なる位置より水蒸気を導入し、カーボンブ
ラックの比表面積とストラクチャーの発達を抑制するこ
とを特徴とするファーネスカーボンブラックの製造方
法。
In a method for producing a furnace carbon black in which a liquid hydrocarbon material is introduced into a high-temperature primary combustion gas to cause a decomposition reaction, quenched, and produce carbon black, a distance from a material introduction position to a steam introduction position. (L) is the diameter of the throat portion at the raw material introduction position (D)
Whereas, L / D ≦ 1, and steam is introduced from a position where the steam introduction position is different from the raw material introduction position to suppress the specific surface area and structure development of the carbon black. Production method.
【請求項2】 前記水蒸気の導入量が原料導入量の1重
量%より15重量%までの範囲にある請求項1記載のフ
ァーネスカーボンブラックの製造方法。
2. The method for producing furnace carbon black according to claim 1, wherein the amount of the introduced steam is in the range of 1% by weight to 15% by weight of the amount of the raw material introduced.
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