JP3409517B2 - カ−ボンブラックの製造方法 - Google Patents

カ−ボンブラックの製造方法

Info

Publication number
JP3409517B2
JP3409517B2 JP19150795A JP19150795A JP3409517B2 JP 3409517 B2 JP3409517 B2 JP 3409517B2 JP 19150795 A JP19150795 A JP 19150795A JP 19150795 A JP19150795 A JP 19150795A JP 3409517 B2 JP3409517 B2 JP 3409517B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
reaction zone
carbon black
producing carbon
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP19150795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0940882A (ja
Inventor
慎一 金丸
修七 吉村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP19150795A priority Critical patent/JP3409517B2/ja
Priority to US08/686,812 priority patent/US5891414A/en
Priority to DE1996130312 priority patent/DE19630312A1/de
Priority to KR1019960030774A priority patent/KR100419323B1/ko
Priority to CN96112269A priority patent/CN1080293C/zh
Publication of JPH0940882A publication Critical patent/JPH0940882A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3409517B2 publication Critical patent/JP3409517B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/01Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、オイルファ−ネス
法によるカ−ボンブラックの製造において、小粒子径カ
−ボンブラックを高収率で得る製造方法に関するもので
ある。
【0002】オイルファ−ネス法によるカ−ボンブラッ
クの製造は通常、原料炭化水素の分解に必要な高温雰囲
気を得るために燃料を空気或いは酸素含有ガスなどで燃
焼させ高温ガスを発生させる第1反応帯域とそれに引き
続き設置された原料炭化水素を導入し、カ−ボンブラッ
ク生成反応を起こさせる第2反応帯域と第2反応帯域の
下流であって冷却媒体を導入しカ−ボンブラック生成反
応を停止させる第3反応帯域で構成された炉によって行
われる。
【0003】その際、第3反応帯域にて用いられる冷却
媒体は取扱の容易さや冷却効果の高さから通常、水スプ
レ−が用いられ、水以外の冷却媒体は積極的に用いられ
ていなかった。例えば特開平7−102185号公報で
は、窒素富化空気を原料炭化水素の噴霧位置から急冷位
置迄のあいだに導入し品質制御に用る方法が開示されて
いるが、窒素富化空気の目的は品質制御であり最終的な
急冷方法は、依然として従来技術である水が用いられて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上に例記した従来技
術に記載されたガス状の導入媒体は単に、品質制御のた
めの補助ガスとしての利用のみに留まり、炉内ガスを冷
却するために用いられる反応停止媒体としてのガス状導
入媒体或いは、これを用いた反応停止方法に関する技術
については何ら示唆していない。本発明の解決しようと
する課題は、第3反応帯域における反応停止媒体とその
導入方法を最適にすることにより小粒子径カ−ボンブラ
ックを高収率で得ることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはカーボンブ
ラック製造に於ける第3反応帯域の冷却媒体とその導入
方法を研究した結果、意外なことに、従来用いられてい
た水の導入よりもガス冷却による方法が収率的には有利
なことを見いだした。すなわち、本発明者らが、種々の
反応停止媒体を変更して実験を行った結果、水による反
