JPH0572429B2 - - Google Patents

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JPH0572429B2
JPH0572429B2 JP59269292A JP26929284A JPH0572429B2 JP H0572429 B2 JPH0572429 B2 JP H0572429B2 JP 59269292 A JP59269292 A JP 59269292A JP 26929284 A JP26929284 A JP 26929284A JP H0572429 B2 JPH0572429 B2 JP H0572429B2
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JP
Japan
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carbon black
gas
furnace
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msec
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JP59269292A
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JPS61148270A (ja
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Yasunori Hiwatari
Shushichi Yoshimura
Shin Kobayashi
Tomozo Yamazaki
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はフアーネス法による改質カーボンブラ
ツクの製造方法に関する。更に詳しくはハイスト
ラクチヤーフアーネスカーボンブラツクの製造方
法に関する。 (従来技術) 一般にフアーネス法によるカーボンブラツクの
製造は、空気などのO2含有ガスで燃料を燃焼さ
せることにより形成される高温燃焼ガス雰囲気の
炉内に原料炭化水素を導入し、部分燃焼および/
または熱分解させることによつて行われている。 生成反応完了後の高温燃焼ガス中に浮遊懸濁し
たカーボンブラツクは水スプレー等の通常の方法
で冷却された後、サイクロンやバツグフイルター
等により分離捕集される。 得られたカーボンブラツクは自動車タイヤ等の
ゴム補強材、樹脂や塗料並びインキ等の顔料、樹
脂並びにゴム等の電気導伝性付与材等々として広
く利用されている。 (発明が解決しようとする問題点) フアーネス法は、反応炉内での原料炭化水素の
反応条件、例えば、原料炭化水素の導入位置、導
入量、燃焼用酸素含有ガスの導入方法及び量等を
変更することにより生成カーボンブラツクの粒子
径及びストラクチヤーをある程度制御できるので
種々の用途に適した品種のものを製造する方法が
提案され実施されているが、従来の方法ではその
制御範囲が狭く、不満足なものであつた。 特にストラクチヤーにおいては、ストラクチユ
ーを下げる場合には原料炭化水素中にアルカリ金
属塩を添加する等の制御方法が確立されているが
ストラクチヤーを上げる場合には、芳香族含有量
が高く、アルカリ金属塩含有量の少い原料炭化水
素を選択して使用する以外効果的な方法が確立さ
れていない。 (問題点を解決するための手段) そこで、本発明者らは、カーボンブラツクによ
り広範囲な機能性、特に電気伝導性付与材等の機
能性を持たせるためには、ストラクチヤーを広い
範囲にわたり制御する方法の確立が必要であると
考え、容易にかつ経済的にストラクチヤーを上げ
る方法について鋭意検討を重ねた結果、一般的に
用いられているフアーネス法用反応炉において原
料炭化水素導入位置より下流でかつカーボンブラ
ツク生成反応が完結する位置より上流の位置から
ガス体を導入することにより生成カーボンブラツ
クのストラクチヤーを格段に高くすることができ
ることを見出し本発明に到達した。 本発明の目的は上述の如く高いストラクチヤー
を有する改質カーボンブラツクを製造する方法を
提供することにある。 そしてこの目的はフアーネス法によりカーボン
ブラツクを製造するに当り、高温燃焼ガス中に原
料炭化水素を導入した後の平均滞留時間が5m
sec〜100msecとなる位置において、カーボンブ
ラツク生成副生ガスに対する容積比(標準状態)
が0.05〜1.0の範囲の二酸化炭素を含まない水蒸
気を、同時に補助燃料炭化水素及び酸素含有ガス
を導入することなく、ガス流を横断するか或は向