応停止は比較的容易に行える利点はあるものの、カ−ボ
ンブラックの収率に影響を与える生成カ−ボンブラック
のガス化反応が多い欠点があることを発見した。これは
水を導入した近傍の水蒸気濃度が高まり冷却過程での温
度条件より水性ガス反応などのカ−ボンブラックをガス
化させる反応がより多く起こるためと推定される。また
水スプレ−による反応停止は水液滴の気化遅れや第2反
応帯域からの高温ガスとの混合効率等に問題があるため
反応停止にむらが生じるものと考えられる。
【0006】本発明者らは、さらに冷却媒体の導入方法
を炉軸に対して直角に導入する事で反応停止効果を高
め、結果として小粒子径カ−ボンブラックを高収率で得
ることが出来ることを見いだし、本発明に到達した。す
なわち、本発明は、燃料と燃焼用空気或いは酸素含有ガ
スを燃焼させて高温ガスを得る第1反応帯域と第1反応
帯域にひき続き設置され、原料炭化水素を導入してカー
ボン生成反応を起こさせる第2反応帯域と炉内温度を急
冷させてカーボンブラック生成反応を停止させる第3反
応帯域により構成されたオイルファーネス炉に於いて、
第3反応帯域に於ける反応停止媒体にガスを用いること
を特徴とするカーボンブラックの製造方法、に存する。
【発明の実施の形態】
【0007】まず、本発明においては、燃料と燃焼用空
気或いは酸素含有ガスを燃焼させて高温ガスを得る第1
反応帯域と第1反応帯域にひき続き設置され、原料炭化
水素を導入してカーボン生成反応を起こさせる第2反応
帯域と炉内温度を急冷させてカーボンブラック生成反応
を停止させる第3反応帯域により構成されたオイルファ
ーネス炉におけるオイルファーネス法によりカーボンブ
ラックを製造するものである。ここで用いるオイルファ
ーネス炉自体は、公知のものを用いることができる。
【0008】オイルファ−ネス法は炉内をガス状或いは
液状の燃料を燃焼させて1000℃〜2000℃の高温
雰囲気を形成する第1反応帯域とそれにひき続き設置さ
れた原料炭化水素を導入しカ−ボンブラック生成反応を
実施せしめる第2反応帯域と急冷させることにより炉内
温度を低下させ反応を停止させる第3反応帯域から構成
される。第1反応帯域では第2反応帯域においてカ−ボ
ンブラックを生成させるための高温エネルギ−が高温燃
焼ガス流として形成されるが、小粒子径カ−ボンブラッ
クを得るためには可能な限り使用する燃料の理論火炎温
度に近づけるような空気比にすることが好ましい。
【0009】第1反応帯域における高温燃焼ガス流の調
整はガス状または液体の燃料炭化水素と酸素含有ガスと
して空気、酸素またはそれらの混合物と混合し燃焼させ
ることにより行われる。燃料としては水素、一酸化炭
素、メタン、天然ガス、石炭ガス並びに灯油、ガソリ
ン、ナフサ、重油等の石油系液体燃料やクレオソ−ト油
ナフタレン油、カルボン酸油等の石炭系液体燃料が好適
に使用される。原料炭化水素としてはベンゼン、トルエ
ン、キシレン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族炭
化水素、クレオソ−ト油、アントラセン油、カルボン酸
油等の石炭系炭化水素や、エチレンヘビ−エンドオイ
ル、FCCオイル等の石油系重質油やアセチレン系不飽
和炭化水素、エチレン、プロピレン等のエチレン系炭化
水素、ペンタン、ヘキサン等の脂肪族炭化水素等が好適
に使用される。
【0010】第2反応帯域では導入された原料炭化水素
が第1反応帯域より流入してくる高温ガスと反応し、カ
−ボンブラック生成反応を起こすが、導入した原料炭化
水素を早く気化させるために必要な乱流場が必要で、こ
れを得るために、絞り部や局所的な高流速域を設ける等
の手段が施される。
【0011】さらに第3反応帯域で炉内温度を急激に低
下させカ−ボンブラック生成反応を中断させる。この
際、本発明においては、反応停止媒体としてガスを用い
ることを特徴とする。第3反応帯域への導入時にガス状
態であれば、特に限定されるものではないが、たとえば
窒素等の不活性ガスが特に好適に用いられる。好ましく
は水を含まない、又は水の含有量が20%以下ノガスで
あり、例えばカ−ボンブラックを分離したあとの炉内ガ
スであって20重量%を越える水蒸気を除去したものや
炭酸ガス、その他工業的に生成あるいは副生するガスの
うち水を含まないもの又は20重量%を越える水を含ま
ないものはいずれも十分な反応停止媒体として用いられ
る。これらを反応停止媒体として用いることにより第3
反応帯域での水蒸気濃度を抑え、カ−ボンブラックのガ
ス化を抑制できる。尚、本発明の反応停止媒体のガスの
水含有量は、好ましくは15重量%以下、より好ましく
は10重量%以下である。
【0012】さらに小粒子径カ−ボンブラックを狭い分
布で得るためには急冷することが必要であるが、そのた