流となる方向に炉内に導入してガス流に攪乱を与
えることを特徴とする改質カーボンブラツク製造
方法に存する。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明の改質カーボンブラツクを製造する為に
用いら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、アントラセンな
どの芳香族炭香水素やクレオソート油、アントラ
セン油、ナフタレン油、ピツチ油、エチレンボト
ム油などタール系並びに石油系の分解重油等通常
用いられているものは何れも使用可能である。一
方原料炭化水素を分解するのに必要な熱量を得る
為の燃料は、天然ガス、プロパン、ブタン、コー
クス炉ガス等の気体燃料或は灯油、軽油、重油の
様な液体燃料のうち完全燃焼が容易で原料炭化水
素の分解に必要な熱量を供給できるものであれば
何れを使用してもよい。 また燃料を燃焼させる為の酸素含有ガスとして
は、一般に空気を用いるが空気或はその他のガス
に酸素を任意の割合で混合したものを用いてもよ
い。 燃料は燃焼用酸素含有ガスの一部と共に、或は
単独で反応炉内に導入され、酸素含有ガスにより
燃焼された高温の燃焼ガス流を形成する。燃料と
酸素含有ガスの比は、燃焼ガス流の温度が1400℃
〜2000℃、好ましくは1600℃〜1900℃となる様に
選択する。 原料炭化水素は上記高温燃焼ガス中に噴射導入
され、部分燃焼および/または熱分解によりカー
ボンブラツクを生成するが本発明で重要なことは
原料炭化水素導入位置より下流でかつカーボンブ
ラツク生成反応が完結する位置より上流の特定の
位置からガス体を導入することによつて強力な攪
乱を生じさせることであつて、この手法により、
他の公知の方法で製造されるものより格段にスト
ラクチヤーの発達した改質カーボンブラツクを得
ることが可能となつた。その理由については十分
には明らかでないが、本発明者等の推測によれば
このガス体の導入により、原料炭化水素が、固化
炭化して反応を完結する迄の粒滴状態においてそ
れらの接触頻度が増大することにあるものと思わ
れる。 水蒸気は炉内ガス流に高度の攪乱、特にカーボ
ンブラツク生成副生ガスの流れに攪乱を与えるよ
うに導入することが望まれ、ガス流を横断するか
或は向流となる方向に導入する。導入口は一箇所
乃至2箇所以上とすることができる。また導入部
には先細ノズル等を用いて高速度で炉内に圧入す
るのが好ましい。 水蒸気導入位置は、前記高温燃焼ガス中に原料
炭化水素を導入した後の炉内全ガスの平均滞留時
間が5msec〜100msecとなるような位置とする
ことが必要で更に好ましくは10msec〜50msecと
するの良い。この平均滞留時間が5msecに達し
ない位置でガス体を導入した場合は原料炭化水素
カーボンブラツクの生成そのものに悪影響を及ぼ
すおそれがあり、又、平均滞留時間が100msecを
越える位置でガス体を導入した場合は既にカーボ
ンブラツク生成反応が完結して粒子が固化炭化し
ている可能性が高く本発明の効果が発現し難い傾
向となる。 水蒸気導入量(VG2Nm3/Hr)は、燃料の燃焼
と原料炭化水素の部分燃焼および/または熱分解
によつて発生するガス、所謂カーボンブラツク生
成副生ガスの量をVG1Nm3/Hrとするとき、
VG2/VG1を0.05〜1.0の範囲にとるのが良く、更
に好ましくはVG2/VG1=0.1〜0.5とするのが良
い。VG2/VG1が0.05より小さい場合には得られる
効果は非常に小さくなる。一方VG2/VG1が1.0を
越える場合には、ガス体導入量の増加に比例した
だけの効果が得られないだけでなく、後段の捕集
設備への負荷が大きくなるのでむやみにVG2
VG1を大きくするのは好ましくない。 導入する水蒸気の温度及び圧力については特に
制限はないが、ガス状で導入することが必要で液
状或は液滴で導入した場合には本発明の効果は得
られない。 生成したカーボンブラツクは、水蒸気導入点よ
り下流において、水の炉内噴霧等の通常用いられ
ている方法で冷却されサイクロンやバツグフイル
ター等により分離捕集される。 (発明の効果) 以上詳述したように、本発明ではカーボンブラ
ツクの生成反応が完結する位置より上流の特定位
置に特定量の水蒸気を導入するという簡単な操作
により、ストラクチヤーを大きくすることができ
るのでハイストラクチヤーカーボンブラツクの製
造方法として極めて有用である。 以下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越えない限り以下の実施
例に限定されるものではない。 実施例 1 第1図〜第3図は、本発明を実施する為のフア
ーネスブラツク製造炉の1例を示したもので第1
図は該炉の縦断面模式図であり、第2図は、第1
図のA−A′線で又、第3図は第1図のB−B′線
でそれぞれ第1図とは直交的に縦断した縦断面模
式図である。各図において1は炉本体、2は燃焼
室、3は絞り部、4は反応室、5は原料油供給管
6を内管とし冷却管7を外管とする原料油供給ノ
ズル、8は燃焼用空気入口9から供給された空気
と燃料供給管10から供給された燃料から成る燃
焼ガス導入口、11は反応室内に設けられたガス
体導入管、12は炉の終端部において流通物を冷
却する為の冷却水導入管、13は煙道をそれぞれ
示す。 この製造炉において、先ず燃焼室2に燃焼ガス
導入口から高温燃焼ガス生成用燃料としてコーク
ス炉ガス(真発熱量4500kcal/Nm3)を190N
m3/Hr、及び該燃料燃焼用空気1000Nm3/Hrを
導入し、また原料導入管6を通じて原料炭化水素
としてクレオソート油を70Kg/Hrで導入した。 原料導入点から170mm下流(平均滞留時間13m
sec)に取り付けられた水蒸気導入管11を通じ
て水蒸気(ゲージ圧力12Kg/cm2、温度190℃)を
130Kg/Hr(カーボンブラツク生成副生ガスに対
する容積比0.13)導入してカーボンブラツクを製
造した。 実施例 2 水蒸気導入量を300Kg/Hr(カーボンブラツク
生成副生ガスに対する容積比0.31)とした以外は
全て実施例1と同一条件でカーボンブラツクを製
造した。 比較例 1 水蒸気を導入しない以外は全て実施例1と同一
条件でカーボンブラツクを製造した。 比較例 2 水蒸気導入管から水を噴霧する以外は全て実施
例1と同一条件でカーボンブラツクを製造した。 比較例 3 水蒸気導入量を40Kg/Hr(カーボンブラツク生
成副生ガスに対する容積比0.04)とした以外は全
て実施例1と同一条件でカーボンブラツクを製造
した。 比較例 4 水蒸気導入位置を原料炭化水素導入点から1050
mm(平均滞留時間111msec)とした以外は全て実
施例2と同一条件でカーボンブラツクを製造し
た。 実施例及び比較例で得られたカーボンブラツク
の物性を表1に示す。尚、表中の粒子径は電子顕
微鏡観察による面積平均値であり、DBP吸油量
はASTM法D−2414−82、PHは同法D−1512−
80に従つて測定した値である。 【表】
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施に用いる装置の一例の縦
断面模式図、第2図は第1図のA−A′断面模式
図、第3図は同B−B′断面模式図である。 1……炉本体、2……燃焼室、3……絞り部、
4……反応室、5……原料油供給ノズル、6……
原料油供給管、7……冷水管、8……燃焼ガス導
入口、9……燃焼用空気入口、10……燃料供給
管、11……ガス体導入管、12……冷却水導入
管、13……煙道。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 フアーネス法によりカーボンブラツクを製造
    するに当り、高温燃焼ガス中に原料炭化水素を導
    入した後の平均滞留時間が5msec〜100msecと
    なる位置において、カーボンブラツク生成副生ガ
    スに対する容積比(標準状態)が0.05〜1.0の範
    囲の、二酸化炭素を含まない水蒸気を、同時に補
    助燃料炭化水素及び酸素含有ガスを導入すること
    なく、ガス流を横断するか或は向流となる方向に
    炉内に導入してガス流に攪乱を与えることを特徴
    とする改質カーボンブラツク製造方法。
JP26929284A 1984-12-20 1984-12-20 改質カ−ボンブラツクの製造方法 Granted JPS61148270A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5155794A (ja) * 1974-09-13 1976-05-17 Cabot Corp
JPS53137092A (en) * 1977-05-06 1978-11-30 Asahi Carbon Co Ltd Method of making carbon black
JPS6173773A (ja) * 1984-09-18 1986-04-15 Mitsubishi Chem Ind Ltd カ−ボンブラツクの製造方法
JPS6176554A (ja) * 1984-09-21 1986-04-19 Mitsubishi Chem Ind Ltd カ−ボンブラツクの製造方法

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