めには導入したガス状の反応停止媒体を第2反応帯域よ
り流入する高温ガスとの混合速度を早めることが重要で
ある。その手段としては、第3帯域で導入する反応停止
媒体を炉軸に対してほぼ直角に導入し、且つ反応停止媒
体の導入を複数少なくとも2個以上好ましくは4個以上
に分割することにより達成できる。さらに、混合を促進
させ冷却効果を高めるために、相互のガス流速を最適な
範囲に選択するのが望ましく、第3反応帯域で導入され
る反応停止媒体の導入流速が、第3反応帯域に流入する
第2反応帯域で生成した高温ガス流の流速よりも速いこ
とが望ましく、特に第2反応帯域から流入するガス流速
を20m/秒〜30m/秒に、また第3反応帯域で導入
する反応停止媒体の噴出流速を40m/秒以上にするの
が好ましい。このような条件に制御された第3反応帯域
を用いると不要なカ−ボンブラックのガス化反応を抑制
し、しかも急激な冷却が可能になる。冷却されたカ−ボ
ンブラックを含むガス流は煙道を経由してサイクロン或
いはバッグフィルタ−に導入され、ガスとカ−ボンブラ
ックを分離して回収する通常の方法で処理される。
【0013】
【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を超えない限りこれら実施例
の記述に限定されるものではない。図1に示す製造装置
を用いて表1、2に示す組成の燃料と原料炭化水素を用
い、表3に示す製造条件でカ−ボンブラックを製造し
た。図2は図1に示す製造装置のうちの反応停止媒体導
入装置の部分を示す側面図である。図3は図2に示す本
発明の反応停止媒体導入装置の一例を、第1反応帯域の
方向から見た図である。図4は、本発明の反応停止媒体
導入装置の他の一例を示す側面図である。図5は、図4
に示す本発明の反応停止媒体導入装置の一例を、第1反
応帯域の方向から見た図である。図1〜5において、1
は第1反応帯域、2は第2反応帯域、3は第3反応帯
域、4は燃料導入口、5は酸素含有ガス導入口、6は原
料炭化水素導入ノズル、7は反応停止媒体導入ノズル、
8は反応停止媒体噴出ノズル、9は高温ガス導入ガイ
ド、10は炉壁である。
【0014】
【表1】
【0015】
【表2】
【0016】
【表3】
【0017】実施例1、2 比較例と同一条件で第1反応帯域にて高温燃焼ガスを発
生させ反応停止媒体として窒素を用いて比較例と同じ範
囲のヨウ素吸着量になるように原料炭化水素導入量を調
節してカ−ボンブラックを製造した。その結果、表3に
示す様に実施例1では高いSEM 即ち小粒子径が比較
例よりも高収率で得られている。また実施例2では実施
例1よりも反応停止媒体量を増加してカ−ボンブラック
を製造した例であるが比較例よりもさらに高いSEMの
カ−ボンブラックが得られているにもかかわらず高い収
率である。
【0018】比較例1 反応停止媒体として水を用い噴霧スプレ−にて炉内に導
入し反応停止を行ったが同一ヨウ素吸着量では実施例よ
りも収率が低下している。
【0019】以上のことから上述したように反応停止媒
体をガスで行いしかも第2反応帯域から流入する高温分
解ガスとの混合条件を適切に実施することにより小粒子
径カ−ボンブラックを高収率で得ることが出来る。
【0020】<試験方法> (1)ヨウ素吸着量 JIS K6221−1982に準拠 (2)σ、SEM 試料カ−ボンブラックをクロロホルムに投入し200k
Hzの超音波を20分照射し分散させたのち分散試料を
支持膜に固定する。 これを電子顕微鏡で観察し面積平
均による粒子径(Da)と標準偏差(σ)をmμ単位で
算出する。そしてSEM(m2 /g)を次式により求め
る。 SEM=6000/(1.86×Da)
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、反応停止媒体を従来の
水からガス状の冷却媒体としさらに該冷却媒体の導入方
法に本願記載の技術を採ることにより小粒子径のカ−ボ
ンブラックが極めて高収率で得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る円筒状の反応炉を有するカーボン
ブラック製造炉の1例を示す図
【図2】本発明の反応停止媒体導入装置の一例を示す側
面図
【図3】図2に示す本発明の反応停止媒体導入装置の一
例を、第1反応帯域の方向から見た図
【図4】本発明の反応停止媒体導入装置の一例を示す側
面図
【図5】図5に示す本発明の反応停止媒体導入装置の一
例を、第1反応帯域の方向から見た図
【符号の説明】
1 第1反応帯域 2 第2反応帯域 3 第3反応帯域 4 燃料導入口 5 酸素含有ガス導入口 6 原料炭化水素導入ノズル 7 反応停止媒体導入ノズル 8 反応停止媒体噴出ノズル 9 高温ガス導入ガイド 10 炉壁

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 燃料と燃焼用空気或いは酸素含有ガスを
    燃焼させて高温ガスを得る第1反応帯域と第1反応帯域
    にひき続き設置され、原料炭化水素を導入してカーボン
    生成反応を起こさせる第2反応帯域と炉内温度を急冷さ
    せてカーボンブラック生成反応を停止させる第3反応帯
    域により構成されたオイルファーネス炉に於いて、第3
    反応帯域に於ける反応停止媒体に不活性ガスを用いるこ
    とを特徴とするカーボンブラックの製造方法。
  2. 【請求項2】 該反応停止媒体が水を含まない又は水の
    含有量が20%以下の不活性ガスであることを特徴とす
    る請求項1記載のカ−ボンブラックの製造方法。
  3. 【請求項3】 第3反応帯域に於ける反応停止媒体が炉
    軸に対してほぼ直角に導入されることを特徴とする請求
    項1または2記載のカ−ボンブラックの製造方法。
  4. 【請求項4】 第3反応帯域で導入される反応停止媒
    体の導入流速が、第3反応帯域に流入する第2反応帯域
    で生成した高温ガス流の流速よりも速いことを特徴とす
    る請求項1ないし3のいずれかに記載のカ−ボンブラッ
    クの製造方法。
  5. 【請求項5】 第3反応帯域に流入する第2反応帯域で
    生成した高温ガス流の流速が20m/秒〜30m/秒
    で、且つ第3反応帯域で導入される反応停止媒体の導入
    流速が40m/秒以上であることを特徴とする請求項1
    ないし4のいずれかに記載のカ−ボンブラックの製造方
    法。
  6. 【請求項6】 反応停止媒体が複数に分割されて導入さ
    れることを特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記
    載のカ−ボンブラックの製造方法。
JP19150795A 1995-07-27 1995-07-27 カ−ボンブラックの製造方法 Expired - Fee Related JP3409517B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19150795A JP3409517B2 (ja) 1995-07-27 1995-07-27 カ−ボンブラックの製造方法
US08/686,812 US5891414A (en) 1995-07-27 1996-07-26 Method for producing carbon black
DE1996130312 DE19630312A1 (de) 1995-07-27 1996-07-26 Verfahren zur Herstellung von Ruß
KR1019960030774A KR100419323B1 (ko) 1995-07-27 1996-07-27 카아본블랙의제조방법
CN96112269A CN1080293C (zh) 1995-07-27 1996-07-27 炭黑的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19150795A JP3409517B2 (ja) 1995-07-27 1995-07-27 カ−ボンブラックの製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0940882A JPH0940882A (ja) 1997-02-10
JP3409517B2 true JP3409517B2 (ja) 2003-05-26

Family

ID=16275809

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19150795A Expired - Fee Related JP3409517B2 (ja) 1995-07-27 1995-07-27 カ−ボンブラックの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5891414A (ja)
JP (1) JP3409517B2 (ja)
KR (1) KR100419323B1 (ja)
CN (1) CN1080293C (ja)
DE (1) DE19630312A1 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE59906862D1 (de) 1999-05-26 2003-10-09 Lianpeng Jing Brenner zum Erzeugen von Russ
WO2000075239A2 (fr) * 1999-06-03 2000-12-14 Vadim Ivanovich Alferov Procede et dispositif de production de noir de carbone
KR100443385B1 (ko) * 2002-01-11 2004-08-09 한국과학기술연구원 역 확산화염을 이용한 탄소 나노튜브의 연소합성 장치 및방법
US20040253168A1 (en) * 2003-04-23 2004-12-16 Xi Chu System and method for hydrocarbon processing
CN101838480B (zh) * 2010-04-30 2012-08-29 曲靖众一精细化工股份有限公司 甲烷高温裂解联产炭黑及高纯氢气的方法
CN101831205B (zh) * 2010-04-30 2012-05-30 曲靖众一精细化工股份有限公司 炭黑原料油相对无氧状态生产炭黑的方法
RU2562278C2 (ru) 2013-09-25 2015-09-10 МЦД Текнолоджис частная компания с ограниченной ответственностью Способ получения наноструктурированного углеродного материала на основе технического углерода

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3998934A (en) * 1974-07-03 1976-12-21 Phillips Petroleum Company Production of carbon black
US4206192A (en) * 1977-11-03 1980-06-03 Phillips Petroleum Company Method for producing carbon black
US4751069A (en) * 1982-10-18 1988-06-14 Columbian Chemicals Company Automotive high color carbon
US4554149A (en) * 1983-07-29 1985-11-19 Phillips Petroleum Company Method for producing carbon black
JP3003086B2 (ja) * 1991-04-02 2000-01-24 三菱化学株式会社 カーボンブラックの製造方法
JPH04359068A (ja) * 1991-06-04 1992-12-11 Tokai Carbon Co Ltd カーボンブラック製造炉

Also Published As

Publication number Publication date
CN1159465A (zh) 1997-09-17
US5891414A (en) 1999-04-06
KR100419323B1 (ko) 2005-08-01
DE19630312A1 (de) 1997-02-13
KR970006418A (ko) 1997-02-19
JPH0940882A (ja) 1997-02-10
CN1080293C (zh) 2002-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8361404B2 (en) Cyclonic reactor with non-equilibrium gliding discharge and plasma process for reforming of solid hydrocarbons
JP5149153B2 (ja) 水素または合成ガスの精製方法
JP2004510014A (ja) 炭素含有供給材料を限定されたナノ構造を有する炭素含有材料に転換するための装置および方法
JP2009543890A (ja) ガス化システム及びその使用法
DE2244851A1 (de) Verfahren zur herstellung einer mischung eines reduktionsgases
JPH0210186B2 (ja)
JP3409517B2 (ja) カ−ボンブラックの製造方法
WO2015051439A1 (en) A non-equilibrium plasma-assisted method and system for reformulating and / or reducing tar concentration in gasification derived gas product
WO2007012151A1 (en) A method of converting coal into fuels
Lugvishchuk et al. Soot formation in the methane partial oxidation process under conditions of partial saturation with water vapor
US6361682B1 (en) Pelletization of petroleum resids
JP3003086B2 (ja) カーボンブラックの製造方法
US4631180A (en) Process for producing carbon black
JPH0657806B2 (ja) カ−ボンブラツクの製造方法
US2716597A (en) Method and apparatus for the production of combustible gases from liquid fuels
JPH0768463B2 (ja) 高級カラ−用カ−ボンブラツク及びその製造方法
JP2832734B2 (ja) カーボンブラックの製造方法
US1836627A (en) Generation of gas
JPS6047097A (ja) 炭化水素の水蒸気分解法
JP2699195B2 (ja) カーポンブラックの製造方法及びその装置
JP3900745B2 (ja) カーボンブラックの製造方法
US4049395A (en) Method for treating raw material with a treating gas
US1892559A (en) Method of dissociating natural gas
US2665194A (en) Production of carbon black from aerosols
JPH0564186B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090320

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100320

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees